JP5013649B2 - 複数のセンサを通じて連続鋳造用金型で得られた測定データをローカル的に鋳造データ処理する方法と装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、連続鋳造機の制御部の処理コンピュータ内で複数のセンサを通じて連続鋳造用金型で得られた測定データをローカル的に鋳造データ処理する方法と装置に関する。
【０００２】
連続鋳造機内では、多数の熱電素子と抵抗熱電素子が、連続鋳造用金型の面に沿って水平に配置される。端子を２つずつ有するこれらの素子の熱電線が、端子箱を介して１本のいわゆるメインケーブルに向かって敷設されている。例えば、熱電要素が 60 個で、抵抗熱電要素が 40 個である場合は、熱電線が 240本になる。これらの熱電線は全て、このメインケーブルに接続される必要がある。
【０００３】
まず、これらの熱電線が複数のセンサまで延在している。メインケーブルは、エネルギー供給部とのいわゆる多重結合（結合と逆結合）によって、振動する連続鋳造用金型の外側で、連続鋳造機の固定部分、いわゆる「ランド(Festland)」に接続されている。全ての熱電線，端子箱及びこのメインケーブルは、約 60- 100℃の温度にさらされている。しかも、この熱のほかに、例えばスラグのはねによる鋳造運転中に避けることのできない汚れが発生する。さらに、湿気が発生する。さらに、これらの熱電要素と抵抗熱電要素は 10 - 500 mVの範囲内の電圧で作動するので、電磁場が連続鋳造用金型のその他の要素(Organe)に影響を及ぼす。
この構成は、この連続鋳造用金型の幾つかのユニット（例えば、薄い横板用の調整駆動部，変位検出器，温度測定地点用の遠隔ステーション等）のために交換時間が長くなり、かつ取付け経費，設置経費，ケーブル敷設経費，材料コスト及び保守経費が高くなる。
【０００４】
連続鋳造用金型内の湯面レベルを検出する装置が従来の技術に属する（ドイツ連邦共和国特許発明第 26 55 640号明細書）。しかしながら、この構造は、連続鋳造用金型のウォータージャケット内に検出箱を着脱可能に取付ける手段、及びこの検出箱に内蔵された電磁コイルを冷却するためにこの検出箱を通じて冷却水を送るこの検出箱内の冷却水流入・流出手段しかない。それ故に、この解決手段は、連続鋳造用金型の面に沿って配置された熱電要素と抵抗熱電要素には適用できない。この場合、測定方法も相違する。
【０００５】
本発明の課題は、電子的な手段によって、特にセンサによって測定された鋳造データを効率の良い手段によって処理すること、及びこの手段によって装置も簡略化することにある。
【０００６】
この課題は、本発明により、冷却されたフィールドバスモジュール内の測定データと制御データが、連続鋳造用金型に直接集められ、バス信号の状態で母線で送信され、そして少なくとも連続鋳造機の制御部内で記憶されて処理されるか又は記憶されるか若しくは処理される。これによって、データ経路が著しく短くなりかつ簡略化される。そして、装置も、以下でさらに詳しく説明するように簡素化される。特に、端子だけが「ランド」上にある端子箱に対して脱着可能であることが好ましい。その結果、交換時間が著しく短縮し、設置経費とケーブル敷設経費が下がり、材料コストが削減され、保守経費が最小限になる。そのため、鋼の精錬が著しく向上し得る。データ処理は、フィールドバスモジュール内でも実行できるし、又はグローバルな接続によるインターネット接続を通じても実行できる。この場合、データは、センサやアクチュエータによって、すなわち回転検出器，角度測定検出器（いわゆる傾斜計），ポンプ，流量計，制御可能な弁，電動機等によって検出され得る。
【０００７】
本発明の構成では、記録される測定データ又は付加的に入力される特別なデータが、制御信号として連続鋳造用金型の領域内にある制御ユニット及びアクチュエータ又は制御ユニット若しくはアクチュエータに対して出力される。これによって、このシステムは、鋳造プロセスを能動的に制御又は調整するためにも使用され得る。
【０００８】
銅板の厚さ，損耗の程度，熱電センサ及び抵抗熱電センサ又は熱電センサ若しくは抵抗熱電センサの状態、及び保守サイクルに関する金型に固有の情報が、連続鋳造用金型のフィールドバスモジュール内に呼出し可能に記憶されていることによって、別の利点が得られる。
【０００９】
本発明のさらなる発展形では、少なくともフィールドバスモジュールと処理コンピュータとの間のデータ交換とエネルギー供給が、ハイブリッド接続部を通じて実行される。そのため、データとエネルギーの双方が、１本の電線内に沿って送られ得る。
【００１０】
構造的には、このハイブリッド接続部は、通信バスとエネルギー供給部とから構成される。この場合、全電流が１本のハイブリッドケーブルだけに流れる。
【００１１】
さらに、ハイブリッド接続部が冷却媒体の存在下で作動する点が利点である。この場合、連続鋳造用金型の冷却水も、その冷却のために利用され得る。他から供給された冷却媒体（気体又は液体）を使用することも可能である。
【００１２】
連続鋳造機の制御部の処理コンピュータ内で複数のセンサを通じて連続鋳造用金型で得られた測定データをローカル的に鋳造データ処理するこの装置は、センサ及びアクチュエータ又はセンサ若しくはアクチュエータに接続されている多数のフィールドバスモジュールが、連続鋳造用金型の面に沿って直接取付けられていて、かつ冷却体を有することによって説明した課題を本発明にしたがって解決する。これによって、連続鋳造用金型上の全てのセンサが、短い信号経路を介してローカル的な測定値記録装置にケーブルで直接的に接続され得る。このとき、このようなフィールドバスモジュールは、センサのすぐ近くにある。
【００１３】
いろいろな変形が、冷却体に対して提供される。すなわち、簡単な提案によれば、フィールドバスモジュールが、存在する連続鋳造用金型の冷却媒体流を用いて冷却可能である。そのため、付加的な経費は最小限で済む。
【００１４】
別の変形では、フィールドバスモジュールが冷却された保護ケース内に収納されている。ここでは、供給された冷却媒体の湿気を排除しながらの強制空冷が好ましい。
【００１５】
冷却のための空調機が保護ケース内に一緒に取付けられていることによって、湿気の侵入 (Zutritt)及び空気中に含まれる水分の分離 (Unabhaengigkeit)が、その他の特徴にしたがって実現される。
【００１６】
本発明の別の改良点は、通信バスが、電気的な若しくは電子的な電線技術，光ファイバー技術又は無線式伝達技術から物理的に形成されている。
【００１７】
さらに、この無線式伝達技術は、無線送信部から又は赤外線に基づいて構成されている。
【００１８】
本発明のもう１つの発展形では、発電機が連続鋳造用金型内の冷却媒体流によって駆動可能である。この発電機は、連続鋳造用金型の電気作動ユニットに給電する。この発電機のエネルギーは、冷却水の流れエネルギーによって供給される。
【００１９】
さらに、一変形では、発電機用の駆動運動を連続鋳造用金型の振動運動から導き出すことが可能である。
【００２０】
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳しく説明する。
【００２１】
連続鋳造用金型１上に分散して配置された熱電センサ及び抵抗熱電センサ又は熱電センサ若しくは抵抗熱電センサ１０によって得られた冷却されたフィールドバスモジュール２内の多数の測定データが、連続鋳造用金型１に直接集められ、バス信号として母線３に送られ、そして連続鋳造機の制御部内に記憶されて処理されるように、連続鋳造機（図１）の制御部の１本の冗長端子１１ａを有する処理コンピュータ１１内で複数の熱電センサ又は抵抗熱電センサ１０を通じて連続鋳造用金型で得られた測定データをローカル的に鋳造データ処理する方法が実行される。
この場合、記録される測定データ又は付加的に入力される特別なデータも、制御信号として唯一の母線３を通じて連続鋳造用金型１の領域内にある制御ユニット及びアクチュエータ又は制御ユニット若しくはアクチュエータに対して出力される。例えば薄い横板の形態をした銅板４が、制御ユニットとして考えられる。そして、アクチュエータが、この銅板４に付随される駆動部として考えられる。鋳造に固有の情報は、銅板の厚さ，損耗の程度，熱電センサ及び抵抗熱電センサ又は熱電センサ若しくは抵抗熱電センサ１０の状態、及び保守サイクルに関する。
【００２２】
図１によれば、フィールドバスモジュール２と処理コンピュータ１１との間の母線３と変圧器を有する端子箱５とを介したデータ交換が、ハイブリッド接続部によって実行される。このハイブリッド接続部は、通信バス７を有するハイブリッドケーブル６とエネルギー供給部を構成する。このハイブリッドケーブル６は、フィールドバスモジュール２と同様に冷却体８の冷却下で作動されてもよい。基本的には、存在する連続鋳造用金型の冷却媒体流８ａがフィールドバスモジュール２用の冷却体８として使用され得る。
【００２３】
フィールドバスモジュール２は、冷却された保護ケース９によって包囲されている。必要な場合には、個別の空調機１２がこの保護ケース９内に取付けられている（図２，３）。この保護ケース９は、連続鋳造用金型１又は水タンク１９上に設置されている。その結果、フィールドバスモジュール２が、熱電センサ１０に対して最も短い距離にあり、冷却媒体流８ａ及び空調機１２又は冷却媒体流８ａ若しくは空調機１２によって冷却される。このことは、ケーブルブッシング１４に沿って熱電センサ１０からフィールドバスモジュール２へ敷設されている熱電線１５に対しても言える。
【００２４】
図４によれば、通信バス７が、電気的な若しくは電子的な電線技術，光ファイバー技術又は無線式伝達技術から物理的に形成されている。この場合、この無線式伝達技術は、無線送信部１６から又は赤外線に基づいて構成され得る。
【００２５】
フィールドバスモジュール２（遠隔モジュール）と送受信モジュール２０が、電気作動ユニット１８として連続鋳造用金型１上に配置されている。発電機１７が、冷却水ガイド１３内に配置されている。この発電機１７は、冷却媒体流８ａによって電流を生成し、この電気作動ユニット１８用のエネルギー供給部２１を構成する。
【００２６】
発電機１７用の駆動運動は、連続鋳造用金型の振動運動からも導き出され得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 フィールドバスモジュールを有する連続鋳造用金型のブロック回路図である。
【図２】 フィールドバスモジュールを有する連続鋳造用金型の正面図である。
【図３】 図２の側面図である。
【図４】 連続鋳造用金型の水タンクの投影図である。
【符号の説明】
１ 連続鋳造用金型
２ フィールドバスモジュール
３ 母線
４ 銅板
５ 変圧器（変換器）を有する端子箱
６ ハイブリッドケーブル
７ 通信バス
８ 冷却体
８ａ 冷却媒体流
９ 保護ケース
１０ 熱電センサ，抵抗熱電センサ
１１ 処理コンピュータ
１１ａ 冗長端子
１２ 空調機
１３ 冷却水ガイド
１４ ケーブルブッシング
１５ 熱電線
１６ 無線送信部
１７ 発電機
１８ 電気作動ユニット
１９ 水タンク
２０ 送受信モジュール
２１ エネルギー供給部

Claims (11)

1. 連続鋳造金型の制御のための処理コンピュータ（１１）で、センサ（１０）を用いて連続鋳造金型（１）で得られる測定データのローカル的な鋳造データ処理のための装置において、
   当該熱センサ（１０）又は当該抵抗熱センサ（１０）と接続されている複数のフィールドバスモジュール（２）が、前記連続鋳造金型（１）の面に沿って直接取り付けられていて、かつ、前記フィールドバスモジュール（２）に沿って冷却体（８）を有し、
   前記フィールドバスモジュール（２）が、冷却された保護ケース（９）に収納されており、
   少なくともフィールドバスモジュール（２）と処理コンピュータ（１１）との間のデータ交換と、電気作動ユニット（１８）のためのエネルギー供給とが、通信バス（７）とエネルギー供給部とから構成されるハイブリッド接続部を通じて実行されることを特徴とする装置。
2. 前記フィールドバスモジュール（２）は、存在する連続鋳造用金型の冷却媒体流（８ａ）を用いて冷却可能であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 冷却のための空調機（１２）が、前記保護ケース（９）内に一緒に取付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記通信バス（７）が、電気的な若しくは電子的な電線技術，光ファイバー技術又は無線式伝達技術から物理的に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記無線式伝達技術は、無線送信部（１６）から又は赤外線に基づいて構成されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 発電機（１７）が、前記連続鋳造用金型（１）内の前記冷却媒体流（８ａ）によって駆動可能であり、この発電機（１７）は、この連続鋳造用金型（１）の電気作動ユニット（１８）に給電することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
7. 連続鋳造機の制御部の処理コンピュータ内で複数のセンサを通じて連続鋳造用金型で得られた測定データをローカル的に鋳造データ処理する請求項１に記載の装置を使用する方法において、
   冷却されたフィールドバスモジュール内の測定データと制御データが、連続鋳造用金型に直接集められ、バス信号で母線に送信され、そして少なくとも連続鋳造機の制御部内で記憶されて処理されるか又は記憶されるか若しくは処理されることを特徴とする方法。
8. 記憶される測定データ又は付加的に入力される特性データが、制御信号として前記連続鋳造用金型の領域内にある制御ユニット及びアクチュエータ又は制御ユニット若しくはアクチュエータに対して出力されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 銅板の厚さ，損耗の程度，熱電センサ及び抵抗熱電センサ又は熱電センサ若しくは抵抗熱電センサの状態、及び保守サイクルに関する金型に固有の情報が、前記連続鋳造用金型のフィールドバスモジュール内に呼出し可能に記憶されることを特徴とする請求項７又は８に記載の方法。
10. ハイブリッド接続部（６）が、通信バス（７）と、電気作動ユニット（１８）のためのエネルギー供給部とから構成されることを特徴とする請求項７〜９のいずれか１項に記載の方法。
11. 前記ハイブリッド接続部（６）は、冷却媒体の存在下で作動することを特徴とする請求項１０に記載の方法。

Images