EP2064602A2 - Device for controlling an arc furnace installation - Google Patents

Device for controlling an arc furnace installation

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Publication number
EP2064602A2
EP2064602A2 EP07803024A EP07803024A EP2064602A2 EP 2064602 A2 EP2064602 A2 EP 2064602A2 EP 07803024 A EP07803024 A EP 07803024A EP 07803024 A EP07803024 A EP 07803024A EP 2064602 A2 EP2064602 A2 EP 2064602A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
control
unit
functional
functional unit
functional units
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.)
Withdrawn
Application number
EP07803024A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Arno DÖBBELER
Martin Biermann
Thomas Matschullat
Johannes Scharf
Gerd Schelbert
Uwe STÜRMER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP2064602A2 publication Critical patent/EP2064602A2/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00—Programme-control systems
    • G05B19/02—Programme-control systems electric
    • G05B19/04—Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers
    • G05B19/05—Programmable logic controllers, e.g. simulating logic interconnections of signals according to ladder diagrams or function charts
    • G05B19/052—Linking several PLC's
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D11/00—Arrangement of elements for electric heating in or on furnaces
    • F27D11/08—Heating by electric discharge, e.g. arc discharge
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B7/00—Heating by electric discharge
    • H05B7/02—Details
    • H05B7/144—Power supplies specially adapted for heating by electric discharge; Automatic control of power, e.g. by positioning of electrodes
    • H05B7/148—Automatic control of power
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028—Regulation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028—Regulation
    • F27D2019/0034—Regulation through control of a heating quantity such as fuel, oxidant or intensity of current
    • F27D2019/0037—Quantity of electric current
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00—Program-control systems
    • G05B2219/20—Pc systems
    • G05B2219/26—Pc applications
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the invention relates to a device for controlling an electric arc furnace, comprising an automatic Steuerge ⁇ advises.
  • Arc furnaces are often timeslich- in the steel industry, for example, scrap or sponge iron to Schmel ⁇ zen, although other metals can be melted in an electric arc furnace.
  • An electric arc furnace is based on the conversion of electrical energy into thermal energy, whereby the principle of the arc is used. This will generate power of up to 200 MW and more.
  • An electric arc furnace can be designed as a direct current furnace (usually with one electrode) or as a three-phase furnace (usually with three electrodes).
  • a steel processing plant may also include a plurality of such electric arc furnaces.
  • a ladle furnace downstream which is also designed as an electric arc furnace.
  • the pan is the transport container into which the liquid metal from the arc melting furnace is filled.
  • quality-enhancing additives are, for example, added, or it is led further treatment by ⁇ .
  • the automation of an electric arc furnace requires the consideration of many functions. Examples of these heater control for controlling the basic functions of the O fens, the electrode regulation, on the final length and power of the arc is established, and the A ⁇ melting control may be mentioned. For each of these functions an automation device is provided in each case. This automation ⁇ s réellestechnik have in realizing arc Each time, the furnace system is extensively tested and adapted to each other in terms of interfaces and faultless interaction. The hardware cost involved is re ⁇ tively high and there is a higher installation and commissioning effort, as several automation devices must be installed with ei ⁇ -related control cabinets.
  • the invention is therefore based on the object to provide a Vorrich ⁇ device for controlling an electric arc furnace, which is improved in contrast.
  • a functional unit for furnace control, a functional unit for electrode control and a functional unit for a ⁇ melt control are integrated into the control unit.
  • the electrode control is designed to control the shape and position of the arc. This includes, for example ⁇ , the control of the at least one hydraulically comparable drivable electrode as well as the adjustment of the distance to the molten material.
  • the kiln control controls the general functions of the arc furnace. These include, for example, a hydraulically movable furnace cover, the tilting of the furnace, for example, when tearing emerging slag or when filling the molten metal and the cooling of the furnace. Also included herein are trade fairs control operations via a control panel, from which an operator can influence the furnace operation.
  • the melt control is ultimately a sequencer. Here, for example, is driven, how much energy is required at what time to melt the currently to Schmel ⁇ mentary amount of material. It is also determined when, for example, an additive should be added.
  • At least one further functional unit can be integrated into the control unit.
  • Such further functional units may be, for example, a functional unit for energy optimization and / or a functional unit for foam slag detection and foaming slag ⁇ regulation and / or a functional unit for Rothoptimie ⁇ tion and / or a functional unit for controlling the energy supply ⁇ with respect to provisions of an energy supplier and / or a Function unit to be for a customer individu ⁇ ellen control.
  • all these components are integrated into a single automatic control unit, so that only this one control unit is needed. All other ⁇ their control devices then omitted.
  • a functional unit for energy optimization can insbesonde ⁇ re control the energy optimization over a neural network.
  • Such an artificial intelligence can be used to optimize the energy used in terms of consumption, quality and other production parameters.
  • the foamed slag refers to a slag layer that floats on the molten metal and is deliberately built up so that the heat does not reach the furnace wall but is absorbed in the foam. For example, carbon can be added to build up further foam slag. Gleichzei ⁇ tig the height of the foamed slag is determined for example the Kör ⁇ perschaltdetektoren the furnace vessel. These components The functional unit responds to foam slag detection and foam slag control.
  • the functional unit for process optimization can, for example, include a model computer, which also enables an optimization of the process in a superordinate sense.
  • Control of the energy supply in terms of determining an energy supplier may be necessary if the example ⁇ as maximum quantities are provided at certain times.
  • the corresponding functional unit is used to control, for example, where energy can be saved, which aggre ⁇ gate can be switched off at the moment and the like.
  • a functional unit for individual control for a customer can be integrated into the control unit.
  • Egg ne Such a functional unit includes a customer individu ⁇ ell provided parameters that the entire system individualized ⁇ Sieren.
  • the other functional units are constructed so that they are easily adaptable to the needs of a customer, so that the individualization of the other integrated functional units can already take place.
  • the device may comprise a mounting unit in which the functional units, in particular in slots, are arranged.
  • a mounting unit in which the functional units, in particular in slots, are arranged.
  • Such an assembly unit can be, for example, a control cabinet in which the control unit, which usually includes a computing device , is accommodated.
  • the modular designed functional units can be designed exchangeable or removable.
  • This is a modular structure be ⁇ written , which is arbitrarily customizable. It can therefore be individual functional units are added or removed in order to adapt the functional scope of the device according to individual wishes. An exchange of defective functional units is also easy. In addition, it is easily possible to replace obsolete functional units, for example, with newly developed functional units, so that the device for controlling the electric arc furnace system is always up to date.
  • control unit is designed for the automatic detection and configuration of a functional unit.
  • a newly inserted functional unit thus communicates with the control unit, whereby an automatic configuration takes place.
  • the functional unit also suitable power ranges supplied ⁇ assigns, for example, processors, memory, and the like.
  • slots are provided for functional units, wherein each slot is assigned a fixed power range of a computing device contained in the control unit.
  • no special configuration is more necessary since each slot and thus an inserted therein functional unit already assigned anyway Leis ⁇ processing areas, for example, represents processor power, memory, program agents and the like.
  • Leis ⁇ processing areas for example, represents processor power, memory, program agents and the like.
  • the functional units may be individually configurable. Then a perfect adaptation to customer requirements is possible.
  • the functional units can be connected to a bus system.
  • bus system is all types known bus systems, which provide the necessary performance criteria.
  • At least two functional units are integrated into a functional ⁇ unit.
  • a single functional unit can be provided for electrode regulation and energy optimization. This is always mög ⁇ exist if the performance criteria of a functional unit allow the inclusion of several such functionalities.
  • slots can be saved and it will reach an even com ⁇ pakterer construction.
  • the single FIGURE shows an inventive Vorrich ⁇ device 1 for controlling an electric arc furnace.
  • the automatic control device 3 comprises a computing device 4, which may contain one or more processors and one or more memory devices. Furthermore, one is
  • Plurality of slots 5 are provided, some of which are occupied by module-like functional units 6-13.
  • the functional units 6 - 13 are removable, in particular designed interchangeable. About the slots 5, they are connected to a bus system 14, which couples them to the computing device 4.
  • the functional units 6 - 13 are individually configurable, so that they can be adapted to special customer requirements.
  • each slot 5 is assigned a specific power range in this embodiment, so that no further configuration after insertion of a functional unit is required.
  • the control unit 3 can be designed for automatic recognition and configuration of the functional units.
  • a functional unit 6 for temperature control, a function unit 7 for electrode control, a function ⁇ onsaku 8 for Einschmelz Kunststoffung, a function unit 9 for energy optimization, a functional unit 10 to the foaming slag detection and foamed slag control, a functional unit 11 for process optimization, a functional unit 12 for controlling the energy supply are With regard to determination of a power supplier and a functional unit 13 for customer-specific control provided.
  • the necessary function units 6 - 8 to the furnace control electrode control and Einschmelz interviewed are the arrival whose functional units 9-13 optional, that is, they need not be present for a functional device for controlling an arc furnace installation, or may gegebe ⁇ appropriate in the form of a further automatic Control device present.
  • twothesesseinhei ⁇ th are integrated into a functional unit.
  • the functional unit 7 for electrode control and the functional unit 9 for energy optimization into a single functional unit.
  • the function ⁇ reduction units 7 and 9 could then be removed and replaced by the new entity. As a result, fewer functional units are required.
  • a ladle furnace in addition to the actual electric arc furnace for melting and, for example, a ladle furnace may be provided as another electric arc furnace.
  • Such a further electric arc furnace can be controlled with the same device 1, wherein a correspondingly modified parameterization is to be used.

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Description

Beschreibungdescription
Vorrichtung zur Steuerung einer LichtbogenofenanlageDevice for controlling an electric arc furnace
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Steuerung einer Lichtbogenofenanlage, umfassend ein automatisches Steuerge¬ rät .The invention relates to a device for controlling an electric arc furnace, comprising an automatic Steuerge ¬ advises.
Lichtbogenöfen werden häufig in der Stahlindustrie einge- setzt, um beispielsweise Schrott oder Eisenschwamm zu schmel¬ zen, wobei auch andere Metalle in einem Lichtbogenofen erschmolzen werden können. Ein Lichtbogenofen beruht auf der Umsetzung elektrischer Energie in thermische Energie, wobei das Prinzip des Lichtbogens genutzt wird. Dabei werden Leis- tungen bis zu 200 MW und mehr erzeugt.Arc furnaces are often times einge- in the steel industry, for example, scrap or sponge iron to Schmel ¬ zen, although other metals can be melted in an electric arc furnace. An electric arc furnace is based on the conversion of electrical energy into thermal energy, whereby the principle of the arc is used. This will generate power of up to 200 MW and more.
Ein Lichtbogenofen kann als Gleichstromofen (in der Regel mit einer Elektrode) oder als Drehstromofen (in der Regel mit drei Elektroden) ausgeführt sein.An electric arc furnace can be designed as a direct current furnace (usually with one electrode) or as a three-phase furnace (usually with three electrodes).
Eine Stahlaufbereitungsanlage kann auch mehrere solcher Lichtbogenöfen umfassen. Beispielsweise wird häufig dem ei¬ gentlichen Lichtbogenofen, in dem die Erschmelzung erfolgt, ein Pfannenofen nachgeschaltet, der auch als Lichtbogenofen ausgeführt ist. Die Pfanne ist der Transportbehälter, in den das flüssige Metall aus dem Lichtbogenschmelzofen eingefüllt wird. Im Pfannenofen werden beispielsweise qualitätsteigernde Additive zugefügt oder es wird eine weitere Behandlung durch¬ geführt .A steel processing plant may also include a plurality of such electric arc furnaces. For example, often the ei ¬ tential arc furnace in which the melting takes place, a ladle furnace downstream, which is also designed as an electric arc furnace. The pan is the transport container into which the liquid metal from the arc melting furnace is filled. In the ladle furnace quality-enhancing additives are, for example, added, or it is led further treatment by ¬.
Die Automatisierung einer Lichtbogenofenanlage erfordert die Berücksichtigung vieler Funktionen. Beispielhaft seien hier die Ofensteuerung zum Ansteuern der Grundfunktionen des O- fens, die Elektrodenregelung, über die letztendlich Länge und Leistung des Lichtbogens einstellt wird, und die Ein¬ schmelzsteuerung genannt. Für alle diese Funktionen ist jeweils ein Automatisierungsgerät vorgesehen. Diese Automati¬ sierungsgeräte müssen bei der Realisierung einer Lichtbogen- ofenanlage jedes Mal aufwändig hinsichtlich Schnittstellen und einwandfreien Zusammenwirkens getestet und aneinander an- gepasst werden. Der damit verbundene Hardwareaufwand ist re¬ lativ hoch und es entsteht ein höherer Montage- sowie Inbe- triebnahmeaufwand, da mehrere Automatisierungsgeräte mit ei¬ genen Schaltschränken installiert werden müssen.The automation of an electric arc furnace requires the consideration of many functions. Examples of these heater control for controlling the basic functions of the O fens, the electrode regulation, on the final length and power of the arc is established, and the A ¬ melting control may be mentioned. For each of these functions an automation device is provided in each case. This automation ¬ sierungsgeräte have in realizing arc Each time, the furnace system is extensively tested and adapted to each other in terms of interfaces and faultless interaction. The hardware cost involved is re ¬ tively high and there is a higher installation and commissioning effort, as several automation devices must be installed with ei ¬-related control cabinets.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrich¬ tung zur Steuerung einer Lichtbogenofenanlage anzugeben, die demgegenüber verbessert ist.The invention is therefore based on the object to provide a Vorrich ¬ device for controlling an electric arc furnace, which is improved in contrast.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass eine Funktionseinheit zur Ofensteuerung, eine Funktionseinheit zur Elektrodenregelung und eine Funktionseinheit zur Ein¬ schmelzsteuerung in das Steuergerät integriert sind.To solve this problem is provided according to the invention in a device of the type mentioned that a functional unit for furnace control, a functional unit for electrode control and a functional unit for a ¬ melt control are integrated into the control unit.
Das bedeutet, für die Ofensteuerung, die Elektronenregelung und die Einschmelzsteuerung ist aufgrund der vorteilhaften Integration nun nur noch ein Steuergerät erforderlich, welches zentral die Steuerung übernimmt. Aufwändige Schnittstel¬ lenanpassung und komplexes Abstimmen der verschieden wirkenden Programmmittel ist nun nicht mehr erforderlich. Die Hard¬ warekosten werden gesenkt und der Montage- sowie Inbetrieb- nahmeaufwand wird reduziert.This means that due to the advantageous integration, only one control unit is now required for the furnace control, the electron control and the meltdown control which centrally takes over the control. Elaborate interface of ¬ lenanpassung and complex tuning the different program acting means is no longer required. The hard ¬ ware costs are lowered and the installation and commissioning effort is reduced.
Die Elektrodenregelung ist dabei zur Steuerung von Form und Lage des Lichtbogens ausgebildet. Hierunter fällt beispiels¬ weise die Ansteuerung der wenigstens einen hydraulisch ver- fahrbaren Elektrode sowie die Anpassung des Abstands zum Schmelzgut .The electrode control is designed to control the shape and position of the arc. This includes, for example ¬, the control of the at least one hydraulically comparable drivable electrode as well as the adjustment of the distance to the molten material.
Über die Ofensteuerung werden allgemeine Funktionen des Lichtbogenofens angesteuert. Diese umfassen beispielsweise einen hydraulisch verfahrbaren Ofendeckel, die Verkippung des Ofens, beispielsweise beim Abstechen entstehender Schlacke oder beim Abfüllen des geschmolzenen Metalls sowie die Kühlung des Ofens. Ebenso hierin inbegriffen sind Messeinrich- tungen sowie das Durchführen von Steuereingriffen über ein Bedienpult, von dem aus eine Bedienperson Einfluss auf den Ofenbetrieb nehmen kann.The kiln control controls the general functions of the arc furnace. These include, for example, a hydraulically movable furnace cover, the tilting of the furnace, for example, when tearing emerging slag or when filling the molten metal and the cooling of the furnace. Also included herein are trade fairs control operations via a control panel, from which an operator can influence the furnace operation.
Die Schmelzsteuerung ist letztendlich eine Ablaufsteuerung. Hierin wird beispielsweise angesteuert, wie viel Energie zu welchem Zeitpunkt benötigt wird, um die momentan zu schmel¬ zende Menge an Material einzuschmelzen. Ebenso wird hierbei bestimmt, wann beispielsweise ein Additiv hinzugefügt werden soll.The melt control is ultimately a sequencer. Here, for example, is driven, how much energy is required at what time to melt the currently to Schmel ¬ mentary amount of material. It is also determined when, for example, an additive should be added.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann wenigstens eine weitere Funktionseinheit in das Steuergerät integriert sein. Solche weiteren Funktionseinheiten können beispielsweise eine Funktionseinheit zur Energieoptimierung und/oder eine Funktionseinheit zur Schaumschlackeerkennung und Schaumschlacke¬ regelung und/oder eine Funktionseinheit zur Prozessoptimie¬ rung und/oder eine Funktionseinheit zur Regelung der Energie¬ zufuhr im Hinblick auf Bestimmungen eines Energieversorgers und/oder eine Funktionseinheit zur für einen Kunden individu¬ ellen Steuerung sein. Idealerweise sind alle diese Komponenten in ein einziges automatisches Steuergerät integriert, so dass nur noch dieses eine Steuergerät benötigt wird. Alle an¬ deren Steuergeräte entfallen dann.In a further advantageous embodiment, at least one further functional unit can be integrated into the control unit. Such further functional units may be, for example, a functional unit for energy optimization and / or a functional unit for foam slag detection and foaming slag ¬ regulation and / or a functional unit for Prozessoptimie ¬ tion and / or a functional unit for controlling the energy supply ¬ with respect to provisions of an energy supplier and / or a Function unit to be for a customer individu ¬ ellen control. Ideally, all these components are integrated into a single automatic control unit, so that only this one control unit is needed. All other ¬ their control devices then omitted.
Eine Funktionseinheit zur Energieoptimierung kann insbesonde¬ re die Energieoptimierung über ein neuronales Netzwerk steuern. Über eine solche künstliche Intelligenz können die eingesetzten Energien in Bezug auf Verbrauch, Qualität und sons- tige Produktionsparameter optimiert werden.A functional unit for energy optimization can insbesonde ¬ re control the energy optimization over a neural network. Such an artificial intelligence can be used to optimize the energy used in terms of consumption, quality and other production parameters.
Die Schaumschlacke bezeichnet eine Schlackeschicht, die auf dem geschmolzenen Metall schwimmt und gezielt aufgebaut wird, damit die Hitze nicht an die Ofenwand gelangt, sondern im Schaum absorbiert wird. Zum Aufbau weiterer Schaumschlacke kann beispielsweise Kohlenstoff zugeführt werden. Gleichzei¬ tig wird die Höhe der Schaumschlacke beispielsweise über Kör¬ perschaltdetektoren am Ofengefäß bestimmt. Diese Komponenten spricht die Funktionseinheit zur Schaumschlackeerkennung und Schaumschlackeregelung an.The foamed slag refers to a slag layer that floats on the molten metal and is deliberately built up so that the heat does not reach the furnace wall but is absorbed in the foam. For example, carbon can be added to build up further foam slag. Gleichzei ¬ tig the height of the foamed slag is determined for example the Kör ¬ perschaltdetektoren the furnace vessel. These components The functional unit responds to foam slag detection and foam slag control.
Die Funktionseinheit zur Prozessoptimierung kann beispiels- weise einen Modellrechner umfassen, der eine Optimierung des Prozesses auch im übergeordneten Sinne ermöglicht. Beispiels¬ weise kann das flüssige Material unmittelbar an eine Strang¬ gießanlage weitergeleitet werden, die Vorgaben bezüglich der Menge an verarbeitbarem Material gibt.The functional unit for process optimization can, for example, include a model computer, which also enables an optimization of the process in a superordinate sense. Example ¬ as the liquid material can be forwarded directly to a strand caster ¬, are the specifications for the amount of processable material.
Eine Regelung der Energiezufuhr im Hinblick auf Bestimmung eines Energieversorgers kann notwendig sein, wenn beispiels¬ weise maximale Abnahmemengen in bestimmten Zeiten vorgesehen sind. Über die entsprechende Funktionseinheit wird geregelt, wo beispielsweise Energie gespart werden kann, welches Aggre¬ gat im Moment abschaltbar ist und dergleichen.Control of the energy supply in terms of determining an energy supplier may be necessary if the example ¬ as maximum quantities are provided at certain times. The corresponding functional unit is used to control, for example, where energy can be saved, which aggre ¬ gate can be switched off at the moment and the like.
Weiterhin kann eine Funktionseinheit zur für einen Kunden individuellen Steuerung in das Steuergerät integriert sein. Ei- ne solche Funktionseinheit umfasst für einen Kunden individu¬ ell vorgesehene Parameter, die das Gesamtsystem individuali¬ sieren. Es ist jedoch auch denkbar, dass die anderen Funktionseinheiten dermaßen aufgebaut sind, dass sie problemlos auf die Bedürfnisse eines Kunden hin anpassbar sind, so dass die Individualisierung an den anderen integrierten Funktionseinheiten schon stattfinden kann.Furthermore, a functional unit for individual control for a customer can be integrated into the control unit. Egg ne Such a functional unit includes a customer individu ¬ ell provided parameters that the entire system individualized ¬ Sieren. However, it is also conceivable that the other functional units are constructed so that they are easily adaptable to the needs of a customer, so that the individualization of the other integrated functional units can already take place.
Zweckmäßigerweise kann die Vorrichtung eine Montageeinheit umfassen, in welcher die Funktionseinheiten, insbesondere in Steckplätzen, angeordnet sind. Eine solche Montageeinheit kann beispielsweise ein Schaltschrank sein, in dem das Steuergerät, welches üblicherweise eine Recheneinrichtung um¬ fasst, untergebracht ist.Conveniently, the device may comprise a mounting unit in which the functional units, in particular in slots, are arranged. Such an assembly unit can be, for example, a control cabinet in which the control unit, which usually includes a computing device , is accommodated.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung können die modular ausgestalteten Funktionseinheiten austauschbar bzw. entnehmbar ausgestaltet sein. Damit ist ein modularer Aufbau be¬ schrieben, der beliebig anpassbar ist. Es können demnach ein- zelne Funktionseinheiten hinzugefügt oder entfernt werden, um den Funktionsumfang der Vorrichtung nach individuellen Wünschen anzupassen. Auch ein Austausch defekter Funktionseinheiten gestaltet sich einfach. Zudem ist es problemlos mög- lieh, veraltete Funktionseinheiten beispielsweise durch neu entwickelte Funktionseinheiten zu ersetzen, so dass die Vorrichtung zur Steuerung der Lichtbogenofenanlage immer auf dem neuesten Stand ist.In a further advantageous embodiment, the modular designed functional units can be designed exchangeable or removable. This is a modular structure be ¬ written , which is arbitrarily customizable. It can therefore be individual functional units are added or removed in order to adapt the functional scope of the device according to individual wishes. An exchange of defective functional units is also easy. In addition, it is easily possible to replace obsolete functional units, for example, with newly developed functional units, so that the device for controlling the electric arc furnace system is always up to date.
Bei solchen modular ausgestalteten Funktionseinheiten sind letztendlich zwei Möglichkeiten denkbar, wie und ob eine Konfiguration erfolgen soll. Zunächst kann vorgesehen sein, dass das Steuergerät zum automatischen Erkennen und Konfigurieren einer Funktionseinheit ausgebildet ist. Eine neu eingefügte Funktionseinheit kommuniziert demnach mit dem Steuergerät, wodurch eine automatische Konfiguration erfolgt. Dabei werden der Funktionseinheit auch geeignete Leistungsbereiche zuge¬ ordnet, beispielsweise Prozessoren, Speicherplatz und dergleichen .In the case of such modularly designed functional units, ultimately two possibilities are conceivable, such as whether and whether a configuration should take place. First, it can be provided that the control unit is designed for the automatic detection and configuration of a functional unit. A newly inserted functional unit thus communicates with the control unit, whereby an automatic configuration takes place. In this case, the functional unit also suitable power ranges supplied ¬ assigns, for example, processors, memory, and the like.
Alternativ ist es jedoch auch möglich, dass Steckplätze für Funktionseinheiten vorgesehen sind, wobei jedem Steckplatz ein fester Leistungsbereich einer im Steuergerät enthaltenen Recheneinrichtung zugeordnet ist. Hierbei ist keine besondere Konfiguration mehr nötig, da jedem Steckplatz und somit einer darin eingesteckten Funktionseinheit ohnehin bereits Leis¬ tungsbereiche zugeordnet sind, das bedeutet beispielsweise Prozessorleistung, Speicherplatz, Programmmittel und dergleichen. Ein solches System ist unkomplizierter, jedoch weniger flexibel.Alternatively, however, it is also possible that slots are provided for functional units, wherein each slot is assigned a fixed power range of a computing device contained in the control unit. Here, no special configuration is more necessary since each slot and thus an inserted therein functional unit already assigned anyway Leis ¬ processing areas, for example, represents processor power, memory, program agents and the like. Such a system is simpler, but less flexible.
Vorteilhafterweise können die Funktionseinheiten individuell konfigurierbar sein. Dann ist eine perfekte Anpassung an Kundenwünsche möglich.Advantageously, the functional units may be individually configurable. Then a perfect adaptation to customer requirements is possible.
Zur Kommunikation mit dem Steuergerät bzw. der darin enthaltenen Recheneinrichtung können die Funktionseinheiten an ein Bussystem angeschlossen sein. Hierbei bieten sich alle Arten bekannter Bussysteme an, die die nötigen Leistungskriterien erbringen .For communication with the control unit or the computing device contained therein, the functional units can be connected to a bus system. Here are all types known bus systems, which provide the necessary performance criteria.
In vorteilhafter Ausgestaltung kann zudem vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Funktionseinheiten zu einer Funktions¬ einheit integriert sind. So kann beispielsweise für die Elektrodenregelung und die Energieoptimierung eine einzige Funktionseinheit vorgesehen sein. Dies ist immer dann mög¬ lich, wenn die Leistungskriterien einer Funktionseinheit die Aufnahme mehrerer solcher Funktionalitäten ermöglichen. Hierbei werden Steckplätze eingespart und es wird ein noch kom¬ pakterer Aufbau erreicht.In an advantageous embodiment can also be provided that at least two functional units are integrated into a functional ¬ unit. For example, a single functional unit can be provided for electrode regulation and energy optimization. This is always mög ¬ exist if the performance criteria of a functional unit allow the inclusion of several such functionalities. Here, slots can be saved and it will reach an even com ¬ pakterer construction.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus dem im Folgenden dargestellten Ausführungsbeispiel sowie anhand der Zeichnung.Further advantages and details of the present invention will become apparent from the embodiment illustrated below and from the drawing.
Dabei zeigt die einzige Figur eine erfindungsgemäße Vorrich¬ tung 1 zur Steuerung einer Lichtbogenofenanlage.The single FIGURE shows an inventive Vorrich ¬ device 1 for controlling an electric arc furnace.
Sie umfasst eine Montageeinheit in Form eines Schaltschrankes 2, in der ein automatisches Steuergerät 3 angeordnet ist. Das automatische Steuergerät 3 umfasst eine Recheneinrichtung 4, die eine oder mehrere Prozessoren sowie eine oder mehrere Speichereinrichtungen enthalten kann. Weiterhin ist eineIt comprises an assembly unit in the form of a control cabinet 2, in which an automatic control unit 3 is arranged. The automatic control device 3 comprises a computing device 4, which may contain one or more processors and one or more memory devices. Furthermore, one is
Mehrzahl von Steckplätzen 5 vorgesehen, von denen einige mit modulartigen Funktionseinheiten 6 - 13 belegt sind. Die Funktionseinheiten 6 - 13 sind entnehmbar, insbesondere austauschbar ausgestaltet. Über die Steckplätze 5 sind sie mit einem Bussystem 14 verbunden, das sie an die Recheneinrichtung 4 ankoppelt. Die Funktionseinheiten 6 - 13 sind individuell konfigurierbar, so dass sie auf spezielle Kundenwünsche angepasst werden können.Plurality of slots 5 are provided, some of which are occupied by module-like functional units 6-13. The functional units 6 - 13 are removable, in particular designed interchangeable. About the slots 5, they are connected to a bus system 14, which couples them to the computing device 4. The functional units 6 - 13 are individually configurable, so that they can be adapted to special customer requirements.
Dabei ist in diesem Ausführungsbeispiel jedem Steckplatz 5 ein bestimmter Leistungsbereich zugeordnet, so dass keine weitere Konfiguration nach Einstecken einer Funktionseinheit erforderlich ist. Alternativ ist es natürlich auch möglich, dass das Steuergerät 3 zur automatischen Erkennung und Konfiguration der Funktionseinheiten ausgebildet sein kann.In this case, each slot 5 is assigned a specific power range in this embodiment, so that no further configuration after insertion of a functional unit is required. Alternatively, it is also possible that the control unit 3 can be designed for automatic recognition and configuration of the functional units.
Insbesondere sind eine Funktionseinheit 6 zur Ofensteuerung, eine Funktionseinheit 7 zur Elektrodenregelung, eine Funkti¬ onseinheit 8 zur Einschmelzsteuerung, eine Funktionseinheit 9 zur Energieoptimierung, eine Funktionseinheit 10 zur Schaumschlackeerkennung und Schaumschlackeregelung, eine Funktionseinheit 11 zur Prozessoptimierung, eine Funktionseinheit 12 zur Regelung der Energiezufuhr im Hinblick auf Bestimmung eines Energieversorgers und eine Funktionseinheit 13 zur für einen Kunden individuellen Steuerung vorgesehen. Abgesehen von den notwendigen Funktionseinheiten 6 - 8 zur Ofensteuerung, Elektrodenregelung und Einschmelzsteuerung sind die an- deren Funktionseinheiten 9 - 13 optional, das bedeutet, sie müssen für eine funktionsfähige Vorrichtung zur Steuerung einer Lichtbogenofenanlage nicht vorliegen oder können gegebe¬ nenfalls in Form eines weiteren automatischen Steuergeräts vorliegen. Aufgrund des modulartigen Charakters sind weitere Funktionseinheiten problemlos nachrüstbar, genau wie weitere Funktionseinheiten 9 - 13 entfernt werden können. Auch die notwendig integrierten Funktionseinheiten 6 - 8 können - beispielsweise bei Defekt oder Ersetzung durch ein neueres Mo¬ dell - problemlos ausgetauscht werden.In particular, a functional unit 6 for temperature control, a function unit 7 for electrode control, a functi ¬ onseinheit 8 for Einschmelzsteuerung, a function unit 9 for energy optimization, a functional unit 10 to the foaming slag detection and foamed slag control, a functional unit 11 for process optimization, a functional unit 12 for controlling the energy supply are With regard to determination of a power supplier and a functional unit 13 for customer-specific control provided. Apart from the necessary function units 6 - 8 to the furnace control electrode control and Einschmelzsteuerung are the arrival whose functional units 9-13 optional, that is, they need not be present for a functional device for controlling an arc furnace installation, or may gegebe ¬ appropriate in the form of a further automatic Control device present. Due to the modular nature of further functional units can be easily retrofitted, just like other functional units 9 - 13 can be removed. The necessary integrated functional units 6 - 8 - can be easily replaced - for example, in case of defect or replacement with a newer Mo ¬ dell.
Insbesondere ist es auch denkbar, dass zwei Funktionseinhei¬ ten zu einer Funktionseinheit integriert sind. Beispielsweise wäre es denkbar, die Funktionseinheit 7 zur Elektrodenrege¬ lung und die Funktionseinheit 9 zur Energieoptimierung zu ei- ner einzigen Funktionseinheit zusammenzufassen. Die Funkti¬ onseinheiten 7 und 9 könnten dann entnommen und durch die neue Funktionseinheit ersetzt werden. Hierdurch sind weniger Funktionseinheiten erforderlich.In particular, it is also conceivable that two Funktionsseinhei ¬ th are integrated into a functional unit. For example, it would be conceivable to combine the functional unit 7 for electrode control and the functional unit 9 for energy optimization into a single functional unit. The functi ¬ reduction units 7 and 9 could then be removed and replaced by the new entity. As a result, fewer functional units are required.
Insgesamt ist mit der Vorrichtung zur Steuerung einer Lichtbogenofenanlage eine integrierte Lösung gegeben, die einfach in Aufbau und Wartung zur Steuerung einer Lichtbogenofenanla¬ ge ausgebildet ist. Durch den Einbau in nur einen Schalt- schrank reduzieren sich Fertigungs-, Montage- und Inbetrieb¬ nahmeaufwand .Overall, with the device for controlling an electric arc furnace system an integrated solution is given, which is simple in construction and maintenance for controlling a Lichtbogenofenanla ¬ ge. Due to the installation in only one switching cabinet reduce manufacturing, assembly and commissioning ¬ effort.
Insbesondere kann in einer Metallaufbereitungsanlage neben dem eigentlichen Lichtbogenofen zum Schmelzen auch beispielsweise ein Pfannenofen als weiterer Lichtbogenofen vorgesehen sein. Eine solche weitere Lichtbogenofenanlage kann mit der gleichen Vorrichtung 1 angesteuert werden, wobei eine entsprechend modifizierte Parametrierung zu verwenden ist. In particular, in a metal processing plant in addition to the actual electric arc furnace for melting and, for example, a ladle furnace may be provided as another electric arc furnace. Such a further electric arc furnace can be controlled with the same device 1, wherein a correspondingly modified parameterization is to be used.

Claims

Patentansprüche claims
I. Vorrichtung zur Steuerung einer Lichtbogenofenanlage, umfassend ein automatisches Steuergerät (3) , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass eine Funktionseinheit (6) zur Ofensteuerung, eine Funktionseinheit (7) zur Elektrodenregelung und eine Funktionseinheit (8) zur Einschmelzsteuerung in das Steuergerät (3) integriert sind.I. Device for controlling an electric arc furnace, comprising an automatic control unit (3), characterized in that a functional unit (6) for furnace control, a functional unit (7) for electrode control and a functional unit (8) for meltdown control in the control unit (3) are integrated ,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass we¬ nigstens eine weitere Funktionseinheit (9, 10, 11, 12, 13), insbesondere eine Funktionseinheit (9) zur Energieoptimierung und/oder eine Funktionseinheit (10) zur Schaumschlackeerken- nung und Schaumschlackeregelung und/oder eine Funktionseinheit (11) zur Prozessoptimierung und/oder eine Funktionseinheit (12) zur Regelung der Energiezufuhr im Hinblick auf Bestimmungen eines Energieversorgers und/oder eine Funktions¬ einheit (13) zur für einen Kunden individuellen Steuerung, in das Steuergerät (3) integriert ist.2. Device according to claim 1, characterized in that we ¬ least one further functional unit (9, 10, 11, 12, 13), in particular a functional unit (9) for energy optimization and / or a functional unit (10) tion for Schaumschlackeerken- tion and foam slag control and / or a functional unit (11) for process optimization and / or a functional unit (12) for controlling the energy supply in terms of elements of a power supplier and / or a function ¬ unit (13) for individually for a customer control in the control device (3 ) is integrated.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass sie eine Montageinheit (2) umfasst, in welcher die Funktionsein- heiten (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13), insbesondere in Steck¬ plätzen (5) , angeordnet sind.3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises a mounting unit (2), in which the functional units (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13), in particular in Steck ¬ places ( 5) are arranged.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die modular ausgestalteten Funktionseinheiten (6, 7, 8, 9, 10,4. Device according to claim 3, characterized in that the modularly designed functional units (6, 7, 8, 9, 10,
II, 12, 13) austauschbar bzw. entnehmbar ausgestaltet sind.II, 12, 13) are designed exchangeable or removable.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Steuergerät (3) zum automatischen Erkennen und Konfigurieren einer Funktionseinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) ausgebil¬ det ist. 5. The device according to claim 4, characterized in that the control unit (3) for automatic detection and configuration of a functional unit (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) is ausgebil ¬ det.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass Steckplätze (5) für Funktionseinheiten (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) vorgesehen ist, wobei jedem Steckplatz (5) ein fester Leistungsbereich einer im Steuergerät (3) enthaltenen Recheneinrichtung (4) zugeordnet ist.6. The device according to claim 4, characterized in that slots (5) for functional units (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) is provided, each slot (5) has a fixed power range in the control unit (3 ) associated computing device (4) is assigned.
7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Funktionseinheiten (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) individuell konfigurierbar sind.7. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the functional units (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) are individually configurable.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die Funktionseinheiten (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) an ein Bussystem (14) angeschlossen sind.8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the functional units (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) are connected to a bus system (14).
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das wenigstens zwei Funktionseinheiten (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) zu einer Funktionseinheit (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) integriert sind. 9. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the at least two functional units (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13) to a functional unit (6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 , 13) are integrated.
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