JP2001337703A - Method of detection for fluctuating frequency of signal and control for molten metal level in continuous casting, and detecting device for fluctuating frequency of signal and controller for molten metal level in continuous casting - Google Patents

Method of detection for fluctuating frequency of signal and control for molten metal level in continuous casting, and detecting device for fluctuating frequency of signal and controller for molten metal level in continuous casting

Info

Publication number
JP2001337703A
JP2001337703A JP2000155490A JP2000155490A JP2001337703A JP 2001337703 A JP2001337703 A JP 2001337703A JP 2000155490 A JP2000155490 A JP 2000155490A JP 2000155490 A JP2000155490 A JP 2000155490A JP 2001337703 A JP2001337703 A JP 2001337703A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
frequency
signal
data
level
fluctuation
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.)
Pending
Application number
JP2000155490A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuharu Hanazaki
一治 花崎
Masahiko Oka
正彦 岡
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.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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 Sumitomo Metal Industries Ltd filed Critical Sumitomo Metal Industries Ltd
Priority to JP2000155490A priority Critical patent/JP2001337703A/en
Publication of JP2001337703A publication Critical patent/JP2001337703A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Continuous Casting (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a detecting method for fluctuating frequency of signals which permits frequency component of signal fluctuation to be detected for a short detecting time with high response, while keeping necessary resolution for frequency. SOLUTION: The data is sampled with a prescribed period and converted digitally (10), and stored successively by a number of power of two to generate a data group. Whenever a data group is generated, the data group is put in time order by a number of power of two to generate the first data line (11) and it is analyzed with the fast Fourier transform to obtain the spectrum of the first fluctuating frequency (12). In the first data line, all the data in data groups other than the latest data group are permuted to zero to generate the second data line (15), and it is analyzed with the fast Fourier transform to obtain the spectrum of the second fluctuating frequency (16). Then the third fluctuating frequency spectrum is obtained through multiplication or geometrical mean of each oscillation of the first and the second fluctuating spectra at the same frequency (14, 14a), to gain the peak frequency of the third fluctuating frequency spectrum.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、周期性変動を有す
る信号から所定周期でサンプリングしディジタル変換し
たデータを、高速フーリエ変換解析することにより、周
期性変動を有する信号の変動周波数を検出する信号の変
動周波数検出方法、この信号の変動周波数検出方法によ
り、連続鋳造の湯面レベルを制御する連続鋳造の湯面レ
ベル制御方法、周期性変動を有する信号から所定周期で
サンプリングしディジタル変換したデータを、高速フー
リエ変換解析することにより、周期性変動を有する信号
の変動周波数を検出する信号の変動周波数検出装置、及
びこの信号の変動周波数検出装置を備えた連続鋳造の湯
面レベル制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal for detecting a fluctuating frequency of a signal having a periodic fluctuation by performing fast Fourier transform analysis on data sampled at a predetermined period and digitally converted from the signal having a periodic fluctuation. The method of detecting the variation frequency of the signal, the method of detecting the variation level of the signal, the method of controlling the level of the molten metal in continuous casting, the method of sampling and digitally converting the data having a periodic variation from a signal having a periodic variation. The present invention relates to a signal fluctuation frequency detecting device that detects a fluctuation frequency of a signal having a periodic fluctuation by performing a fast Fourier transform analysis, and a continuous casting level surface control device including the signal fluctuation frequency detecting device. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】連続鋳造機は、図4に示すように、取鍋
(図示せず)から注がれた溶融金属(溶湯)を一時貯溜
するタンディッシュ21が設けてあり、タンディッシュ
21の底部には溶湯(溶鋼)29bを導通する浸漬ノズ
ル25が連結してある。浸漬ノズル25の下端は筒状の
鋳型27内に装入してある。浸漬ノズル25にはスライ
ド式の溶鋼注入量調節ノズル24が介装してあり、溶鋼
注入量調節ノズル24のゲート板をシリンダ式のノズル
開度調節装置22によって進退させることによって溶鋼
注入量調節ノズル24の開度を調整するようになってい
る。
2. Description of the Related Art As shown in FIG. 4, a continuous casting machine is provided with a tundish 21 for temporarily storing molten metal (molten metal) poured from a ladle (not shown). An immersion nozzle 25 for conducting molten metal (molten steel) 29b is connected to the bottom. The lower end of the immersion nozzle 25 is inserted into a cylindrical mold 27. The immersion nozzle 25 is provided with a slide type molten steel injection amount adjusting nozzle 24, and the gate plate of the molten steel injection amount adjusting nozzle 24 is advanced and retracted by the cylinder type nozzle opening adjusting device 22 to thereby adjust the molten steel injection amount adjusting nozzle. 24 is adjusted.

【0003】そして、浸漬ノズル25から鋳型27内へ
溶湯29bを供給し、鋳型27の壁との接触によって冷
却され周囲に凝固シェル29aが形成された鋳片29を
鋳型から引き抜き、水冷により中心まで冷却を進めて連
続的に鋳片29を鋳造する。このような連続鋳造機にあ
っては、鋳型27内溶鋼表面の酸化防止及び鋳型27と
鋳片29との間の潤滑等の為に、鋳型27の内壁と溶湯
29bとの間にパウダを供給しているが、鋳型内溶湯2
9bの湯面26のレベルが変動した場合、パウダが溶湯
29b内に巻き込まれ、鋳片29の表皮下欠陥を招来す
る為、湯面レベルを目標レベルに保持することが重要で
ある。
Then, a molten metal 29b is supplied from the immersion nozzle 25 into the mold 27, and the cast piece 29 cooled by contact with the wall of the mold 27 and having a solidified shell 29a formed around is drawn out of the mold, and cooled to the center by water cooling. The cooling is advanced to cast the slab 29 continuously. In such a continuous casting machine, powder is supplied between the inner wall of the mold 27 and the molten metal 29b in order to prevent oxidation of the molten steel surface in the mold 27 and lubricate the mold 27 with the slab 29. The molten metal in the mold 2
If the level of the molten metal surface 9b fluctuates, the powder gets caught in the molten metal 29b, causing subcutaneous defects of the slab 29, so it is important to maintain the molten metal surface level at the target level.

【0004】一般的に、鋳型27内の湯面レベルの変動
は、浸漬ノズル25内の溶鋼流量の時間的不均一、及び
鋳片29の引抜速度変動等の鋳型27内の溶鋼流入量又
は流出量の外乱が原因である。その為、鋳型27内の溶
湯29bに臨ませて湯面レベルを測定するレベル検出器
30を設置し、レベル制御器23が、目標レベルとレベ
ル検出器30が測定した湯面レベルとの偏差を求め、そ
の求めた偏差を零にすべく、PID演算によって溶鋼注
入量調節ノズル24の開度変更量を算出し、それを開度
指令としてノズル開度調節装置22に与えて、溶鋼注入
量調節ノズル24のゲート板を進退させ、溶鋼注入量調
節ノズル24の開度を調整していた。
In general, fluctuations in the level of the molten metal in the mold 27 are caused by unevenness in the flow rate of the molten steel in the immersion nozzle 25 with time and fluctuations in the drawing speed of the slab 29 such as the inflow or outflow of the molten steel into the mold 27. The amount of disturbance is due. Therefore, a level detector 30 for measuring the level of the molten metal facing the molten metal 29b in the mold 27 is installed, and the level controller 23 determines the deviation between the target level and the level of the molten metal measured by the level detector 30. In order to make the obtained deviation zero, the amount of change in the opening of the molten steel injection amount adjusting nozzle 24 is calculated by PID calculation, and given to the nozzle opening adjusting device 22 as an opening instruction to adjust the molten steel injection amount. The gate plate of the nozzle 24 is moved forward and backward, and the opening degree of the molten steel injection amount adjusting nozzle 24 is adjusted.

【0005】また、上述したような連続鋳造機において
は、連続鋳造機内のロール間で発生する未凝固鋳片のバ
ルジングに起因する、又はガイドロールやピンチロール
のロール曲がり、ロール偏心に起因する未凝固鋳片の周
期的な膨張、収縮による溶鋼体積変動外乱によって、周
期性湯面レベル変動が発生する。
[0005] In the continuous casting machine as described above, the unsolidified slab bulging generated between the rolls in the continuous casting machine, the roll bending of the guide roll or the pinch roll, and the unbalanced eccentricity caused by the roll eccentricity occur. Periodic expansion and contraction of the solidified slab causes fluctuations in the volume of the molten steel, causing periodic fluctuations in the molten metal level.

【0006】しかし、上述したような、レベル検出器3
0の検出結果に基づいてフィードバック制御する鋳型内
湯面レベル制御方法では、上述した周期性湯面レベル変
動の発生を防止することは困難であった。この周期性湯
面レベル変動が大きくなると、鋳片の品質が悪化した
り、ブレークアウトが発生し易い。特開平10−314
911号公報には、鋳型内湯面レベル制御にFFT(高
速フーリエ変換)解析装置を使用した連続鋳造機モール
ド内湯面レベル制御装置が提案されている。
However, as described above, the level detector 3
In the mold level control method in which the feedback control is performed based on the detection result of 0, it is difficult to prevent the above-described periodic mold level fluctuation. When the fluctuation of the periodic molten metal level increases, the quality of the cast slab deteriorates and breakout easily occurs. JP-A-10-314
No. 911 proposes a mold level control device in a continuous casting machine using an FFT (Fast Fourier Transform) analyzer for mold level control in a mold.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】FFT(高速フーリエ
変換)は、原理的に、周波数分解能を確保する為に、大
きなデータ点数を必要とするという問題がある。例え
ば、サンプリング周期が0.1秒の場合は、周波数分解
能Δfとサンプリング点数N(FFTでは2のべき乗数
であることが必要)の関係は、(1)式で表される。 Δf=((1/0.1)/2)/N (1) 従って、Δf<0.01Hzを満足するためには、51
2点のデータを必要とし、演算時間=検出時間は、5
1.2秒が必要となる。この区間で、変動周波数成分が
変化すると、変化した前後の周波数成分が両方同時に存
在するかのように検出される。
In principle, FFT (Fast Fourier Transform) has a problem that a large number of data points is required to secure frequency resolution. For example, when the sampling period is 0.1 second, the relationship between the frequency resolution Δf and the number of sampling points N (the FFT needs to be a power of 2) is expressed by equation (1). Δf = ((1 / 0.1) / 2) / N (1) Therefore, in order to satisfy Δf <0.01 Hz, it is necessary that
Two points of data are required, and the calculation time = detection time is 5
1.2 seconds is required. If the variable frequency component changes in this section, it is detected as if both the frequency components before and after the change exist simultaneously.

【0008】一方、このようなことを避ける為に、サン
プリング点数を小さくし、例えば、N=128とする
と、(1)式からΔf≒0.04Hzとなり、この範囲
に変動周波数成分が複数存在すれば、弁別することが出
来ない。本発明は、上述したような事情に鑑みてなされ
たものであり、第1,2発明では、必要な周波数分解能
を確保しながら、短い検出時間で応答性よく、周期性変
動を有する信号の変動の周波数成分を検出出来る信号の
変動周波数検出方法を提供することを目的とする。第3
発明では、第1,2発明に係る信号の変動周波数検出方
法により、連続鋳造の湯面レベルを制御する連続鋳造の
湯面レベル制御方法を提供することを目的とする。
On the other hand, if the number of sampling points is reduced to avoid such a problem, for example, if N = 128, then Δf ≒ 0.04 Hz from the equation (1), and if there are a plurality of fluctuating frequency components in this range. If you can't tell. The present invention has been made in view of the circumstances described above, and in the first and second inventions, while ensuring necessary frequency resolution, a short detection time, good responsiveness, and fluctuation of a signal having a periodic fluctuation. It is an object of the present invention to provide a method for detecting a fluctuating frequency of a signal which can detect the frequency component of the signal. Third
It is an object of the present invention to provide a continuous casting level control method for controlling a continuous casting level using the signal fluctuation frequency detecting method according to the first and second aspects of the present invention.

【0009】第4,5発明では、必要な周波数分解能を
確保しながら、短い検出時間で応答性よく、周期性変動
を有する信号の変動の周波数成分を検出出来る信号の変
動周波数検出装置を提供することを目的とする。第6発
明では、第4,5発明に係る信号の変動周波数検出装置
により、連続鋳造の湯面レベルを制御する連続鋳造の湯
面レベル制御装置を提供することを目的とする。
According to the fourth and fifth aspects of the present invention, there is provided a signal fluctuation frequency detecting apparatus capable of detecting a frequency component of a signal fluctuation having a periodic fluctuation with a short detection time and good response while securing necessary frequency resolution. The purpose is to: In a sixth aspect of the present invention, it is an object of the present invention to provide a continuous casting level control apparatus for controlling a continuous casting level using the signal fluctuation frequency detecting apparatus according to the fourth and fifth aspects.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】第1発明に係る信号の変
動周波数検出方法は、周期性変動を有する信号から所定
周期でサンプリングしディジタル変換したデータを、2
のべき乗個数順次記憶してデータ群を作成し、1データ
群を作成する都度、前記データ群を2のべき乗個数時系
列的に並べて第1データ列を作成し、作成した第1デー
タ列を高速フーリエ変換解析して第1変動周波数スペク
トルを求める一方、前記第1データ列の内、最新のデー
タ群を除くデータ群のデータを全て0に置換した第2デ
ータ列を作成し、作成した第2データ列を高速フーリエ
変換解析して第2変動周波数スペクトルを求め、求めた
第1及び第2変動周波数スペクトルの同一周波数におけ
るそれぞれの振幅を乗算又は相乗平均することにより第
3変動周波数スペクトルを求め、求めた第3変動周波数
スペクトルのピーク周波数を求めることにより、前記周
期性変動を有する信号の変動周波数を求めることを特徴
とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a fluctuating frequency of a signal, comprising the steps of:
Each time a data group is created, a first data string is created by arranging the data groups in a time series of a power of 2 each time one data group is created. Fourier transform analysis is performed to obtain a first variable frequency spectrum, and a second data string is created by replacing all data of the data group except the latest data group in the first data string with 0. Fast Fourier transform analysis of the data sequence to obtain a second variable frequency spectrum, and multiplication or geometric averaging of the respective amplitudes of the obtained first and second variable frequency spectra at the same frequency to obtain a third variable frequency spectrum, The fluctuation frequency of the signal having the periodic fluctuation is obtained by obtaining the peak frequency of the obtained third fluctuation frequency spectrum.

【0011】第2発明に係る信号の変動周波数検出方法
は、前記変動周波数を含む帯域を予め推測し、推測した
帯域に含まれる前記第3変動周波数スペクトルの各振幅
に、所定の重み係数を掛け合わせることを特徴とする。
In the signal fluctuation frequency detecting method according to the second invention, a band including the fluctuation frequency is estimated in advance, and each amplitude of the third fluctuation frequency spectrum included in the estimated band is multiplied by a predetermined weighting factor. It is characterized by matching.

【0012】第3発明に係る連続鋳造の湯面レベル制御
方法は、開度が制御されるノズルから鋳型内に溶湯を供
給しつつ、鋳型から鋳片を連続的に引き抜く連続鋳造機
で、前記鋳型内の湯面レベルを時系列的に測定し、該湯
面レベルの変動を抑制すべく、前記ノズルの開度を制御
する連続鋳造の湯面レベル制御方法において、前記湯面
レベルを時系列的に測定して得た信号の変動周波数を、
請求項1又は2に記載された信号の変動周波数検出方法
により検出し、検出した変動周波数に基づき、前記ノズ
ルの開度を制御することを特徴とする。
A third aspect of the present invention is a continuous casting machine for continuously drawing a slab from a mold while supplying molten metal into the mold from a nozzle whose opening is controlled. In the method for controlling the level of the molten metal in the mold in a time series, and controlling the opening degree of the nozzle in order to suppress the fluctuation of the level of the molten metal, the level of the molten metal is controlled in time series. Frequency of the signal obtained by the measurement
A signal fluctuation frequency detection method according to claim 1 or 2, and the opening degree of the nozzle is controlled based on the detected fluctuation frequency.

【0013】第4発明に係る信号の変動周波数検出装置
は、周期性変動を有する信号から所定周期でサンプリン
グする手段と、該手段がサンプリングした信号をディジ
タル変換してデータとする手段と、該手段がディジタル
変換したデータを、2のべき乗個数順次記憶してデータ
群を作成する手段と、該手段が1データ群を作成する都
度、前記データ群を2のべき乗個数時系列的に並べて第
1データ列を作成する手段と、該手段が作成した第1デ
ータ列を高速フーリエ変換解析して第1変動周波数スペ
クトルを求める第1解析手段と、前記第1データ列の
内、最新のデータ群を除くデータ群のデータを全て0に
置換した第2データ列を作成する手段と、該手段が作成
した第2データ列を高速フーリエ変換解析して第2変動
周波数スペクトルを求める第2解析手段と、第1解析手
段が求めた第1変動周波数スペクトル及び第2解析手段
が求めた第2変動周波数スペクトルの同一周波数におけ
るそれぞれの振幅を乗算又は相乗平均することにより、
第3変動周波数スペクトルを求める手段と、該手段が求
めた第3変動周波数スペクトルのピーク周波数を求める
ことにより、前記周期性変動を有する信号の変動周波数
を求める手段とを備えることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting a fluctuating frequency of a signal, comprising: means for sampling a signal having a periodic fluctuation at a predetermined period; means for digitally converting the signal sampled by the means into data; Means for sequentially storing power-of-two numbers of digitally converted data to create a data group; and each time the means creates one data group, the data groups are arranged in time-series power-of-two numbers to form first data. Means for creating a sequence, first analysis means for performing fast Fourier transform analysis on the first data sequence created by the means to obtain a first variable frequency spectrum, and excluding the latest data group from the first data sequence Means for creating a second data string in which all data of the data group is replaced with 0, and fast Fourier transform analysis of the second data string created by the means to obtain a second variable frequency spectrum And Mel second calculating means, by the first analyzing means first variation frequency spectrum and a second analyzing means for multiplying or geometric mean respective amplitude at the same frequency of the second variation frequency spectrum obtained was determined,
It is characterized by comprising means for obtaining a third fluctuation frequency spectrum, and means for obtaining a fluctuation frequency of the signal having the periodic fluctuation by obtaining a peak frequency of the third fluctuation frequency spectrum obtained by the means.

【0014】第1発明に係る信号の変動周波数検出方法
及び第4発明に係る信号の変動周波数検出装置では、サ
ンプリングする手段が、周期性変動を有する信号から所
定周期でサンプリングし、データとする手段が、そのサ
ンプリングした信号をディジタル変換してデータとす
る。データ群を作成する手段は、そのディジタル変換し
たデータを、2のべき乗個数順次記憶してデータ群を作
成する。第1データ列を作成する手段は、データ群を作
成する手段が1データ群を作成する都度、データ群を2
のべき乗個数時系列的に並べて第1データ列を作成す
る。第1解析手段は、その第1データ列を高速フーリエ
変換解析して第1変動周波数スペクトルを求める。
In the signal fluctuation frequency detecting method according to the first invention and the signal fluctuation frequency detecting apparatus according to the fourth invention, the sampling means samples the signal having the periodic fluctuation at a predetermined cycle to obtain data. However, the sampled signal is converted into data by digital conversion. The means for creating a data group creates the data group by sequentially storing the digitally converted data in a power-of-two number. The means for creating the first data string includes: for each time the means for creating the data group creates one data group,
The first data string is created by chronologically arranging the powers of. The first analyzing means obtains a first fluctuating frequency spectrum by performing a fast Fourier transform analysis on the first data sequence.

【0015】第2データ列を作成する手段が、第1デー
タ列の内、最新のデータ群を除くデータ群のデータを全
て0に置換した第2データ列を作成し、第2解析手段
は、その第2データ列を高速フーリエ変換解析して第2
変動周波数スペクトルを求める。第3変動周波数スペク
トルを求める手段は、第1解析手段が求めた第1変動周
波数スペクトル及び第2解析手段が求めた第2変動周波
数スペクトルの同一周波数におけるそれぞれの振幅を乗
算又は相乗平均することにより第3変動周波数スペクト
ルを求める。
The means for creating the second data string creates a second data string in which all the data of the data group excluding the latest data group in the first data string are replaced with 0, and the second analyzing means comprises: The second data sequence is analyzed by fast Fourier transform to obtain a second
Find the fluctuating frequency spectrum. The means for obtaining the third variable frequency spectrum is obtained by multiplying or geometrically averaging respective amplitudes of the first variable frequency spectrum obtained by the first analyzing means and the second variable frequency spectrum obtained by the second analyzing means at the same frequency. A third variable frequency spectrum is obtained.

【0016】信号の変動周波数を求める手段は、第3変
動周波数スペクトルを求める手段が求めた第3変動周波
数スペクトルのピーク周波数を求めることにより、周期
性変動を有する信号の変動周波数を求める。これによ
り、必要な周波数分解能を確保しながら、短い検出時間
で応答性よく、周期性変動を有する信号の変動の周波数
成分を検出出来る信号の変動周波数検出方法及び信号の
変動周波数検出装置を実現することが出来る。特に、複
数の変動周波数成分が存在し、波形に唸りが生じている
場合に、唸りの節の区間において、見掛け上、変動成分
が消滅している為に発生する誤検知を防止することが出
来る。
The means for obtaining the fluctuation frequency of the signal obtains the peak frequency of the third fluctuation frequency spectrum obtained by the means for obtaining the third fluctuation frequency spectrum, thereby obtaining the fluctuation frequency of the signal having the periodic fluctuation. As a result, a signal fluctuation frequency detection method and a signal fluctuation frequency detection device capable of detecting a frequency component of a signal fluctuation having a periodic fluctuation with short response time and good response while securing necessary frequency resolution are realized. I can do it. In particular, when a plurality of fluctuating frequency components are present and a beat occurs in the waveform, it is possible to prevent erroneous detection occurring due to the disappearance of the fluctuating component in a section of the beat. .

【0017】第5発明に係る信号の変動周波数検出装置
は、外部から指定された帯域に含まれる前記3変動周波
数スペクトルの各振幅に、所定の重み係数を掛け合わせ
る手段を更に備えることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, the apparatus for detecting a variable frequency of a signal further comprises means for multiplying each amplitude of the three variable frequency spectrums included in an externally designated band by a predetermined weighting factor. I do.

【0018】第2発明に係る信号の変動周波数検出方法
及び第5発明に係る信号の変動周波数検出装置では、掛
け合わせる手段が、外部から指定された帯域に含まれる
第3変動周波数スペクトルの各振幅に、所定の重み係数
を掛け合わせるので、予め変動周波数が発生する帯域を
推測出来る場合には、推測され指定された帯域における
検出感度が向上する信号の変動周波数検出方法及び信号
の変動周波数検出装置を実現することが出来る。
In the signal fluctuation frequency detecting method according to the second invention and the signal fluctuation frequency detecting apparatus according to the fifth invention, the multiplying means may be configured such that each of the amplitudes of the third fluctuation frequency spectrum included in the band designated from the outside is Is multiplied by a predetermined weighting factor, so that if a band in which a fluctuating frequency occurs can be estimated in advance, a fluctuating frequency detecting method and a fluctuating signal detecting apparatus for a signal that improve the detection sensitivity in the speculated and specified band Can be realized.

【0019】第6発明に係る連続鋳造の湯面レベル制御
装置は、開度が制御されるノズルから鋳型内に溶湯を供
給しつつ、鋳型から鋳片を連続的に引き抜く連続鋳造機
で、前記鋳型内の湯面レベルを時系列的に測定し、該湯
面レベルの変動を抑制すべく、前記ノズルの開度を制御
する連続鋳造の湯面レベル制御装置において、請求項4
又は5に記載された信号の変動周波数検出装置を備え、
前記湯面レベルを時系列的に測定して得た信号の変動周
波数を、前記信号の変動周波数検出装置により検出し、
検出した変動周波数に基づき、前記ノズルの開度を制御
すべくなしてあることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a continuous casting level controller for continuously casting a cast metal piece from a mold while supplying molten metal into the mold from a nozzle whose opening is controlled. 5. A level controller for continuous casting, which measures the level of the molten metal in the mold in a time series and controls the opening of the nozzle to suppress the fluctuation of the level of the molten metal.
Or a device for detecting a fluctuating frequency of a signal described in 5,
The fluctuation frequency of the signal obtained by measuring the bath level in time series is detected by a fluctuation frequency detection device of the signal,
The opening degree of the nozzle is controlled based on the detected fluctuation frequency.

【0020】第3発明に係る連続鋳造の湯面レベル制御
方法及び第6発明に係る連続鋳造の湯面レベル制御装置
では、開度が制御されるノズルから鋳型内に溶湯を供給
しつつ、鋳型から鋳片を連続的に引き抜く連続鋳造機
で、鋳型内の湯面レベルを時系列的に測定し、湯面レベ
ルの変動を抑制すべく、ノズルの開度を制御する。湯面
レベルを時系列的に測定して得た信号の変動周波数を、
請求項4又は5に記載された信号の変動周波数検出装置
が検出し、検出した変動周波数に基づき、ノズルの開度
を制御する。
In the continuous casting level control method according to the third invention and the continuous casting level control apparatus according to the sixth aspect, the molten metal is supplied from the nozzle whose opening is controlled into the mold while the molten metal is supplied into the mold. With a continuous casting machine that continuously pulls out a slab, the level of the molten metal in the mold is measured in time series, and the opening of the nozzle is controlled to suppress the fluctuation of the molten metal level. The fluctuation frequency of the signal obtained by measuring the surface level in time series,
The fluctuation frequency detection device for a signal according to claim 4 or 5 detects the fluctuation frequency and controls the opening degree of the nozzle based on the detected fluctuation frequency.

【0021】これにより、必要な周波数分解能を確保し
ながら、短い検出時間で応答性よく、連続鋳造の湯面レ
ベル信号の変動の周波数成分を検出出来る連続鋳造の湯
面レベル制御方法及び連続鋳造の湯面レベル制御装置を
実現することが出来る。特に、湯面レベル信号に複数の
変動周波数成分が存在し、波形に唸りが生じている場合
に、唸りの節の区間において、見掛け上、変動成分が消
滅している為に発生する誤検知を防止することが出来
る。
Thus, a method for controlling the level of a continuous casting metal level and a method of controlling the level of a continuous casting capable of detecting the frequency component of the fluctuation of the level signal of the continuous casting while ensuring the necessary frequency resolution and with a short response time and with good responsiveness. A level control device can be realized. In particular, when a plurality of fluctuating frequency components are present in the level signal and a beat is generated in the waveform, an erroneous detection that occurs due to the disappearance of the fluctuating component in the section of the beat is apparently detected. Can be prevented.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
それを示す図面を参照しながら説明する。 実施の形態1.図1は、本発明に係る信号の変動周波数
検出方法及び信号の変動周波数検出装置の実施の形態の
要部構成を示すブロック図である。この信号の変動周波
数検出装置は、与えられた信号を所定の電圧信号に増幅
し変換して出力する信号変換増幅器1と、信号変換増幅
器1が出力した電圧信号を、サンプリングしてFFT
(高速フーリエ変換)解析する演算部2と、演算部2が
FFT解析した結果を表示する表示モニタ3と、演算部
2がFFT解析した結果を、制御に利用する上位制御シ
ステム5へ送信する為の通信制御部4とを備えている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below.
This will be described with reference to the drawings showing the above. Embodiment 1 FIG. FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a signal fluctuation frequency detection method and a signal fluctuation frequency detection apparatus according to an embodiment of the present invention. The signal fluctuation frequency detecting apparatus amplifies a given signal into a predetermined voltage signal, converts the signal into a predetermined voltage signal, and outputs the amplified signal.
(Fast Fourier Transform) An operation unit 2 for analysis, a display monitor 3 for displaying the result of the FFT analysis by the operation unit 2, and a result of transmitting the result of the FFT analysis by the operation unit 2 to a higher-level control system 5 used for control. And a communication control unit 4.

【0023】図2は、演算部2の要部構成例を示すブロ
ック図である。この演算部2は、与えられた電圧信号
(アナログ信号)を、所定の周期でサンプリングしディ
ジタル変換してデータとして出力するサンプラー10
と、サンプラー10が出力したデータに基づきデータフ
レーム(第1データ列)を作成し記憶する移動ブロック
テーブル11(第1データ列を作成する手段)と、サン
プラー10が出力したデータに基づきデータフレーム
(第2データ列)を作成する検知ブロックテーブル15
(第2データ列を作成する手段)とを備えている。
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration example of a main part of the arithmetic unit 2. The arithmetic unit 2 samples a given voltage signal (analog signal) at a predetermined cycle, converts the sampled signal into a digital signal, and outputs the converted signal as data.
A moving block table 11 (means for creating a first data string) for creating and storing a data frame (first data string) based on the data output from the sampler 10; and a data frame (means for creating a first data string) based on the data output from the sampler 10. Detection block table 15 for creating the second data string)
(Means for creating a second data string).

【0024】演算部2は、また、移動ブロックテーブル
11及び検知ブロックテーブル15が、それぞれデータ
フレームを作成する都度、それぞれが作成したデータフ
レームをFFT解析する第1FFT部12(第1解析手
段)及び第2FFT部16(第2解析手段)と、第1F
FT部12及び第2FFT部16がそれぞれ高速フーリ
エ変換した結果である第1変動周波数スペクトル及び第
2変動周波数スペクトルを、それぞれ記憶する第1スペ
クトルテーブル13及び第2スペクトルテーブル17
と、第1スペクトルテーブル13及び第2スペクトルテ
ーブル17がぞれぞれ記憶する第1変動周波数スペクト
ル及び第2変動周波数スペクトルの同一周波数における
各振幅(強度)を乗算する乗算手段14と、乗算した振
幅を相乗平均する相乗平均手段14aと、乗算した振幅
を相乗平均するか否かの切り替えを行う切替手段14b
とを備えている。
Each time the moving block table 11 and the detection block table 15 create a data frame, the arithmetic unit 2 performs an FFT analysis of the created data frame by a first FFT unit 12 (first analysis means) and A second FFT unit 16 (second analysis means);
A first spectrum table 13 and a second spectrum table 17 for respectively storing a first variable frequency spectrum and a second variable frequency spectrum, which are the results of fast Fourier transform performed by the FT section 12 and the second FFT section 16, respectively.
And a multiplying means 14 for multiplying each amplitude (intensity) at the same frequency of the first variable frequency spectrum and the second variable frequency spectrum stored in the first spectrum table 13 and the second spectrum table 17, respectively. Geometric averaging means 14a for geometrically averaging the amplitudes and switching means 14b for switching whether or not to geometrically average the multiplied amplitudes
And

【0025】演算部2は、また、予め推測され、外部か
ら指定された、図3に示すような、変動周波数を含む帯
域(fa 〜fb )、及びその帯域に含まれる周波数の各
振幅(強度)に掛け合わせる為の重み係数(ここでは
2)を記憶する重み付けテーブル19と、乗算手段14
又は相乗平均手段14aが同一周波数における各振幅を
乗算又は相乗平均して作成した第3変動周波数スペクト
ルの、重み付けテーブル19が記憶する帯域に含まれる
周波数の各振幅に、テーブル19が記憶する重み係数を
掛け合わせる掛け合わせ手段18と、掛け合わせ手段1
8が重み係数を掛け合わせた第3変動周波数スペクトル
を記憶する第3スペクトルテーブル20とを備えてい
る。
The arithmetic unit 2 also includes a band (f a to f b ) including a fluctuating frequency, which is presumed and specified externally, as shown in FIG. 3, and each amplitude of the frequency included in the band. Weighting table 19 for storing a weighting coefficient (here, 2) for multiplying (intensity);
Alternatively, the weighting coefficient stored in the table 19 is added to each amplitude of the frequency included in the band stored in the weighting table 19 of the third variable frequency spectrum created by multiplying or geometrically averaging the amplitudes at the same frequency by the geometric mean means 14a. Multiplying means 18 and multiplying means 1
8 has a third spectrum table 20 for storing a third variable frequency spectrum multiplied by the weighting coefficient.

【0026】以下に、このような構成の信号の変動周波
数検出装置の動作を説明する。信号変換増幅器1は、与
えられた信号を所定の電圧信号に増幅し変換して出力す
る。演算部2のサンプラー10は、信号変換増幅器1が
出力した電圧信号を、例えば0.1秒の周期でサンプリ
ングしディジタル変換してデータとして出力する。移動
ブロックテーブル11は、サンプラー10が出力したデ
ータを時系列的に例えば64(26 )個宛記憶してブロ
ックX0(i) (1データ群)を作成して行き、1ブロッ
クX0(i) を作成する都度、ブロック単位で記憶位置を
シフトさせて、例えば8(23 )個のブロックX0(i)
〜ブロックX7(i) を時系列的に並べたデータフレーム
(第1データ列)を作成する。
The operation of the thus-configured signal fluctuation frequency detecting device will be described below. The signal conversion amplifier 1 amplifies and converts a given signal into a predetermined voltage signal and outputs the signal. The sampler 10 of the arithmetic unit 2 samples the voltage signal output from the signal conversion amplifier 1 at a cycle of, for example, 0.1 second, digitally converts the voltage signal, and outputs the data. The moving block table 11 stores, for example, 64 (2 6 ) pieces of data output from the sampler 10 in chronological order, creates a block X 0 (i) (one data group), and goes to one block X 0 ( Each time i) is created, the storage position is shifted in block units, for example, 8 (2 3 ) blocks X 0 (i)
A data frame (first data string) in which the blocks X 7 (i) are arranged in time series is created.

【0027】一方、検知ブロックテーブル15は、サン
プラー10が出力したデータを時系列的に64(26
個宛記憶してブロックX0(i) (1データ群)を作成し
て行き、1ブロックX0(i) を作成する都度、ブロック
0(i) を更新し、例えば8個のブロックX0(i) 〜ブ
ロックX7(i) の内、更新したブロックX0(i) を除く
7個のブロックX1(i) 〜ブロックX7(i) に含まれる
データを全て0に置換して、ブロックX0(i) 〜ブロッ
クX7(i) を時系列的に並べたデータフレーム(第2デ
ータ列)を作成する。
On the other hand, the detection block table 15 stores the data output by the sampler 10 in a time series of 64 (2 6 ).
The block X 0 (i) (one data group) is created and stored, and the block X 0 (i) is updated every time one block X 0 (i) is created. For example, eight blocks X 0 (i) are created. 0 (i) ~ block X 7 out of (i), and replacing all the data included in the update block X 0 (i) 7 blocks except X 1 (i) ~ block X 7 (i) 0 Then, a data frame (second data sequence) in which the blocks X 0 (i) to X 7 (i) are arranged in time series is created.

【0028】第1FFT部12は、移動ブロックテーブ
ル11がデータフレームを作成する都度、その作成した
データフレームを高速フーリエ変換解析する。これによ
り、64個のデータ毎に高速フーリエ変換解析を行うの
で、周波数の分解能を向上させることが出来る。第1F
FT部12が高速フーリエ変換解析した結果である第1
変動周波数スペクトルは、第1スペクトルテーブル13
に記憶される。第2FFT部16は、検知ブロックテー
ブル15がデータフレームを作成する都度、その作成し
たデータフレームを高速フーリエ変換解析する。これに
より、64個のデータ毎に高速フーリエ変換解析を行う
周波数の分解能を維持しつつ、高速フーリエ変換解析の
解析時間を短縮することが出来る。第2FFT部16が
高速フーリエ変換解析した結果である第2変動周波数ス
ペクトルは、第2スペクトルテーブル17に記憶され
る。
Each time the moving block table 11 creates a data frame, the first FFT unit 12 performs a fast Fourier transform analysis on the created data frame. As a result, the fast Fourier transform analysis is performed for each of the 64 data, so that the frequency resolution can be improved. 1st F
The first, which is the result of the fast Fourier transform analysis performed by the FT unit 12,
The variable frequency spectrum is stored in the first spectrum table 13
Is stored. Each time the detection block table 15 creates a data frame, the second FFT unit 16 performs a fast Fourier transform analysis on the created data frame. As a result, the analysis time of the fast Fourier transform analysis can be reduced while maintaining the frequency resolution at which the fast Fourier transform analysis is performed for every 64 data. The second fluctuating frequency spectrum as a result of the fast Fourier transform analysis performed by the second FFT unit 16 is stored in the second spectrum table 17.

【0029】乗算手段14又は相乗平均手段14aは、
第1スペクトルテーブル13及び第2スペクトルテーブ
ル17がぞれぞれ記憶する第1変動周波数スペクトル及
び第2変動周波数スペクトルの同一周波数における各振
幅(強度)同士を乗算又は相乗平均し、新たに第3変動
周波数スペクトルを作成する。これにより、信号に複数
の変動周波数成分が存在し、波形に唸りが生じている場
合に、唸りの節の区間において、見掛け上、変動成分が
消滅している為に発生する誤検知を防止することが出来
る。
The multiplying means 14 or the geometric averaging means 14a
The first spectrum table 13 and the second spectrum table 17 respectively multiply or geometrically average each amplitude (intensity) at the same frequency of the first variable frequency spectrum and the second variable frequency spectrum which are stored, and newly generate the third frequency spectrum. Create a fluctuating frequency spectrum. Thus, when a signal has a plurality of fluctuating frequency components and a beat is generated in the waveform, it is possible to prevent an erroneous detection occurring due to the disappearance of the fluctuating component in a section of the beat. I can do it.

【0030】掛け合わせ手段18は、乗算手段14又は
相乗平均手段14aが作成した第3変動周波数スペクト
ルの、重み付けテーブル19が記憶する帯域に含まれる
周波数の各振幅(強度)に、テーブル19が記憶する重
み係数を掛け合わせ、掛け合わせ手段18が重み係数を
掛け合わせた第3変動周波数スペクトルは、第3スペク
トルテーブル20に記憶される。第3スペクトルテーブ
ル20に記憶された第3変動周波数スペクトルは、必要
に応じて、表示モニタ3に表示されると共に、通信制御
部4を通じて、上位制御システム5へ送信されてプロセ
スの制御に利用される。
The multiplying means 18 stores the table 19 for each amplitude (intensity) of the frequency included in the band stored in the weighting table 19 of the third variable frequency spectrum created by the multiplying means 14 or the geometric mean means 14a. The third variable frequency spectrum, which is multiplied by the weighting factor and multiplied by the weighting factor by the multiplying means 18, is stored in the third spectrum table 20. The third variable frequency spectrum stored in the third spectrum table 20 is displayed on the display monitor 3 as necessary, and is transmitted to the higher-level control system 5 through the communication control unit 4 to be used for controlling a process. You.

【0031】実施の形態2.図4は、本発明に係る連続
鋳造の湯面レベル制御方法及び連続鋳造の湯面レベル制
御装置の実施の形態の要部構成を示すブロック図であ
る。この連続鋳造の湯面レベル制御装置は、取鍋(図示
せず)から注がれた溶融金属(溶湯)を一時貯溜するタ
ンディッシュ21が設けてあり、タンディッシュ21の
底部には溶湯(溶鋼)29bを導通する浸漬ノズル25
が連結してある。浸漬ノズル25の下端は筒状の鋳型2
7内に装入してある。浸漬ノズル25にはスライド式の
溶鋼注入量調節ノズル24が介装してあり、溶鋼注入量
調節ノズル24のゲート板をシリンダ式のノズル開度調
節装置22によって進退させることによって溶鋼注入量
調節ノズル24の開度を調整するようになっている。
Embodiment 2 FIG. 4 is a block diagram showing a main part configuration of an embodiment of a continuous casting level control apparatus and a continuous casting level control apparatus according to the present invention. In this continuous casting level controller, a tundish 21 for temporarily storing a molten metal (molten metal) poured from a ladle (not shown) is provided. ) Immersion nozzle 25 for conducting 29b
Are connected. The lower end of the immersion nozzle 25 is a cylindrical mold 2
7 is charged. The immersion nozzle 25 is provided with a slide type molten steel injection amount adjusting nozzle 24, and the gate plate of the molten steel injection amount adjusting nozzle 24 is advanced and retracted by the cylinder type nozzle opening adjusting device 22 to thereby adjust the molten steel injection amount adjusting nozzle. 24 is adjusted.

【0032】浸漬ノズル25からは、鋳型27内へ溶湯
29bを供給し、鋳型27の壁との接触によって冷却さ
れ周囲に凝固シェル29aが形成された鋳片29を鋳型
27から引き抜き、水冷により中心まで冷却を進めて連
続的に鋳片29を鋳造する。また、鋳型27内の溶湯2
9bに臨ませて湯面26のレベルを測定するレベル検出
器30が設置され、レベル制御器23は、目標レベルと
レベル検出器30が測定した湯面レベルとの偏差を求
め、その求めた偏差を零にすべく、PID演算によって
溶鋼注入量調節ノズル24の開度変更量を算出し、それ
を開度指令としてノズル開度調節装置22に与えて、溶
鋼注入量調節ノズル24のゲート板を進退させ、溶鋼注
入量調節ノズル24の開度を調整する。
From the immersion nozzle 25, the molten metal 29b is supplied into the mold 27, and the cast piece 29 cooled by contact with the wall of the mold 27 and having a solidified shell 29a formed around it is drawn out of the mold 27, and cooled by water cooling. The cooling is advanced to continuously cast the slab 29. The molten metal 2 in the mold 27
9b, a level detector 30 for measuring the level of the level 26 is installed. The level controller 23 calculates a deviation between the target level and the level measured by the level detector 30, and determines the deviation. Is calculated by PID calculation to give the nozzle opening adjusting device 22 as an opening command, and the gate plate of the molten steel injection amount adjusting nozzle 24 is set to zero. The opening and closing of the molten steel injection amount adjusting nozzle 24 is adjusted.

【0033】また、レベル検出器30は、周期性湯面レ
ベル変動発生時の鋳型27内の湯面26のレベル変動を
検出する。レベル検出器30が検出した鋳型内の湯面の
レベル信号は、周波数検出演算装置31に与えられ、周
波数検出演算装置31は、鋳型内の湯面のレベル変動の
周波数を検出し、レベル制御器23へ与える。レベル制
御器23は、与えられたレベル変動の周波数に基づき、
鋳型内の湯面のレベル変動を抑制するように制御を行
う。
The level detector 30 detects a level change of the molten metal level 26 in the mold 27 when the periodic molten metal level level fluctuation occurs. The level signal of the mold level in the mold detected by the level detector 30 is supplied to a frequency detection arithmetic unit 31, which detects the frequency of the level change of the mold level in the mold, and Give to 23. The level controller 23 determines the frequency of the given level fluctuation,
Control is performed so as to suppress fluctuations in the level of the molten metal in the mold.

【0034】周波数検出演算装置31は、実施の形態1
で説明した信号の変動周波数検出装置を内蔵しており、
その動作は、信号変換増幅器1(図1)が、レベル検出
器30(図4)が検出した鋳型内の湯面のレベル信号
を、所定の電圧信号に増幅し変換して出力する。演算部
2(図1)のサンプラー10(図2)は、信号変換増幅
器1が出力した電圧信号を、例えば0.1秒の周期でサ
ンプリングしディジタル変換してデータとして出力す
る。
The frequency detection arithmetic unit 31 is the same as that of the first embodiment.
Built-in signal fluctuation frequency detection device described in
In the operation, the signal conversion amplifier 1 (FIG. 1) amplifies and converts the level signal of the molten metal level in the mold detected by the level detector 30 (FIG. 4) into a predetermined voltage signal and outputs the signal. The sampler 10 (FIG. 2) of the arithmetic unit 2 (FIG. 1) samples the voltage signal output from the signal conversion amplifier 1 at a cycle of, for example, 0.1 second, digitally converts the voltage signal, and outputs the data.

【0035】移動ブロックテーブル11(図2)は、サ
ンプラー10が出力したデータを時系列的に例えば64
(26 )個宛記憶してブロックX0(i) (データ群)を
作成して行き、1ブロックX0(i) を作成する都度、ブ
ロック単位で記憶位置をシフトさせて、例えば8
(23 )個のブロックX0(i) 〜ブロックX7(i) を時
系列的に並べたデータフレーム(第1データ列)を作成
する。
The moving block table 11 (FIG. 2) stores the data output from the sampler 10 in chronological order, for example, 64 times.
Each time (2 6 ) blocks are stored, a block X 0 (i) (data group) is created, and each time one block X 0 (i) is created, the storage position is shifted in units of blocks, for example, 8
A data frame (first data string) in which (2 3 ) blocks X 0 (i) to X 7 (i) are arranged in time series is created.

【0036】一方、検知ブロックテーブル15(図2)
は、サンプラー10が出力したデータを時系列的に例え
ば64(26 )個宛記憶してブロックX0(i) (データ
群)を作成して行き、1ブロックX0(i) を作成する都
度、ブロックX0(i) を更新し、例えば8(23 )個の
ブロックX0(i) 〜ブロックX7(i) の内、更新したブ
ロックX0(i) を除く7個のブロックX1(i) 〜ブロッ
クX7(i) に含まれるデータを全て0に置換して、ブロ
ックX0(i) 〜ブロックX7(i) を時系列的に並べたデ
ータフレーム(第2データ列)を作成する。
On the other hand, the detection block table 15 (FIG. 2)
Creates a block X 0 (i) (data group) by chronologically storing, for example, 64 (2 6 ) pieces of data output from the sampler 10, and creates one block X 0 (i). Each time the block X 0 (i) is updated, for example, of the 8 (2 3 ) blocks X 0 (i) to X 7 (i), 7 blocks excluding the updated block X 0 (i) A data frame (second data) in which the data included in X 1 (i) to block X 7 (i) are all replaced with 0, and blocks X 0 (i) to block X 7 (i) are arranged in time series Column).

【0037】第1FFT部12は、移動ブロックテーブ
ル11がデータフレームを作成する都度、その作成した
データフレームを高速フーリエ変換解析する。これによ
り、64個のデータ毎に高速フーリエ変換解析を行うの
で、鋳型内の湯面のレベル変動の周波数の分解能を向上
させることが出来る。第1FFT部12が高速フーリエ
変換解析した結果である第1変動周波数スペクトルは、
第1スペクトルテーブルに記憶される。図5は、第1ス
ペクトルテーブルに記憶された第1変動周波数スペクト
ルの例である。サンプリング周期0.1秒、データ数6
4点×8ブロック=512点であり、分解能は十分であ
るが、検出時間は、0.1秒×512=51.2秒で長
く、応答は遅くなる。
Each time the moving block table 11 creates a data frame, the first FFT unit 12 performs a fast Fourier transform analysis on the created data frame. Thus, the fast Fourier transform analysis is performed for every 64 data, so that the resolution of the frequency of the level fluctuation of the molten metal level in the mold can be improved. The first fluctuating frequency spectrum, which is the result of the fast Fourier transform analysis performed by the first FFT unit 12, is:
It is stored in the first spectrum table. FIG. 5 is an example of the first variable frequency spectrum stored in the first spectrum table. Sampling cycle 0.1 second, number of data 6
4 points × 8 blocks = 512 points, and the resolution is sufficient, but the detection time is long at 0.1 seconds × 512 = 51.2 seconds, and the response is slow.

【0038】第2FFT部16は、検知ブロックテーブ
ル15がデータフレームを作成する都度、その作成した
データフレームを高速フーリエ変換解析する。これによ
り、64個のデータ毎に高速フーリエ変換解析を行う周
波数の分解能を維持しつつ、鋳型内の湯面のレベル変動
の高速フーリエ変換解析の解析時間を短縮することが出
来る。第2FFT部16が高速フーリエ変換解析した結
果である第2変動周波数スペクトルは、第2スペクトル
テーブルに記憶される。図6は、第2スペクトルテーブ
ルに記憶された第2変動周波数スペクトルの例である。
サンプリング周期0.1秒、データ数64点×8ブロッ
ク(但し、7ブロックのデータ値は0)=512点であ
るが、0.2Hz〜0.4Hzの短い区間において、2
つの変動成分が発生していることを検出出来ている。
Each time the detection block table 15 creates a data frame, the second FFT unit 16 performs a fast Fourier transform analysis on the created data frame. As a result, it is possible to reduce the analysis time of the fast Fourier transform analysis of the level fluctuation of the molten metal level in the mold while maintaining the frequency resolution at which the fast Fourier transform analysis is performed for every 64 data. The second fluctuating frequency spectrum as a result of the fast Fourier transform analysis performed by the second FFT unit 16 is stored in the second spectrum table. FIG. 6 is an example of the second variable frequency spectrum stored in the second spectrum table.
The sampling period is 0.1 second, the number of data is 64 points × 8 blocks (the data value of 7 blocks is 0) = 512 points, but in a short section of 0.2 Hz to 0.4 Hz, 2 points
It has been detected that two fluctuation components have occurred.

【0039】乗算手段14又は相乗平均手段14aは、
第1スペクトルテーブル13及び第2スペクトルテーブ
ル17がぞれぞれ記憶する第1変動周波数スペクトル及
び第2変動周波数スペクトルの同一周波数における各振
幅(強度)同士を乗算又は相乗平均し、新たに第3変動
周波数スペクトルを作成する。これにより、鋳型内の湯
面のレベル信号に複数の変動周波数成分が存在し、波形
に唸りが生じている場合に、唸りの節の区間において、
見掛け上、変動成分が消滅している為に発生する誤検知
を防止することが出来る。
The multiplying means 14 or the geometric mean means 14a
The first spectrum table 13 and the second spectrum table 17 respectively multiply or geometrically average each amplitude (intensity) at the same frequency of the first variable frequency spectrum and the second variable frequency spectrum which are stored, and newly generate the third frequency spectrum. Create a fluctuating frequency spectrum. Thereby, when a plurality of fluctuating frequency components are present in the level signal of the molten metal level in the mold, and a groan occurs in the waveform, in the section of the groan node,
Apparently, erroneous detection caused by the disappearance of the fluctuation component can be prevented.

【0040】図7は、乗算手段14又は相乗平均手段1
4aが、第1変動周波数スペクトル(移動ブロックフレ
ーム)及び第2変動周波数スペクトル(検知ブロックフ
レーム)の同一周波数における各振幅(強度)同士を乗
算又は相乗平均して作成した第3変動周波数スペクトル
の例である。変動ビートの節の区間に当たり、第2変動
周波数スペクトルでは特徴的な周波数が目立たない区間
でも、乗算又は相乗平均することにより感度が上がり、
特徴的な周波数を目立たせることが出来る。
FIG. 7 shows the multiplication means 14 or the geometric mean averaging means 1.
4a is an example of a third variable frequency spectrum created by multiplying or geometrically averaging the amplitudes (intensities) of the first variable frequency spectrum (moving block frame) and the second variable frequency spectrum (detection block frame) at the same frequency. It is. In the section of the fluctuating beat, even in a section where the characteristic frequency is not conspicuous in the second fluctuating frequency spectrum, the sensitivity is increased by multiplication or geometric averaging,
Characteristic frequencies can be emphasized.

【0041】掛け合わせ手段18は、乗算手段14又は
相乗平均手段14aが作成した第3変動周波数スペクト
ルの、重み付けテーブル19が記憶する帯域に含まれる
周波数の各振幅(強度)に、テーブル19が記憶する重
み係数を掛け合わせ、掛け合わせ手段18が重み係数を
掛け合わせた第3変動周波数スペクトルは、第3スペク
トルテーブル20に記憶される。
The multiplying means 18 stores the table 19 in each amplitude (intensity) of the frequency included in the band stored in the weighting table 19 of the third variable frequency spectrum created by the multiplying means 14 or the geometric mean means 14a. The third variable frequency spectrum, which is multiplied by the weighting factor and multiplied by the weighting factor by the multiplying means 18, is stored in the third spectrum table 20.

【0042】図8は、連続鋳造における湯面レベルの変
動周波数の重み付け特性の例である。3.0m/分の鋳
造速度であり、165mm及び200mmの2種類のガ
イドロールのロール間隔である場合の周期性湯面レベル
変動周波数成分と、ピンチロールのロール径が160m
mφで、そのロールが偏心している場合の周期性湯面レ
ベル変動周波数成分とに、重み付けする場合の特性を示
す。連続鋳造機の鋳片29(図4)を支持し圧下するガ
イドロール(図示せず)の配置と鋳造速度(鋳片29の
鋳型27からの引き抜き速度)により、湯面レベルの変
動周波数を予測することが出来るので、その変動周波数
を含む帯域における重み係数を1より大きくして、検出
感度を上げる。
FIG. 8 shows an example of weighting characteristics of the fluctuation frequency of the molten metal level in continuous casting. When the casting speed is 3.0 m / min, the frequency component of the periodic molten metal level fluctuation when the roll interval is two types of guide rolls of 165 mm and 200 mm, and the roll diameter of the pinch roll is 160 m
The characteristic when weighting is applied to the periodic component level fluctuation frequency component when the roll is eccentric with mφ. Predicting the fluctuation frequency of the metal surface level by the arrangement of guide rolls (not shown) that support and reduce the slab 29 (FIG. 4) of the continuous casting machine and the casting speed (the speed at which the slab 29 is pulled out from the mold 27). Therefore, the weighting coefficient in the band including the fluctuating frequency is set to be larger than 1 to increase the detection sensitivity.

【0043】第3スペクトルテーブル20に記憶された
第3変動周波数スペクトルは、必要に応じて、表示モニ
タ3に表示されると共に、通信制御部4を通じて、上位
制御システム5であるレベル制御器23(図4)へ送信
されて、連続鋳造における湯面レベルの変動を抑制する
制御に利用される。図9は、図7に示す第3変動周波数
スペクトルに重み付けの補正演算を施し、第3スペクト
ルテーブル20に記憶させた第3変動周波数スペクトル
の例である。0.2Hz〜0.4Hzに存在する変動周
波数を感度よく検出している。
The third fluctuating frequency spectrum stored in the third spectrum table 20 is displayed on the display monitor 3 as required, and is transmitted through the communication control unit 4 to the level controller 23 (the higher-level control system 5). This is transmitted to FIG. 4) and is used for control for suppressing fluctuations in the metal surface level in continuous casting. FIG. 9 is an example of a third variable frequency spectrum obtained by performing a weighting correction operation on the third variable frequency spectrum shown in FIG. A fluctuating frequency existing between 0.2 Hz and 0.4 Hz is detected with high sensitivity.

【0044】[0044]

【発明の効果】第1発明に係る信号の変動周波数検出方
法及び第4発明に係る信号の変動周波数検出装置によれ
ば、必要な周波数分解能を確保しながら、短い検出時間
で応答性よく、周期性変動を有する信号の変動の周波数
成分を検出出来る信号の変動周波数検出方法及び信号の
変動周波数検出装置を実現することが出来る。特に、複
数の変動周波数成分が存在し、波形に唸りが生じている
場合に、唸りの節の区間において、見掛け上、変動成分
が消滅している為に発生する誤検知を防止することが出
来る。
According to the signal fluctuation frequency detecting method of the first invention and the signal fluctuation frequency detecting apparatus of the fourth invention, the required frequency resolution is ensured, the response time is short, the response is good, and the period is high. Thus, it is possible to realize a signal fluctuation frequency detection method and a signal fluctuation frequency detection device capable of detecting a frequency component of a signal fluctuation having a characteristic fluctuation. In particular, when a plurality of fluctuating frequency components are present and a beat occurs in the waveform, it is possible to prevent erroneous detection occurring due to the disappearance of the fluctuating component in a section of the beat. .

【0045】第2発明に係る信号の変動周波数検出方法
及び第5発明に係る信号の変動周波数検出装置によれ
ば、予め変動周波数が発生する帯域を推測出来る場合に
は、推測され指定された帯域における検出感度が向上す
る信号の変動周波数検出方法及び信号の変動周波数検出
装置を実現することが出来る。
According to the signal fluctuation frequency detecting method according to the second invention and the signal fluctuation frequency detecting apparatus according to the fifth invention, if the band in which the fluctuation frequency occurs can be estimated in advance, the estimated and designated band is determined. Can be realized a signal fluctuation frequency detection method and a signal fluctuation frequency detection device that improve the detection sensitivity in the above.

【0046】第3発明に係る連続鋳造の湯面レベル制御
方法及び第6発明に係る連続鋳造の湯面レベル制御装置
によれば、必要な周波数分解能を確保しながら、短い検
出時間で応答性よく、連続鋳造の湯面レベル信号の変動
の周波数成分を検出出来る連続鋳造の湯面レベル制御方
法及び連続鋳造の湯面レベル制御装置を実現することが
出来る。特に、湯面レベル信号に複数の変動周波数成分
が存在し、波形に唸りが生じている場合に、唸りの節の
区間において、見掛け上、変動成分が消滅している為に
発生する誤検知を防止することが出来る。
According to the continuous casting level control method of the third invention and the continuous casting level control apparatus of the sixth aspect, the required frequency resolution is ensured and the response time is short and good. In addition, it is possible to realize a continuous casting level control method and a continuous casting level control apparatus capable of detecting the frequency component of the fluctuation of the continuous casting level signal. In particular, when a plurality of fluctuating frequency components are present in the level signal and a beat is generated in the waveform, an erroneous detection that occurs due to the disappearance of the fluctuating component in the section of the beat is apparently detected. Can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明に係る信号の変動周波数検出方法及び信
号の変動周波数検出装置の実施の形態の要部構成を示す
ブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing a main configuration of a signal fluctuation frequency detection method and a signal fluctuation frequency detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】演算部の要部構成例を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram illustrating a configuration example of a main part of an arithmetic unit.

【図3】重み係数を説明する為の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining a weight coefficient.

【図4】本発明に係る連続鋳造の湯面レベル制御方法及
び連続鋳造の湯面レベル制御装置の実施の形態の要部構
成を示すブロック図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a main part configuration of an embodiment of a continuous casting level control apparatus and a continuous casting level control apparatus according to the present invention.

【図5】第1スペクトルテーブルに記憶された第1変動
周波数スペクトルの例を示す特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram showing an example of a first variable frequency spectrum stored in a first spectrum table.

【図6】第2スペクトルテーブルに記憶された第2変動
周波数スペクトルの例を示す特性図である。
FIG. 6 is a characteristic diagram illustrating an example of a second variable frequency spectrum stored in a second spectrum table.

【図7】第3変動周波数スペクトルの例を示す特性図で
ある。
FIG. 7 is a characteristic diagram illustrating an example of a third variable frequency spectrum.

【図8】連続鋳造における湯面レベルの変動周波数の重
み付け特性の例を示す特性図である。
FIG. 8 is a characteristic diagram showing an example of a weighting characteristic of a fluctuation level of a metal surface level in continuous casting.

【図9】重み付けの補正演算を施し、第3スペクトルテ
ーブルに記憶させた第3変動周波数スペクトルの例を示
す特性図である。
FIG. 9 is a characteristic diagram illustrating an example of a third variable frequency spectrum that has been subjected to weighting correction calculation and stored in a third spectrum table.

【符号の簡単な説明】[Brief description of reference numerals]

1 信号変換増幅器 2 演算部 10 サンプラー 11 移動ブロックテーブル(第1データ列を作成する
手段) 12 第1FFT部(第1解析手段) 14 乗算手段 14a 相乗平均手段 15 検知ブロックテーブル(第2データ列を作成する
手段) 16 第2FFT部(第2解析手段) 18 掛け合わせ手段 19 重み付けテーブル 20 第3スペクトルテーブル 22 ノズル開度調節装置 23 レベル制御器 24 溶鋼注入量調節ノズル 25 浸漬ノズル 26 湯面 27 鋳型 29a 凝固シェル 29b 溶湯 30 レベル検出器 31 周波数検出演算装置
REFERENCE SIGNS LIST 1 signal conversion amplifier 2 operation unit 10 sampler 11 moving block table (means for creating first data string) 12 first FFT unit (first analysis means) 14 multiplication means 14 a geometric mean means 15 detection block table (second data string 16) Second FFT unit (second analysis means) 18 Multiplication means 19 Weighting table 20 Third spectrum table 22 Nozzle opening degree adjustment device 23 Level controller 24 Molten steel injection amount adjustment nozzle 25 Immersion nozzle 26 Hot water surface 27 Mold 29a solidified shell 29b molten metal 30 level detector 31 frequency detection arithmetic unit

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 周期性変動を有する信号から所定周期で
サンプリングしディジタル変換したデータを、2のべき
乗個数順次記憶してデータ群を作成し、1データ群を作
成する都度、前記データ群を2のべき乗個数時系列的に
並べて第1データ列を作成し、作成した第1データ列を
高速フーリエ変換解析して第1変動周波数スペクトルを
求める一方、前記第1データ列の内、最新のデータ群を
除くデータ群のデータを全て0に置換した第2データ列
を作成し、作成した第2データ列を高速フーリエ変換解
析して第2変動周波数スペクトルを求め、求めた第1及
び第2変動周波数スペクトルの同一周波数におけるそれ
ぞれの振幅を乗算又は相乗平均することにより第3変動
周波数スペクトルを求め、求めた第3変動周波数スペク
トルのピーク周波数を求めることにより、前記周期性変
動を有する信号の変動周波数を求めることを特徴とする
信号の変動周波数検出方法。
1. A data group sampled from a signal having a periodic variation and digitally converted at predetermined intervals and stored in power-of-two order to create a data group. Each time one data group is created, the data group is changed to 2. The first data string is created by arranging the power series in time series, and the created first data string is analyzed by a fast Fourier transform to obtain a first fluctuating frequency spectrum. A second data sequence in which all the data of the data group except for is replaced by 0 is created, and the created second data sequence is analyzed by fast Fourier transform to obtain a second variable frequency spectrum, and the obtained first and second variable frequencies are obtained. A third variable frequency spectrum is obtained by multiplying or geometrically averaging the respective amplitudes at the same frequency of the spectrum, and the peak frequency of the obtained third variable frequency spectrum is obtained. , Thereby obtaining a fluctuating frequency of the signal having the periodic fluctuation.
【請求項2】 前記変動周波数を含む帯域を予め推測
し、推測した帯域に含まれる前記第3変動周波数スペク
トルの各振幅に、所定の重み係数を掛け合わせる請求項
1記載の信号の変動周波数検出方法。
2. The detection of a fluctuating frequency of a signal according to claim 1, wherein a band including the fluctuating frequency is estimated in advance, and each amplitude of the third fluctuating frequency spectrum included in the estimated band is multiplied by a predetermined weighting coefficient. Method.
【請求項3】 開度が制御されるノズルから鋳型内に溶
湯を供給しつつ、鋳型から鋳片を連続的に引き抜く連続
鋳造機で、前記鋳型内の湯面レベルを時系列的に測定
し、該湯面レベルの変動を抑制すべく、前記ノズルの開
度を制御する連続鋳造の湯面レベル制御方法において、 前記湯面レベルを時系列的に測定して得た信号の変動周
波数を、請求項1又は2に記載された信号の変動周波数
検出方法により検出し、検出した変動周波数に基づき、
前記ノズルの開度を制御することを特徴とする連続鋳造
の湯面レベル制御方法。
3. A continuous casting machine for continuously drawing a slab from a mold while supplying molten metal into the mold from a nozzle whose degree of opening is controlled, and measures a metal surface level in the mold in a time-series manner. In the continuous casting level control method of controlling the opening of the nozzle to suppress the variation of the level, the variation frequency of the signal obtained by measuring the level in time series, Detected by the signal fluctuation frequency detection method according to claim 1 or 2, based on the detected fluctuation frequency,
A method for controlling the level of a molten metal level in continuous casting, comprising controlling the opening of the nozzle.
【請求項4】 周期性変動を有する信号から所定周期で
サンプリングする手段と、該手段がサンプリングした信
号をディジタル変換してデータとする手段と、該手段が
ディジタル変換したデータを、2のべき乗個数順次記憶
してデータ群を作成する手段と、該手段が1データ群を
作成する都度、前記データ群を2のべき乗個数時系列的
に並べて第1データ列を作成する手段と、該手段が作成
した第1データ列を高速フーリエ変換解析して第1変動
周波数スペクトルを求める第1解析手段と、前記第1デ
ータ列の内、最新のデータ群を除くデータ群のデータを
全て0に置換した第2データ列を作成する手段と、該手
段が作成した第2データ列を高速フーリエ変換解析して
第2変動周波数スペクトルを求める第2解析手段と、第
1解析手段が求めた第1変動周波数スペクトル及び第2
解析手段が求めた第2変動周波数スペクトルの同一周波
数におけるそれぞれの振幅を乗算又は相乗平均すること
により、第3変動周波数スペクトルを求める手段と、該
手段が求めた第3変動周波数スペクトルのピーク周波数
を求めることにより、前記周期性変動を有する信号の変
動周波数を求める手段とを備えることを特徴とする信号
の変動周波数検出装置。
4. A means for sampling a signal having a periodic variation at a predetermined cycle, a means for converting a signal sampled by the means into digital data, and a means for converting the data digitally converted by the means into a power of 2 Means for sequentially storing and creating a data group, means for creating a first data string by arranging the data group in time series of a power of 2 each time the means creates one data group, First analyzing means for obtaining a first fluctuating frequency spectrum by performing a fast Fourier transform analysis on the first data string obtained, and a second analyzing means for replacing all data of the data group excluding the latest data group in the first data string with zero. Means for creating two data strings, second analyzing means for performing fast Fourier transform analysis on the second data string created by the means to obtain a second variable frequency spectrum, and means for obtaining the first variable means. The first variable frequency spectrum and the second
Means for obtaining a third variable frequency spectrum by multiplying or geometrically averaging the amplitudes of the second variable frequency spectrum at the same frequency obtained by the analyzing means, and calculating the peak frequency of the third variable frequency spectrum obtained by the means. Means for obtaining the fluctuation frequency of the signal having the periodic fluctuation by obtaining the fluctuation frequency of the signal.
【請求項5】 外部から指定された帯域に含まれる前記
第3変動周波数スペクトルの各振幅に、所定の重み係数
を掛け合わせる手段を更に備える請求項4記載の信号の
変動周波数検出装置。
5. The apparatus according to claim 4, further comprising: means for multiplying each amplitude of the third variable frequency spectrum included in a band specified from the outside by a predetermined weighting factor.
【請求項6】 開度が制御されるノズルから鋳型内に溶
湯を供給しつつ、鋳型から鋳片を連続的に引き抜く連続
鋳造機で、前記鋳型内の湯面レベルを時系列的に測定
し、該湯面レベルの変動を抑制すべく、前記ノズルの開
度を制御する連続鋳造の湯面レベル制御装置において、 請求項4又は5に記載された信号の変動周波数検出装置
を備え、前記湯面レベルを時系列的に測定して得た信号
の変動周波数を、前記信号の変動周波数検出装置により
検出し、検出した変動周波数に基づき、前記ノズルの開
度を制御すべくなしてあることを特徴とする連続鋳造の
湯面レベル制御装置。
6. A continuous casting machine for continuously drawing a slab from a mold while supplying molten metal into the mold from a nozzle whose opening degree is controlled, and measures a metal surface level in the mold in a time-series manner. A level controller for continuous casting for controlling the opening degree of the nozzle to suppress the fluctuation of the level of the molten metal, comprising the apparatus for detecting a fluctuation frequency of a signal according to claim 4 or 5, The fluctuation frequency of the signal obtained by measuring the surface level in time series is detected by the fluctuation frequency detection device for the signal, and based on the detected fluctuation frequency, the opening of the nozzle is controlled. Features of continuous casting level control system.
JP2000155490A 2000-05-25 2000-05-25 Method of detection for fluctuating frequency of signal and control for molten metal level in continuous casting, and detecting device for fluctuating frequency of signal and controller for molten metal level in continuous casting Pending JP2001337703A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000155490A JP2001337703A (en) 2000-05-25 2000-05-25 Method of detection for fluctuating frequency of signal and control for molten metal level in continuous casting, and detecting device for fluctuating frequency of signal and controller for molten metal level in continuous casting

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000155490A JP2001337703A (en) 2000-05-25 2000-05-25 Method of detection for fluctuating frequency of signal and control for molten metal level in continuous casting, and detecting device for fluctuating frequency of signal and controller for molten metal level in continuous casting

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001337703A true JP2001337703A (en) 2001-12-07

Family

ID=18660426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000155490A Pending JP2001337703A (en) 2000-05-25 2000-05-25 Method of detection for fluctuating frequency of signal and control for molten metal level in continuous casting, and detecting device for fluctuating frequency of signal and controller for molten metal level in continuous casting

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001337703A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011143414A (en) * 2010-01-12 2011-07-28 Nippon Steel Corp Apparatus and method for controlling in-mold molten metal surface level in continuous casting machine
CN103341609A (en) * 2013-07-10 2013-10-09 鞍钢股份有限公司 Method for controlling liquid level fluctuation of crystallizer
CN110405173A (en) * 2019-08-12 2019-11-05 大连理工大学 A method of continuous casting billet bulge is detected and positioned using Hilbert-Huang transform

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011143414A (en) * 2010-01-12 2011-07-28 Nippon Steel Corp Apparatus and method for controlling in-mold molten metal surface level in continuous casting machine
CN103341609A (en) * 2013-07-10 2013-10-09 鞍钢股份有限公司 Method for controlling liquid level fluctuation of crystallizer
CN110405173A (en) * 2019-08-12 2019-11-05 大连理工大学 A method of continuous casting billet bulge is detected and positioned using Hilbert-Huang transform
CN110405173B (en) * 2019-08-12 2020-12-11 大连理工大学 Method for detecting and positioning bulging of continuous casting billet by using Hilbert-Huang transform

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5051204B2 (en) Method and device for detecting solidification completion position of continuous cast slab and method for producing continuous cast slab
JP3318742B2 (en) Mold level control device for continuous casting equipment
RU2489226C2 (en) Detection and reduction of flaws in thin cast strip
JP2001337703A (en) Method of detection for fluctuating frequency of signal and control for molten metal level in continuous casting, and detecting device for fluctuating frequency of signal and controller for molten metal level in continuous casting
KR20140025893A (en) Bulging detecting module and bulging detecting method using the same
JP5428875B2 (en) Mold level control device and control method for continuous casting machine
JP5098394B2 (en) Continuous casting slab manufacturing method, continuous casting machine
JP4453556B2 (en) Manufacturing method of continuous cast slab
CN102029368A (en) Method for online detecting solid-liquid phase fraction and solidified tail end of secondary cooling zone of continuous casting blank
JP2009125770A (en) Method for producing continuously cast slab and continuous caster
JP5751144B2 (en) Control device and control method for continuous casting machine
JP6065865B2 (en) Control device and control method for continuous casting machine
JP4453557B2 (en) Manufacturing method of continuous cast slab
JP5831145B2 (en) Continuous casting machine mold level control device and control method
JP2008238257A (en) Method for producing continuously cast slab and continuous caster
JP2005177860A (en) Method for detecting solidification completion position of continuous casting cast piece, detector, and method for producing continuous casting cast piece
JP3643079B2 (en) Mold vibration device for continuous casting equipment
JPH02140621A (en) Vortex type mold level instrument
JPH08267207A (en) Continuous casting method
KR100306564B1 (en) Apparatus and method for controlling mould level in varying slab bulging
JPH11290919A (en) Device for controlling eccentricity of roll
JPH0560774A (en) Apparatus for measuring flow velocity of fused steel
WO2016017028A1 (en) Eddy current-type mold level measurement device and mold level measurement method
JPH0796359A (en) Instrument for measuring mold level
JPH0251011A (en) Cast piece solidification thickness meter