JPH04123807A - 圧延機の異常予知支援装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、圧延機に異常があった場合、それを予知する
圧延機の異常予知支援装置に関する。

（従来の技術） 一般に圧延機の異常検出手段としては、圧延機に振動セ
ンサを取付け、その振動センサの出力信号に基づいて振
動周波数を解析し、その解析結果に基づいて異常予知を
している場合が多い。

第４図はそのような従来の振動検出式異常検出装置の一
例（雑誌「鉄と鋼」第７４年（１９８８）第１１号第２
０６７ページ以下「圧延プロセスにおける設備診断技術
」参照）を示したもので、圧延機１に振動センサ２を取
付け、その振動センサ２の出力信号を振動検出装置３に
導く。振動検出装置３内では振動センサ２の出力信号を
、増幅器３１を介してフィルタ３２に導き、ここで振動
ノイズを除去した形の振動信号として演算回路３３に導
く。演算回路３３は入力された振動信号に基づいて振動
周波数の解析を行い、異常振動ありと判断すれば警報装
置４により警報を発する。

（発明が解決しようとする課題） 圧延機は基礎工事もしっかりしており、強靭な構造物と
して作られているため、以上のように構成された振動検
出式異常検出装置では、小さな異常振動を検出すること
はかなり困難であるという不都合があった。また、圧延
材料か圧延機に噛込まれた時は異常の有無に関係なく５
０Ｇにも達する大きな衝撃力が発生するため、その振動
が落着くまでは振動検出を中止しなければならないとい
う不都合もあった。

圧延機の異常振動を起こす原因は、圧延機ロールのギャ
ップ管理が不適切な場合とか、油圧サーボ装置などの制
御状態が悪く圧下量か不適切な場合、圧延機駆動系の機
械的ガタが増大した場合、駆動軸系に大きなねじり振動
が発生した場合、圧延中の圧延機チャタリングによる異
常振動、圧延油の乳化特性や潤滑性、利料温度や圧延ロ
ールの摩耗など、多くの領域に及んでいる。

圧延設備の異常をきるだけ早期に検知することは、製品
として得られる圧延材の品質欠陥の防止に役立ち、また
歩留まり向上にも大いに寄与する。

本発明は以上の事情を考慮してなされたもので、圧延機
の異常を可及的に早期に検出しうる異常予知支援装置を
提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために本発明の異常予知支援装置は
、圧延機の騒音を検出する集音マイクロフォンと、この
集音マイクロフォンによって検出された騒音を騒音デー
タとして圧延データごとに記憶する記憶手段と、集音マ
イクロフォンによって検出された今回の騒音データを対
応する圧延データのものについて記憶手段に記憶されて
いる正常時の騒音データと比較し、今回の騒音レベルか
正常時の騒音レベルよりも所定値以上上回っていること
により異常発生と診断する診断手段と、診断手段の診断
に係わる今回の騒音データおよび過去の騒音データを時
系列データとして表示する表示手段と、診断手段により
異常発生と診断されたとき警報を発する警報手段とを備
えたことを特徴とする。

（作　用） 本発明は、従来の振動センサに代えて、圧延機の騒音を
検出する集音マイクロフォンを設け、この集音マイクロ
フォンの検出騒音を対応する圧延データについての正常
時の騒音と比較診断し、その結果を表示装置に表示する
と共に、比較診断の結果、異常があった場合には異常警
報を行う。圧延データに基づいた正常時の種々の騒音を
記憶しておき、その記憶している正常時の騒音と周波数
帯や騒音レベルを比較解析することにより、圧延機の構
造強度とは関係なく、しかも圧延材料噛込み時の大きな
衝撃力にも影響されることなく、連続的に圧延機の異常
予知動作を継続することができる。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例を示すものであり、圧延機の
騒音を検出する集音マイクロフォン５と、この集音マイ
クロフォン５からの騒音データを処理して異常予知する
異常予知支援装置６と、異常時に異常予知支援装置６か
らの出力で警報を発生する警報装置７とで構成されてい
る。

異常予知支援装置６は、集音マイクロフォン５からの騒
音データを収録する騒音データ収録手段６１と、この騒
音データ収録手段６１に収録された騒音データに基づい
て周波数分析する周波数分析手段６２と、周波数分析手
段６２によって周波数分析された騒音データを分かりや
すい形で視覚的に表示するために、騒音レベルを時系列
データに変換するための処理を行うデータ変換手段６３
と、このデータ変換手段６３によって変換された正常時
の過去の騒音データを随時更新しながら記憶する学習記
憶手段６４と、データ変換手段６３からの現在の騒音デ
ータと学習記憶手段６４に記憶された正常時の騒音デー
タとを比較解析して異常を診断するデータ解析診断手段
６５と、表示装置６７と、データ解析診断手段６５によ
って解析診断された結果を表示装置６７に表示させると
共に、異常発生時に警報装置７を動作させる表示警報駆
動手段６６とを備えている。

異常予知支援装置６はさらに、圧延データＤＡＴＡ。

騒音データ収録開始の基準信号であるトリガ信号ＴＩ？
ｌＧ、異常予知支援装置６の処理を開始させるための処
理開始指令ＲＵＮ　、および処理を停止させる処理停止
指令５ＴＯＰの各信号を入力して、入力された圧延デー
タＤＡＴＡにより異常予知支援装置６の処理を制御する
制御手段６８と、この制御手段６８に付属し、過去の圧
延データを記憶している圧延データ記憶手段６９とを備
えている。制御手段６８は、より具体的には、騒音デー
タ収録手段６１、圧延ブタ記憶手段６９、学習記憶手段
６４およびデータ解析診断手段６５の各動作を制御する
。

制御手段６８は圧延データ記憶手段６９に記憶されてい
る過去の圧延データを検索し、現在の圧延データＤＡＴ
Ａか、過去に行われ記憶されている圧延データ中に含ま
れているかどうかをチエツクする。

その結果、現在の圧延データＤＡＴＡが、記憶されてい
る圧延データ中に含まれている場合、データ解析診断手
段６５に対し解析診断に使用する過去の基礎データとし
て学習記憶手段６４の中のアドレス「×××番地」の騒
音データを使用すべき旨の指定を行う。現在の圧延デー
タＤＡＴＡが過去に記憶した圧延データの中に無かった
ものである場合は、圧延データ記憶手段６９にその圧延
データＤＡＴＡを記憶させると共に、トリガ信号ＴＲＩ
Ｇを基点にして騒音データ収録手段６１に指令を出して
騒音データ収録の指令を出す。

集音マイクロフォン５により集音され、騒音データ収録
手段６１により収録された今回の騒音データは周波数分
析手段６２を介して周波数分析され、さらにデータ変換
手段６３により騒音レベルの時間的変化を表すデータに
変換処理される。データ変換手段６３によって得られた
騒音データは学習記憶手段６４に記憶させて解析診断に
使用する新しい基礎データを作成させる。つまり学習記
憶手段６４は初めての圧延データの場合はその圧延デー
タに見合った騒音データを順次記憶するという形で学習
する機能を有し、その学習した結果をさらの制御手段６
８にフィードバックして常に最適な異常予知支援が可能
になるように構成されている。

第２図は第１図の異常予知支援装置６中の表示装置６７
に表示させる画面すなわち騒音の時間的変化を表示する
表示画面の一例を示すものである。

横軸は時間（秒）、縦軸は騒音レベル（ホン）をそれぞ
れ示している。この画面では、学習記憶手段６４に記憶
されている騒音データを正常騒音として破線で示し、集
音マイクロフォン５から今回収録した騒音を今回収録騒
音として実線で示している。今回収録騒音が正常騒音に
対し所定値以上上回っている場合には、その上回ってい
る部分の色を変えるなどの手段によって分かりやすく表
現し、さらにその部分の周波数帯の含有割合などをも表
の形で表示して、異常原因診断の手助けになるようにし
ている。

以上のように構成された本発明による異常予知支援装置
の動作・作用を、第３図のフローチャートを参照してさ
らに説明する。

異常予知支援装置６に対して処理開始指令ＲＵＮが入力
される（ステップ５ＴＩ）と、圧延データＤＡＴＡの内
容を読込み（ステップ５Ｔ２）、圧延データＤＡＴＡに
一致する過去の圧延データが圧延データ記憶手段６９に
記憶されているかどうかを検索する（ステップ５Ｔ３）
。一致する圧延データがあった場合は、その圧延データ
に対応する騒音データを学習記憶手段６４から読込んで
警報装置７に正常騒音として表示させる（ステップ５Ｔ
４）。

また制御手段６８はトリガ信号ＴＲＩＧを検出しており
（ステップ５Ｔ５）、トリガ信号ＴＲＩＧの入力があっ
た場合（ステップ５Ｔ６）は、集音マイクロフォン５か
らの騒音データの読込みを行って騒音データ収録手段６
１に収録する（ステップ５Ｔ７）。

騒音データ収録手段６１が収録した騒音データは周波数
分析手段６２により周波数分析される（ステップ５Ｔ８
）。周波数分析手段６２により周波数分析された騒音デ
ータはデータ変換手段６３により騒音レベルの時間的変
化を表す形に変換される（ステップ５Ｔ９）。この騒音
レベルの時間的変化は、今回の騒音データとして表示装
置６７に表示させる（ステップ５ＴＩＯ）。

次に学習記憶手段６４から正常時の騒音データを読出す
（ステップ５ＴＩＩ）。すでに得られている今回の騒音
データの周波数成分や騒音レベルを正常時の騒音データ
のそれと比較し、相違する周波数成分は周波数帯毎に解
析し、正常時の騒音データとの偏差分を診断する（ステ
ップ５Ｔ１２）。

診断の結果、今回読込んだ騒音データが正常時の騒音デ
ータを、予め定められている所定値以上上回っていれば
（ステップ５Ｔ１３）、異常であるとして表示装置６７
にその旨を表示させると共に、警報装置７により警報を
出させる（ステップ５Ｔ１４）。ステップ５Ｔ１３にお
いて異常と認められるほどの偏差が無かった場合は、ス
テップ５Ｔ１４を飛越して次のステップ５Ｔ１５へ進む
。ステップ５Ｔ１５では異常予知支援装置６に対して処
理停止指令５ＴＯＰの入力があるかどうかを判断し、“
ＹＥＳ”の場合は処理を停止する。“ＮＯ”の場合は、
ステップＳＴ２の圧延データの読込みへ戻る。

ステップＳＴ３において、今回の圧延データに一致する
過去の圧延データが無いと判断された場合は、今回の圧
延データを圧延データ記憶手段６９に記憶させ（ステッ
プ５Ｔ２１）　、騒音データ収録開始の基準信号である
トリガ信号ＴＲＩＧを検出する（ステップ５Ｔ２２）。

トリガ信号ＴＲＩＧの入力があった場合は（ステップ５
Ｔ２３）、騒音ブタ収録手段６１が集音マイクロフォン
５から騒音データの読込みを開始する（ステップ５Ｔ２
４）。

次に読込んだ騒音データを周波数分析手段６２によって
周波数分析を行い（ステップ５Ｔ２５）、周波数分析し
た騒音データをデータ変換手段６３により騒音レベルの
時間的変化を示すデータに変換しくステップ５Ｔ２６）
、さらに、その変換されたデータを学習記憶手段６４に
正常時の騒音データとして記憶して（ステップ５Ｔ２７
）ステップ５Ｔ１５へ進む。

以上述べた実施例によれば、圧延機が発生する騒音から
圧延機の異常を予知するため、圧延機噛込み時の異常騒
音からロールギャップの異常や、圧延機ロールのきしみ
音、ロールの傷や圧延機駆動系の機械的ガタ音、圧延材
の振動音など、圧延機全体の異常を監視することができ
る。このことは監視員が圧延機の側で聞き耳を立ててい
るのと同様の効果がある。

一般に圧延機の運転員は圧延機から離れた運転室から圧
延機を操作しているため、圧延機の異常音に気が付かな
い場合が多いので、異常音が発生していることを運転員
に教えることは、早期に品質欠陥の防止に役立ち、また
歩留まり向上にも効果がある。

〔発明の効果〕

本発明によれば、圧延機全体を連続的に幅広く異常監視
できるため、運転員に圧延機の異常を早期に教えること
ができ、不良圧延材の発生を少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による異常予知支援装置の一実施例を示
すブロック図、第２図は第１図に示した異常予知支援装
置における表示装置の表示画面の一例を示す図、第３図
（ａ）および第３図（ｂ）は第１図の異常予知支援装置
の処理手順を示すフローチャート、第４図は従来の異常
検出装置の一例を示すブロック図である。 ５・・・集音マイクロフォン、６・・・異常予知支援装
置、６１・・・騒音データ収録手段、６２・・・周波数
分析手段、６３・・・データ変換手段、６４・・・学習
記憶手段、６５・・・データ解析診断手段、６６・・・
表示警報駆動手段、６７・・・表示装置、６８・・・制
御手段、６９・・・圧延データ記憶手段、７・・・警報
装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 圧延機の騒音を検出する集音マイクロフォンと、この集
   音マイクロフォンによって検出された騒音を騒音データ
   として圧延データごとに記憶する記憶手段と、前記集音
   マイクロフォンによって検出された今回の騒音データを
   対応する圧延データのものについて前記記憶手段に記憶
   されている正常時の騒音データと比較し、今回の騒音レ
   ベルが正常時の騒音レベルよりも所定値以上上回ってい
   ることにより異常発生と診断する診断手段と、前記診断
   手段の診断に係わる今回の騒音データおよび過去の騒音
   データを時系列データとして表示する表示手段と、前記
   診断手段により異常発生と診断されたとき警報を発する
   警報手段とを備えた圧延機の異常予知支援装置。