CN102458718A - 用于连铸结晶器的浇铸液位的调节方法 - Google Patents
用于连铸结晶器的浇铸液位的调节方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102458718A CN102458718A CN2010800282830A CN201080028283A CN102458718A CN 102458718 A CN102458718 A CN 102458718A CN 2010800282830 A CN2010800282830 A CN 2010800282830A CN 201080028283 A CN201080028283 A CN 201080028283A CN 102458718 A CN102458718 A CN 102458718A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- compensator
- interference parameter
- value
- model
- casting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 36
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 title abstract 4
- 229910001338 liquidmetal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005266 casting Methods 0.000 claims description 70
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 55
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 24
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims description 23
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 claims description 17
- 238000004590 computer program Methods 0.000 claims description 15
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 13
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 7
- 230000003321 amplification Effects 0.000 claims description 5
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 claims description 5
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 claims description 5
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 claims description 5
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 208000035126 Facies Diseases 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012892 rational function Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
- B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Abstract
利用闭塞装置(4)调整液态金属(3)流入到连铸结晶器(1)中。利用拉坯装置(8)从连铸结晶器(1)拉出部分凝固的金属连铸坯(7)。将测得的浇铸液位(9)的实际值(hG)输送到浇铸液位调节器(18),它根据实际值(hG)和对应的理论值(hG*)求得用于闭塞装置(4)的理论位置(p*)。将测得的实际值(hG)输送到干扰参数补偿器(20)。对干扰参数补偿器(20)还输送用于闭塞装置(4)的理论位置(p*)、以干扰参数补偿值(z)修正的理论位置或相应的实际位置(p)。干扰参数补偿器(20)求得干扰参数补偿值(z)。对闭塞装置(4)输送修正的理论位置。干扰参数补偿器(20)包括连铸结晶器(1)的模型(21),利用它干扰参数补偿器(20)根据模型输入值(i)求得用于浇铸液位(9)的期待值(hE)。干扰参数补偿器(20)还包括一定数量的振荡补偿器(23),利用它干扰参数补偿器(20)根据实际值(hG)与期待值(hE)的差值(e)分别求得以各干扰频率(fS)为基础的频率干扰分量(zS)。频率干扰分量(zS)的和相当于干扰参数补偿值(z)。通过公式i=p’+z’确定模型输入值(i),其中p’是闭塞装置(4)的未修正的理论位置或实际位置(p*,p),z’是跃变补偿值。干扰参数补偿器(20)包括跃变计算器(22),利用它通过差值(e)的积分干扰参数补偿器(20)求得跃变补偿值(z’)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于连铸结晶器的浇铸液位的调节方法,
-其中利用封闭装置调整液态金属到连铸结晶器中的输入并且利用拉坯装置从连铸结晶器中拉出部分凝固的金属连铸坯,
-其中将测得的浇铸液位的实际值输送到浇铸液位调节器,它根据实际值和相应的理论值求得用于封闭装置的理论位置,
-其中将测得的浇铸液位的实际值输送到干扰参数补偿器,
-其中对干扰参数补偿器还输送用于封闭装置的理论位置、以干扰参数补偿值修正的用于封闭装置的理论位置、封闭装置的实际位置或以干扰参数补偿值修正的封闭装置的实际值,
-其中干扰参数补偿器根据输送到它的数值求得干扰参数补偿值,
-其中对封闭装置输送以干扰参数补偿值修正的理论位置,
-其中干扰参数补偿器包括连铸结晶器的模型,利用它干扰参数补偿器根据模型输入值求得用于浇铸液位的期待值,
-其中干扰参数补偿器包括一定数量的振荡补偿器,利用它们干扰参数补偿器根据实际值与期待值的差值分别求得以各干扰频率为基础的频率干扰分量,
-其中频率干扰分量的和相当于干扰参数补偿值。
例如由US 5,921,313 A已知一种这样的调节方法。在已知的调节方法中只存在唯一的振荡补偿器。在这种情况下频率干扰分量的和与唯一求得的频率干扰分量一致。
本发明还涉及计算机程序,它包括机器编码,它可以由连铸设备的控制装置直接执行并且其通过控制装置的执行使该控制装置按照这种调节方法调节连铸设备连铸结晶器的浇铸液位。
本发明的目的还涉及用于连铸设备的控制装置,它这样构成,使它在运行中执行这种调节方法。
最后本发明涉及连铸设备,它由这种控制装置控制。
背景技术
在连铸时从连铸结晶器拉出浇铸的连铸坯,而连铸坯的芯还是液体的。在连铸坯从连铸结晶器排出后,为了使连铸坯壳相对于芯的金属静态压力得到支承,通过辊副导引和支承连铸坯。这种支承此外防止浇铸的连铸坯在连铸坯的宽度上膨胀。辊的间距必需对应于所期望的连铸坯厚度,辊副在相同的位置上在两侧支承连铸坯。
在从连铸结晶器排出后主动和/或被动地冷却浇铸的连铸坯。由于冷却使连铸坯厚度收缩。因此必须使在相同的位置上在两侧支承浇铸的连铸坯的辊间距相互间具有正确的距离。在达到完全凝固点、也称为液芯端头以前,浇铸的连铸坯不是完全凝固。即,它含有液态的芯。因此在在穿过辊副移动时在连铸坯上的不均匀作用影响到浇铸液位。但是由于不同的原因、例如浇铸粉渗入到连铸坯表面中的隐患,浇铸液位振荡要尽可能性避免。
由于在连铸结晶器中产生的坯壳厚度振荡,在通过辊副时可能产生所谓的“非静态的鼓肚”。“鼓肚(bugling)”的原因是,以扰动的坯壳厚度位置先后通过不同的辊副并因此周期地改变浇铸液位。因为辊副在连铸坯的输送方向上看去通常具有相互间恒定的距离并且拉坯速度(以该速度连铸坯从连铸结晶器中拉出)是恒定的,于是“非静态的鼓肚”导致周期的浇铸液位变化。这也形成在浇铸液位中恒定频率的振荡。
由US 5,921,313 A已知的调节方法的目的是,克服这种浇铸液位波动。已知的调节方法已经相当好地工作。尤其可以以几毫米精确地调节浇铸液位。
由专业论文“Suppression of Periodic Disturbances in Continuous Casting using an Internal Model Predictor”(作者C.Furtmueller和E.Gruenbacher),(IEEE国际会议“控制应用”德国慕尼黑,2006年10月4-6日)第1764至1769页,已知一种用于连铸结晶器的浇铸液位的调节方法,其中利用闭塞装置调整液态金属流入到连铸结晶器中并且利用拉坯装置从连铸结晶器中拉出部分凝固的金属连铸坯。将测得的浇铸液位的实际值输送到浇铸液位调节器,它根据实际值和对应的理论值求得用于闭塞装置的理论位置。拉坯装置的驱动装置的电机电流进行频率分析。根据基频和其谐频分量求得干扰参数补偿值,它额外插入到浇铸液位调节器的输出信号上。对应于这样修正的浇铸液位调节器输出信号控制闭塞装置。
发明内容
本发明的目的是,实现更精确调节的可能性。
这个目的通过具有权利要求1特征的调节方法得以实现。从属权利要求2至9的内容是按照本发明的调节方法的有利扩展结构。
按照本发明规定,由此构成上述形式的调节方法,
-通过公式
i=p’+z’
确定模型输入值,其中p’是闭塞装置的未修正的理论位置或实际位置,z’是跃变补偿值,
-干扰参数补偿器包括跃变计算器,利用它干扰参数补偿器通过实际值与期待值的差值的积分求得跃变补偿值。
在本发明的优选扩展结构中规定,
-所述连铸结晶器的模型由模型积分器与模型延迟元件的串联组成,每个振荡补偿器由两个振荡积分器的串联组成并且跃变计算器由跃变积分器组成,
-作为各输入参数
--对模型积分器输送数值m=Vi+h1e,
--对模型延迟元件输送数值m’=I+h2e,
--对各振荡补偿器的前端振荡积分器输送数值s1=h3e-S2,
--对各振荡补偿器的后端振荡积分器输送数值s2=h4e+S1并且
--对跃变积分器输送数值s3=h5e,其中
--V是放大系数,
--i是模型输入值,
--e是实际值与期待值的差值,
--I是模型积分器的输出信号,
--S1是各前端振荡积分器的输出信号,
--S2是各后端振荡积分器的输出信号,
--h1和h2是模型匹配系数,
--h3和h4是用于各振荡积分器的专用的振荡匹配系数,并且
--h5是跃变匹配系数。
不同的匹配系数可以根据需要确定。在实验中已经由此得到良好结果,这样确定匹配系数,使通过连铸结晶器的模型确定的传递函数的极点满足下面的条件:
-每个干扰频率各给出一对共轭复数极点,其实数部分小于零并且其虚数部分等于通过各干扰频率定义的圆干扰频率,
-它给出三个实数极点,它们都小于零。
在优选的扩展结构中还规定,这样确定匹配系数,使共轭复数极点的实数部分以各圆干扰频率为基础位于-0.3至-0.1之间。尤其致力于约-0.2的数值。在实验中通过这种数值已经实现良好的阻尼特性。
最好这样确定匹配系数,使实数极点都小于-2.0。在这种情况下甚至当连铸结晶器模型只相当不准确地模拟真实的连铸结晶器时,调节方法也能够可靠且稳定地工作。
如果这样确定匹配系数,使实数极点成对地相互不同,则可以实现特别好的结果。
当然可以使后两个措施(实数极点小于-0.2和成对地相互不同)相互组合。如果实数极点位于-3.0、-4.0和-5.0,分别+/-0.5,则达到最佳结果。
所述振荡补偿器的数量最好大于1。由此能够补偿多于一个的“鼓肚-振荡”。
还优选对干扰参数补偿器输送用于闭塞装置的理论位置或者以干扰参数补偿值修正的用于闭塞装置的理论位置、但是不输送闭塞装置的实际位置或以干扰参数补偿值修正的闭塞装置的实际位置。这导致更好的结果。
本发明还通过上述形式的计算机程序得以实现,其中执行计算机程序使控制装置按照本发明的调节方法调节连铸结晶器的浇铸液位。该计算机程序例如可以以可机器读取的形式存储在数据载体上。所述数据载体尤其可以是控制装置的组成部分。
本发明的目的还通过用于连铸设备的控制装置得以实现,这样设计控制装置,使它在运行中执行按照本发明的调节方法。最后本发明的目的通过连铸设备得以实现,该设备由按照本发明的控制装置控制。
附图说明
由下面的实施例描述结合附图给出其它优点和细节。附图中:
图1简示出连铸设备,
图2简示出调节装置的调节技术方框图,
图3简示出干扰参数补偿器的内部结构,
图4示出图3的干扰参数补偿器的可能的扩展结构,
图5示出在应用按照本发明的调节方法时浇铸液位的实际值与闭塞位置的时间变化曲线,
图6示出在应用现有技术的调节方法时的相应参数。
具体实施方式
按照图1连铸设备具有连铸结晶器1。在连铸结晶器1中通过浸入管2浇铸液态金属3,例如钢或铝。通过闭塞装置4调节液态金属3流入到连铸结晶器1中。在图1中示出由闭塞堵构成的闭塞装置4。在这种情况下闭塞装置的位置对应于闭塞堵的主位置。可以选择由滑阀构成闭塞装置4。在这种情况下闭塞位置对应于滑阀位置。
位于连铸结晶器中的液态金属3利用冷却装置冷却,由此形成连铸坯壳5。但是金属连铸坯7的芯6还是液态的。它以后才凝固。在图1中未示出冷却装置。部分凝固的金属连铸坯7(已凝固的连铸坯壳5,液态芯6)利用拉坯装置8从连铸结晶器1中拉出。
在连铸结晶器1中的液态金属3的浇铸液位9要尽可能保持恒定。拉坯速度v通常是恒定的,以该速度将部分凝固的金属连铸坯7从连铸结晶器1中拉出。因此不仅在现有技术中,而且在本发明中都跟踪闭塞装置4的位置,用于这样调整液态金属3流入到连铸结晶器1中,使浇铸液位9尽可能保持恒定。
利用相应的测量装置10(它是公知的)获得浇铸液位9的实际值hG。将实际值hG输送到连铸设备的控制装置11。该控制装置11按照调节方法(下面详细解释)求得由闭塞装置4要占据的理论位置p*。然后由控制装置11相应地控制闭塞装置4。通常控制装置11输出相应的调整信号到闭塞装置4的调整装置12。调整装置12例如可以是液压缸单元。
通常还利用相应的测量装置13(它是公知的)获得闭塞装置4的实际位置p并且输送到控制装置11。因此一般调节(闭环控制)闭塞位置。备选地也可以实现纯控制(开环控制)。
这样构成控制装置11,使它在运行中执行按照本发明的调节方法。通常通过计算机程序14确定控制装置11的作用方式,控制装置11通过计算机程序编程。为此将计算机程序14在控制装置11内部存储在数据载体15中,例如闪存EPROM。当然以可机器读取的形式实现存储。
计算机程序14可以通过移动数据载体16输送到控制装置11,例如USB记忆棒(未示出)或者SD存储卡(未示出)。在移动的数据载体16上当然也以可机器读取的形式存储计算机程序14。备选地也能够将计算机程序14通过计算机网络连接或者编程器输送到控制装置11。
计算机程序14包括机器编码17,它可以由控制装置11直接执行。通过控制装置11执行机器编码17使控制装置11按照本发明的调节方法调节连铸结晶器1的浇铸液位9。下面结合图2和3详细解释这种调节方法。
图2示出由控制装置11执行的调节结构。图2的调节结构的运行能够实现按照本发明的连铸结晶器1的浇铸液位9的调节方法。
按照图2调节结构具有浇铸液位调节器18。该浇铸液位调节器18根据浇铸液位9的理论值hG*和利用测量装置10测得的浇铸液位9实际值hG按照调节器特性求得闭塞装置4的理论位置p*。浇铸液位调节器18的调节器特性按照图2的视图是比例积分的。但是能够选择其它的调节器特性,例如PID、PT1、PT2等。
闭塞装置4的理论位置p*输送到闭塞装置4。但是事先以干扰参数补偿值z修正理论位置p*。
如上所述,通常调节闭塞装置4的设置。在图2所示的这种情况下修正的理论位置、即数值
p*-z
输送到位置调节器19,对它还输送闭塞装置4的实际位置p。位置调节器19例如可以由P调节器构成。
由于由此调整的液态金属3的流入,闭塞装置4的实际位置p作用于实际的浇铸液位9。获得浇铸液位9的实际值hG并且如上所述输送到浇铸液位调节器18。
在连铸结晶器1上可能作用干扰参数,它们影响浇铸液位9。为了补偿干扰参数设有干扰参数补偿器20。对干扰参数补偿器20输送测得的浇铸液位9的实际值hG以及其它参数。
按照图2给干扰参数补偿器20作为其它参数输送以干扰参数补偿值z修正的闭塞装置4的理论位置p*。可以选择对干扰参数补偿器20输送未修正的理论位置p*。这个选择在图2中虚线地示出。清楚地看出其与要实现的解决方案的等价性。因为按照图2由干扰参数补偿器20根据输送到它的数值求得干扰参数补偿值z。因此也可以容易地在干扰参数补偿器20内部求得修正的理论位置、即数值p*-z。
在本发明的范围内优选在使用闭塞装置4的修正的或未修正的理论位置p*-z或p*(以及其他)的条件下求得干扰参数补偿值z。也可以选择对干扰参数补偿器20输送闭塞装置4的实际位置p或以干扰参数补偿值z修正的实际位置p-z。在图2中也虚线地示出这个选择。
下面结合图3详细解释干扰参数补偿器20的结构和工作原理。
按照图3干扰参数补偿器20可以包括连铸结晶器1的模型21。利用模型21,干扰参数补偿器20求得浇铸液位9的期待值hE。为此对模型21输送模型输入值i,它通过公式
i=p’+z’
确定。P’在上述公式中是闭塞装置4的未修正的理论位置p*、即浇铸液位调节器18的输出信号。如果对干扰参数补偿器20代替理论位置p*输送闭塞装置4的实际位置p,则必须在上述公式中代替数值p*使用数值p。z’是跃变补偿值。
由干扰参数补偿器20利用跃变计算器22求得跃变补偿值z’,跃变计算器同样是干扰参数补偿器20的组成部分。按照图3根据浇铸液位9的实际值hG与期待值hE的差值e求得跃变补偿值z’,在下面的对于图3的描述中只简称“差值e”。
按照图3干扰参数补偿器20还包括一定数量的振荡补偿器23。利用振荡补偿器23干扰参数补偿器20分别求得以各干扰频率fS为基础的干扰分量zS,下面称为频率干扰分量zS。根据差值e实现计算。
振荡补偿器23的数量至少为1个。在这种情况下只补偿唯一的干扰频率分量zS。也可以选择振荡补偿器23的数量大于1。在这种情况下每个振荡补偿器23对于各自身的干扰频率fS求得相应的频率干扰分量zS。在图3中示出两个这样的振荡补偿器23。但是也可以设想三个、四个、五个…振荡补偿器23的扩展结构。
振荡补偿器23的输出信号zS在节点24相加,其结果对应于干扰参数补偿值z。在只唯一的振荡补偿器23的情况下当然无需相加,因为在这种情况下和与唯一的加数是一致的。
在干扰参数补偿器20的优选扩展结构中(见图4),连铸结晶器1的模型21由积分器25和延迟元件26组成,它们对应于图4的视图串联连接。因为积分器25和延迟元件26是连铸结晶器1的模型21的组成部分,因此它们在下面通过前缀“模型”补充。即,它们也称为模型积分器25和模型延迟元件26。但是前缀“模型”只用于表示从属性。前缀“模型”没有引申的意义。
模型积分器25具有积分时间常数T1,模型延迟元件26具有延迟时间常数T2。这样确定时间常数T1、T2,使它们尽可能真实地描述实际的连铸结晶器1。
对模型积分器25作为输入信号m输送数值
m=V·i+h1·e
V是放大系数。i是上述的模型输入值。e同样是上述的差值。h1是匹配系数。
模型积分器25提供输出信号I。输出信号I在节点27以数值
h2·e
修正,然后输送到模型延迟元件27作为其输入信号。h2是另一匹配系数。
输送到节点27的参数I、h2·e在节点27相加。这由此给出,节点27的两个输入信号I、h2·e在节点27的输入端不配有负的符号。
匹配系数h1和h2涉及连铸结晶器1的模型21。因此它们下面称为模型匹配系数h1、h2。
振荡补偿器23从开始以相同形式构造。因此下面只详细描述其中一个振荡补偿器23,即,在图4上部的振荡补偿器23。但是描述近似地也适用于其它振荡补偿器23。
按照图4在图4中上部的振荡补偿器23由两个串联的积分器28、29组成。两个积分器28、29下面称为振荡积分器28、29,因为它们是相应的振荡补偿器23的组成部分。前缀“振荡”仅仅用于表示这两个积分器28、29对于各振荡补偿器23的从属性。前缀“振荡”没有引申的意义。
振荡积分器28、29具有积分时间常数a。积分时间常数a由公式
给出。fS是相应要补偿的干扰频率。干扰频率fS必需是事先已知的。
按照图4对前面的振荡积分器28作为输入参数s1输送数值
sl=h3·e-S2
对后面的振荡积分器29作为输入参数s2输送数值
s2=h4·e+S1
S1和S2是前面和后面的振荡积分器28、29的输出信号。h3和h4是匹配系数。它们在下面由于其对于相应振荡补偿器23的从属性称为振荡匹配系数h3、h4。
跃变计算器22由唯一的积分器30组成,在下面由于其对于跃变计算器22的从属性称为跃变积分器30。对它输送数值
s3=h5·e
其中h5是匹配系数,下面称为跃变匹配系数。
如上所述,可以存在多个振荡补偿器23。在这种情况下各个振荡补偿器23的振荡匹配系数h3、h4相互无关。此外所有振荡补偿器23的积分时间常数a是相互不同的。
为了求得匹配系数h1至h5、即模型匹配系数h1、h2、跃变匹配系数h5和每个振荡补偿器23的两个相应振荡匹配系数h3、h4,最好首先求得在图4中所示系统的传递函数。该传递函数是拉普拉斯算子的分数有理函数,即,这样的函数,它可以以分子与分母的商数表示,其中不仅分子而且分母都是拉普拉斯算子的多项式。不仅分子多项式而且分母多项式都在其系数中包含匹配系数h1至h5。
现在对于分母多项式给定其所期望的零位,即,所期望的传递函数的极点。这给出方程组,在其中只未知匹配系数h1至h5。方程组中的等式是相互无关的。其数量与匹配系数h1至h5的数量一致。因此根据方程组能够明确地确定匹配系数h1至h5。
最好如下给定所期望的极点:
每个要被补偿的干扰频率fS给定一对共轭复数极点。各极对的虚数部分都是+/-2πfS。fS如上所述是要被补偿的干扰频率fS。虚数部分也(在数值上)都等于要被补偿的圆干扰频率ωS。各极对的实数部分都小于零
三个另外的极点最好都是实数且小于零,即负数。
如果模型时间常数T1、T2很好地模拟真实的连铸结晶器1,则共轭复数极点的实数部分和实数极点可以在宽范围内变化,调节方法的质量不会受其限制。但是经常只能粗略地推测正确的模型时间常数T1、T2。但是如果共轭复数极点的实数部分和实数极点满足确定的标准,则得到好的调节质量。
调节方法的稳定性例如可以由此得到提高,即共轭复数极点的实数部分位于相应的圆干扰频率ωS的-0.1倍至-0.3倍。在实验中已经证实特别有利的是,实数部分基本等于相应的圆干扰频率ωS的-0.2倍。
此外已经证实有利的是,实数极点都小于-2.0或者成对地相互不同。更好的是,两个标准都满足。特别好的结果是,每个实数极点位于-3.0、-4.0和-5.0(分别+/-0.5,最好+/-0.2)。
图5示出测得的浇铸液位9的实际值hG的变化曲线和实际的连铸结晶器1的闭塞装置4的实际位置p作为时间函数的对应变化曲线。在图5的曲线中已经以按照本发明的方式调节浇铸液位9,其中两个干扰频率fS已经补偿并且匹配系数h1至h5已经调整到上述的最佳值。而且看到,需要闭塞装置4的实际位置p的明显变化。但是已经使浇铸液位9保持非常地稳定。振荡只为约+/-3毫米。
相应地图6示出现有技术的浇铸液位调节的对应变化曲线。看到浇铸液位9明显更强烈地振荡。瞬时地、即在位置31和32振荡甚至离开所示的误差带+/-10毫米。
上面已经提到,要被补偿的干扰频率fS必须事先已知。例如通过分析图6的浇铸液位9的实际值p的时间曲线可以求得干扰频率fS。然后可以确定相应的干扰频率fS并由此确定积分时间常数a。
上面的描述仅仅用于解释本发明。而本发明的保护范围最终通过后附的权利要求确定。
Claims (14)
1.一种用于连铸结晶器(1)的浇铸液位(9)的调节方法,
-其中利用闭塞装置(4)调整液态金属(3)流入到连铸结晶器(1)中并且利用拉坯装置(8)从连铸结晶器(1)拉出部分凝固的金属连铸坯(7),
-其中将测得的浇铸液位(9)的实际值(hG)输送到浇铸液位调节器(18),它根据实际值(hG)和对应的理论值(hG*)求得用于闭塞装置(4)的理论位置(p*),
-其中将测得的浇铸液位(9)的实际值(hG)输送到干扰参数补偿器(20),
-其中对干扰参数补偿器(20)还输送用于闭塞装置(4)的理论位置(p*)、以干扰参数补偿值(z)修正的用于闭塞装置(4)的理论位置、闭塞装置(4)的实际位置(p)或以干扰参数补偿值(z)修正的闭塞装置(4)的实际位置,
-其中干扰参数补偿器(20)根据输送到它的数值(hG,p*,p)求得干扰参数补偿值(z),
-其中对闭塞装置(4)输送以干扰参数补偿值(z)修正的理论位置,
-其中干扰参数补偿器(20)包括连铸结晶器(1)的模型(21),利用该模型干扰参数补偿器(20)根据模型输入值(i)求得用于浇铸液位(9)的期待值(hE),
-其中干扰参数补偿器(20)包括一定数量的振荡补偿器(23),利用所述振荡补偿器干扰参数补偿器(20)根据实际值(hG)与期待值(hE)的差值(e)分别求得以各干扰频率(fS)为基础的频率干扰分量(zS),
-其中频率干扰分量(zS)的和相当于干扰参数补偿值(z),
-其中通过公式
i=p’+z’
确定模型输入值(i),其中p’是闭塞装置(4)的未修正的理论位置或实际位置(p*,p),z’是跃变补偿值,
-其中干扰参数补偿器(20)包括跃变计算器(22),干扰参数补偿器(20)利用该跃变计算器通过实际值(hG)与期待值(hE)的差值(e)的积分求得跃变补偿值(z’)。
2.如权利要求1所述的调节方法,其特征在于,
-所述连铸结晶器(1)的模型(21)由模型积分器(25)与模型延迟元件(26)的串联组成,每个振荡补偿器(23)由两个振荡积分器(28,29)的串联组成,并且跃变计算器(22)由唯一的跃变积分器(30)组成,
-作为各输入参数
--对模型积分器(25)输送数值m=Vi+h1e,
--对模型延迟元件(26)输送数值m’=I+h2e,
--对各振荡补偿器(23)的前端振荡积分器(28)输送数值s1=h3e-S2,
--对各振荡补偿器(23)的后端振荡积分器(29)输送数值s2=h4e+S1并且
--对振荡积分器(30)输送数值s3=h5e,其中
--V是放大系数,
--i是模型输入值,
--e是实际值(hG)与期待值(hE)的差值,
--I是模型积分器(25)的输出信号,
--S1是各前端振荡积分器(28)的输出信号,
--S2是各后端振荡积分器(29)的输出信号,
--h1和h2是模型匹配系数,
--h3和h4是用于各振荡积分器(23)的专用的振荡匹配系数和
--h5是跃变匹配系数。
3.如权利要求2所述的调节方法,其特征在于,这样确定匹配系数(h1至h5),使通过连铸结晶器(1)的模型(21)确定的传递函数的极点满足下面的条件:
-每个干扰频率(fS)各给出一对共轭复数极点,其实数部分小于零并且其虚数部分等于通过各干扰频率(fS)定义的圆干扰频率(ωS),
-它给出三个实数极点,它们都小于零。
4.如权利要求3所述的调节方法,其特征在于,这样确定匹配系数(h1至h5),使共轭复数极点的实数部分以各圆干扰频率(ωS)为基础位于-0.3至-0.1之间。
5.如权利要求3或4所述的调节方法,其特征在于,这样确定匹配系数(h1至h5),使实数极点都小于-2.0。
6.如权利要求3、4或5所述的调节方法,其特征在于,这样确定匹配系数(h1至h5),使实数极点成对地相互不同。
7.如权利要求3或4所述的调节方法,其特征在于,这样确定匹配系数(h1至h5),使每个实数极点位于-2.5至-3.5之间、-3.5至-4.5之间和-4.5至-5.5之间。
8.如上述权利要求中任一项所述的调节方法,其特征在于,所述振荡补偿器(23)的数量大于1。
9.如上述权利要求中任一项所述的调节方法,其特征在于,对干扰参数补偿器(20)输送用于闭塞装置(4)的理论位置(p*)或者以干扰参数补偿值(z)修正的用于闭塞装置(4)的理论位置、但是不输送闭塞装置(4)的实际位置(p)或以干扰参数补偿值(z)修正的闭塞装置(4)的实际位置。
10.计算机程序,包括机器编码(17),它可以由用于连铸设备的控制装置(11)直接执行并且其通过控制装置(11)的执行使控制装置(11)按照如上述权利要求中任一项所述的调节方法调节连铸设备的连铸结晶器(1)的浇铸液位(9)。
11.如权利要求10所述的计算机程序,其特征在于,该计算机程序以可机器读取的形式存储在数据载体(15,16)上。
12.如权利要求11所述的计算机程序,其特征在于,所述数据载体(15)是控制装置(11)的组成部分。
13.用于连铸设备的控制装置,其特征在于,这样设计控制装置,使它在运行中执行如权利要求1至9中任一项所述的调节方法。
14.连铸设备,其特征在于,该设备由如权利要求13所述的控制装置(11)控制。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP09163538.3 | 2009-06-24 | ||
EP09163538A EP2272605A1 (de) | 2009-06-24 | 2009-06-24 | Regelverfahren für den Gießspiegel einer Stranggießkokille |
PCT/EP2010/056151 WO2010149419A1 (de) | 2009-06-24 | 2010-05-06 | Regelverfahren für den giessspiegel einer stranggiesskokille |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102458718A true CN102458718A (zh) | 2012-05-16 |
CN102458718B CN102458718B (zh) | 2016-09-07 |
Family
ID=40888156
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201080028283.0A Expired - Fee Related CN102458718B (zh) | 2009-06-24 | 2010-05-06 | 用于连铸结晶器的浇铸液位的调节方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8788084B2 (zh) |
EP (2) | EP2272605A1 (zh) |
CN (1) | CN102458718B (zh) |
BR (1) | BRPI1013800B1 (zh) |
RU (1) | RU2506141C2 (zh) |
WO (1) | WO2010149419A1 (zh) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104281166A (zh) * | 2013-07-04 | 2015-01-14 | 中国钢铁股份有限公司 | 连铸机的液位控制方法 |
CN104439142A (zh) * | 2014-09-22 | 2015-03-25 | 中南大学 | 一种用于检测结晶器内钢液液位和保护渣液渣层厚度的方法 |
CN111679625A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-18 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种快速、准确、多维度连铸机结晶器液面波动的评价方法 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2272605A1 (de) | 2009-06-24 | 2011-01-12 | Siemens AG | Regelverfahren für den Gießspiegel einer Stranggießkokille |
DE102013106172A1 (de) * | 2013-06-13 | 2014-12-18 | Endress + Hauser Gmbh + Co. Kg | Verfahren zur Kalibration oder zum Abgleich einer beliebigen schwingfähigen Einheit |
AT518461B1 (de) * | 2016-04-11 | 2019-12-15 | Primetals Technologies Austria GmbH | Gießspiegelregelung mit Störgrößenkompensation |
AT519390B1 (de) | 2016-12-13 | 2020-09-15 | Primetals Technologies Austria GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Regeln einer Stranggießanlage |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2032509T3 (es) * | 1988-08-31 | 1993-02-16 | Metacon Ag | Procedimiento para el control de valvulas de compuerta deslizantes, en especial en instalaciones de colada continua. |
US5699850A (en) * | 1993-01-15 | 1997-12-23 | J. Mulcahy Enterprises Inc. | Method and apparatus for control of stirring in continuous casting of metals |
FR2703277B1 (fr) * | 1993-03-30 | 1995-05-24 | Lorraine Laminage | Procédé et dispositif de régulation du niveau de métal liquide dans une lingotière de coulée continue des métaux. |
DE19640806C2 (de) | 1996-10-02 | 2002-03-14 | Siemens Ag | Verfahren und Einrichtung zum Gießen eines Stranges aus flüssigem Material |
RU2114715C1 (ru) * | 1997-08-26 | 1998-07-10 | Товарищество с ограниченной ответственностью "ТЕХНОАП ЛТД" | Система регулирования уровня металла в кристаллизаторе |
WO2000051762A1 (fr) * | 1999-03-02 | 2000-09-08 | Nkk Corporation | Procede et dispositif permettant, en coulee continue, de predire et de reguler la configuration d'ecoulement de l'acier en fusion |
JP3412691B2 (ja) * | 1999-12-28 | 2003-06-03 | 株式会社神戸製鋼所 | 溶融金属の連続鋳造法 |
KR100709000B1 (ko) * | 2005-10-04 | 2007-04-18 | 주식회사 포스코 | 스테인레스강 주편 품질 온라인 예측 시스템 및 이를이용한 예지방법 |
ES2480466T3 (es) * | 2006-07-06 | 2014-07-28 | Abb Ab | Método y aparato para controlar el flujo de acero fundido en un molde |
US20090084517A1 (en) * | 2007-05-07 | 2009-04-02 | Thomas Brian G | Cooling control system for continuous casting of metal |
CA2702639A1 (fr) * | 2007-12-17 | 2009-06-25 | Rotelec | Procede et equipement electromagnetique associe pour la mise en rotation d'un metal en fusion au sein d'une lingotiere de coulee continue de brames |
CN101364114B (zh) * | 2008-07-17 | 2011-06-15 | 上海宝信软件股份有限公司 | 自适应与模糊逻辑pid结晶器液位在线控制系统及方法 |
CN101403930A (zh) * | 2008-11-13 | 2009-04-08 | 东北大学 | 一种基于Fuzzy-PID的连铸结晶器液位控制方法 |
EP2272605A1 (de) | 2009-06-24 | 2011-01-12 | Siemens AG | Regelverfahren für den Gießspiegel einer Stranggießkokille |
-
2009
- 2009-06-24 EP EP09163538A patent/EP2272605A1/de not_active Withdrawn
-
2010
- 2010-05-06 RU RU2012102263/02A patent/RU2506141C2/ru active
- 2010-05-06 EP EP10717648.9A patent/EP2445667B1/de not_active Not-in-force
- 2010-05-06 CN CN201080028283.0A patent/CN102458718B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2010-05-06 US US13/380,686 patent/US8788084B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2010-05-06 WO PCT/EP2010/056151 patent/WO2010149419A1/de active Application Filing
- 2010-05-06 BR BRPI1013800A patent/BRPI1013800B1/pt not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104281166A (zh) * | 2013-07-04 | 2015-01-14 | 中国钢铁股份有限公司 | 连铸机的液位控制方法 |
CN104281166B (zh) * | 2013-07-04 | 2017-03-01 | 中国钢铁股份有限公司 | 连铸机的液位控制方法 |
CN104439142A (zh) * | 2014-09-22 | 2015-03-25 | 中南大学 | 一种用于检测结晶器内钢液液位和保护渣液渣层厚度的方法 |
CN104439142B (zh) * | 2014-09-22 | 2016-06-22 | 中南大学 | 一种用于检测结晶器内钢液液位和保护渣液渣层厚度的方法 |
CN111679625A (zh) * | 2020-06-29 | 2020-09-18 | 马鞍山钢铁股份有限公司 | 一种快速、准确、多维度连铸机结晶器液面波动的评价方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US8788084B2 (en) | 2014-07-22 |
EP2272605A1 (de) | 2011-01-12 |
EP2445667B1 (de) | 2019-02-20 |
RU2506141C2 (ru) | 2014-02-10 |
EP2445667A1 (de) | 2012-05-02 |
CN102458718B (zh) | 2016-09-07 |
US20120101625A1 (en) | 2012-04-26 |
WO2010149419A1 (de) | 2010-12-29 |
BRPI1013800A2 (pt) | 2016-04-12 |
BRPI1013800B1 (pt) | 2018-11-13 |
RU2012102263A (ru) | 2013-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102458718A (zh) | 用于连铸结晶器的浇铸液位的调节方法 | |
EP2990136A1 (en) | Pouring control method and memory medium storing program to have computer function as pouring control means | |
CN104334754B (zh) | 冷却过程的控制 | |
CN109676106A (zh) | 一种控制连铸结晶器液面波动的方法及装置 | |
CN112423911B (zh) | 连续铸造的控制装置、方法及记录介质 | |
CN110062672B (zh) | 用于调节连铸设施的方法和装置 | |
JP6447336B2 (ja) | 制御器パラメータ導出方法、制御器パラメータ導出装置、およびプログラム | |
RU2520459C2 (ru) | Способ регулирования для зеркала расплава в кристаллизаторе непрерывной разливки | |
JP4517960B2 (ja) | 連続鋳造機の湯面レベル制御方法及び湯面レベル制御装置 | |
US11045868B2 (en) | Method for controlling a continuous casting system | |
JP5637007B2 (ja) | モールド内溶鋼湯面レベル制御方法 | |
JP5206569B2 (ja) | 連続鋳造機のモールド湯面レベル制御装置及び制御方法 | |
JP5880347B2 (ja) | 製鋼プロセスにおける操業スケジュールの作成方法及び作成装置 | |
ITMI972191A1 (it) | Procedimento e dispositivo per colare una barra di metallo liquido | |
JP2007253170A (ja) | 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御方法および装置 | |
JP6065865B2 (ja) | 連続鋳造機の制御装置および制御方法 | |
CN111431214A (zh) | 一种考虑网损的电网自动发电控制方法、系统及介质 | |
KR102388116B1 (ko) | 복층 주조편의 연속 주조 프로세스의 제어 방법, 장치 및 프로그램 | |
JP6555234B2 (ja) | 連続鋳造機の制御装置、連続鋳造機の制御方法、及び鋼の連続鋳造方法 | |
JP7077797B2 (ja) | 複層鋳片の連続鋳造プロセスの制御方法、装置及びプログラム | |
CN105600358B (zh) | 一种给料控制装置及给料控制方法 | |
JPH09146608A (ja) | 連続鋳造機モールド内湯面レベル制御方法 | |
JP6256149B2 (ja) | 連続鋳造機の湯面レベル制御装置、連続鋳造機の湯面レベル制御方法、及びコンピュータプログラム | |
JP3091061B2 (ja) | モールドレベル制御方法 | |
CN117148708A (zh) | 下降率可调的分数阶扩张状态观测器和自抗扰控制系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20160817 Address after: Erlangen, Germany Applicant after: PRIMETALS TECHNOLOGIES GERMANY GmbH Address before: Munich, Germany Applicant before: Siemens AG |
|
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20160907 |