炼铁装置、炼铁方法、控制系统、控制方法、称重装置及自动装置与流程

本发明涉及炼铁装置、炼铁方法、控制系统、控制方法、称重装置及自动装置。

背景技术：

例如将炼铁工序等各种制造工序自动化的控制装置中，广泛地采用以下控制：根据预先设定的条件依次执行多个控制步骤(以下，称为“序列控制”。)。例如在专利文献1中公开了一种控制装置，其通过依次执行多个控制步骤，从而对粉体材料的切割及称重进行自动化。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平06-221904号公报

技术实现要素：

本发明要解决的问题

根据序列控制，各控制步骤按照规定的顺序稳步地被执行，因此能够确保较高的可靠性。另一方面，由某些异常导致不能满足预先设定的条件的情况下，不能转移至下一个控制步骤。在这种情况下，可考虑以下对策：强制性执行向下一个控制步骤转移，或者强制性返回至之前的控制步骤等。然而，若容许这种对策，则有可能损坏序列控制的可靠性。

于是本发明的目的在于，提供能够抑制可靠性的降低、迅速地再次开始控制步骤的炼铁装置、炼铁方法、控制系统、控制方法、称重装置及自动装置。

用于解决问题的技术方案

本发明涉及的炼铁装置具备：实际控制对象，其执行炼铁用的工序；虚拟控制对象，其不执行炼铁用的工序；以及控制装置，其被构成为对实际控制对象进行控制，控制装置具有：步骤执行部，其基于预先设定的条件依次执行多个控制步骤；以及控制对象切换部，其将步骤执行部的控制对象切换为实际控制对象或虚拟控制对象。

本发明涉及的炼铁方法是通过对实际控制对象进行控制从而执行炼铁用的工序的炼铁方法，所述炼铁方法包括以下步骤：基于预先设定的条件依次执行多个控制步骤；使用不执行炼铁用的工序的虚拟控制对象，将控制步骤中的控制对象切换为实际控制对象或虚拟控制对象。

本发明涉及的控制系统是用于控制执行工序的实际控制对象的系统，所述控制系统具备：虚拟控制对象，其不执行工序；以及控制装置，其被构成为对实际控制对象进行控制，控制装置具有：步骤执行部，其基于预先设定的条件依次执行多个控制步骤；以及控制对象切换部，其将步骤执行部的控制对象切换为实际控制对象或虚拟控制对象。

本发明涉及的控制方法是用于控制执行工序的实际控制对象的方法，所述控制方法包括以下步骤：基于预先设定的条件依次执行多个控制步骤；使用不执行工序的虚拟控制对象，将控制步骤中的控制对象切换为实际控制对象或虚拟控制对象。

本发明涉及的称重装置具备：实际控制对象，其执行称重用的工序；虚拟控制对象，其不执行称重用的工序；以及控制装置，其被构成为对实际控制对象进行控制，控制装置具有：步骤执行部，其基于预先设定的条件依次执行多个控制步骤；以及控制对象切换部，其将步骤执行部的控制对象切换为实际控制对象或虚拟控制对象。

本发明涉及的自动装置具备：实际控制对象，其执行工序；虚拟控制对象，其不执行工序；控制装置，其被构成为对实际控制对象进行控制，控制装置具有：步骤执行部，其基于预先设定的条件依次执行多个控制步骤；控制对象切换部，其将控制步骤中的控制对象切换为实际控制对象或虚拟控制对象。

发明效果

根据本发明，能够抑制可靠性的降低，并能够迅速地再次开始控制步骤。

附图说明

图1是表示炼铁装置的主要部分的示意图。

图2是控制系统的硬件结构图。

图3是表示控制系统的功能性结构的框图。

图4是表示控制方法的执行顺序的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式进行详细说明。此外，在说明中，对相同要素或具有相同功能的要素标注相同的附图标记，省略重复的说明。

[炼铁装置]

炼铁装置1(自动装置)具备称重装置3(自动装置)和带式输送机5。称重装置3具有用于执行称重用的工序的多个实际控制对象30、和控制系统100。此外，为了便于说明，在图1上表示了三个实际控制对象30，但并不限定实际控制对象30的数量。

实际控制对象30具有储藏料斗31和称重料斗33。储藏料斗31储藏例如铁矿石等原料。在各个储藏料斗31的下部设有送料器32。送料器32例如通过振动切割储藏料斗31内的原料。称重料斗33配置在储藏料斗31的下方，并且容纳从储藏料斗31切割的原料。在各个称重料斗33的下部设有重量计测器34及排出门35。重量计测器34例如通过测力传感器来计测称重料斗33的重量。排出门35开闭称重料斗33的下部，并且断续地排出称重料斗33内的原料。

控制系统100是用于控制实际控制对象30的系统。此外，称重用的工序也是炼铁用的工序。即，炼铁装置1还具备用于控制实际控制对象30的控制系统100，其中，所述实际控制对象30用于执行炼铁用的工序。

从称重料斗33排出的原料经过带式输送机5，被搬运至例如高炉等之后的装置(未图示)。

[控制系统]

以下，对控制系统100进行详细说明。控制系统100例如由一个或多个计算机构成，如图2所示，具有处理器111、存储器112、控制台113、数据输入输出部114、以及连接它们的总线116。处理器111与存储器112协作而执行程序，并根据其执行结果，进行经由了控制台113及数据输入输出部114中的至少一者的数据的输入输出。由此，实现控制系统100的各种功能。此外，存储器112可以是主存储装置，也可以是辅助(外部)存储装置，也可以是它们两者。

图3是将由控制系统100实现的各个功能作为虚拟的结构要素(以下，称为“功能模块”。)来表示的图。这些功能模块是为了便于说明而将控制系统100的功能区分为多个模块的功能模块，并不表示构成控制系统100的硬件就是被分为这种模块。另外，不限于由程序的执行来实现各功能模块，也可以由专用于规定的动作的电路元件(例如逻辑IC)来实现。

如图3所示，控制系统100具备控制装置200和多个模拟器300。控制装置200被构成为，根据重量计测器34的计测值来控制送料器32及称重料斗33。模拟器300是不执行称重用的工序(炼铁用的工序)的虚拟控制对象，内置于控制装置200。

控制装置200具有作为功能模块的步骤定义部210、步骤执行部211、数据管理部212、控制用存储器213、控制对象切换部231、停止指令获取部232、停止步骤显示部233、再次开始要求获取部234、再次开始步骤获取部235、初始化部236、步进限制部237、以及限制解除部238。

步骤定义部210具有分别与多个实际控制对象30对应的多个控制模块220。各个控制模块220分别定义用于控制实际控制对象30的多个控制步骤。控制模块220例如对目标值计算步骤221、称重步骤222、以及排出步骤223进行定义。目标值计算步骤221是计算出从储藏料斗31切割至称重料斗33的原料的重量的目标值(以下，称为“称重目标值”。)的控制步骤。称重步骤222是以将原料从储藏料斗31切割至称重料斗33的方式对送料器32进行控制的控制步骤。排出步骤223是以排出称重后的原料的方式对称重料斗33进行控制的控制步骤。

步骤执行部211参照步骤定义部210，基于预先设定的条件来依次执行多个控制步骤。即步骤执行部211执行序列控制(步骤序列控制)。控制用存储器213存储与控制相关的各种数据。被存储在控制用存储器213中的数据可列举例如由重量计测器34计测的计测值、步骤执行部211中的控制步骤的行进状况等。数据管理部212获取各种数据，并保存至控制用存储器213。另外，数据管理部212读取保存在控制用存储器213中的各种数据。

控制对象切换部231将步骤执行部211的控制对象切换为实际控制对象或虚拟控制对象。

停止指令获取部232从控制台113获取使称重用的工序(炼铁用的工序)停止的指令(以下，称为“停止指令”。)，并使由步骤执行部211进行的控制步骤的执行停止。停止步骤显示部233按照每个实际控制对象30将称重用的工序停止时的控制步骤(以下，称为“停止步骤”。)显示在控制台113上。

再次开始要求获取部234从控制台113获取使称重用的工序再次开始的指令，并使由步骤执行部211进行的控制步骤的执行再次开始。再次开始由步骤执行部211进行的控制步骤的执行之前，再次开始步骤获取部235按照每个实际控制对象30从控制台113获取再次开始对象的控制步骤(以下，称为“再次开始步骤”。)。初始化部236在由步骤执行部211执行的控制步骤再次开始之前，将称重用的工序停止时的控制步骤转移至初始步骤。初始化部236随着将控制步骤转移至初始步骤，消除存储到控制用存储器213中的停止前的数据。

停止了称重用的工序之后，在执行初始步骤之前，上述的控制对象切换部231将步骤执行部211的控制对象切换为模拟器300。另外，控制对象切换部231在再次开始对象的前一个控制步骤被执行之后、且在再次开始对象的控制步骤被执行之前将步骤执行部211的控制对象切换为实际控制对象30。

步进限制部237确认由步骤执行部211接着执行的控制步骤是否为再次开始对象的控制步骤，并限制从再次开始对象的前一个控制步骤转移至再次开始对象的控制步骤。

对所有的实际控制对象30用的控制步骤进行了由步进限制部237进行的限制之后，上述的控制对象切换部231将步骤执行部211的控制对象切换为实际控制对象30。

在由控制对象切换部231将步骤执行部211的控制对象切换到实际控制对象30之后，限制解除部238解除由步进限制部237进行的限制。

模拟器300具有作为功能模块的输入部310、输出部320、输出信号确定部330、以及数据库340。来自控制装置200的驱动信号被输入至输入部310。输出部320输出对控制装置200的反馈信号。输出信号确定部330基于被输入到输入部310的驱动信号，确定从输出部320输出的反馈信号。作为一个例子，输出信号确定部330通过参照数据库340，确定与驱动信号对应的反馈信号。数据库340建立对应地存储来自控制装置200的驱动信号的种类、和根据驱动信号应该输出的反馈信号。例如，基于正常动作的实际控制对象30所输出的反馈信号来设定存储在数据库340的反馈信号。

[控制方法]

炼铁装置1执行从铁矿石中取出生铁的炼铁方法。该炼铁方法包括：通过控制实际控制对象30来执行称重用的工序。控制装置200执行用于控制实际控制对象30的控制方法。以下，对该控制方法进行说明。

如图4所示，控制装置200执行控制步骤(步骤S1)。即，步骤执行部211参照步骤定义部210，执行目标值计算步骤221(初始步骤)。

接着，控制装置200确认是否通过停止指令获取部232来获取停止指令(步骤S2)。在没有获取停止指令的情况下，控制装置200确认是否可以向下一个控制步骤转移(步骤S3)。例如，确认是否完成目标值计算步骤221中的目标值的计算。在未完成目标值的计算的情况下(不能转移至下一个控制步骤的情况下)，控制装置200将控制顺序返回至步骤S2。在完成了目标值的计算的情况下(能够转移至下一个控制步骤的情况下)，控制装置200将控制顺序返回至步骤S1，并执行称重步骤222(下一个控制步骤)。

在执行了称重步骤222之后的步骤S3中，控制装置200例如确认从储藏料斗31切割到称重料斗33的原料的重量(以下，称为“切割量”。)是否达到称重目标值。在切割量未达到称重目标值的情况下(不能转移至下一个控制步骤的情况下)，控制装置200将控制顺序返回至步骤S2。在切割量达到称重目标值的情况下(能够转移至下一个控制步骤的情况下)，控制装置200将控制顺序返回至步骤S1，并执行排出步骤223(下一个控制步骤)。

在执行了排出步骤223的步骤S3中，控制装置200例如确认是否完成来自称重料斗33的原料的排出。在未完成原料的排出的情况下(不能转移至下一个控制步骤的情况下)，控制装置200使控制顺序返回至步骤S2。在完成了原料的排出的情况下(能够转移至下一个控制步骤的情况下)，控制装置200使控制顺序返回至步骤S1，并再次执行目标值计算步骤221(下一个控制步骤)。

之后，直到在步骤S2中确认获取停止指令为止，控制装置200基于预先设定的条件，反复地依次执行控制步骤221～223。此外，控制装置200按照多个实际控制对象30执行控制步骤221～223。即，由控制装置200执行的控制方法能够控制多个实际控制对象30。

若在步骤S2中确认获取停止指令，则控制装置200停止执行控制步骤从而使称重用的工序停止，并显示停止步骤(步骤S4)。即，停止指令获取部232使由步骤执行部211执行的控制步骤停止，停止步骤显示部233按照每个实际控制对象30，将停止步骤显示在控制台113上。

接着，控制装置200确认是否通过再次开始要求获取部234来获取再次开始指令(步骤S5)。在规定期间内未获取到再次开始指令的情况下，控制装置200完成控制顺序。可以适当地设定规定期间。

在上述规定期间之内获取到再次开始指令的情况下，控制装置200按照每个实际控制对象30获取再次开始对象的控制步骤(步骤S6)。即，再次开始步骤获取部235按照每个实际控制对象30，从控制台113获取再次开始对象的控制步骤。

接着，控制装置200将控制步骤中的控制对象切换为模拟器300(步骤S7)。即，控制对象切换部231在称重用的工序停止之后、且执行初始步骤之前，将步骤执行部211的控制对象切换为模拟器300。

接着，控制装置200使控制步骤转移至初始步骤，并且消除停止前的数据(步骤S8)。即，初始化部236使称重用的工序停止时的控制步骤转移至初始步骤，并且消除存储在控制用存储器213中的停止前的数据。

接着，控制装置200再次开始执行控制步骤，并按照每个实际控制对象30执行以下控制顺序。控制装置200执行初始步骤(步骤S9、S12、S15)，在完成初始步骤的执行之后确认下一个步骤是否为再次开始步骤(步骤S10、S13、S16)。即，步骤执行部211参照步骤定义部210来执行初始步骤。步进限制部237确认由步骤执行部211接着执行的控制步骤是否为再次开始步骤。下一个控制步骤不是再次开始步骤的情况下，控制装置200使控制顺序返回至步骤S9、S12、S15，并且执行下一个控制步骤。由此，依次执行从初始步骤到再次开始对象的前一个控制步骤。

下一个控制步骤为再次开始步骤的情况下，控制装置200限制向下一个控制步骤的转移(步骤S11、S14、S17)。即，步进限制部237限制由步骤执行部211执行的控制步骤转移至下一个控制步骤。由此，进行对从再次开始对象的前一个控制步骤向再次开始对象的控制步骤的转移进行限制的步进限制。

控制装置200在对所有的实际控制对象30用的控制步骤进行了步进限制之后，将控制步骤中的控制对象切换为实际控制对象30(步骤S18)。即，控制对象切换部231在再次开始对象的前一个控制步骤被执行之后、且再次开始对象的控制步骤被执行之前，将控制步骤中的控制对象切换为实际控制对象30。如步骤S7及步骤S18所示，由控制装置200执行的控制方法包括：利用模拟器300，将控制步骤中的控制对象切换为实际控制对象30或模拟器300。

接着，控制装置200对所有的实际控制对象30用的控制步骤解除步进限制(步骤S19)，并且使控制顺序返回至步骤S1。即，控制对象切换部231将步骤执行部211的控制对象切换到实际控制对象30之后，限制解除部238解除由步进限制部237进行的限制。之后，控制装置200反复执行上述的控制顺序。此外，能够适当地改变步骤S1～S19的顺序。例如，也可以更换步骤S6～S8的顺序。

如以上的说明，炼铁装置1具备实际控制对象30、模拟器300、以及控制装置200。控制装置200执行以下控制：基于预先设定的条件依次执行多个控制步骤；将控制步骤中的控制对象切换为实际控制对象30或模拟器300。因此，通过将运转再次开始之后的控制对象作为虚拟控制对象，在中途将控制对象切换为实际控制对象，从而无需反向执行或省略控制步骤，就能够从任意的控制步骤再次开始对实际控制对象的控制。假设使中途停止的实际控制对象从初始步骤开始重新执行控制步骤的情况下，需要使实际控制对象本身返回至初始状态。对此，由于能够从任意的控制步骤再次开始对实际控制对象的控制，因此不需要使实际控制对象本身返回至初始状态，能够迅速地再次开始对实际控制对象的控制。因此，能够抑制可靠性的降低，并能够迅速地再次开始控制步骤。

控制装置200进一步执行：获取针对再次开始对象的控制步骤；将炼铁用的工序停止时的控制步骤转移至初始步骤，并且在炼铁用的工序停止之后、且执行初始步骤之前，控制装置200将控制步骤中的控制对象切换为模拟器300，在执行了再次开始对象的前一个控制步骤之后、且执行再次开始对象的控制步骤之前，控制装置200将控制步骤中的控制对象切换为实际控制对象30。因此，能够在确定了需要再执行的控制步骤之后，将该控制步骤设定为再次开始对象。通过使控制步骤返回至初始步骤，能够可靠地再次开始执行控制步骤。通过在控制步骤被转移到初始步骤之后、且执行该控制步骤之前将控制对象切换为所述虚拟控制对象，从而无需移动实际控制对象就能够再次开始执行控制步骤。通过在执行了再次开始对象的前一个控制步骤之后、且执行再次开始对象的控制步骤之前将控制对象切换为实际控制对象，从而能够针对实际控制对象执行再次开始对象步骤之后的控制步骤。因此，能够更可靠地实现从需要再执行的控制步骤再次开始执行实际控制对象的控制。

控制装置200进一步执行显示炼铁用的工序停止时的控制步骤的控制。由此，操作员易于确认停止步骤，因此，能够迅速地确定需要再执行的控制步骤。因此，能够更迅速地再次开始执行控制步骤。

炼铁装置1具备多个实际控制对象30。控制装置200进一步执行对从再次开始对象的前一个控制步骤向再次开始对象的控制步骤转移进行限制的步进限制、以及解除步进限制，并且对所有的实际控制对象30用的控制步骤进行了步进限制之后，将控制步骤中的控制对象切换为实际控制对象30，并且在将控制步骤中的控制对象切换到实际控制对象30之后解除步进限制。因此，通过同步地再次开始针对多个实际控制对象30的控制步骤，能够提高可靠性。

模拟器300内置于控制装置200。因此，能够抑制控制系统100的大型化。

以上，对实施方式进行了说明，但本发明不限于上述的实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够进行各种各样的改变。例如模拟器300可以不内置于控制装置200。控制系统100能够应用于炼铁装置1中的称重以外的工序的控制中。具体而言，能够应用于以下控制：高炉的炉顶接受设备及倾卸设备的序列控制；高炉的炉顶料斗的均排压控制；排出(浇注)系统中的原料中继槽(RH)及原料称重槽(WH)的接受控制；以及向装入输送机的浇注控制等。炼铁装置1还可以再具备转炉及轧制装置等用于执行炼钢工序的装置。在该情况下，控制系统100还能够应用于炼钢工序的控制。而且，适用控制系统100的自动装置不限于炼铁装置1及称重装置3。自动装置只要具备用于执行某些工序的实际控制对象，则可以是任意的装置。

[工业上的可利用性]

本发明能够利用在自动装置的控制系统。

附图标记说明

1：炼铁装置(自动装置)，3：称重装置(自动装置)，30：实际控制对象，100：控制系统，200：控制装置，211：步骤执行部，231：控制对象切换部，233：停止步骤显示部，235：再次开始步骤获取部，236：初始化部，237：步进限制部，238：限制解除部，300：模拟器(虚拟控制对象)，310：输入部，320：输出部，330：输出信号确定部。