專利名稱：能量消耗量預(yù)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對(duì)制造金屬制品的熱軋線的能量消耗量進(jìn)行預(yù)測(cè)的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
利用熱軋線來制造期望尺寸、品質(zhì)的產(chǎn)品所需的能量消耗量，例如可使用軋制臺(tái)的軋制轉(zhuǎn)矩或輥速度來算出(例如參照專利文獻(xiàn)I)。另外，以每個(gè)被軋制材料的軋制轉(zhuǎn)矩和輥速度被大致決定為前提，提出了不使用軋制轉(zhuǎn)矩或輥速度的預(yù)測(cè)值，對(duì)按照材質(zhì)、軋制時(shí)間及軋制前后被軋制材料的尺寸進(jìn)行區(qū)分的每ー個(gè)能量消耗量加以掌握的方法(例如參照專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)I :日本專利第3444267號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本專利第3498786號(hào)公報(bào)能量消耗量的預(yù)測(cè)所使用的參數(shù)即軋制時(shí)間、軋制轉(zhuǎn)矩、輥速度中，軋制轉(zhuǎn)矩可以通過使用模型公式的設(shè)定計(jì)算等來高精度地預(yù)測(cè)。但是，軋制時(shí)間或輥速度在實(shí)際的軋制中容易與預(yù)測(cè)值產(chǎn)生誤差，是能量消耗量的預(yù)測(cè)誤差的主要原因。另外，能量消耗量也會(huì)由于對(duì)軋制臺(tái)的輥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)的老化等在設(shè)定計(jì)算或設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)中沒有考慮的原因而變化。因此，為了準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)能量消耗量，需要利用學(xué)習(xí)計(jì)算來校正這些誤差。然而，在對(duì)按照材質(zhì)、軋制時(shí)間及軋制前后被軋制材料的尺寸進(jìn)行區(qū)分的每ー個(gè)能量消耗量加以掌握的上述方法中，沒有使用軋制轉(zhuǎn)矩或輥速度的預(yù)測(cè)值。因此存在的問題是即使是同一區(qū)分，在軋制條件變化吋，若軋制轉(zhuǎn)矩及軋制速度變化則預(yù)測(cè)精度會(huì)下降。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種預(yù)測(cè)精度較高的熱軋線的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)形態(tài)，是ー種熱軋線的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置，包括(I)實(shí)際值獲取裝置，獲取在熱軋線的軋制處理中所計(jì)測(cè)的動(dòng)作實(shí)際值；(2)設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置，對(duì)將動(dòng)作實(shí)際值用于模型公式的參數(shù)而得到的動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值與動(dòng)作實(shí)際值進(jìn)行比較，算出設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值；(3)設(shè)定計(jì)算裝置，使用熱軋線的操作條件及設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值，計(jì)算包含熱軋線的軋制轉(zhuǎn)矩、輥速度及軋制功率的設(shè)定值在內(nèi)的動(dòng)作設(shè)定值；(4)能量消耗量算出裝置，使用動(dòng)作設(shè)定值來算出能量消耗量計(jì)算值；(5)能量消耗量實(shí)際值算出裝置，使用軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度的動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值來算出能量消耗量實(shí)際計(jì)算值；(6)能量消耗量實(shí)際值獲取裝置，通過對(duì)軋制功率的動(dòng)作實(shí)際值進(jìn)行積分來獲取能量消耗量實(shí)際值；(7)能量消耗量學(xué)習(xí)值算出裝置，通過對(duì)能量消耗量實(shí)際計(jì)算值與能量消耗量實(shí)際值進(jìn)行比較，算出能 量消耗量學(xué)習(xí)值；以及(8)預(yù)測(cè)值算出裝置，算出使能量消耗量學(xué)習(xí)值反映在能量消耗量計(jì)算值中的能量消耗量預(yù)測(cè)值。
根據(jù)本發(fā)明，可以提供預(yù)測(cè)精度較高的熱軋線的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置。


圖I是表示本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖2是表示熱軋線的結(jié)構(gòu)例的示意3是表示利用本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置算出能量消耗量實(shí)際值的方法的例子的示意圖。圖4是表示本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖5是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。圖6是表示本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置的學(xué)習(xí)值數(shù)據(jù)庫(kù)所存儲(chǔ)的表格的例子。圖7是表示本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置的結(jié)構(gòu)的示意圖。附圖標(biāo)記10...能量消耗量預(yù)測(cè)裝置11...實(shí)際值獲取裝置12...設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置13...設(shè)定計(jì)算裝置14...能量消耗量算出裝置15...能量消耗量實(shí)際值算出裝置16...能量消耗量實(shí)際值獲取裝置17...能量消耗量學(xué)習(xí)值算出裝置18...預(yù)測(cè)值算出裝置19...能量消耗量學(xué)習(xí)值更新裝置20...熱軋線21...加熱爐23...粗軋機(jī)26 精軋機(jī)27...冷卻裝置28...卷繞機(jī)30 學(xué)習(xí)值數(shù)據(jù)庫(kù)40...顯示裝置100...被軋制材料121...設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置171...能量消耗量學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置
具體實(shí)施例方式接下來，參照附圖，說明本發(fā)明的實(shí)施方式I 4。在下面的附圖的記載中，對(duì)同一或者類似的部分標(biāo)注同一或者類似的標(biāo)記。下面示出的實(shí)施方式是對(duì)用于將本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的裝置或方法的舉例，本發(fā)明的實(shí)施方式的構(gòu)成器件的構(gòu)造、配置等不限于下述結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的實(shí)施方式可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。(實(shí)施方式I)本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10是對(duì)熱軋線20的能量消耗量進(jìn)行預(yù)測(cè)的裝置，如圖I所示，包括實(shí)際值獲取裝置11、設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置12、設(shè)定計(jì)算裝置13、能量消耗量算出裝置14、能量消耗量實(shí)際值算出裝置15、能量消耗量實(shí)際值獲取裝置16、能量消耗量學(xué)習(xí)值算出裝置17、預(yù)測(cè)值算出裝置18。實(shí)際值獲取裝置11獲取在熱軋線20的軋制處理中所計(jì)測(cè)的，包含軋制轉(zhuǎn)矩、輥速度及遍及被軋制材料全長(zhǎng)的軋制功率等在內(nèi)的實(shí)際值(以下稱作“動(dòng)作實(shí)際值A(chǔ)ACT”)。設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置12對(duì)將動(dòng)作實(shí)際值A(chǔ)act用于模型公式的參數(shù)而得到的動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值A(chǔ) 與動(dòng)作實(shí)際值A(chǔ)act進(jìn)行比較，算出設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM。此處，上標(biāo)ACT表示動(dòng)作實(shí)際值，上標(biāo)ACTCAL表示動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值(下同)。 設(shè)定計(jì)算裝置13使用熱軋線20的操作條件及設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM，計(jì)算包含熱軋線20的軋制轉(zhuǎn)矩、輥速度及軋制功率的設(shè)定值在內(nèi)的動(dòng)作設(shè)定值A(chǔ)SET。能量消耗量算出裝置14使用動(dòng)作設(shè)定值A(chǔ)set來算出能量消耗量計(jì)算值EnSET。能量消耗量實(shí)際值算出裝置15使用軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度的動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值A(chǔ)ACTeAS算出能量消耗量實(shí)際計(jì)算值EnACTeA\另ー方面，能量消耗量實(shí)際值獲取裝置16通過對(duì)由實(shí)際值獲取裝置11獲取的軋制功率的動(dòng)作實(shí)際值Pwact進(jìn)行積分，獲取能量消耗量實(shí)際值EnACT。能量消耗量學(xué)習(xí)值算出裝置17通過對(duì)能量消耗量實(shí)際計(jì)算值EnACTi與能量消耗量實(shí)際值EnACT進(jìn)行比較，算出能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnEC 。算出的能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnK 存儲(chǔ)在能量消耗量學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置171。預(yù)測(cè)值算出裝置18算出能量消耗量預(yù)測(cè)值Enfted,該能量消耗量預(yù)測(cè)值Enfted使從能量消耗量學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置171讀出的能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnE。反映在能量消耗量計(jì)算值EnSET 中。圖2表示利用能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10預(yù)測(cè)能量消耗量的預(yù)測(cè)對(duì)象即熱軋線20的結(jié)構(gòu)例。圖2所示的熱軋線20具有加熱爐21、粗軋機(jī)23、精軋機(jī)26、卷繞機(jī)28。從加熱爐21運(yùn)出的被軋制材料100被可逆式的粗軋機(jī)23軋制。粗軋機(jī)23通常具有I臺(tái)至多臺(tái)的軋制臺(tái)，通過邊使被軋制材料100往返邊使其多次通過粗軋機(jī)23，在粗軋機(jī)出ロ側(cè)軋制到目標(biāo)的中間條板厚。以下將使被軋制材料100通過粗軋機(jī)23的軋制臺(tái)的通路稱作“軋制道”。在被粗軋機(jī)23軋制后，被軋制材料100從粗軋機(jī)23的出口側(cè)被運(yùn)送到精軋機(jī)26的入口側(cè)，例如利用由5 7臺(tái)的軋制臺(tái)260構(gòu)成的精軋機(jī)26，軋制到期望的產(chǎn)品板厚。從精軋機(jī)26運(yùn)出的被軋制材料100在被水冷裝置等冷卻裝置27冷卻后，被卷繞機(jī)28卷繞成線圈狀。此外，粗軋機(jī)23的軋制臺(tái)的輥由電動(dòng)機(jī)231進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，精軋機(jī)26的軋制臺(tái)260的輥由電動(dòng)機(jī)261進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。另外，在粗軋機(jī)23的入口側(cè)配置粗軋機(jī)入口側(cè)去氧化皮機(jī)22，在精軋機(jī)26的入口側(cè)配置精軋機(jī)入口側(cè)去氧化皮機(jī)25。再有，在粗軋機(jī)23和精軋機(jī)26間的運(yùn)送臺(tái)區(qū)域配置剪料頭機(jī)24。圖I所示的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10算出用于制造期望尺寸、品質(zhì)的產(chǎn)品所需的、熱軋線20的能量消耗量的預(yù)測(cè)值。下面，說明能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10的詳細(xì)動(dòng)作。設(shè)定計(jì)算裝置13基于操作條件及設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM，使用已知的模型公式，計(jì)算動(dòng)作設(shè)定值A(chǔ)SET。操作條件例如是精軋機(jī)26出ロ側(cè)的作為目標(biāo)的板厚、精軋機(jī)出ロ側(cè)溫度等。另外，動(dòng)作設(shè)定值A(chǔ)set是對(duì)用于使被軋制材料100具有期望的板厚所需的輥間隙、以及用于實(shí)現(xiàn)期望的精軋機(jī)出ロ側(cè)溫度所需的輥速度等進(jìn)行計(jì)算。即，用于使熱軋線20所制造的產(chǎn)品具有期望的尺寸及品質(zhì)所需的軋制轉(zhuǎn)矩、輥速度等由設(shè)定計(jì)算裝置13計(jì)算得到。再有，包含各軋制道或各軋制臺(tái)260的軋制負(fù)荷、軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度等的設(shè)定值在內(nèi)的動(dòng)作設(shè)定值A(chǔ)set由設(shè)定計(jì)算裝置13計(jì)算得到，以不超過精軋機(jī)26的負(fù)載極限值、以及對(duì)軋制臺(tái)260的輥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)261的轉(zhuǎn)矩極限值。優(yōu)選的是，至少在以下的3點(diǎn)算出這些動(dòng)作設(shè)定值A(chǔ)set :對(duì)從被軋制材料100的前端保證精度來說比較重要的嵌入點(diǎn)、從確保生產(chǎn)量的觀點(diǎn)使被軋制材料100加速而軋制速度最大的中間點(diǎn)、以及被軋制材料100的溫度變低的后端點(diǎn)。以下將算出動(dòng)作設(shè)定值A(chǔ)set的地點(diǎn)稱作“目標(biāo)點(diǎn)”。另外，將上述一系列的計(jì)算稱作“設(shè)定計(jì)算”。通過設(shè)定計(jì)算而計(jì)算得到的輥間隙或輥速度等的動(dòng)作設(shè)定值A(chǔ)set輸出至熱軋線20的控制裝置，基于這些動(dòng)作設(shè)定值A(chǔ)set操作熱軋線20。另外，軋制轉(zhuǎn)矩、輥速度的動(dòng)作設(shè)定值A(chǔ)set作為能量消耗量計(jì)算用的輸入?yún)?shù)，輸出至能量消耗量算出裝置14。實(shí)際值獲取裝置11從設(shè)置在熱軋線20的計(jì)測(cè)器(未圖示)，獲取遍及軋制處理中的被軋制材料100全長(zhǎng)的軋制轉(zhuǎn)矩、親速度、以及軋制功率等的動(dòng)作實(shí)際值A(chǔ)act。例如，軋制轉(zhuǎn)矩使用施加在輥上的負(fù)荷等、輥速度使用輥的轉(zhuǎn)速等、軋制功率使用電動(dòng)機(jī)261的驅(qū)動(dòng)電流等被分別算出。由實(shí)際值獲取裝置11獲取的動(dòng)作實(shí)際值A(chǔ)act輸出至設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置12。設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置12將由實(shí)際值獲取裝置11獲取的動(dòng)作實(shí)際值A(chǔ)act代入模型公式的參數(shù)，算出動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值A(chǔ)ACTQ\再有，設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置12通過對(duì)由實(shí)際值獲取裝置11獲取的被軋制材料100的各目標(biāo)點(diǎn)的動(dòng)作實(shí)際值A(chǔ)act、與算出的動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值A(chǔ) 進(jìn)行比較，掌握動(dòng)作實(shí)際值A(chǔ)act與動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值A(chǔ)actq^的誤差。具體而言，設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置12算出動(dòng)作實(shí)際值A(chǔ)act與動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值A(chǔ) 之比。即，以“動(dòng)作實(shí)際值A(chǔ)act/動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值A(chǔ)Aera^”算出設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM。算出的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM存儲(chǔ)在設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置121.設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置121所存儲(chǔ)的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM被用于設(shè)定計(jì)算裝置13。在利用能量消耗量算出裝置14計(jì)算熱軋線20的能量消耗量時(shí)，使用由設(shè)定計(jì)算裝置13算出的動(dòng)作設(shè)定值A(chǔ)set。具體而言，能量消耗量算出裝置14基于算出的軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度等的動(dòng)作設(shè)定值A(chǔ)SET、及操作條件，算出粗軋機(jī)23的各軋制道及精軋機(jī)26的各軋制臺(tái)260的能量消耗量計(jì)算值EnSET。例如，對(duì)各軋制道及各軋制臺(tái)260的輥進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)261的能量消耗量計(jì)算值EnSET如下式(I)及式(2)所示，通過對(duì)軋制轉(zhuǎn)矩G (t) [kNm]與輥速度v(t) [m/s]的積進(jìn)行時(shí)間(t) [s]積分而算出EnSET = n / Pw(t)dt…(I)Pw(t) = (1000Xv(t) XG(t))/R— (2)式(I)中，/ dt表示從t = 0至T，即從開始對(duì)被軋制材料100進(jìn)行軋制處理到結(jié)束的時(shí)間積分，n是功率轉(zhuǎn)換效率(電流-功之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換時(shí)的效率)。式(2)中，R[mm]是輥半徑，Pw(t)[kW]是軋制功率。軋制轉(zhuǎn)矩G(t)是輥基準(zhǔn)。能量消耗量實(shí)際值算出裝置15使用設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置12在算出設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM時(shí)所使用的、軋制轉(zhuǎn)矩的動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值GiACTm和輥速度的動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值ViAae'算出能量消耗量實(shí)際計(jì)算值EnAera\能量消耗量實(shí)際計(jì)算值EnACTi使用式⑴及式⑵，利用下式⑶及式⑷算出PWiACTCAL = (1000XV XG )/R- (3)EnACTCAL = E (PWiACTCAL+Pwi+1ACTCAL) X 5嚴(yán)/2... (4)
式(3)的PWiACTQ^是目標(biāo)點(diǎn)i的軋制功率的實(shí)際計(jì)算值，R[mm]是輥半徑。式(4)中，SiACT[s]是目標(biāo)點(diǎn)i i+1間的時(shí)間，n是軋制道或者軋制臺(tái)260的編號(hào)。E表示從第ー個(gè)目標(biāo)點(diǎn)到最后ー個(gè)目標(biāo)點(diǎn)M的總和。算出的能量消耗量實(shí)際計(jì)算值EnACTQ^輸出至能量消耗量學(xué)習(xí)值算出裝置17。能量消耗量實(shí)際值獲取裝置16對(duì)由實(shí)際值獲取裝置11獲取的軋制功率的動(dòng)作實(shí)際值進(jìn)行積分，算出能量消耗量實(shí)際值EnACT。圖3表示能量消耗量實(shí)際值EnACT的算出方法的例子。在圖3中，縱軸是軋制功率的動(dòng)作實(shí)際值Pwact，橫軸是時(shí)間t。如下式(5)所示，通過將測(cè)定地點(diǎn)j的軋制功率的動(dòng)作實(shí)際值Pwact (j)與時(shí)間步長(zhǎng)At(J)相乘，并對(duì)所得到的積進(jìn)行求和，直到最終測(cè)定地點(diǎn)為止，可以準(zhǔn)確地算出能量消耗量實(shí)際值EnACT:EnACT = f Pwact (j) (t) dt = E (Pwact (j) X At (j))…(5)在式(5)中，/ dt表示從t = 0至T的時(shí)間積分，E表示從j = 0至L_1的總和。L是最終測(cè)定地點(diǎn)。算出的能量消耗量實(shí)際值￡1^1輸出至能量消耗量學(xué)習(xí)值算出裝置17。能量消耗量學(xué)習(xí)值算出裝置17通過對(duì)能量消耗量實(shí)際值EnACT與能量消耗量實(shí)際計(jì)算值Err 進(jìn)行比較，掌握能量消耗量實(shí)際值EnACT與能量消耗量實(shí)際計(jì)算值EnACTQ^的誤差。具體而言，如下式(6)所示，算出能量消耗量實(shí)際值EnACT與能量消耗量實(shí)際計(jì)算值EnACTm之比，作為能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnEC ZnECCUE = EnACT/EnACTCAL…(6)算出的能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnK 存儲(chǔ)在能量消耗量學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置171。在能量消耗量學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置171中，通過對(duì)過去算出且已經(jīng)存儲(chǔ)在能量消耗量學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置171中的舊的能量消耗量學(xué)習(xí)值(以下表示為“Zn:111”)與新算出的能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnKGUK進(jìn)行式(7)所示的加權(quán)平均計(jì)算，重新算出能量消耗量學(xué)習(xí)值Znrc :ZnEC = (I- a ) ZnEC0LD+ a ZnECcut. (7)式(J)中，a是加權(quán)系數(shù)。使用式(J)而更新的新的能量消耗量學(xué)習(xí)值21^存儲(chǔ)在能量消耗量學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置171。預(yù)測(cè)值算出裝置18算出能量消耗量預(yù)測(cè)值Enfted,該能量消耗量預(yù)測(cè)值Enfted使存儲(chǔ)在能量消耗量學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置171的能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnE。，反映在由能量消耗量算出裝置14算出的能量消耗量計(jì)算值EnSET中。具體而言，使用下式(8)，算出考慮了能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnE。的能量消耗量預(yù)測(cè)值Enfted :Enpred = ZnECXEnSET…(8)
如上所述，通過使用能量消耗量學(xué)習(xí)值Znrc，能以較高的精度算出準(zhǔn)確的能量消耗量預(yù)測(cè)值Enpral,其中，能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnE。是通過對(duì)將軋制功率進(jìn)行時(shí)間積分而得到的能量消耗量實(shí)際值EnACT、與使用從實(shí)際值算出的軋制轉(zhuǎn)矩及計(jì)算輥速度的動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值A(chǔ)actcal而算出的能量消耗量實(shí)際計(jì)算值EnACTQ^進(jìn)行比較而求出的。如以上說明，本發(fā)明的實(shí)施方式I所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10使用將軋制轉(zhuǎn)矩和輥速度作為能量消耗量計(jì)算的輸入?yún)?shù)的能量消耗量計(jì)算式，算出能量消耗量計(jì)算值。此時(shí)，軋制轉(zhuǎn)矩和輥速度是使用設(shè)定計(jì)算的模型公式計(jì)算的。
而且，能量消耗量計(jì)算式的輸入?yún)?shù)即軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度的動(dòng)作實(shí)際值A(chǔ)act與動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值A(chǔ)actI的誤差，被由設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置12算出的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM消除。另外，在掌握能量消耗量吋，通過掌握能量消耗量實(shí)際計(jì)算值EnACTi與能量消耗量實(shí)際值EnACT的誤差，消除能量消耗量計(jì)算式自身的誤差，其中，能量消耗量實(shí)際計(jì)算值Ehactcal是使用將軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度的動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值A(chǔ)actq^作為輸入?yún)?shù)的能量消耗量計(jì)算式而算出的，能量消耗量實(shí)際值EnACTi使用來自熱軋線20的反饋信息即軋制功率的動(dòng)作實(shí)際值而算出的。所以，根據(jù)圖I所示的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10，通過使能量消耗量計(jì)算式的輸入?yún)?shù)的誤差、能量消耗量計(jì)算式自身的誤差分開，井分別掌握各誤差，能夠提高能量消耗量的預(yù)測(cè)精度。(實(shí)施方式2)本發(fā)明的實(shí)施方式2所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10如圖4所示，與圖I所示的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10的不同之處在于，還包括能量消耗量學(xué)習(xí)值更新裝置19。其他結(jié)構(gòu)與圖I所示的實(shí)施方式I相同。能量消耗量學(xué)習(xí)值更新裝置19如后文詳細(xì)描述，根據(jù)由設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置12算出的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM的變化率，將存儲(chǔ)在能量消耗量學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置171的能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnK除以設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM的變化率，算出新的能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnK。然后，預(yù)測(cè)值算出裝置18使用新的能量消耗量學(xué)習(xí)值Znrc，算出能量消耗量預(yù)測(cè)值Enpra1。能量消耗量實(shí)際值EnACT與能量消耗量計(jì)算值EnSET的誤差也會(huì)由于算出軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度時(shí)所使用的模型公式的預(yù)測(cè)誤差而產(chǎn)生。在軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM大幅變化的情況下，由于能量消耗量計(jì)算的輸入?yún)?shù)即軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度變化，因此能量消耗量的預(yù)測(cè)精度有可能下降。因此，在能量消耗量學(xué)習(xí)計(jì)算中，需要判斷軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM是否飽和。此處“設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值飽和”是指即使反復(fù)對(duì)熱軋線進(jìn)行軋制處理，設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值也幾乎不變化。例如，在設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值的變化率為10%以下的情況判斷為飽和。若軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM沒有飽和，則在接下來處理的被軋制材料100的能量消耗量計(jì)算中，需要考慮設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM的變化量來將該變化量去除。能量消耗量學(xué)習(xí)值更新裝置19從設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置121讀出能量消耗量計(jì)算的輸入?yún)?shù)即軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM。讀出的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM是更新前的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnsT1及更新后的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnMNEW。此外，由于軋制速度和輥速度大致有比例關(guān)系，因此使用軋制速度的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值也沒有任何問題。為了在能量消耗量計(jì)算中將設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值變化量去除，進(jìn)行以下的處理。S卩，能量消耗量學(xué)習(xí)值更新裝置19對(duì)更新前的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZrCui與更新后的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnMNEW-行比較，算出設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值的變化率Pm。在該設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值的變化率為預(yù)先設(shè)定的一定的閾值Y以上的情況下，作為適用于能量消耗量計(jì)算的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值ZnM，使用將存儲(chǔ)在設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置121的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值除以設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值的變化率P M而得到的值。閾值Y例如是0. I。具體而言，使用式(9)來算出設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值的變化率:f3M = ZnMNEVZnM0LD…(9)此處，在Y彡|1-PM|的情況下，由下式(10)算出適用于能量消耗量計(jì)算的新的能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnEC: ZnEC = ZnEC0LD/ @ (10)另ー方面，在|1-@M| < Y的情況下，將更新前的能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnJui原樣用作為適用于能量消耗量計(jì)算的能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnE。。S卩，ZnEC = ZnEC_。如上所述決定的能量消耗量學(xué)習(xí)值2%。輸出至預(yù)測(cè)值算出裝置18。預(yù)測(cè)值算出裝置18算出反映有能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnE。的能量消耗量。其他與實(shí)施方式I實(shí)際上一祥，省略重復(fù)的描述。如以上說明，根據(jù)實(shí)施方式2所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10，可以避免計(jì)算能量費(fèi)量計(jì)算的輸入?yún)?shù)的設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置12、能量消耗量學(xué)習(xí)值算出裝置17這兩者重復(fù)地掌握能量消耗量計(jì)算的輸入?yún)?shù)的預(yù)測(cè)誤差。其結(jié)果是，可以使能量消耗量預(yù)測(cè)的精度穩(wěn)定、提尚。(實(shí)施方式3)本發(fā)明的實(shí)施方式3所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10如圖5所示，與實(shí)施方式I不同之處在于，包括學(xué)習(xí)值數(shù)據(jù)庫(kù)30，對(duì)按照被軋制材料100的板厚、板寬及鋼種進(jìn)行區(qū)分的多個(gè)能量消耗量學(xué)習(xí)值進(jìn)行存儲(chǔ)。其他結(jié)構(gòu)與圖I所示的實(shí)施方式I相同。軋制轉(zhuǎn)矩、輥速度及軋制時(shí)間會(huì)隨著被軋制材料100的板厚、板寬及鋼種的不同而不同。因此，能量消耗量的預(yù)測(cè)誤差會(huì)隨著被軋制材料100的板厚、板寬及鋼種的不同而不同。所以，作為能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnE。，準(zhǔn)備按照被軋制材料100的板厚、板寬及鋼種進(jìn)行區(qū)分的學(xué)習(xí)值是有效的。圖6表示存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)值數(shù)據(jù)庫(kù)30的表格的例子。該表格的結(jié)構(gòu)為按照鋼種準(zhǔn)備表，對(duì)于各表以板厚及板寬進(jìn)行區(qū)分，記錄按照區(qū)分的能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnEC。例如，以板厚區(qū)分I為I. 2[mm] I. 4[mm]、板寬區(qū)分2為980[mm] 1100[mm]這樣決定的范圍來劃分板厚及板寬，對(duì)每個(gè)區(qū)分標(biāo)注連續(xù)的號(hào)碼。然后，在圖6所示的表格中按照區(qū)分顯示能量消耗量學(xué)習(xí)值。在熱軋線20中對(duì)被軋制材料100進(jìn)行了軋制處理后，向能量消耗量學(xué)習(xí)值存儲(chǔ)裝置171輸入由能量消耗量學(xué)習(xí)值算出裝置17算出的能量消耗量學(xué)習(xí)值。此時(shí)，與被軋制處理的被軋制材料100的板厚、板寬及鋼種的區(qū)分對(duì)應(yīng)的能量消耗量學(xué)習(xí)值，作為式(7)的已經(jīng)存儲(chǔ)的能量消耗量學(xué)習(xí)值被使用。然后，使用式(7)而更新的能量消耗量學(xué)習(xí)值ZnE。，作為新的能量消耗量學(xué)習(xí)值，記錄在學(xué)習(xí)值數(shù)據(jù)庫(kù)30所存儲(chǔ)的表格內(nèi)的對(duì)應(yīng)區(qū)分。另一方面，與預(yù)定進(jìn)行軋制的被軋制材料100的板厚、板寬及鋼種的區(qū)分對(duì)應(yīng)的能量消耗量學(xué)習(xí)值，在軋制處理前輸出至預(yù)測(cè)值算出裝置18。
如上所述，在圖5所示的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10中，根據(jù)被軋制材料100的板厚、板寬及鋼種的區(qū)分，能量消耗量學(xué)習(xí)值在每個(gè)區(qū)分被更新，保存在學(xué)習(xí)值數(shù)據(jù)庫(kù)30。然后，按照區(qū)分存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)值數(shù)據(jù)庫(kù)30的能量消耗量學(xué)習(xí)值被輸出至預(yù)測(cè)值算出裝置18。預(yù)測(cè)值算出裝置18算出反映有與區(qū)分相應(yīng)的能量消耗量學(xué)習(xí)值的能量消耗量預(yù)測(cè)值EnPMd。其他與實(shí)施方式I實(shí)際上ー樣，省略重復(fù)的描述。如以上說明，根據(jù)實(shí)施方式3所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10，通過按照板厚、板寬及鋼種的區(qū)分得到能量消耗量學(xué)習(xí)值，可以補(bǔ)償被軋制材料100的不同板厚、板寬及鋼種所產(chǎn)生的不同的預(yù)測(cè)誤差。其結(jié)果是，可以進(jìn)一歩準(zhǔn)確預(yù)測(cè)能量消耗量。(實(shí)施方式4)本發(fā)明的實(shí)施方式4所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10如圖7所示，與圖I所示的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10的不同之處在于，還包括顯示裝置40，顯示預(yù)測(cè)值算出裝置18算出 的能量消耗量預(yù)測(cè)值Enpra1。其他結(jié)構(gòu)與圖I所示的實(shí)施方式I相同。根據(jù)實(shí)施方式4所涉及的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置10，算出的能量消耗量預(yù)測(cè)值Enfted顯示在顯示裝置40。因此，操作者或工程師等熱軋線20的操作者可以始終確認(rèn)接下來處理的被軋制材料100的能量消耗量。因此，在能量消耗量預(yù)測(cè)值Enfted較大的情況下，操作者可以根據(jù)需要進(jìn)行軋制條件的變更。如上所述，通過第一至實(shí)施方式4說明了本發(fā)明，但構(gòu)成該披露的一部分的論述及附圖不應(yīng)理解為是限定本發(fā)明。根據(jù)該披露，普通技術(shù)人員可以想到各種代替的實(shí)施方式、實(shí)施例及運(yùn)用技木。即，本發(fā)明當(dāng)然包含此處沒有記載的各種實(shí)施方式等。所以，根據(jù)上述說明，本發(fā)明的技術(shù)范圍由適當(dāng)?shù)臋?quán)利要求所涉及的發(fā)明特定事項(xiàng)決定。
權(quán)利要求
1.一種熱軋線的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置，其特征在于，包括 實(shí)際值獲取裝置，獲取在所述熱軋線的軋制處理中所計(jì)測(cè)的動(dòng)作實(shí)際值； 設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)裝置，對(duì)將所述動(dòng)作實(shí)際值用于模型公式的參數(shù)而得到的動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值與所述動(dòng)作實(shí)際值進(jìn)行比較，算出設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值； 設(shè)定計(jì)算裝置，使用所述熱軋線的操作條件及所述設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值，計(jì)算包含所述熱軋線的所述軋制轉(zhuǎn)矩、所述輥速度及所述軋制功率的設(shè)定值在內(nèi)的動(dòng)作設(shè)定值； 能量消耗量算出裝置，使用所述動(dòng)作設(shè)定值來算出能量消耗量計(jì)算值； 能量消耗量實(shí)際值算出裝置，使用所述軋制轉(zhuǎn)矩及所述輥速度的所述動(dòng)作實(shí)際計(jì)算值來算出能量消耗量實(shí)際計(jì)算值； 能量消耗量實(shí)際值獲取裝置，通過對(duì)所述軋制功率的所述動(dòng)作實(shí)際值進(jìn)行積分來獲取能量消耗量實(shí)際值； 能量消耗量學(xué)習(xí)值算出裝置，通過對(duì)所述能量消耗量實(shí)際計(jì)算值與所述能量消耗量實(shí)際值進(jìn)行比較，算出能量消耗量學(xué)習(xí)值；以及 預(yù)測(cè)值算出裝置，算出使所述能量消耗量學(xué)習(xí)值反映在所述能量消耗量計(jì)算值中的能量消耗量預(yù)測(cè)值。
2.如權(quán)利要求I所述的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置，其特征在干， 所述預(yù)測(cè)值算出裝置使用通過對(duì)過去算出的舊的能量消耗量學(xué)習(xí)值與所述能量消耗量學(xué)習(xí)值進(jìn)行加權(quán)而得到的能量消耗量學(xué)習(xí)值，算出所述能量消耗量預(yù)測(cè)值。
3.如權(quán)利要求I或2所述的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置，其特征在干， 還包括能量消耗量學(xué)習(xí)值更新裝置，在所述設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值的變化率為一定值以上的情況下，將所述能量消耗量學(xué)習(xí)值除以所述設(shè)定計(jì)算學(xué)習(xí)值的變化率，算出新的能量消耗量學(xué)習(xí)值。
4.如權(quán)利要求I或2所述的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置，其特征在干， 還包括學(xué)習(xí)值數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)有按照所述被軋制材料的板厚、板寬及鋼種進(jìn)行區(qū)分的多個(gè)能量消耗量學(xué)習(xí)值。
5.如權(quán)利要求I或2所述的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置，其特征在干， 還包括顯示裝置，顯示所述能量消耗量預(yù)測(cè)值。
全文摘要
本發(fā)明提供一種預(yù)測(cè)精度較高的熱軋線的能量消耗量預(yù)測(cè)裝置。包括使用軋制轉(zhuǎn)矩、輥速度及軋制功率的設(shè)定值來算出能量消耗量計(jì)算值的能量消耗量算出裝置；使用根據(jù)軋制轉(zhuǎn)矩及輥速度的實(shí)際值算出的計(jì)算值來算出能量消耗量實(shí)際計(jì)算值的能量消耗量實(shí)際值算出裝置；通過對(duì)軋制功率的動(dòng)作實(shí)際值進(jìn)行積分來獲取能量消耗量實(shí)際值的能量消耗量實(shí)際值獲取裝置；通過對(duì)能量消耗量實(shí)際計(jì)算值與能量消耗量實(shí)際值進(jìn)行比較，算出能量消耗量學(xué)習(xí)值的能量消耗量學(xué)習(xí)值算出裝置；算出使能量消耗量學(xué)習(xí)值反映在能量消耗量計(jì)算值中的能量消耗量預(yù)測(cè)值的預(yù)測(cè)值算出裝置。
文檔編號(hào)B21B38/00GK102641904SQ20111008136
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年3月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月18日
發(fā)明者北鄉(xiāng)和壽 申請(qǐng)人:東芝三菱電機(jī)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)株式會(huì)社