RU2283204C2

RU2283204C2 - Method for regulating width of reception opening of segments of roller guide in continuous casting plants and aparatus for performing the same

Info

Publication number: RU2283204C2
Application number: RU2004121989/02A
Authority: RU
Inventors: Кристиан ГЕЕРКЕНС (DE); Кристиан ГЕЕРКЕНС; Аксель ВЕЙЕР (DE); Аксель ВЕЙЕР
Original assignee: Смс Демаг Акциенгезелльшафт
Priority date: 2001-12-18
Filing date: 2002-11-13
Publication date: 2006-09-10
Also published as: ES2246428T5; CA2469641C; CA2469641A1; AU2002356591A1; WO2003051558A3; CN1620346A; WO2003051558A2; US20050045304A1; ES2246428T3; EP1455976B1; AU2002356591A8; JP4953554B2; CN1287933C; EP1455976B2; RU2004121989A; TW200301168A; ATE301519T1; JP2005511320A; EP1455976A2; TWI253360B

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method is used for regulating width of receiving opening of segments in continuous casting plants, namely in plants for continuous casting of slabs. Plant includes roller guide with segments for controlling billet motion with use of measuring and control signals. In order to create separate smart segment, measuring and control signals are processed at least in one system block directly in respective segment. Set values are fed from higher control system through field bus, for example high speed bus and power supply system to segment. Real values are returned also through field bus to control system as result of control operations or state of process. Data such as rigidity factor, diameter of rollers, parameters of regulator, control range, main settings for width of receiving opening are fed to system blocks mounted in segments.

EFFECT: improved reliability of control operations.

& cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к устройству для регулирования ширины приемного отверстия сегментов в установках непрерывной разливки, выполненных, по меньшей мере, с одним датчиком положения и одним датчиком давления, в частности сегментов в установках непрерывной разливки для отливки слябов и тонких слябов, включающих в себя роликовую проводку с сегментами для регулирования движения заготовки с использованием измерительных и регулирующих сигналов. Изобретение относится также к применению устройства.The invention relates to a device for regulating the width of the receiving opening of the segments in continuous casting installations made with at least one position sensor and one pressure sensor, in particular segments in continuous casting installations for casting slabs and thin slabs, including roller wiring with segments for regulating the movement of the workpiece using measuring and control signals. The invention also relates to the use of the device.

К уровню техники относятся регулируемые по положению и давлению сегменты (сегментные цилиндры) установок непрерывной разливки. При этом, в частности, для осуществления способов мягкого обжатия (SR) и обжатия с жидкой сердцевиной (LCR) устанавливают ширину приемного отверстия сегментов посредством гидроцилиндров и придаваемых им измерительно-регулирующих и управляющих органов.The prior art includes segments (segment cylinders) of continuous casting that are adjustable in position and pressure. In this case, in particular, for the implementation of the methods of soft reduction (SR) and compression with a liquid core (LCR), the width of the receiving opening of the segments is set by means of hydraulic cylinders and measuring and regulating and controlling organs attached to them.

Обычно необходимые для этого регулирующие и управляющие элементы находятся в удаленных переключающих устройствах установок непрерывной разливки.Typically, the necessary control and control elements are located in remote switching devices of continuous casting plants.

При выходе из строя передающих органов или передающих магистралей регулирование и/или управление прекращается.In case of failure of the transmitting organs or transmission lines, regulation and / or control ceases.

В DE 10028304 А1 раскрыты способ и устройство для децентрализованной обработки в управляющей вычислительной машине установки непрерывной разливки измеренных на кристаллизаторе посредством датчиков величин. В основе этой известной разработки лежит задача эффективно обработать измеренные электронным путем, в том числе посредством датчиков, данные разливки и за счет этого упростить также предусмотренные для этого устройства. Для этой цели измерительные и управляющие данные концентрируют в охлаждаемых модулях полевой шины непосредственно на кристаллизаторе, передают в виде шинных сигналов в линию шины и хранят и/или обрабатывают, по меньшей мере, в системе управления установки непрерывной разливки. За счет этого значительно сокращается и упрощается путь прохождения данных, и также упрощается устройство.DE 10028304 A1 discloses a method and apparatus for decentralized processing in a control computer of a continuous casting installation of measured values on a mold by means of sensors. The basis of this well-known development lies in the task of efficiently processing measured data electronically, including by means of sensors, of the casting data and thereby simplifying the processes provided for this device as well. For this purpose, the measurement and control data are concentrated in the cooled fieldbus modules directly on the mold, transmitted in the form of bus signals to the bus line and stored and / or processed, at least in the control system of the continuous casting plant. Due to this, the data path is significantly reduced and simplified, and the device is also simplified.

Другое преимущество этой разработки состоит в том, что в модулях полевой шины на кристаллизаторе хранится с возможностью вызова специфическая для кристаллизатора информация, например, о толщине медных плит, степени износа, состоянии термодатчиков и/или резистивных термодатчиков и периодичности обслуживания.Another advantage of this development is that field-specific modules on the mold store information that is specific to the mold, for example, about the thickness of copper plates, the degree of wear, the condition of the temperature sensors and / or resistive temperature sensors, and the frequency of maintenance.

В документе WO 99/46071 раскрыт способ установки роликового сегмента в установке непрерывной разливки, содержащего входную и выходную стороны и пару роликодержателей, каждый из которых несет, по меньшей мере, два проходящих по опорной зоне ролика. Роликодержатели устанавливают по отношению друг к другу посредством установочного блока, расположенного на входной и выходной сторонах сегмента. Каждый установочный блок содержит два блока гидроцилиндров, расположенных с обеих сторон опорной зоны.WO 99/46071 discloses a method for installing a roller segment in a continuous casting installation comprising input and output sides and a pair of roller holders, each of which carries at least two rollers passing along the supporting region. The roller holders are installed in relation to each other by means of a mounting unit located on the input and output sides of the segment. Each installation block contains two hydraulic cylinder blocks located on both sides of the support zone.

Известный из этой публикации способ установки состоит в том, что блоки гидроцилиндров выполнены с возможностью установки как с регулированием положения, так и с регулированием давления, посредством блоков гидроцилиндров ролики устанавливают с регулированием положения к направляемой роликами металлической заготовке, и блоки гидроцилиндров переключают с режима регулирования положения в режим регулирования давления, когда давление в соответствующем блоке гидроцилиндров достигает предельного значения.The installation method known from this publication consists in the fact that the cylinder blocks are arranged to be installed both with position adjustment and with pressure control, the rollers are mounted with the cylinder blocks to control the position of the metal workpiece guided by the rollers, and the cylinder blocks are switched from the position control mode into pressure control mode when the pressure in the corresponding cylinder block reaches the limit value.

Исходя из вышеназванного уровня техники в основе изобретения лежит задача размещения устройства для децентрализованного управления и регулирования с соответствующими модулями непосредственно на сегменте или непосредственно на гидроцилиндре, с тем чтобы создать, таким образом, «интеллектуальный сегмент», который даже при выходе из строя системы связи обеспечивал бы дальнейшую эксплуатацию.Based on the aforementioned prior art, the invention is based on the task of arranging a decentralized control and regulation device with corresponding modules directly on a segment or directly on a hydraulic cylinder, so as to create an “intelligent segment” which, even if the communication system fails, provides would further exploitation.

Для решения этой задачи предлагается устройство для регулирования ширины приемного отверстия сегментов роликовой проводки в установках непрерывной разливки, в частности для сегментов установок непрерывной разливки для отливки слябов и тонких слябов, содержащее систему управления и по меньшей мере один датчик положения и один датчик давления, в котором каждый сегмент снабжен по меньшей мере одним децентрализованным системный блоком, который через полевую шину или высокоскоростную шину соединен с вышестоящей системой управления и системой энергоснабжения.To solve this problem, a device is proposed for controlling the width of the receiving opening of the roller wiring segments in continuous casting plants, in particular for segments of continuous casting plants for casting slabs and thin slabs, comprising a control system and at least one position sensor and one pressure sensor in which each segment is equipped with at least one decentralized system unit, which is connected through a fieldbus or high-speed bus to a higher-level control system and system topic of energy supply.

Помимо выполнения на сегменте системного блока посредством блоков регулирования и управления в качестве альтернативного решения предусмотрено также его выполнение на сегменте посредством так называемых интеллектуальных клемм для уменьшения затрат на кабельную разводку.In addition to performing on a segment of the system unit by means of control and control units, an alternative solution is also provided for its execution on the segment by means of so-called smart terminals to reduce cabling costs.

Под «интеллектуальной клеммой» понимают коммутирующие устройства ввода/вывода, которым передается часть функций центральной системы управления, например защитные свойства и возможность беспроводной коммуникации, помимо их основной функции, которая заключается в принятии и передаче цифрового или аналогового сигнала.An “intelligent terminal” is understood to mean I / O switching devices, which transmit some of the functions of the central control system, for example, protective properties and the possibility of wireless communication, in addition to their main function, which is the reception and transmission of a digital or analog signal.

При применении устройства согласно изобретению предложено, что измерительные и регулирующие сигналы обрабатывают, по меньшей мере, в одном системном блоке непосредственно на соответствующем сегменте, и заданные значения подают от вышестоящей системы управления через полевую шину, например, высокоскоростную шину, и систему энергоснабжения к сегменту, а фактические значения также через полевую шину возвращают в систему управления в качестве результата регулирования или состояния процесса.When using the device according to the invention, it is proposed that the measuring and control signals are processed in at least one system unit directly on the corresponding segment, and the set values are supplied from the higher-level control system via a field bus, for example, a high-speed bus, and an energy supply system to the segment, and the actual values are also returned via the fieldbus to the control system as a result of regulation or process status.

При применении изобретения далее предусмотрено, что децентрализованный системный блок помимо прямых задач по установке сегмента выполняет другие, децентрализованные, специфические для сегмента функции, такие как сбор и обработка других измерительных данных, данных по усилиям подшипников, данных измерения и регулирования температуры, калибровочных данных.When applying the invention, it is further provided that the decentralized system unit, in addition to the direct tasks of installing the segment, performs other, decentralized, segment-specific functions, such as collecting and processing other measurement data, data on the efforts of bearings, measurement and temperature control data, calibration data.

С помощью мер согласно изобретению сегмент способен даже при выходе из строя связи с системой управления самостоятельно регулировать установленные или хранящиеся в регулирующем модуле данные, например, заданного положения или установленного значения заданного усилия. Необходимый для этого аккумуляторный блок для функционирования при выходе связи из строя также находится на сегменте.Using the measures according to the invention, the segment is capable of independently regulating data set or stored in the control module, for example, the set position or the set value of the set force, even if communication with the control system fails. The battery pack required for this to function when communication fails is also located on the segment.

В то же время предпочтительно достигается уменьшение электрических штепсельных соединений между сегментом и системой управления, благодаря чему достигается сокращение времени замены сегмента.At the same time, a reduction in electrical plug connections between the segment and the control system is preferably achieved, thereby reducing the time it takes to replace a segment.

Также в изобретении предлагается способ регулирования ширины приемного отверстия сегментов роликовой проводки в установках непрерывной разливки, в частности для сегментов установок непрерывной разливки для отливки слябов и тонких слябов, включающий обработку измерительных и регулирующих сигналов, согласно которому измерительные и регулирующие сигналы обрабатывают, по меньшей мере, в одном системном блоке непосредственно на соответствующем сегменте, а заданные значения подают от вышестоящей системы управления через полевую шину, например высокоскоростную шину, и систему энергоснабжения к системному блоку сегмента, фактические значения также через полевую шину возвращают в систему управления в качестве результата регулирования или состояния процесса.The invention also proposes a method for controlling the width of the receiving opening of the roller wiring segments in continuous casting plants, in particular for segments of continuous casting plants for casting slabs and thin slabs, comprising processing the measuring and control signals, according to which the measuring and control signals process at least in one system unit directly on the corresponding segment, and the set values are supplied from the superior control system via the field bus, n an example of a high-speed bus and the power supply system to the system unit segment, the actual values are also returned via the field bus to the control system as regulation result or process state.

Ниже с помощью чертежей на фиг.1 описан пример выполнения системы управления согласно уровню техники, а на фиг.2 - пример выполнения системы согласно изобретению.Below, using the drawings in Fig. 1, an example of a control system according to the prior art is described, and Fig. 2 is an example of a system according to the invention.

На фиг.1 изображена известная сама по себе конструкция роликовой проводки 1, включающей в себя некоторое число сегментов 2, которые проводят выходящую из кристаллизатора заготовку 3 по мере затвердевания через зоны мягкого обжатия или обжатия с мягкой сердцевиной.Figure 1 shows the construction of the roller wiring 1 known per se, including a number of segments 2, which conduct the workpiece 3 emerging from the mold as it hardens through the zones of soft reduction or reduction with a soft core.

Сегменты 2 (показаны в увеличенном виде) снабжены гидравлическими установочными устройствами, которые, в свою очередь, оснащены датчиком 7 положения и преимущественно датчиком 8 давления. Речь при этом идет о регулируемых по положению и давлению сегментах 2, которые посредством гидроцилиндров и приданных измерительно-регулирующих и управляющих органов устанавливают по ширине приемного отверстия, а также по положению в соответствии с заданными значениями. Имеющаяся для этого техника регулирования и управления находится в удаленных устройствах или распределительных пунктах 4 установки непрерывной разливки.Segments 2 (shown in enlarged view) are equipped with hydraulic mounting devices, which, in turn, are equipped with a position sensor 7 and mainly a pressure sensor 8. In this case, we are talking about segments 2 that are adjustable in position and pressure, which, by means of hydraulic cylinders and attached measuring and regulating and controlling organs, are installed along the width of the receiving hole, as well as according to the position in accordance with the set values. The control and management technique available for this is located in the remote units or distribution points 4 of the continuous casting installation.

Предусмотренное согласно изобретению выполнение роликовой проводки на фиг.2 в противоположность уровню техники заключается в том, что каждый сегмент 2 содержит автономный децентрализованный регулятор 14, который оснащен, по меньшей мере, одним самостоятельным датчиком 7 положения и датчиком 8 давления и преимущественно через шинное соединение 11 или высокоскоростную шину связан с вышестоящей системой 10 управления и системой 12 энергоснабжения. Имеющиеся для этого провода со штепсельными соединениями 13 требуют только части системы 5 проводов со штепсельными соединениями 6 в уровне техники по фиг.1. Другое важное преимущество состоит в том, что при выходе из строя передающих линий или соединительных элементов регулирование или управление из-за своего автономного расположения на сегментах не прерывается. Вместо блоков регулирования и управления на сегменте 2 могут быть предусмотрены в качестве альтернативного решения так называемые интеллектуальные клеммы.In contrast to the prior art, the embodiment of the roller wiring of FIG. 2 consists in the fact that each segment 2 comprises an autonomous decentralized controller 14, which is equipped with at least one independent position sensor 7 and a pressure sensor 8 and mainly via a bus connection 11 or a high-speed bus coupled to a higher control system 10 and a power supply system 12. Available for this wire with plug connections 13 require only part of the system 5 wires with plug connections 6 in the prior art of figure 1. Another important advantage is that when the transmission lines or connecting elements fail, the regulation or control is not interrupted due to its autonomous location on the segments. Instead of blocks of regulation and control on the segment 2, so-called smart terminals can be provided as an alternative solution.

Перечень ссылочных позицийList of Reference Items

1 - роликовая проводка1 - roller wiring

2 - сегмент2 - segment

3 - заготовка3 - blank

4 - совместное регулирование4 - joint regulation

5 - провода5 - wires

6 - штепсельные соединения проводов (5)6 - plug connections of wires (5)

7 - датчик положения7 - position sensor

8 - датчик давления8 - pressure sensor

9 - жидкая сердцевина заготовки9 - liquid core of the workpiece

10 - система управления10 - control system

11 - полевая шина/высокоскоростная шина11 - field bus / high speed bus

12 - система энергоснабжения12 - power supply system

13 - штепсельные соединения в 11/1213 - plug connections in 11/12

14 - децентрализованный регулятор14 - decentralized controller

Claims

1. A device for controlling the width of the receiving hole of the segments of the roller wiring in continuous casting plants, in particular for segments of continuous casting plants for casting slabs and thin slabs, comprising a control system and at least one position sensor and one pressure sensor, characterized in that each segment is equipped with at least one decentralized system unit, which is connected via a fieldbus or high-speed bus to the control system and the power supply system.

2. The device according to claim 1, characterized in that for the possibility of replacing a segment of the wire for the field bus or high-speed bus equipped with plug connections.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that the system units are made in the form of blocks of regulation and control.

4. The device according to claim 1, characterized in that the system units are made in the form of intelligent terminals.

5. A method for controlling the width of the receiving opening of the roller wiring segments in a continuous casting installation, in particular for segments of continuous casting plants for casting slabs and thin slabs using the device according to one of claims 1 to 4, including processing the measuring and control signals at least in one system unit directly on the corresponding segment, and the set values are supplied from the control system via a field bus, for example, a high-speed bus and a power supply system to the system unit egmenta, actual values are also returned via the field bus to the control system as regulation result or process state.

6. The method according to claim 5, characterized in that the system units located on the segment are fed with information signals about the stiffness coefficients, the diameter of the rollers, the regulation parameters, the main settings of the width of the receiving hole and the regulation range.

7. The method according to claim 5 or 6, characterized in that the decentralized system unit is used for collecting and processing measurement data, for example, data on the efforts of bearings, measurement and temperature control data, calibration data.

Priority on points:

01/31/2002 - claims 1-4;

12/18/2001 - pp. 5-7.