专利名称：金属特别是钢材连铸设备支辊架的控制和/或调节装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制装置和/或调节装置，用于金属特别是钢材的连铸设备的支辊架，该支辊架由多个相继的辊段组成，这些辊段分别经过承载着支承辊的下框架和一个与之对峙的上框架，利用成对的柱塞液压缸单元，可实现闭环调节，借以达到输送、调整和/或改善内在质量及改变厚度的目的，其中，测量数据由现场用仪表加以分散地掌握和处理。
背景技术：
为了只调整一个液压缸，产生在该液压缸范围内的不同信号应与一个调节系统实现电连接，而且必须加以转换。由于这一缘故，一方面是，各个辊段的现场电缆敷设以及随之而来的直至中央安装的控制系统的整个连铸坯导辊的电缆敷设都是非常费事的。另一方面，由于待处理的信号量甚大，所以一个中央控制系统也是很费事的。
离浇注平台上控制室中的控制系统的距离总是很大的，可达100米。由于每个辊段具有4个位置传感器、4组调节阀(伺服阀或分配阀)以及在某些情况下还有8个压力测头/压力传感器，所以每个辊段必须处理四个同步-串联的接口和12个模拟信号或数字信号。在一个连铸设备上，通常有15个以上经过调定的辊段其中有60个同步串联的接口和180个模拟信号或240个数字信号由一个调节阀加以处理。在被处理的信号的数量如此高的情况下，对在一个中央调节系统而言成本太高了，中央调节系统亦达到了其功率的极限。
已知有一种分散的调节系统(WO 01/94052A1)，该调节系统能使分散的铸锭数据处理所用的一种方法更为有效，这种数据处理是将在连铸模上经过传感器所获的测量数据在测量段的连铸设备控制系统的一个过程计算机中进行的，而该调节系统可使装置实现简化，测量数据和控制数据在冷却的现场总线-模块中直接地集合在连铸模上，并以总线-信号传递到总线-导线中，而且至少在连铸设备的控制系统中加以存储和/或加以处理。
发明内容
本发明的任务是改进现场线路敷设，并且通过在辊段上或辊段旁的功能作用转移而改进连铸作业的调节设计构思。
依本发明，所提出的任务是通过下述措施加以解决的现场仪表都安置在辊段上或辊段旁的位置固定的室内机架上，仪表的测量信号则经过轴调节器予以处理和存储，并且与一种可进行存储编程的控制系统经过现场总线模块实现通信。所产生的测量信号直接地在现场于较小的调节系统(轴调节器)中加以处理和存储。这样一个轴调节器为每个辊段分开地进行工作，并接管全部的调节任务和监控任务。全部轴调节器经过一个现场总线模块而与一个可存储编程的控制系统通信。这些轴调节器都是以特定专用的微处理器为基础的调节系统，用于伺服轴的控制。运动控制系统中的标准软件接合一个实时控制系统以用于轴调节。运动控制系统具有例如用于以下的接口●绝对的或增量的位置传感器，●数字的或模拟的输入或输出，●现场总线，●网络。
为使用而配置的运动控制系统包含一个键盘和一个数据显示装置(显示屏)。应用软件是标准的，并被存储在一个可重取的存储器中。运动控制系统能够控制多个轴。基于一个图形选择菜单，运动控制系统经过参数而与轴型相匹配，并与位置反馈装置的类型相匹配。不需要编程了。经过现场总线连接或网络连接，运动控制系统便可获得所需的额定值和起始运动，并将该起始运动反馈到具有位置和状态显示装置的布置在上面的系统。这种应用是在辊段的柱塞液压缸单元上实现的，即在其主轴上如液压缸轴上实现的。
从原则上说，调节和控制的改进是通过两种开关电路获得的。
第一种实施方式在于在辊段的上框架上，现场仪表都安置在轴调节器上的一个接线盒内，在辊段的上框架上配置了分配阀，并将之与轴调节器连接起来，并从轴调节器经过一个可松开的介质离合器，利用电缆包而与接线盒相连，该接线盒被安置在位置固定的室内机架上，经过一个现场总线模块而与连铸设备控制室中的可存储编程的控制系统相连。轴调节器获得额定值设定值，并将警告或干扰反馈到可存储编程的控制系统。该可存储编程的控制系统也可将这些信息传递到视频装置。在不同连铸设备上改变辊段数目的情况下，便可将花在可存储编程的控制系统中的应用软件上的费用减小到最低程度。
第二种实施方式是，在辊段的上框架上，位置传感器的信号都是从液压缸分别引到一个接线盒，一个利用可拆的介质离合器所形成的电缆包从辊段被引到位置固定的室内机架上或连铸装置上和轴调节器上；在位置固定的室内机架上的一个阀座与轴调节器相连；信号从轴调节器经过现场总线模块而被引到连铸设备控制室中的可存储编程的控制系统。从而也就改进了或简化了控制和调节系统。
一种优选方案是，轴调节器处理所存储的信号，以用于支辊的定位、所驱动的相邻辊段的支辊的同步，以及用于左右的液压缸即用于输入边或输出边、传感器状态监控、辊段编码、维修周期，等等。
另一种优选方案是，接线盒利用处于辊段的上框架上所备机器冷却水加以冷却。
本发明的其它特征体现在现场总线模块可以利用电的金属导线、光波导或无线传导技术或者红外信号实现物理连接。对于信号传递的第一种实施例而言，一个辊段的供电有三条电缆就足够了即用于辊调节器的馈电，用于现场总线模块的馈电，及用于现场总线模块的数据。
其它特征还有用于馈电、用于轴调节器和现场总线模块的电缆包的电缆都是利用一个共同的插接装置实现连接的。
最后一种优选方案是，用于位置传感器信号、来自辊段上的接线盒的电缆，利用一个介质离合器实施为连到轴调节器的可拆插接装置。在这里，只须将每个辊段的已组合到液压缸的位置传感器经过插接装置从室内机架至阀座、并从该处将所有其它信号同现场所安装的轴调节器连接起来。
附图中示出本发明的几种实施例，下面将加以详细说明。
图1连铸设备的侧视图，配有室内机架，图2一个辊段的透视3第一实施例的积木式结构原理4第二实施例的积木式结构原理图具体实施方式
如图1所示的连铸设备1具有一个支辊架2，在该支辊架上，由液态钢材3形成的从浇注罐4经过分配器5和连铸模6所流出的并部分地冷却的连铸坯7得到支持并进一步被冷却。支辊架2由多个通常多至15个辊段8构成，其中的第一个辊段8a被一个蒸汽室9包围。相继的辊段8中的每个辊段都是由一个承载着支辊10的下框架11和一个相对峙的上框架12所构成。下框架11和上框架12可分别利用成对的柱塞液压缸单元13(参看图2)实现相对调节，其中两对柱塞液压单元连同其液压缸13a均可在图2中看出。液压的测量、柱塞的位置等可根据从测量数据获得的结果利用传感器、位置传感器、压力传感器、调节阀等求得，这些传感器和调节阀合起来可称为现场仪器14。此外还使用了分配阀15和调节阀组16。借此所控制的和/或所调节的柱塞液压缸单元13实现对连铸坯7的输送、定向和/或内在质量的改善，并可经过支辊10顾及到局部的厚度变化。
现场仪器14可分别按两种方式用一个分散的调节系统替换，一个中央调节系统现场仪器14被安置在辊段8上或辊段8旁的位置固定的室内机架17上，该室内机架也称之为所谓的“大陆”，其中，仪器的测量信号经过轴调节器18加以处理和存储，而轴调节器18则与一个可存储编程的控制系统19和一个现场总线模块20相通信。
测量元件和组件的第一种配置方式在于在辊段上框架12上，现场仪器14被连接到接线盒21中的轴调节器18上；在辊段上框架12上还配有分配阀15，并将之与轴调节器18相连，而且从轴调节器18经过一个可拆的介质离合器22利用电缆包23而连到一个位置固定的接线盒24上，该接线盒被安置在位置固定的室内机架17上(图1)，现场仪器和分配阀经过一个现场总线模块20与连铸设备1的一个控制室25中的可存储编程的控制系统19相连通(图3)。
如图4所示，测量元件和组件的第二种配置方式在于在辊段上框架12上，位置传感器的信号从液压缸13a被分别引到接线盒21。一个利用可拆的介质离合器22所形成的电缆包23从其辊段8被引到位置固定的室内机架17或被引到连铸设备1和轴调节器18。与该轴调节器18相连的是在位置固定的室内机架17上的一个阀座26。轴调节器18的信号经过现场总线模块20被引导到连铸设备1的控制室25中的一个可存储编程的控制系统19。
轴调节器18处理所存储的信号，这些信号用于定位、同步，以及用于左、右液压缸13a或用于连铸坯7的输入或输出端的激活、传感器状态、辊段编码、维修周期等功能。
一个辊段8的上框架12上的接线盒21利用该处所备的机器冷却水加以冷却。
现场总线模块20物理地利用电的金属导线或光波导或无线传递技术或红外信号加以连接和连通。
用于馈电的电缆包23的电缆为轴调节器18和现场总线模块20输送能源，并形成一个共同的插接装置22a。
附图标记一览表
1.连铸设备2.支辊架3.液态钢材4.浇注罐5.分配器6.连铸模7.铸锭坯8.辊段8a第一辊段9.腔室10.支辊11.下框架12.上框架13.柱塞液压缸单元13a液压缸14.现场仪器15.分配阀16.调节阀组17.室内机架18.轴调节器19.可存储编程的控制系统20.现场总线模块21.辊段上的接线盒21a室内机架上的接线盒22.可松开的介质离合器22a共同的插接装置23.电缆包24.位置固定的接线盒25.控制室
26.阀座
权利要求
1.用于金属特别是用于钢材(3)的连铸设备(1)的支辊架(2)的控制装置和/或调节装置，该支辊架由多个相继的辊段(8)组成，这些辊段可分别经过承载着支辊(10)的下框架(11)和与之相对峙的上框架(12)利用成对的柱塞液压缸单元(13)实现受控调节，以输送、定向和/或改进内在质量和改变厚度，其中，测量数据由现场仪器(14)分散获得和处理，其特征在于，现场仪器(14)被安置在各辊段(8)上，或者安置在辊段(8)旁的固定的室内机架(17)上，其测量信号经过轴调节器(18)处理和存储，并经过现场总线模块(20)与可存储编程的控制装置(19)通信。
2.按权利要求1所述的装置，其特征在于，在辊段上框架(12)上，现场仪器(14)与接线盒(21)中的轴调节器(18)相连；在辊段上框架(12)上配置分配阀(15)并将之与轴调节器(18)相连，而且从轴调节器(18)经过可拆的介质离合器(22)、利用电缆包(23)与安置在位置固定的室内机架(17)上的接线盒相连，经过现场总线模块(20)与连铸设备(1)控制室(25)中的可存储编程的控制系统(19)相连。
3.按权利要求1所述的装置，其特征在于，在辊段上框架(12)上，位置传感器的信号从液压缸(13a)分别被引到接线盒(21)；利用可拆的介质离合器(22)所形成的电缆包(23)从辊段(8)被引到位置固定的室内机架(17)上或者被引到连铸设备(1)上和轴调节器(18)上；在轴调节器(18)上连接一个在固定的室内机架(17)上的阀座(26)；信号从轴调节器(18)经过现场总线模块(20)被引到连铸设备(1)控制室(25)中的可存储编程的控制系统(19)。
4.按权利要求2和3所述的装置，其特征在于，轴调节器(18)处理所存储的信号，这些信号用于定位支辊(10)、同步相邻辊段(8)的从动支辊(10)、用于左右液压缸(13a)或用于输入端或输出端、用于传感器状态的监督、辊段编码、用于维修周期等等。
5.按权利要求2和3所述的装置，其特征在于，接线盒(21)利用辊段(8)的上框架(12)上所备用的机器冷却水加以冷却。
6.按权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，各现场总线模块(20)利用电的金属导线、光波导或者无线传递技术或红外信号物理连接。
7.按权利要求1至3和6中任一项所述的装置，其特征在于，用于馈电、轴调节器(18)和现场总线模块(20)的电缆包(23)的电缆是利用一个共同的插接装置(22a)连接起来的。
8.按权利要求1至3和6中任一项所述的装置，其特征在于，用于位置传感器的信号的、来自辊段(8)上的接线盒(21)的电缆借助介质离合器(22)实施为连到轴调节器(18)的可拆的插接装置(22a)。
全文摘要
用于金属特别是用于钢材(3)的连铸设备(1)的支辊架(2)的控制装置和/或调节装置，该支辊架由多个相继的辊段(8)组成，这些辊段可分别经过承载着支辊(10)的下框架(11)和与之相对峙的上框架(12)利用成对的柱塞液压缸单元(13)实现受控调节，以输送、定向和/或改进内在质量和改变厚度，其中，测量数据由现场仪器(14)分散获得和处理，其中，现场仪器(14)被安置在各辊段(8)上，或者安置在辊段(8)旁的固定的室内机架(17)上，其测量信号经过轴调节器(18)处理和存储，并经过现场总线模块(20)与可存储编程的控制装置(19)通信。
文档编号B22D11/20GK101031376SQ200580032059
公开日2007年9月5日 申请日期2005年11月4日 优先权日2004年11月9日
发明者R·维尔梅斯, H·E·克拉森, B·杜米特里乌, P-C·霍普, C·格尔肯斯 申请人:西马克·德马格公司