EP1455976B1 - Maulweitenregelung an segmenten für stranggie anlagen - Google Patents

Maulweitenregelung an segmenten für stranggie anlagen Download PDF

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EP1455976B1
EP1455976B1 EP02804861A EP02804861A EP1455976B1 EP 1455976 B1 EP1455976 B1 EP 1455976B1 EP 02804861 A EP02804861 A EP 02804861A EP 02804861 A EP02804861 A EP 02804861A EP 1455976 B1 EP1455976 B1 EP 1455976B1
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EP
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segment
segments
continuous casting
control
regulating
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Christian Geerkens
Axel Weyer
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SMS Siemag AG
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SMS Demag AG
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    • 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
    • B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock

Definitions

  • the invention relates to a device for adjusting the width of segments for continuous casters, at least with a position and pressure transducer are formed, in particular on segments for slab and thin slab continuous casting, comprising a strand guide with a control and segments for an intended guidance of a cast strand using measuring and control signals.
  • the invention also relates to the use of the device.
  • the state of the art includes position- and pressure-controlled segments (Segment cylinder) in continuous casting plants.
  • Segments via hydraulic cylinders and assignable measuring and control devices employed in the mouth.
  • SR Purpose of Softreduction
  • LCR Liquid Core Reduction
  • the necessary control and control elements are located in remote switching facilities of the continuous casting plants.
  • Document DE 100 28 304 A1 discloses a method and a device for decentralized casting data processing on a continuous casting mold Sensors obtained measurement data in a process computer of a continuous casting.
  • This known development was based on the task of electronic Way u. a. the casting data measured by sensors on more efficient Because of processing, and thereby also the facilities provided for this purpose to simplify.
  • the measuring and control data are cooled Fieldbus modules collected directly on the continuous casting mold and in bus signals transferred to a bus line and at least in the control of Continuous casting plant stored and / or processed. This will be the data path considerably shortened and simplified, and also simplifies the device.
  • thermo-sensors and / or the resistance thermosensors and the maintenance cycles are stored retrievably.
  • the document WO-99/46071-A discloses a setting method for a roll segment a continuous caster, which has a segment input side, a segment output side and a pair of roller carriers each having at least two carrying over a support area extending rollers.
  • the role carriers become via one at the segment input side and one at the segment output side arranged adjusting unit against each other employed. Every hiring unit has two on both sides of the support area arranged hydraulic cylinder units on.
  • the Anstell compiler known from this is that the hydraulic cylinder units can be adjusted both position and pressure-controlled, that via the hydraulic cylinder units, the rollers are position-controlled to one of the rollers run metal strand are hired, and that the hydraulic cylinder units be switched from position to pressure-controlled operation, when the pressure in the respective hydraulic cylinder unit is a limit reached.
  • the invention has the object underlying, a decentralized control and regulation with appropriate Modules directly on a segment or directly on a hydraulic cylinder to install, so as to create an "intelligent segment", which also secures further operation in the event of a failure of communication data.
  • each segment has at least one own decentralized control system unit, which via a field bus or Profibus with a higher-level control system and a power supply communicates.
  • the measurement and control signals in at least one system unit directly processed on the respective segment and the nominal value specifications of one higher-level control system via a fieldbus, e.g. Profibus, and a power supply fed to the segment, as well as actual value data also via the fieldbus to the control system as a control result or process state to be led back.
  • a fieldbus e.g. Profibus
  • the decentralized System unit next to the required task (s) for segment placement further decentralized, segment-specific tasks as recording and processing of other measurement data, z. B. bearing force monitoring, Temperature measurements and controls, associated with calibration data become.
  • the segment is enabled even if communication with the control system fails or stored in the rule module data z. B. for the desired position or the set SOLLkraftwert independently too active.
  • the required battery unit to bypass the communication failure is also located on the segment.
  • strand guide 1 shows a known construction of a strand guide 1, comprising a number of strand guide segments 2, which comprise the strand 3, emerging from the mold, with increasing solidification through the areas of Safely pass on soft reduction or liquid core reduction.
  • the segments 2 are with hydraulic actuators provided, in turn, with a position sensor 7 and preferably a Pressure transmitter 8 are equipped. These are position and pressure controlled Segments 2, which are controlled by hydraulic cylinders and assigned measuring / control and control organs in the mouth as well as in the position accordingly predetermined SOLLWerte be made.
  • the existing for this Control technology is located in remote facilities or switching stations 4 of the continuous casting.
  • each segment. 2 has an autonomous, decentralized controller 14, the at least one independent position and pressure transducer 7, 8 equipped and preferably via a bus connection 11 or a Profibus with a superordinate one Control system 10 and a power supply 12 is in communication.
  • the existing lines with connectors 13 require only one Fraction of the conduit system 5 with connectors 6 in the state of Technique according to FIG. 1.
  • Another serious advantage results from this that in case of failure of the transmission lines or connecting elements the regulation or control because of their self-sufficient position on the segments does not collapse.
  • the control and control units on The segment 2 can be called an intelligent Aftemativates so-called intelligent Terminals are provided.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Casting Support Devices, Ladles, And Melt Control Thereby (AREA)
  • Arrangements For Transmission Of Measured Signals (AREA)
  • Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Maulweitenregelung an Segmenten für Stranggießanlagen, die zumindest mit einem Positions- und Druckgeber ausgebildet sind, insbesondere an Segmenten für Brammen- und Dünnbrammen-Stranggießantagen, umfassend eine Strangführung mit einer Regelung und Segmenten für eine vorgesehene Führung eines Gußstranges unter Verwendung von Meß- und Regelsignalen. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der Vorrichtung.
Zum Stand der Technik gehören positions- und druckgeregelte Segmente (Segmentzylinder) in Stranggießaniagen. Hierbei werden insbesondere zum Zwecke von Softreduction- (SR) und Liquid-Core-Reduction (LCR)-Verfahren Segmente über Hydraulikzylinder und zuordenbare Meß-/Regel- und Steuerungsorgane in der Maulweite angestellt.
Üblicherweise befinden sich die hierfür erforderlichen Regelungs- und Steuerungselemente in entfernten Schalteinrichtungen der Stranggießanlagen.
Bei einem Ausfall der Übertragungsorgane bzw. Übertragungsleitungen bricht die Regelung und/oder Steuerung zusammen.
Das Dokument DE 100 28 304 A1 offenbart ein Verfahren und eine Einrichtung zur dezentralen Gießdatenverarbeitung der an einer Stranggießkokille über Sensoren gewonnenen Meßdaten in einem Prozeßrechner einer Stranggießanlage. Dieser bekannten Entwicklung lag die Aufgabe zugrunde, auf elektronischem Weg u. a. die über Sensoren gemessenen Gießdaten auf effizienteren Wegen zu verarbeiten, und dadurch auch die hierfür vorgesehenen Einrichtungen zu vereinfachen. Hierzu werden die Meß- und Steuerdaten in gekühlten Feldbus-Modulen unmittelbar auf der Stranggießkokille gesammelt und in Bus-Signale in eine Bus-Leitung überführt und zumindest in der Steuerung der Stranggießanlage gespeichert und/oder verarbeitet. Dadurch wird der Datenweg erheblich verkürzt und vereinfacht, und auch die Einrichtung vereinfacht.
Ein weiterer Vorteil dieser Entwicklung ergibt sich dadurch, dass in den Feldbus-Modulen auf der Stranggießkokille kokillenspezifische Informationen z. B. über die Dicke der Kupferplatten, den Abnutzungsgrad, den Zustand der Thermo-Sensoren und/oder der Widerstands-Thermosensoren und die Wartungszyklen abrufbar gespeichert sind.
Das Dokument WO-99/46071-A offenbart ein Anstellverfahren für ein Rollensegment einer Stranggießanlage, das eine Segmenteingangsseite, eine Segmentausgangsseite und ein Paar Rollenträger aufweist, die je mindestens zwei sich über einen Stützbereich erstreckende Rollen tragen. Die Rollenträger werden über eine an der Segmenteingangsseite und eine an der Segmentausgangsseite angeordnete Anstelleinheit gegeneinander angestellt. Jede Anstelleinheit weist zwei beidseits des Stützbereiches angeordnete Hydraulikzylindereinheiten auf.
Das hieraus bekannte Anstellverfahren besteht darin, dass die Hydraulikzylindereinheiten sowohl positions- als auch druckgeregelt anstellbar sind, dass über die Hydraulikzylindereinheiten die Rollen positionsgeregelt an einen von den Rollen geführten Metallstrang angestellt werden, und dass die Hydraulikzylindereinheiten vom positions- auf druckgeregelten Betrieb umgeschaltet werden, wenn der Druck in der jeweiligen Hydraulikzylindereinheit einen Grenzwert erreicht.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine dezentrale Steuerung und Regelung mit entsprechenden Modulen unmittelbar auf einem Segment bzw. direkt an einem Hydraulikzylinder zu installieren, um damit ein "intelligentes Segment" zu schaffen, welches auch bei einem Ausfall von Kommunikationsdaten einen weiteren Betrieb sichert.
Zur Lösung der Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art mit der Erfindung vorgeschlagen, dass jedes Segment mindestens eine eigene dezentrale Regel-Systemeinheit besitzt, die über einen Feldbus bzw. Profibus mit einem übergeordneten Leitsystem und einer Spannungsversorgung in Verbindung steht.
Neben der Ausführung der Systemeinheit mittels Regelungs- und Steuerungseinheiten auf dem Segment ist eine Ausführung mittels sogenannter intelligenter Klemmen auf dem Segment zur Reduzierung des Verkabelungsaufwandes als Altemativlösung vorgesehen.
Bei der Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Meß- und Regelsignale in mindestens einer Systemeinheit unmittelbar auf dem jeweiligen Segment verarbeitet und die SOLLwert-Vorgaben von einem übergeordneten Leitsystem über einen Feldbus, z.B. Profibus, und eine Spannungsversorgung dem Segment zugeführt werden, sowie ISTwert-Daten ebenfalls über den Feldbus dem Leitsystem als Regelergebnis bzw. Prozeßzustand zurückgeführt werden.
Mit der Verwendung der Erfindung ist welterhin vorgesehen, dass der dezentralen Systemeinheit neben der/den erforderlichen Aufgabe (n) für die Segmentanstellung weitere dezentrale, segmentspezifische Aufgabenstellungen wie Erfassung und Verarbeitung weiterer Meßdaten, z. B. Lagerkraftüberwachung, Temperaturmessungen und -regelungen, Kalibrierdaten zugeordnet werden.
Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird das Segment in die Lage versetzt, auch bei Ausfall der Kommunikation zum Leitsystem, die eingestellten oder im Regelmodul abgelegten Daten z. B. für die SOLLposition bzw. den eingestellten SOLLkraftwert selbstständig zu regein. Die hierzu erforderliche Batterieeinheit zur Überbrückung des Kommunikationsausfalls befindet sich ebenfalls auf dem Segment.
Zugleich wird mit Vorteil eine Reduzierung der elektrischen Steckverbindungen zwischen dem Segment und dem Leitsystem erreicht, wodurch eine Verkürzung der Segmentwechselzeiten erreicht wird.
Nachfolgend wird anhand von Zeichnungen gemäß Figur 1 ein Ausführungsbeispiel nach dem Stand der Technik und gemäß Figur 2 ein Ausführungsbeispiel in Form des Efindungsgegenstandes beschrieben.
In Figur 1 ist eine an sich bekannte Bauweise einer Strangführung 1 dargestellt, umfassend eine Anzahl von Strangführungssegmenten 2, welche den Strang 3, aus der Kokille austretend, mit zunehmender Erstarrung durch die Bereiche von Softreduction bzw. Liquid-Core-Reduction sicher hindurchführen.
Die Segmente 2 (vergrößert dargestellt) sind mit Hydraulik-Stellvorrichtungen versehen, die ihrerseits mit einem Positionsgeber 7 und vorzugsweise einem Druckgeber 8 ausgestattet sind. Es handelt sich dabei um positions- und druckgeregelte Segmente 2, die über Hydraulikzylinder und zugeordnete Mess/Regel- und Steuerungsorgane in der Maulweite sowie in der Position entsprechend vorgegebener SOLLWerte angestellt werden. Die hierfür vorhandene Regelungs- und Steuerungstechnik befindet sich in entfernten Einrichtungen bzw. Schaltstationen 4 der Stranggießanlage.
Die gemäß der Erfindung vorgesehene Ausbildung der Strangführung in Figur 2 ist im Gegensatz zum Stand der Technik so ausgebildet, dass jedes Segment 2 einen autonomen, dezentralen Regler 14 besitzt, der zumindest mit einem selbstständigen Positions- und Druckgeber 7, 8 ausgestattet und vorzugsweise über eine Busverbindung 11 bzw. einen Profibus mit einem übergeordneten Leitsystem 10 und einer Spannungsversorgung 12 in Verbindung steht. Die hierfür vorhandenen Leitungen mit Steckverbindungen 13 erfordern nur einen Bruchteil des Leitungssystems 5 mit Steckverbindungen 6 beim Stand der Technik gemäß Figur 1. Ein weiterer gravierender Vorteil ergibt sich daraus, dass bei einem Ausfall der Übertragungsleitungen bzw. Verbindungselemente die Regelung oder Steuerung wegen ihrer autarken Position auf den Segmenten nicht zusammenbricht. Statt der Regelungs- und Steuerungseinheiten auf dem Segment 2 können als vorteilhafte Aftemativlösung sogenannte intelligente Klemmen vorgesehen werden.
Bezugszeichenliste
1.
Strangführung
2.
Segment
3.
Gußstrang
4.
gemeinsame Regelung
5.
Leitungen
6.
Steckverbindungen von (5)
7.
Positionsgeber
8.
Druckgeber
9.
flüssiger Kern im Strang
10.
Leitsystem
11.
Feldbus / Profibus
12.
Spannungsversorgung
13.
Steckverbndungen in 11/12
14
dezenter Regler

Claims (7)

  1. Vorrichtung zur Maulweitenregelung an Segmenten für Stranggießanlagen, die zumindest mit einem Positions- (7) und Druckgeber (8) ausgebildet sind, insbesondere an Segmenten für Brammen- und Dünnbrammen-Stranggießanlagen, umfassend eine Strangführung (1) mit einer Regelung (4; 10) und Segmenten (2) für eine vorgesehene Führung eines Gußstranges unter Verwendung von Mess- und Regelsignalen,
    dadurch gekennzeichnet, dass jedes Segment (2) mindestens eine eigene dezentrale Regel- Systemeinheit (14) besitzt, die über einen Feldbus bzw. Profibus (11) mit einem übergeordneten Leitsystem (10) und einer Spannungsversorgung (12) in Verbindung steht
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Leitungen für Busverbindungen (11) bzw. für die Spannungsversorgung (12) zwecks Segmentwechsel mit Steckverbindungen ausgerüstet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Systemeinheiten (14) Regelungs- und Steuerungseinheiten sind.
  4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Systemeinheiten (14) sogenannte intelligente Klemmen sind.
  5. Verwendung der Vorrichtung zur Maulweitenregelung an Segmenten für Stranggießanlagen, insbesondere an Segmenten für Brammen- und Dünnbrammen-Stranggießanlagan, gemäß den Ansprüchen 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Meß- und Regelsignale in mindestens einer Systemeinheit (14) unmittelbar auf dem jeweiligen Segment (2) verarbeitet und die SOLLwert-Vorgaben von einem übergeordneten Leitsystem (10) über einen Feldbus (11), z. B. Profibus, und eine Spannungsversorgung (12) dem Segment (2) zugeführt werden, sowie ISTwert-Daten ebenfalls über den Feldbus (11) dem Leitsystem (10) als Regelergebnis, bzw. Prozeßzustand zurückgeführt werden.
  6. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass den auf dem Segment (2) befindlichen Systemeinheiten (14) segmentspezifische Informationen wie Steifigkeitskoeffizienten, Rollendurchmesser, Reglerparameter, Maulweitengrundeinstellungen und Anstellquoten zugeführt werden.
  7. Verwendung der Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der dezentralen Systemeinheit (14) neben der/den erforderlichen Aufgabe(n) für die Segmentanstellung weitere dezentrale segmentspezifische Autgabenstellungen wie Erfassung und Verarbeitung weiterer Meßdaten, z. B. Lagerkraftüberwachung, Temperaturmessungen und -regelungen, Kalibrierdaten oder dergleichen zugeordnet werden.
EP02804861A 2001-12-18 2002-11-13 Maulweitenregelung an segmenten für stranggie anlagen Expired - Lifetime EP1455976B2 (de)

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