EP2353752A1 - Regulating method for the casting mould of a continuous casting mould - Google Patents

Regulating method for the casting mould of a continuous casting mould Download PDF

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EP2353752A1
EP2353752A1 EP10150817A EP10150817A EP2353752A1 EP 2353752 A1 EP2353752 A1 EP 2353752A1 EP 10150817 A EP10150817 A EP 10150817A EP 10150817 A EP10150817 A EP 10150817A EP 2353752 A1 EP2353752 A1 EP 2353752A1
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EP
European Patent Office
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value
controller
control method
continuous casting
output signal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10150817A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Bernhard Weisshaar
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Publication date
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Priority to US13/522,457 priority patent/US20120296466A1/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
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    • B22D11/00Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/18Controlling or regulating processes or operations for pouring

Definitions

  • the present invention further relates to a computer program comprising machine code which is directly executable by a control device for a continuous casting plant and whose execution by the control device causes the control device to regulate the casting level of a continuous casting mold of the continuous casting plant according to such a control method.
  • the present invention relates to a continuous casting plant, which is controlled by such a control device.
  • control method having the features of claim 1.
  • Advantageous embodiments of the control method according to the invention are the subject of the dependent claims 2 to 9.
  • the differential controller is (at least) designed as a proportional controller. It therefore has a proportional gain.
  • the proportional gain is increased during and / or after increasing the turn-on factor from an initial value to a final value.
  • the initial value and the final value of the proportional gain are values other than the initial value and the end value of the switch-on factor.
  • the differential controller can be designed, for example, as a PI controller or as an even more complex controller. However, it is preferred that the differential controller is designed as a pure P controller.
  • the object is further achieved by a control device for a continuous casting plant, which is designed such that it carries out an inventive control method during operation.
  • a continuous casting plant which is controlled by a control device according to the invention.
  • the desired position p * for the closure device 4 is supplied to the closure device 4.
  • the setting of the closure device 4 is usually regulated.
  • a position controller 19 is supplied to the continue also the actual position p of the closure device 4 is supplied.
  • the position controller 19 may be formed, for example, as a P controller.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Feedback Control In General (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)

Abstract

The control method for casting level of a continuous casting mold, comprises adjusting the inflow liquid metal into a continuous casting mold by a closing device and deducting the partially solidified metal strand by a draw device on the continuous casting mold. A measured actual value of the casting level is fed into a casting level controller, which determines a target setting for the closing device on the basis of the actual value and a corresponding target value. The measured actual value and a target setting of the closing device are fed into an interference compensator (20). The control method for casting level of a continuous casting mold, comprises adjusting the inflow liquid metal into a continuous casting mold by a closing device and deducting the partially solidified metal strand by a draw device on the continuous casting mold. A measured actual value of the casting level is fed into a casting level controller, which determines a target setting for the closing device on the basis of the actual value and a corresponding target value. The measured actual value and a target setting of the closing device are fed into an interference compensator (20). Within the interference compensator, an expected value for the casting level is determined and is subtracted from the measured actual value of the casting level. The difference is fed to a differential controller (23) within the interference compensator, where the differential controller determines a controller output signal. The controller output signal is multiplied by a superposition factor and the controller output signal is superimposed with the superposition factor multiplied controller output signal on the target setting as an interference compensation value. An inflow signal derived from the actual setting is further superimposed on the controller output signal. The superposition result is fed into an integrator (21) within the interference compensator, whose output signal corresponding to the expected value for the casting level. The expected value is subtracted for the casting level instantaneous by the actual value of the casting level. The superposition factor comprises an initial value at the beginning of the control method and during the control method is steadily increased to a final value. The initial value of the superposition factor is zero and the final value of the superposition factor is unity. The casting level controller is formed as a controller with integral action and the casting level controller of a reset time of the casting level controller is increased during and/or after the increasing of the superposition factor of the initial value to the end value. The final value of the reset time is infinite. The differential controller has a proportional gain and the differential controller is increased during and/or after the increasing of the of the superposition factor of the initial value to the end value. The initial value of the proportional gain of the differential controller is equal to a proportional gain of the casting-level controller. The differential controller is formed as a pure p-controller. Independent claims are included for: (1) a computer program; (2) a control device for a continuous casting plant; and (3) a continuous casting plant.

Description

Beschreibungdescription Regelverfahren für den Gießspiegel einer StranggießkokilleControl method for the pouring mirror of a continuous casting mold

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Regelverfahren für den Gießspiegel einer Stranggießkokille,

  • wobei der Zufluss flüssigen Metalls in die Stranggießkokille mittels einer Verschlusseinrichtung eingestellt und der teilerstarrte Metallstrang mittels einer Abzugseinrichtung aus der Stranggießkokille abgezogen wird,
  • wobei ein gemessener Istwert des Gießspiegels einem Gießspiegelregler zugeführt wird, der anhand des Istwerts und eines korrespondierenden Sollwerts eine Sollstellung für die Verschlusseinrichtung ermittelt und der Verschlusseinrichtung zuführt,
  • wobei der gemessene Istwert und eine Iststellung der Verschlusseinrichtung einem Störgrößenkompensator zugeführt werden,
  • wobei innerhalb des Störgrößenkompensators ein Erwartungswert für den Gießspiegel ermittelt und vom gemessenen Istwert des Gießspiegels subtrahiert wird.
The present invention relates to a control method for the casting level of a continuous casting mold,
  • wherein the inflow of liquid metal is adjusted in the continuous casting mold by means of a closure device and the partially solidified metal strand is withdrawn by means of a take-off device from the continuous casting mold,
  • wherein a measured actual value of the pouring mirror is fed to a pouring-mirror regulator which determines a setpoint position for the closing device on the basis of the actual value and a corresponding desired value and feeds it to the closing device,
  • wherein the measured actual value and an actual position of the closure device are fed to a disturbance variable compensator,
  • wherein an expected value for the casting level is determined within the Störgrößenkompensators and subtracted from the measured actual value of the casting mirror.

Ein derartiges Regelverfahren ist beispielsweise aus der US 5,921,313 A bekannt. Bei dem bekannten Regelverfahren ist ein Schwingungskompensator vorhanden, der Bulgingschwingungen kompensiert.Such a control method is for example from the US 5,921,313 A known. In the known control method, a vibration compensator is provided which compensates Bulgingschwingungen.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Computerprogramm, das Maschinencode umfasst, der von einer Steuereinrichtung für eine Stranggießanlage unmittelbar ausführbar ist und dessen Ausführung durch die Steuereinrichtung bewirkt, dass die Steuereinrichtung den Gießspiegel einer Stranggießkokille der Stranggießanlage gemäß einem derartigen Regelverfahren regelt.The present invention further relates to a computer program comprising machine code which is directly executable by a control device for a continuous casting plant and whose execution by the control device causes the control device to regulate the casting level of a continuous casting mold of the continuous casting plant according to such a control method.

Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Steuereinrichtung für eine Stranggießanlage, die derart ausgebildet ist, dass sie im Betrieb ein derartiges Regelverfahren ausführt.The present invention further relates to a control device for a continuous casting plant, which is designed in this way is that she carries out such a control procedure during operation.

Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung eine Stranggießanlage, die von einer derartigen Steuereinrichtung gesteuert wird.Finally, the present invention relates to a continuous casting plant, which is controlled by such a control device.

Der Gießspiegel in der Stranggießkokille wird unter anderem durch sprungförmige Störungen in unerwünschter Weise beeinflusst. Beispiele derartiger unerwünschter Störungen sind das sogenannte "Clogging" und "Unclogging", das heißt das plötzliche Anbacken oder Abbrechen von Aluminiumoxid im Zulaufkanal der Kokille. Ebenso kann der Gießspiegel durch ruckartiges Abziehen des Metallstrangs in unerwünschter Weise beeinflusst werden. Jede Störung des Gießspiegels bedeutet einen Qualitätsverlust des Strangs. Gießspiegelschwankungen sollten deshalb so gering wie möglich gehalten werden.The pouring level in the continuous casting mold is influenced, inter alia, by jump-shaped disturbances in an undesirable manner. Examples of such unwanted disturbances are the so-called "clogging" and "unclogging", that is, the sudden caking or breaking of aluminum oxide in the feed channel of the mold. Likewise, the pouring mirror can be influenced by jerky removal of the metal strand in an undesirable manner. Any disturbance of the pouring mirror means a loss of quality of the strand. Mold level fluctuations should therefore be kept as low as possible.

Im Stand der Technik ist der Gießspiegelregler meist als PI-Regler oder als PID-Regler ausgebildet, der zusätzlich mehrere Zusatzfunktionen zur Bekämpfung spezifischer Störungen aufweist. Ein Beispiel einer derartigen Zusatzfunktion ist die obenstehend erwähnte Kompensation von Bulgingschwingungen. Der Integralanteil des Gießspiegelreglers ist im Stand der Technik erforderlich, um die stationäre Sollstellung für die Verschlusseinrichtung zu finden und zu halten.In the prior art, the Gießspiegelregler is usually designed as a PI controller or as a PID controller, which also has several additional functions to combat specific interference. An example of such an additional function is the abovementioned compensation of bulging vibrations. The integral portion of the mold leveler is required in the prior art to locate and hold the steady state desired position for the closure.

Bei plötzlichen Zuflussstörungen oder Abzugsstörungen muss der Gießspiegelregler schnell reagieren. Insbesondere muss der Integralanteil des Gießspiegelreglers schnell auf eine neue Sollstellung für die Verschlusseinrichtung einschwingen. Ein Integralanteil mit kleiner Nachstellzeit wird zwar schnell reagieren, dafür aber überschwingen. Ein Integralanteil mit großer Nachstellzeit wird zwar nicht überschwingen, dafür aber zu langsam reagieren. In beiden Fällen kann der Gießspiegel nicht in dem gewünschten Maß wieder schnell und trotzdem zuverlässig gedämpft auf seinen Sollwert zurückgebracht werden.In the case of sudden inflow disturbances or withdrawal disorders, the pouring level regulator must react quickly. In particular, the integral component of the Gießspiegelreglers must settle quickly to a new desired position for the closure device. An integral component with a short reset time will respond quickly, but will overshoot. An integral component with a large reset time will not overshoot, but it will react too slowly. In both cases, the pouring mirror can not be returned to the desired level quickly yet still reliably damped to its desired value.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, eine genauere Regelung zu erreichen.The object of the present invention is to provide ways to achieve a more accurate control.

Die Aufgabe wird durch ein Regelverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Regelverfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 9.The object is achieved by a control method having the features of claim 1. Advantageous embodiments of the control method according to the invention are the subject of the dependent claims 2 to 9.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, ein Regelverfahren der eingangs genannten Art dadurch auszugestalten,

  • dass die Differenz innerhalb des Störgrößenkompensators einem Differenzregler zugeführt wird, der daraus ein Reglerausgangssignal ermittelt,
  • dass das Reglerausgangssignal einerseits mit einem Aufschaltfaktor multipliziert wird und das mit dem Aufschaltfaktor multiplizierte Reglerausgangssignal als Störgrößenkompensationswert auf die Sollstellung aufgeschaltet wird,
  • dass auf das Reglerausgangssignal andererseits ein aus der Iststellung abgeleitetes Zuflusssignal aufgeschaltet wird und das Aufschaltergebnis innerhalb des Störgrößenkompensators einem Integrator zugeführt wird, dessen Ausgangssignal dem Erwartungswert für den Gießspiegel entspricht.
According to the invention, it is intended to design a control method of the type mentioned in the introduction,
  • that the difference within the disturbance compensator is supplied to a differential controller, which determines therefrom a regulator output signal,
  • on the one hand the controller output signal is multiplied by a step-up factor and the controller output signal multiplied by the step-up factor is applied to the nominal position as a disturbance compensation value,
  • on the other hand, a supply signal derived from the actual position is applied to the controller output signal, and the Aufschaltergebnis within the Störgrößenkompensators is supplied to an integrator whose output signal corresponds to the expected value for the Gießspiegel.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Erwartungswert für den Gießspiegel unverzögert vom gemessenen Istwert des Gießspiegels subtrahiert wird. Durch diese Vorgehensweise kann ein schnelleres Reagieren auf Gießspiegelstörungen erreicht werden.In a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the expected value for the casting level is subtracted without delay from the measured actual value of the casting level. By doing so, a faster response to pouring mirror disturbances can be achieved.

Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Aufschaltfaktor zu Beginn des Regelverfahrens einen Anfangswert aufweist und im Laufe des Regelverfahrens stetig auf einen Endwert erhöht wird. Durch diese Vorgehensweise ist insbesondere ein störungsfreies Zuschalten des Störgrößenkompensators möglich. Dies gilt ganz besonders, wenn der Anfangswert des Aufschaltfaktors Null ist und der Endwert des Aufschaltfaktors Eins ist.It is preferably provided that the start-up factor has an initial value at the beginning of the control method and is steadily increased to a final value in the course of the control method. By this procedure, in particular a trouble-free connection of the Störgrößenkompensators is possible. This is especially true when the initial value of the startup factor is zero and the end value of the startup factor is one.

Der Gießspiegelregler ist üblicherweise als Regler mit Integralverhalten ausgebildet, beispielsweise als PI-Regler oder als PID-Regler. Auf Grund seines Integralverhaltens weist der Gießspiegelregler eine Nachstellzeit auf. Die Nachstellzeit ist dafür charakteristisch, wie schnell der Gießspiegelregler auf Störungen reagiert. Insbesondere reagiert der Gießspiegelregler bei einer kleinen Nachstellzeit schnell auf Störungen, neigt aber zu Überschwingungen. Umgekehrt reagiert der Gießspiegelregler bei großer Nachstellzeit zwar stabil auf Gießspiegelstörungen, reagiert dafür aber langsamer. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Nachstellzeit des Gießspiegelreglers während und/oder nach dem Erhöhen des Aufschaltfaktors von einem Anfangswert auf einen Endwert erhöht wird. Der Anfangswert und der Endwert der Nachstellzeit sind selbstverständlich andere Werte als der Anfangswert und der Endwert des Aufschaltfaktors.The Gießspiegelregler is usually designed as a controller with integral behavior, for example, as a PI controller or as a PID controller. Due to its integral behavior, the casting level controller has a readjustment time. The reset time is characteristic of how fast the Gießspiegelregler reacts to disturbances. In particular, the Gießspiegelregler reacts quickly to interference with a small reset time, but tends to overshoot. Conversely, the Gießspiegelregler reacts stable reactivity to Gießspiegelstörungen at a large readjustment, but reacts slower. In a preferred embodiment of the present invention, it is provided that the reset time of the Gießspiegelreglers is increased during and / or after increasing the Aufschaltfaktors from an initial value to a final value. Of course, the initial value and the final value of the reset time are values other than the initial value and the end value of the closing factor.

Es ist möglich, dass der Endwert der Nachstellzeit endlich ist. In diesem Fall bleibt ein Integralanteil des Gießspiegelreglers in jedem Betriebszustand erhalten. Es ist jedoch ebenso möglich, dass der Endwert der Nachstellzeit unendlich ist. Dies entspricht einem vollständigen Abschalten des Integralanteils des Gießspiegelreglers. Wenn der Gießspiegelregler beispielsweise als PI-Regler ausgebildet ist, arbeitet er mit einer Nachstellzeit von unendlich nur noch als P-Regler. Ebenso kann beispielsweise ein PID-Regler durch Erhöhen der Nachstellzeit auf den Wert unendlich zu einem PD-Regler reduziert werden.It is possible that the final value of the reset time is finite. In this case, an integral part of the Gießspiegelreglers is maintained in each operating condition. However, it is also possible that the final value of the reset time is infinite. This corresponds to a complete shutdown of the Integralanteils of the Gießspiegelreglers. If the Gießspiegelregler is formed, for example, as a PI controller, it works with a reset time of infinity only as a P-controller. Likewise, for example, a PID controller can be reduced to a PD controller by increasing the reset time to the value infinite.

Der Differenzregler ist (zumindest) als Proportionalregler ausgebildet. Er weist daher eine Proportionalverstärkung auf. In einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird die Proportionalverstärkung während und/oder nach dem Erhöhen des Aufschaltfaktors von einem Anfangswert auf einen Endwert erhöht. Der Anfangswert und der Endwert der Proportionalverstärkung sind hierbei andere Werte als der Anfangswert und der Endwert des Aufschaltfaktors.The differential controller is (at least) designed as a proportional controller. It therefore has a proportional gain. In a preferred embodiment of the present invention, the proportional gain is increased during and / or after increasing the turn-on factor from an initial value to a final value. The initial value and the final value of the proportional gain are values other than the initial value and the end value of the switch-on factor.

Das Erhöhen der Proportionalverstärkung des Differenzreglers und das Erhöhen der Nachstellzeit des Gießspiegelreglers sind unabhängig voneinander. Es ist also möglich, nur den einen Wert zu erhöhen und den anderen Wert konstant zu halten oder beide Werte zu erhöhen. Auch kann in dem Fall, dass beide Werte erhöht werden, das Erhöhen in voneinander verschiedenen Zeitfenstern erfolgen.Increasing the proportional gain of the differential controller and increasing the reset time of the Gießspiegelreglers are independent. It is thus possible to increase only one value and to keep the other value constant or to increase both values. Also, in the case where both values are increased, the increase may be made in different time slots.

Der Anfangswert der Proportionalverstärkung des Differenzreglers kann nach Bedarf bestimmt sein. Vorzugsweise ist der Anfangswert gleich einer Proportionalverstärkung des Gießspiegelreglers.The initial value of the proportional gain of the differential controller may be determined as needed. Preferably, the initial value is equal to a proportional gain of the Gießspiegelreglers.

Der Differenzregler kann beispielsweise als PI-Regler oder als noch komplexerer Regler ausgebildet sein. Bevorzugt ist jedoch, dass der Differenzregler als reiner P-Regler ausgebildet ist.The differential controller can be designed, for example, as a PI controller or as an even more complex controller. However, it is preferred that the differential controller is designed as a pure P controller.

Die vorliegende Erfindung wird weiterhin durch ein Computerprogramm der eingangs genannten Art gelöst, wobei die Ausführung des Computerprogramms bewirkt, dass die Steuereinrichtung den Gießspiegel der Stranggießkokille gemäß einem erfindungsgemäßen Regelverfahren regelt. Das Computerprogramm kann beispielsweise auf einem Datenträger in maschinenlesbarer Form gespeichert sein. Der Datenträger kann insbesondere Bestandteil der Steuereinrichtung sein.The present invention is further achieved by a computer program of the aforementioned type, wherein the execution of the computer program causes the control device controls the pouring level of the continuous casting mold according to a control method according to the invention. The computer program can for example be stored on a data carrier in machine-readable form. The data carrier may in particular be part of the control device.

Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Steuereinrichtung für eine Stranggießanlage gelöst, die derart ausgebildet ist, dass sie im Betrieb ein erfindungsgemäßes Regelverfahren ausführt. Schließlich wird die Aufgabe durch eine Stranggießanlage gelöst, die von einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung gesteuert wird.The object is further achieved by a control device for a continuous casting plant, which is designed such that it carries out an inventive control method during operation. Finally, the object is achieved by a continuous casting plant, which is controlled by a control device according to the invention.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen. Es zeigen in Prinzipdarstellung:

FIG 1
schematisch eine Stranggießanlage,
FIG 2
ein regelungstechnisches Blockschaltbild einer Regelanordnung,
FIG 3
schematisch die interne Struktur eines Störgrößenkompensators und
FIG 4 und 5
Zeitdiagramme.
Further advantages and details will become apparent from the following description of exemplary embodiments in conjunction with the drawings. In a schematic representation:
FIG. 1
schematically a continuous casting plant,
FIG. 2
a control block diagram of a control arrangement,
FIG. 3
schematically the internal structure of a Störgrößenkompensators and
4 and 5
Time charts.

Gemäß FIG 1 weist eine Stranggießanlage eine Stranggießkokille 1 auf. In die Stranggießkokille 1 wird über ein Tauchrohr 2 flüssiges Metall 3 gegossen, beispielsweise Stahl oder Aluminium. Der Zufluss des flüssigen Metalls 3 in die Stranggießkokille 1 wird mittels einer Verschlusseinrichtung 4 eingestellt. Dargestellt ist in FIG 1 eine Ausbildung der Verschlusseinrichtung 4 als Verschlussstopfen. In diesem Fall entspricht eine Stellung der Verschlusseinrichtung 4 einer Hubposition des Verschlussstopfens. Alternativ kann die Verschlusseinrichtung 4 als Schieber ausgebildet sein. In diesem Fall entspricht die Verschlussstellung der Schieberposition.According to FIG. 1 a continuous casting plant has a continuous casting mold 1. In the continuous casting mold 1 2 liquid metal 3 is poured over a dip tube, for example steel or aluminum. The inflow of the liquid metal 3 into the continuous casting mold 1 is adjusted by means of a closure device 4. Is shown in FIG. 1 an embodiment of the closure device 4 as a sealing plug. In this case, a position of the closure device 4 corresponds to a stroke position of the sealing plug. Alternatively, the closure device 4 may be designed as a slide. In this case, the closed position corresponds to the slider position.

Das in der Stranggießkokille 1 befindliche flüssige Metall 3 wird mittels Kühleinrichtungen gekühlt, so dass sich eine Strangschale 5 bildet. Der Kern 6 des Metallstrangs 7 ist jedoch noch flüssig. Er erstarrt erst später. Die Kühleinrichtungen sind in FIG 1 nicht mit dargestellt. Der teilerstarrte Metallstrang 7 (erstarrte Strangschale 5, flüssiger Kern 6) wird mittels einer Abzugseinrichtung 8 aus der Stranggießkokille 1 abgezogen.The liquid metal 3 contained in the continuous casting mold 1 is cooled by means of cooling devices, so that a strand shell 5 is formed. However, the core 6 of the metal strand 7 is still liquid. He freezes later. The cooling facilities are in FIG. 1 not shown. The partially solidified metal strand 7 (solidified strand shell 5, liquid core 6) is withdrawn by means of a discharge device 8 from the continuous casting mold 1.

Der Gießspiegel 9 des flüssigen Metalls 3 in der Stranggießkokille 1 soll möglichst konstant gehalten werden. Eine Abzugsgeschwindigkeit v, mit welcher der teilerstarrte Metallstrang 7 aus der Stranggießkokille 1 abgezogen wird, ist in der Regel konstant. Daher wird - sowohl im Stand der Technik als auch bei der vorliegenden Erfindung - die Stellung der Verschlusseinrichtung 4 nachgeführt, um den Zufluss des flüssigen Metalls 3 in die Stranggießkokille 1 so einzustellen, dass der Gießspiegel 9 möglichst konstant gehalten wird. Mittels einer entsprechenden Messeinrichtung 10 (als solche bekannt) wird ein Istwert hG des Gießspiegels 9 erfasst. Der Istwert hG wird einer Steuereinrichtung 11 für die Stranggießanlage zugeführt. Die Steuereinrichtung 11 ermittelt gemäß einem Regelverfahren, das nachstehend näher erläutert wird, eine von der Verschlusseinrichtung 4 anzunehmende Sollstellung p*. Die Verschlusseinrichtung 4 wird sodann von der Steuereinrichtung 11 entsprechend angesteuert. In der Regel gibt die Steuereinrichtung 11 ein entsprechendes Stellsignal an eine Verstelleinrichtung 12 für die Verschlusseinrichtung 4 aus. Bei der Verstelleinrichtung 12 kann es sich beispielsweise um eine Hydraulikzylindereinheit handeln.The pouring mirror 9 of the liquid metal 3 in the continuous casting mold 1 should be kept as constant as possible. A withdrawal speed v at which the partially solidified metal strand 7 is withdrawn from the continuous casting mold 1 is generally constant. Therefore, both in the prior art and in the present invention, the position of the closure device 4 is tracked to adjust the inflow of the liquid metal 3 in the continuous casting mold 1 so that the mold level 9 is kept as constant as possible. By means of a corresponding measuring device 10 (known as such), an actual value hG of the pouring mirror 9 is detected. The actual value hG is fed to a control device 11 for the continuous casting plant. The control device 11 determines, according to a control method, which is explained in more detail below, a desired position p * to be assumed by the closure device 4. The closure device 4 is then controlled accordingly by the control device 11. As a rule, the control device 11 outputs a corresponding actuating signal to an adjusting device 12 for the closure device 4. The adjusting device 12 may be, for example, a hydraulic cylinder unit.

In der Regel wird weiterhin mittels einer entsprechenden Messeinrichtung 13 (als solche bekannt) eine Iststellung p der Verschlusseinrichtung 4 erfasst und der Steuereinrichtung 11 zugeführt. Üblicherweise erfolgt daher ein Regeln (closed loop control) der Verschlussposition. Alternativ wäre auch eine reine Steuerung (open loop control) möglich.In general, an actual position p of the closure device 4 is further detected by means of a corresponding measuring device 13 (known as such) and fed to the control device 11. Usually, therefore, a closed-loop control of the closure position takes place. Alternatively, a pure control (open loop control) would be possible.

Die Steuereinrichtung 11 ist derart ausgebildet, dass sie im Betrieb ein erfindungsgemäßes Regelverfahren ausführt. In der Regel wird die Wirkungsweise der Steuereinrichtung 11 durch ein Computerprogramm 14 bestimmt, mit dem die Steuereinrichtung 11 programmiert ist. Zu diesem Zweck ist das Computerprogramm 14 innerhalb der Steuereinrichtung 11 in einem Datenträger 15 gespeichert, beispielsweise einem Flash-EPROM. Der Datenträger 15 ist Bestandteil der Steuereinrichtung 11. Die Speicherung erfolgt in maschinenlesbarer Form.The control device 11 is designed such that it carries out an inventive control method during operation. In general, the operation of the control device 11 is determined by a computer program 14, with which the control device 11 is programmed. For this purpose, the computer program 14 is stored within the control device 11 in a data carrier 15, for example a flash EPROM. The data carrier 15 is part of the control device 11. The storage takes place in machine-readable form.

Das Computerprogramm 14 kann der Steuereinrichtung 11 über einen mobilen Datenträger 16 zugeführt worden sein, beispielsweise einen USB-Memorystick (dargestellt) oder eine SD-Speicherkarte (nicht dargestellt). Auch auf dem mobilen Datenträger 16 ist das Computerprogramm 14 in maschinenlesbarer Form gespeichert. Alternativ ist es möglich, das Computerprogramm 14 der Steuereinrichtung 11 über eine Rechnernetzanbindung oder ein Programmiergerät zuzuführen.The computer program 14 may have been supplied to the control device 11 via a mobile data carrier 16, for example a USB memory stick (shown) or an SD memory card (not shown). Also on the mobile data carrier 16, the computer program 14 is stored in machine-readable form. Alternatively, it is possible to supply the computer program 14 to the control device 11 via a computer network connection or a programming device.

Das Computerprogramm 14 umfasst Maschinencode 17, der von der Steuereinrichtung 11 unmittelbar ausführbar ist. Das Ausführen des Maschinencodes 17 durch die Steuereinrichtung 11 bewirkt, dass die Steuereinrichtung 11 den Gießspiegel 9 der Stranggießkokille 1 gemäß einem erfindungsgemäßen Regelverfahren regelt. Dieses Regelverfahren wird nachfolgend in Verbindung mit den FIG 2 und 3 näher erläutert.The computer program 14 comprises machine code 17, which is directly executable by the control device 11. The execution of the machine code 17 by the control device 11 causes the control device 11 to control the pouring level 9 of the continuous casting mold 1 according to a control method according to the invention. This control method will be described below in connection with the FIGS. 2 and 3 explained in more detail.

FIG 2 zeigt eine von der Steuereinrichtung 11 implementierte Regelanordnung. Der Betrieb der Regelanordnung von FIG 2 ermöglicht ein erfindungsgemäßes Regelverfahren für den Gießspiegel 9 der Stranggießkokille 1. FIG. 2 shows a control arrangement implemented by the control device 11. The operation of the control arrangement of FIG. 2 enables a control method according to the invention for the pouring mirror 9 of the continuous casting mold 1.

Gemäß FIG 2 weist die Regelanordnung einen Gießspiegelregler 18 auf. Der Gießspiegelregler 18 ermittelt anhand eines Sollwertes hG* für den Gießspiegel 9 und des mittels der Messeinrichtung 10 erfassten Istwertes hG für den Gießspiegel 9 gemäß einer Reglercharakteristik die Sollstellung p* für die Verschlusseinrichtung 4. Die Reglercharakteristik des Gießspiegelreglers 18 ist gemäß der Darstellung von FIG 2 proportional-integral. Es sind jedoch alternativ andere Regelcharakteristiken möglich, beispielsweise PID. Unabhängig von seiner konkreten Ausgestaltung ist der Gießspiegelregler 18 jedoch vorzugsweise als Regler mit Integralverhalten ausgebildet.According to FIG. 2 the regulating arrangement has a pouring-mirror regulator 18. Based on a setpoint value hG * for the pouring mirror 9 and the actual value hG for the pouring mirror 9 detected by the measuring device 10, the pouring-mirror regulator 18 determines the setpoint position p * for the closure device 4 according to a controller characteristic. The regulator characteristic of the pouring-glass regulator 18 is shown in FIG FIG. 2 proportional-integral. However, alternatively other control characteristics are possible, for example PID. Regardless of its specific embodiment of the Gießspiegelregler 18, however, is preferably designed as a controller with Integralverhalten.

Die Sollstellung p* für die Verschlusseinrichtung 4 wird der Verschlusseinrichtung 4 zugeführt. Wie bereits erwähnt, erfolgt das Einstellen der Verschlusseinrichtung 4 üblicherweise geregelt. In diesem Fall, der in FIG 2 dargestellt ist, wird die Sollstellung, einem Positionsregler 19 zugeführt, dem weiterhin auch die Iststellung p der Verschlusseinrichtung 4 zugeführt wird. Der Positionsregler 19 kann beispielsweise als P-Regler ausgebildet sein.The desired position p * for the closure device 4 is supplied to the closure device 4. As already mentioned, the setting of the closure device 4 is usually regulated. In this case, the in FIG. 2 is shown, the reference position, a position controller 19 is supplied to the continue also the actual position p of the closure device 4 is supplied. The position controller 19 may be formed, for example, as a P controller.

Die Iststellung p der Verschlusseinrichtung 4 wirkt auf Grund des dadurch eingestellten Zuflusses an flüssigem Metall 3 auf den tatsächlichen Gießspiegel 9. Der Istwert hG des Gießspiegels 9 wird erfasst und, wie bereits erwähnt, dem Gießspiegelregler 18 zugeführt.The actual position p of the closure device 4 acts on the actual pouring mirror 9 due to the inflow of liquid metal 3 which has thus been set. The actual value hG of the pouring mirror 9 is detected and, as already mentioned, fed to the Gießspiegelregler 18.

Auf die Stranggießkokille 1 können Störgrößen wirken, welche den Gießspiegel 9 beeinflussen. Zur Kompensation der Störgrößen ist ein Störgrößenkompensator 20 vorgesehen. Dem Störgrößenkompensator 20 werden der gemessene Istwert hG des Gießspiegels 9 sowie die Iststellung p der Verschlusseinrichtung 4 zugeführt.On the continuous casting mold 1 disturbances can act, which influence the pouring mirror 9. To compensate for the disturbances a Störgrößenkompensator 20 is provided. The Störgrößenkompensator 20 of the measured actual value hG of the casting mirror 9 and the actual position p of the closure device 4 are supplied.

Der Aufbau und die Wirkungsweise des Störgrößenkompensators 20 werden nachfolgend in Verbindung mit FIG 3 näher erläutert.The structure and operation of the Störgrößenkompensators 20 are described below in conjunction with FIG. 3 explained in more detail.

Gemäß FIG 3 umfasst der Störgrößenkompensator 20 unter anderem einen Integrator 21. Eine Integrationszeitkonstante TK des Integrators 21 ist vorzugsweise durch den Querschnitt der Stranggießkokille 1, den Messbereich δhG der Messeinrichtung 10 für den Istwert hG des Gießspiegels 9 und den Messbereich δp der Messeinrichtung 13 für die Istposition p sowie die Kennlinie K der Verschlusseinrichtung 4 bestimmt. Insbesondere kann die Integrationszeitkonstante TK zu TK = δhG δp K

Figure imgb0001

ermittelt werden. Der konkrete Wert für die Kennlinie K ergibt sich durch einen fiktiven Arbeitspunkt der Verschlusseinrichtung 4, das heißt die Stellung der Verschlusseinrichtung 4, bei welcher der Zufluss an flüssigem Metall 3 in die Stranggießkokille 1 und die bei der gegebenen Abzugsgeschwindigkeit v abgezogene Menge an Metall im Gleichgewicht stehen.According to FIG. 3 The disturbance compensator 20 includes, inter alia, an integrator 21. An integration time constant TK of the integrator 21 is preferably the cross section of the continuous casting mold 1, the measuring range δhG of the measuring device 10 for the actual value hG of the pouring mirror 9 and the measuring range δp of the measuring device 13 for the actual position p as well determines the characteristic K of the closure device 4. In particular, the integration time constant TK may be too TK = δhG .DELTA.p K
Figure imgb0001

be determined. The concrete value for the characteristic curve K results from a fictitious operating point of the closure device 4, that is to say the position of the closure device 4, in which the inflow of liquid metal 3 into the continuous casting mold 1 and the amount of metal withdrawn at the given withdrawal speed v are in equilibrium stand.

Dem Integrator 21 wird innerhalb des Störgrößenkompensators 20 ein Eingangswert zugeführt, auf den später noch eingegangen wird. Der Integrator 21 ermittelt durch Integrieren des Eingangswerts entsprechend der Integrationszeitkonstante TK ein Ausgangssignal hE. Das Ausgangssignal hE entspricht einem Erwartungswert hE für den Gießspiegel 9.The integrator 21 is an input value supplied within the Störgrößenkompensators 20, which will be discussed later. The integrator 21 determines by integrating the input value according to the integration time constant TK an output signal hE. The output signal hE corresponds to an expected value hE for the pouring mirror 9.

Der Erwartungswert hE wird innerhalb des Störgrößenkompensators 20 einem Knotenpunkt 22 zugeführt, dem weiterhin der Istwert hG des Gießspiegels 9 zugeführt wird. Im Knotenpunkt 22 wird der Erwartungswert hE vom Istwert hG subtrahiert. Die Differenz wird nachfolgend mit dem Bezugszeichen e bezeichnet.The expected value hE is fed within the disturbance variable compensator 20 to a node 22, to which furthermore the actual value hG of the pouring mirror 9 is supplied. In node 22, the expected value hE is subtracted from the actual value hG. The difference is referred to below by the reference e.

Die Messeinrichtung 10 für den Gießspiegel 9 ist verzögerungsbehaftet. Der Istwert hG des Gießspiegels 9 weist daher eine Verzögerungszeit auf. Es ist möglich, den Erwartungswert hE durch ein Verzögerungselement entsprechend aktiv zu verzögern. Das Verzögerungselement müsste zu diesem Zweck zwischen dem Integrator 21 und dem Knotenpunkt 22 angeordnet sein. Vorzugsweise aber ist kein derartiges Verzögerungselement vorhanden. Der Erwartungswert hE für den Gießspiegel 9 wird daher vorzugsweise unverzögert vom gemessenen Istwert hG des Gießspiegels 9 subtrahiert.The measuring device 10 for the pouring mirror 9 is delayed. The actual value hG of the pouring mirror 9 therefore has a delay time. It is possible to actively delay the expected value hE by a delay element accordingly. The delay element would have to be arranged between the integrator 21 and the node 22 for this purpose. Preferably, however, no such delay element is present. The expected value hE for the pouring mirror 9 is therefore preferably subtracted without delay from the measured actual value hG of the pouring mirror 9.

Die Differenz e wird innerhalb des Störgrößenkompensators 20 einem Differenzregler 23 zugeführt. Der Differenzregler 23 ermittelt anhand der Differenz e ein Reglerausgangssignal e'. Der Differenzregler 23 kann nach Bedarf ausgebildet sein. Beispielsweise kann der Differenzregler 23 als PI-Regler ausgebildet sein. Bevorzugt ist, dass der Differenzregler 23 als reiner P-Regler ausgebildet ist. Unabhängig von seiner konkreten Ausgestaltung weist der Differenzregler 23 jedoch eine Proportionalverstärkung kP auf.The difference e is fed to a differential controller 23 within the disturbance compensator 20. The differential controller 23 uses the difference e to determine a controller output signal e '. The differential controller 23 may be formed as needed. For example, the differential controller 23 may be formed as a PI controller. It is preferred that the differential controller 23 is designed as a pure P controller. Regardless of its specific embodiment, however, the differential controller 23 has a proportional gain kP.

Das Reglerausgangssignal e' entspricht vom Ansatz her bereits einem Störgrößenkompensationswert z, der auf die Sollstellung p* der Verschlusseinrichtung 4 aufgeschaltet werden soll. Vor dem Aufschalten wird das Reglerausgangssignal e' jedoch in einem Multiplizierer 24 mit einem Aufschaltfaktor k multipliziert. Das Produkt von Aufschaltfaktor k und Reglerausgangssignal e' entspricht dem Störgrößenkompensationswert z.The controller output signal e 'already corresponds to a disturbance compensation value z, which is to be switched to the desired position p * of the closure device 4. Before switching on, however, the regulator output signal e 'is multiplied in a multiplier 24 by a breakdown factor k. The product of contact factor k and controller output signal e 'corresponds to the disturbance compensation value z.

Der Aufschaltfaktor k kann einen festen Wert aufweisen. Insbesondere ist es möglich, dass der Aufschaltfaktor k konstant den Wert Eins aufweist. Bevorzugt ist jedoch, dass der Aufschaltfaktor k entsprechend der Darstellung von FIG 4 zu Beginn des Regelverfahrens einen Anfangswert kA aufweist und im Laufe des Regelverfahrens stetig auf einen Endwert kE erhöht wird. Insbesondere ist es möglich, dass der Anfangswert kA Null ist und der Endwert kE Eins ist.The contact factor k can have a fixed value. In particular, it is possible for the override factor k to have the value one constant. However, it is preferred that the override factor k in accordance with the representation of FIG. 4 has an initial value kA at the beginning of the control method and is steadily increased to a final value kE in the course of the control method. In particular, it is possible that the initial value kA is zero and the final value kE is one.

Auf das Reglerausgangssignal e' wird weiterhin innerhalb des Störgrößenkompensators 20 ein Zuflusssignal Z aufgeschaltet. Das Zuflusssignal Z wird gemäß FIG 3 aus der Iststellung p der Verschlusseinrichtung 4 abgeleitet. Insbesondere kann gemäß FIG 3 das Zuflusssignal Z dadurch ermittelt werden, dass anhand der Iststellung p der Verschlusseinrichtung 4 und der Kennlinie der Verschlusseinrichtung 4 der Zufluss Z ermittelt wird, der sich bei der gegebenen Iststellung p der Verschlusseinrichtung 4 ergibt. Das Aufschaltergebnis wird innerhalb des Störgrößenkompensators 20 dem Integrator 21 als dessen Eingangssignal zugeführt.On the controller output signal e 'is further connected within the Störgrößenkompensators 20, an inflow signal Z. The inflow signal Z is according to FIG. 3 derived from the actual position p of the closure device 4. In particular, according to FIG. 3 the inflow signal Z can be determined by determining the inflow Z based on the actual position p of the closure device 4 and the characteristic curve of the closure device 4, which results at the given actual position p of the closure device 4. The upshift result is supplied within the disturbance compensator 20 to the integrator 21 as its input signal.

Wie bereits erwähnt, ist der Gießspiegelregler 18 vorzugsweise als Regler mit Integralverhalten ausgebildet. Der Gießspiegelregler 18 weist daher vorzugsweise eine Nachstellzeit TN auf. Die Nachstellzeit TN ist charakteristisch für das Integralverhalten des Gießspiegelreglers 18.As already mentioned, the Gießspiegelregler 18 is preferably designed as a controller with integral behavior. The pouring-mirror regulator 18 therefore preferably has an adjusting time TN. The reset time TN is characteristic of the integral behavior of the Gießspiegelreglers 18th

Es ist möglich, dass die Nachstellzeit TN des Gießspiegelreglers 18 zeitlich konstant gehalten wird. Bevorzugt ist jedoch entsprechend der Darstellung der Figuren 4 und 5, dass die Nachstellzeit TN des Gießspiegelreglers 18 während und/oder nach dem Erhöhen des Aufschaltfaktors k von einem Anfangswert TA auf einen Endwert TE erhöht wird. FIG 4 zeigt ein Erhöhen der Nachstellzeit TN während des Erhöhens des Aufschaltfaktors k. FIG 5 zeigt ein Erhöhen der Nachstellzeit TN nach dem Erhöhen des Aufschaltfaktors k. Auch andere Ausgestaltungen sind möglich. Beispielsweise kann das Erhöhen der Nachstellzeit TN mit dem Erhöhen des Aufschaltfaktors k begonnen werden und über den Zeitpunkt, zu dem der Aufschaltfaktor k seinen Endwert kE erreicht, hinaus beibehalten werden. Ebenso ist es möglich, mit dem Erhöhen der Nachstellzeit TN zu einem Zeitpunkt zu beginnen, zu dem der Aufschaltfaktor k zwar bereits größer als sein Anfangswert kA, aber noch kleiner als sein Endwert kE ist.It is possible that the reset time TN of the Gießspiegelreglers 18 is kept constant over time. However, according to the representation of FIGS. 4 and 5 in that the reset time TN of the mold level regulator 18 is increased during an initial value TA to a final value TE during and / or after the increase of the switch-on factor k. FIG. 4 shows an increase of the reset time TN during the increase of the connection factor k. FIG. 5 shows an increase of the reset time TN after increasing the connection factor k. Other embodiments are possible. For example, increasing the reset time TN may be started by increasing the startup factor k and beyond the time when the override factor k reaches its final value kE. It is also possible to start increasing the reset time TN at a point in time at which the override factor k is already greater than its initial value kA but still smaller than its final value kE.

Entsprechend der durchgezogenen Darstellung der FIG 4 und 5 ist es möglich, dass der Endwert TE der Nachstellzeit TN endlich ist. In diesem Fall wird auch nach Erreichen des Endwerts TE der Nachstellzeit TN ein - wenn auch reduziertes - Integralverhalten des Gießspiegelreglers 18 beibehalten. Alternativ ist es entsprechend der gestrichelten Darstellung der FIG 4 und 5 möglich, die Nachstellzeit TN auf den Endwert TE = unendlich zu erhöhen. In diesem Fall wird das Integralverhalten des Gießspiegelreglers 18 vollständig unterdrückt.According to the solid representation of 4 and 5 it is possible that the final value TE of the reset time TN is finite. In this case, even after reaching the final value TE of the reset time TN a - albeit reduced - integral behavior of the Gießspiegelreglers 18 maintained. Alternatively, it is according to the dashed line of the 4 and 5 possible to increase the reset time TN to the final value TE = infinity. In this case, the integral behavior of the Gießspiegelreglers 18 is completely suppressed.

In analoger Weise ist es möglich, dass die Proportionalverstärkung kP des Differenzreglers 23 während des gesamten Regelverfahrens konstant ist. Bevorzugt ist jedoch entsprechend den Darstellungen der FIG 4 und 5, dass die Proportionalverstärkung kP während (siehe FIG 4) und/oder nach (siehe FIG 5) dem Erhöhen des Aufschaltfaktors k von einem Anfangswert kPA auf einen Endwert kPE erhöht wird. Analog zum Erhöhen der Nachstellzeit TN sind auch hier Ausgestaltungen möglich, dass beispielsweise zwar das Erhöhen der Proportionalverstärkung kP des Differenzreglers 23 zusammen mit dem Erhöhen des Aufschaltfaktors k begonnen wird, sich aber über den Zeitpunkt hinaus erstreckt, zu dem der Aufschaltfaktor k seinen Endwert kE erreicht. Ebenso ist es möglich, beispielsweise mit dem Erhöhen der Proportionalverstärkung kP des Differenzreglers 23 zu beginnen, während der Aufschaltfaktor k einen Zwischenwert zwischen seinem Anfangswert kA und seinem Endwert kE aufweist.In an analogous manner, it is possible for the proportional gain kP of the differential regulator 23 to be constant throughout the control process. However, it is preferred according to the representations of 4 and 5 in that the proportional gain kP during (see FIG. 4 ) and / or after (see FIG. 5 ) increasing the turn-on factor k from an initial value kPA to a final value kPE. In the same way as increasing the reset time TN, embodiments are also possible here, for example, although increasing the proportional gain kP of the differential regulator 23 is started together with increasing the start-up factor k, but extends beyond the instant at which the break-up factor k reaches its final value kE , It is also possible, for example, to start increasing the proportional gain kP of the differential controller 23, while the override factor k has an intermediate value between its initial value kA and its final value kE.

Der Anfangswert kPA der Proportionalverstärkung kP des Differenzreglers 23 kann nach Bedarf gewählt sein. Vorzugsweise ist der Anfangswert kPA gleich einer Proportionalverstärkung k' des Gießspiegelreglers 18.The initial value kPA of the proportional gain kP of the differential controller 23 may be selected as needed. Preferably the initial value kPA is equal to a proportional gain k 'of the Gießspiegelreglers 18th

Das Erhöhen der Proportionalverstärkung kP des Differenzreglers 23 und das Erhöhen der Nachstellzeit TN des Gießspiegelreglers 18 sind unabhängig voneinander realisierbar. Insbesondere ist es möglich, nur die Proportionalverstärkung kP des Differenzreglers 23 zu erhöhen, die Nachstellzeit TN des Gießspiegelreglers 18 hingegen konstant zu halten. Ebenso ist es umgekehrt möglich, nur die Nachstellzeit TN des Gießspiegelreglers 18 zu erhöhen, die Proportionalverstärkung kP des Differenzreglers 23 hingegen konstant zu halten. Besonders bevorzugt ist jedoch, sowohl die Proportionalverstärkung kP des Differenzreglers 23 als auch die Nachstellzeit TN des Gießspiegelreglers 18 zu erhöhen. In diesem letztgenannten Fall ist es möglich, dass die Erhöhung der Proportionalverstärkung kP des Differenzreglers 23 und die Erhöhung der Nachstellzeit TN des Gießspiegelreglers 18 im gleichen Zeitraum erfolgen. Es ist jedoch alternativ möglich, die Erhöhung in voneinander verschiedenen Zeitfenstern vorzunehmen, wobei gegebenenfalls ein Überlappungsbereich gegeben sein kann.Increasing the proportional gain kP of the differential regulator 23 and increasing the reset time TN of the Gießspiegelreglers 18 can be realized independently. In particular, it is possible to increase only the proportional gain kP of the differential controller 23, but to keep the reset time TN of the Gießspiegelreglers 18 constant. Likewise, conversely, it is possible to increase only the reset time TN of the Gießspiegelreglers 18, the proportional gain kP of the differential controller 23, however, to keep constant. However, it is particularly preferred to increase both the proportional gain kP of the differential regulator 23 and the reset time TN of the Gießspiegelreglers 18. In this latter case, it is possible that the increase of the proportional gain kP of the differential regulator 23 and the increase of the reset time TN of the Gießspiegelreglers 18 carried out in the same period. However, it is alternatively possible to make the increase in mutually different time windows, where appropriate, an overlap area may be given.

Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere übernimmt bei dem erfindungsgemäßen Regelverfahren der Störgrößenkompensator 20 weitgehend die Ermittlung der stationären Sollstellung p* der Verschlusseinrichtung 4. Gleichzeitig arbeitet der Störgrößenkompensator 20 dynamisch günstiger als der Integralanteil des Gießspiegelreglers 18. Die Nachstellzeit TN des Gießspiegelreglers 18 kann daher größer gewählt werden, weil der Integralanteil nur noch geringfügige Ungenauigkeiten ausgleichen muss. In Einzelfällen kann der Integralanteil sogar ganz entfallen (Nachstellzeit TN gegen unendlich). Mit dem erfindungsgemäßen Regelverfahren kann somit erheblich besser auf sprungartige Störungen beim Zuführen flüssigen Metalls 3 in die Stranggießkokille 1 und beim Abziehen des Metallstrangs 7 aus der Stranggießkokille 1 reagiert werden und damit der Gießspiegel 9 besser konstant gehalten werden.The present invention has many advantages. At the same time, the disturbance variable compensator 20 operates dynamically more favorably than the integral component of the mold level regulator 18. The reset time TN of the mold level regulator 18 can therefore be selected to be larger, because the integral component only has to compensate for minor inaccuracies. In some cases, the integral component can even be omitted (reset time TN against infinity). With the control method according to the invention can thus be much better response to jump-like interference when feeding liquid metal 3 in the continuous casting mold 1 and stripping the metal strand 7 from the continuous casting mold 1 and thus the mold level 9 are kept better constant.

Die obige Beschreibung dient ausschließlich der Erläuterung der vorliegenden Erfindung. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll hingegen ausschließlich durch die beigefügten Ansprüche bestimmt sein.The above description is only for explanation of the present invention. The scope of the present invention, however, is intended to be determined solely by the appended claims.

Claims (14)

Regelverfahren für den Gießspiegel (9) einer Stranggießkokille (1), - wobei der Zufluss flüssigen Metalls (3) in die Stranggießkokille (1) mittels einer Verschlusseinrichtung (4) eingestellt und der teilerstarrte Metallstrang (7) mittels einer Abzugseinrichtung (8) aus der Stranggießkokille (1) abgezogen wird, - wobei ein gemessener Istwert (hG) des Gießspiegels (9) einem Gießspiegelregler (18) zugeführt wird, der anhand des Istwerts (hG) und eines korrespondierenden Sollwerts (hG*) eine Sollstellung (p*) für die Verschlusseinrichtung (4) ermittelt und der Verschlusseinrichtung (4) zuführt, - wobei der gemessene Istwert (hG) und eine Iststellung (p) der Verschlusseinrichtung (4) einem Störgrößenkompensator (20) zugeführt werden, - wobei innerhalb des Störgrößenkompensators (20) ein Erwartungswert (hE) für den Gießspiegel (9) ermittelt und vom gemessenen Istwert (hG) des Gießspiegels (9) subtrahiert wird, - wobei die Differenz (e) innerhalb des Störgrößenkompensators (20) einem Differenzregler (23) zugeführt wird, der daraus ein Reglerausgangssignal (e') ermittelt, - wobei das Reglerausgangssignal (e') einerseits mit einem Aufschaltfaktor (k) multipliziert wird und das mit dem Aufschaltfaktor (k) multiplizierte Reglerausgangssignal (e') als Störgrößenkompensationswert (z) auf die Sollstellung (p*) aufgeschaltet wird, - wobei auf das Reglerausgangssignal (e') andererseits ein aus der Iststellung (p) abgeleitetes Zuflusssignal (Z) aufgeschaltet wird und das Aufschaltergebnis innerhalb des Störgrößenkompensators (20) einem Integrator (21) zugeführt wird, dessen Ausgangssignal (hE) dem Erwartungswert (hE) für den Gießspiegel (9) entspricht. Control method for the pouring mirror (9) of a continuous casting mold (1), - wherein the inflow of liquid metal (3) in the continuous casting mold (1) by means of a closure device (4) set and the partially solidified metal strand (7) by means of a take-off device (8) from the continuous casting mold (1) is withdrawn, - Wherein a measured actual value (hG) of the Gießspiegel (9) is supplied to a Gießspiegelregler (18), which determines based on the actual value (hG) and a corresponding setpoint (hG *) a desired position (p *) for the closure device (4) and the closure device (4) supplies, wherein the measured actual value (hG) and an actual position (p) of the closure device (4) are fed to a disturbance variable compensator (20), wherein an expected value (hE) for the pouring mirror (9) is determined within the disturbance variable compensator (20) and subtracted from the measured actual value (hG) of the pouring mirror (9), - wherein the difference (e) within the Störgrößenkompensators (20) is fed to a differential controller (23), which determines therefrom a controller output signal (e '), - wherein the controller output signal (e ') on the one hand with a Aufschaltfaktor (k) is multiplied and multiplied by the Aufschaltfaktor (k) controller output signal (e') as Störgrößenkompensationswert (z) to the desired position (p *), - On the other hand, from the actual position (p) derived feed signal (Z) is switched to the controller output signal (e ') and the Aufschaltergebnis within the Störgrößenkompensators (20) an integrator (21) is supplied, the output signal (hE) the expected value (hE ) for the pouring mirror (9). Regelverfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass der Erwartungswert (hE) für den Gießspiegel (9) unverzögert vom gemessenen Istwert (hG) des Gießspiegels (9) subtrahiert wird.
Control method according to claim 1,
characterized in that the expected value (hE) for the pouring mirror (9) is subtracted without delay from the measured actual value (hG) of the pouring mirror (9).
Regelverfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Aufschaltfaktor (k) zu Beginn des Regelverfahrens einen Anfangswert (kA) aufweist und im Laufe des Regelverfahrens stetig auf einen Endwert (kE) erhöht wird.
Control method according to claim 1 or 2,
characterized in that the Aufschaltfaktor (k) at the beginning of the control method has an initial value (kA) and in the course of the control method is steadily increased to a final value (kE).
Regelverfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangswert (kA) des Aufschaltfaktors (k) Null ist und der Endwert (kE) des Aufschaltfaktors (k) Eins ist.
Control method according to claim 3,
characterized in that the initial value (kA) of the switch-on factor (k) is zero and the final value (kE) of the switch-on factor (k) is one.
Regelverfahren nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass der Gießspiegelregler (18) als Regler mit Integralverhalten ausgebildet ist und dass eine Nachstellzeit (TN) des Gießspiegelreglers (18) während und/oder nach dem Erhöhen des Aufschaltfaktors (k) von einem Anfangswert (TA) auf einen Endwert (TE) erhöht wird.
Control method according to claim 3 or 4,
characterized in that the Gießspiegelregler (18) is designed as a controller with Integralverhalten and that a reset time (TN) of the Gießspiegelreglers (18) during and / or after increasing the Aufschaltfaktors (k) from an initial value (TA) to an end value (TE ) is increased.
Regelverfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass der Endwert (TE) der Nachstellzeit (TN) unendlich ist.
Control method according to claim 5,
characterized in that the final value (TE) of the reset time (TN) is infinite.
Regelverfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzregler (23) eine Proportionalverstärkung (kP) aufweist und dass die Proportionalverstärkung (kP) während und/oder nach dem Erhöhen des Aufschaltfaktors (k) von einem Anfangswert (kPA) auf einen Endwert (kPE) erhöht wird.
Control method according to one of claims 3 to 6,
characterized in that the differential controller (23) has a proportional gain (kP) and that the proportional gain (kP) is increased during and / or after increasing the startup factor (k) from an initial value (kPA) to a final value (kPE).
Regelverfahren nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass der Anfangswert (kPA) der Proportionalverstärkung (kP) des Differenzreglers (23) gleich einer Proportionalverstärkung (k') des Gießspiegelreglers (18) ist.
Control method according to claim 7,
characterized in that the initial value (kPA) equals the proportional gain (kP) of the difference controller (23) a proportional gain (k ') of the Gießspiegelreglers (18).
Regelverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Differenzregler (23) als reiner P-Regler ausgebildet ist.
Control method according to one of the above claims,
characterized in that the differential controller (23) is designed as a pure P-controller.
Computerprogramm, das Maschinencode (17) umfasst, der von einer Steuereinrichtung (11) für eine Stranggießanlage unmittelbar ausführbar ist und dessen Ausführung durch die Steuereinrichtung (11) bewirkt, dass die Steuereinrichtung (11) den Gießspiegel (9) einer Stranggießkokille (1) der Stranggießanlage gemäß einem Regelverfahren nach einem der obigen Ansprüche regelt.Computer program comprising machine code (17) which is directly executable by a control device (11) for a continuous casting plant and whose execution by the control device (11) causes the control device (11) to control the pouring mirror (9) of a continuous casting mold (1) Continuous casting plant according to a control method according to one of the above claims regulates. Computerprogramm nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass es auf einem Datenträger (15, 16) in maschinenlesbarer Form gespeichert ist.
Computer program according to claim 10,
characterized in that it is stored on a data carrier (15, 16) in machine-readable form.
Computerprogramm nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, dass der Datenträger (15) Bestandteil der Steuereinrichtung (11) ist.
Computer program according to claim 11,
characterized in that the data carrier (15) is part of the control device (11).
Steuereinrichtung für eine Stranggießanlage,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung derart ausgebildet ist, dass sie im Betrieb ein Regelverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ausführt.
Control device for a continuous casting plant,
characterized in that the control device is designed such that it carries out a control method according to one of claims 1 to 9 during operation.
Stranggießanlage,
dadurch gekennzeichnet, dass sie von einer Steuereinrichtung (11) nach Anspruch 13 gesteuert wird.
continuous casting,
characterized in that it is controlled by a control device (11) according to claim 13.
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