KR100738356B1 - 연속주조 다이에서 센서를 통해 획득된 측정 데이터 중의 주조 데이터를 로컬 프로세싱하는 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연속 주조 장치(1)로부터 획득한 측정 데이터로부터 형성된 캐스팅 데이터를 로컬 프로세싱하는 방법에 관한 것이다. 상기 데이터 처리방법은 연속주조 설치의 제어시스템에 해당하는 프로세싱 제어 컴퓨터(11)를 통하여 수행된다. 본 발명에 의한 방법은 측정섹션의 효율을 증대시키며 장치의 구성을 간단화시켜 측정 데이터 및 제어 데이터가 상기 연속 주조 장치(1)로부터 다수개의 냉각 필드 버스 모듈(2)로 즉각적으로 수집되고, 버스 라인(3)에서 버스 신호로 변환되어, 적어도 상기 연속 주조 장치의 제어시스템에서 저장 및/또는 처리되는 것을 특징으로 한다.

연속 주조 장치, 프로세싱 제어 컴퓨터, 연속 주조 다이, 버스 라인, 구리판, 저항 온도 센서, 하이브리드 커플링, 하이브리드 케이블, 필드버스 모듈

Description

연속주조 다이에서 센서를 통해 획득된 측정 데이터 중의 주조 데이터를 로컬 프로세싱하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR LOCAL PROCESSING OF CASTING DATA ARISING FROM MEASUREMENT DATA OBTAINED FROM A CONTINUOUS CASTING CHILL BY MEANS OF SENSORS}

본 발명은 연속 주조 장치의 프로세싱 제어 컴퓨터 내에서, 연속 주조 다이에 장착된 센서들을 통해 획득된 측정 데이터 중에서 주조 데이터를 로컬 프로세싱하는 방법 및 장치에 관한 것이다.

연속 주조 장치 내에는 열전대들과 저항 열전대들이 연속 주조 다이에 평행하게 연속적으로 배열되어 있으며, 상기 열전대의 열적 신호 라인은 각각 두 개의 접속부를 포함하며 단자함을 통해 이른바 메인 케이블 상으로 안내된다. 예컨대 열전대 60개와 저항 열전대 40개의 경우 메인 케이블로 안내되어야 하는 열적 신호 라인은 모두 240개가 된다.

우선 열적 신호 라인은 측정 센서로 이어져 있다. 메인 케이블은 연속 주조 장치의 고정부, 이른바 "고정 랜드"에서 진동하는 연속 주조 다이 바깥쪽에서 이른바 멀티 커플링(커플링 및 카운터 커플링)을 이용하여 에너지 공급장치에 연결되어 있다. 모든 열적 신호 라인들, 단자함들과 메인 케이블은 약 60℃ - 100℃의 온도에 노출되어 있다. 또한 열 뿐만 아니라 주조 공정 중에 슬랙 얼룩에 의한 오염이 불가피하며, 습기도 발생한다. 열전대들 및 저항 열전대들은 10㎷ - 500㎷의 전압에서 작동하며, 또한 연속 주조 다이에 인접해 있는 다른 구성요소들의 전자기장이 작용하게 된다. 상기 구조는 연속 주조 다이 상에 있는 여러 가지 유닛(예컨대, 협외측판용 조정 구동장치, 위치 인코더용 조정 구동장치, 온도 측정위치용 리모트 스테이션등)의 경우 긴 교체시간, 높은 조립비용 및 높은 설치 및 케이블링 비용, 높은 재료비용, 그리고 높은 유지 보수비용의 조건이 따른다.

연속 주조 다이 내에서 용융 레벨을 결정하는 장치(DE-OS 26 55 640)는 선행기술에 속한다. 그러나 상기 구조에는 단지 연속 주조 다이의 쿨링 재킷 내 검파기함의 탈착식 조립을 위한 수단과 보호 하우징과 더불어 검파기함 내 내장되는 전자기 코일의 냉각 용도로 검파기함을 통과하는 냉각수를 안내하기 위한 검파기함 내 냉각수 공급 및 배출 수단이 제공되어 있다. 그러므로 이러한 해결방법은 연속 주조 다이에 배치된 열전대들 및 저항 열전대들에 적용될 수 없다. 이러한 경우 측정방법은 또한 다른 방식으로 형성된다.

본 발명의 목적은 전기적 경로 상에서 무엇보다도 센서들을 통해 측정된 주조 데이터를 효율적인 방법으로 처리하고, 그럼으로써 상기 장치를 단순화하는 것에 기초한다.

상기 목적은 발명에 따라 냉각된 필드버스 모듈 내에 있는 측정 및 제어 데이터들이 연속 주조 다이 상에서 직접 수집되며 버스 신호들로서 버스 라인으로 전송되며 적어도 연속 주조 장치의 제어장치 내에서 저장 및/또는 처리됨으로써 해결된다. 그럼으로써 데이터 경로가 현저하게 단축되고 단순해지며 또한 장치는 하기에 더 자세히 설명되어 있는 바와 같이 보다 단순해진다. 특히 바람직하게는 접속부가 고정 랜드 상에 위치하는 단자함에서 연결해제되거나 연결될 수 있으며, 그럼으로써 교체시간이 현저히 짧아지고, 설치 및 케이블링 비용이 줄어들고, 재료비용이 절감되고, 유지보수 비용이 적게 들고, 그로 인해 강의 생산이 현저히 증가될 수 있다. 또한 데이터 처리는 필드버스 모듈 자체 내에서 또는 심지어 광역 접속부의 인터넷 접속망을 통해 이루어진다. 이때 데이터는 센서들 또는 액츄에이터들, 즉 샤프트 인코더, 각도 측정기(이른바 경각계), 펌프, 유량계, 제어 가능한 밸브, 전동기 등으로부터 획득될 수 있다.

본 발명의 형성예에 있어서, 수용된 측정 데이터 또는 추가로 입력된 고유 데이터들은 버스라인을 통해 제어 신호로서 연속 주조 다이 영역 내에 있는 제어 기관 및/또는 액츄에이터로 제공된다. 그로 인해 상기 시스템은 또한 능동적으로 주조 공정을 제어 또는 자동제어 하기 위해 사용될 수 있다.

또 다른 장점은 연속 주조 다이 상에 있는 필드버스 모듈 내에서 구리판 두께, 마모도, 온도 센서들 및/또는 저항 온도 센서들의 상태와 유지보수 사이클에 대한 다이 고유의 정보들이 호출 가능하게 저장되어 있다는 점에 있다.

본 발명의 또 다른 개선예의 경우 데이터 교환 및 에너지 공급은 적어도 필드버스 모듈들과 공정 제어용 컴퓨터 사이에서 하이브리드 커플링에 의해 실행되는 점이 제공된다. 그로 인해 데이터 흐름뿐만 아니라 에너지흐름이 하나의 전기도체 내에서 안내될 수 있다.

실시예에 있어서, 하이브리드 커플링이 하나의 통신 버스와 하나의 에너지 공급장치로 형성되어 있는 점이 제공된다. 이때 전체의 흐름은 단 하나의 하이브리드 케이블을 통해 이루어진다.

또한 하이브리드 커플링은 냉각제가 존재하는 상태로 작동된다는 장점이 있다. 이때 또한 냉각을 목적으로 연속 주조 다이 냉각수가 고려될 수 있다. 또한 외부에서 공급된 냉각제(가스 또는 액체)를 사용할 수 있다.

본 발명에 의한 연속 주조 장치의 제어장치의 프로세싱 제어 컴퓨터 내에 있어서, 연속 주조 다이에서 센서들을 통해 획득된 측정 데이터 중에서 주조 데이터를 로컬 프로세싱하는 장치의 연속 주조 다이에는 바로 인접하여 센서들 및/또는 액츄에이터들과 결합된 여러 개의 버스 모듈들이 설치되어 있으며, 이 버스 모듈들에는 냉각제가 제공됨으로써 상기 목적을 달성한다. 그럼으로써 연속 주조 다이 상에 있는 모든 센서들은 직접적으로 짧은 신호 가이드 웨이를 통해 로컬 측정 센서로 케이블 연결될 수 있다. 그 다음 상기 필드버스 모듈들은 곧바로 센서에 인접하여 위치하게 된다.

냉각 장치의 경우에는 다양한 변형예가 제공된다. 간단한 제안에 따라 필드버스 모듈들은 존재하는 연속 주조 다이의 냉각제 유동을 이용하여 냉각될 수 있는 점이 제공되어 있다. 그로 인해 추가 비용이 최소화된다.

또 다른 변형예에는 필드버스 모듈들이 냉각된 보호 하우징 내에 수용되어 있다는 점이 제공된다. 여기에서는 공급된 냉각매체 내에서 습기를 차단하는 조건 하에서 강제 공기 냉각하는 것이 목적에 적합하다.

습기의 허용 및 공기의 습기 함유량의 비종속성은 추가의 특징들에 따라 보호 하우징 내에 냉각용 에어컨디셔너를 함께 설치함으로써 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 개선예는 통신 버스가 전기 또는 전자 회로 기술, 광섬유 기술 또는 무선 전송 기술로 물리적으로 형성되어 있다는 점에 있다.

또한 무선 전송 기술은 하나의 무선 전송기로 구성되거나 또는 적외선 복사에 근거하여 형성되어 있는 점이 제공되어 있다.

본 발명의 또 다른 개선예는 연속 주조 다이 내의 냉각제 유동을 이용하여 발전기가 구동 가능하며, 상기 발전기는 연속 주조 다이 상에 있는 전기작동식 구성요소에 전기를 공급하는 점을 제공한다. 발전기용 공급 에너지는 냉각수의 흐름 에너지 내에 존재한다.

이와 관련한 변형예로서 발전기용 구동 운동이 연속 주조 다이의 진동 운동으로부터 유도 가능하다.

본 발명의 실시예는 도면들에 보다 상세하게 도시되어 있으며 하기에서 설명된다.

도 1은 필드버스 모듈들을 갖는 연속 주조 다이의 블록선도이다.

도 2는 필드버스 모듈을 갖는 연속 주조 다이의 평면도이다.

도 3은 도 2의 측면도이다.

도 4는 연속 주조 다이의 물탱크에 대한 사시도이다.

(부재번호 리스트)

1 연속 주조 다이 2 필드버스 모듈

3 버스 라인 4 구리판

5 변압기를 구비한 단자함 6 하이브리드 케이블

7 통신 버스 8 냉각제

8a 냉각제 유동 9 보호 하우징

10 온도센서, 저항 온도센서 11 프로세싱 제어 컴퓨터

11a 리던던시 접속부 12 에어컨디셔너

13 냉각제 가이드 14 케이블 가이드

15 열적 신호 라인 16 무선 전송기

17 발전기 18 전기작동식 구성요소

19 물탱크 20 송수신 모듈

21 에너지 공급장치

연속 주조 장치의 제어 장치의 리던던시 접속부(redundancy connection)(11a)를 구비한 프로세싱 제어 컴퓨터(11) 내에 있어서(도 1), 연속 주조 다이(1)에서 온도 센서 내지 저항 온도 센서(10)를 통해 획득된 측정 데이터 중의 주조 데이터를 로컬 프로세싱하는 방법은, 연속 주조 다이(1) 상에 분포하여 배치되어 있는 다수의 온도 센서 및/또는 저항 온도 센서(10)로부터 획득된 측정 데이터들은 직접 연속 주조 다이(1) 상의 냉각된 필드버스 모듈(2)에서 수집되며, 버스 신호로서 버스 라인(3) 내로 전송되며, 그리고 연속 주조 장치의 제어 장치 내에서 저장 및 처리되는 방식으로 실행된다. 이때 또한 기록된 측정 데이터들 또는 추가로 입력된 다이의 고유 정보인 특정 데이터들이 하나의 버스 라인(3)을 통해 제어 신호로서 연속 주조 다이(1) 영역 내에 있는 제어 기관 및/또는 액츄에이터로 제공될 수 있다. 제어 기관으로서는 예컨대 협외측판 형태로 이루어진 구리판(4)과 액츄에이터가 상기 구리판의 관련 구동장치로서 고려된다. 상기 다이의 고유 정보는 예컨대 구리판 두께, 마모도, 온도 센서 또는 저항 온도 센서(10)의 상태, 및 유지보수 사이클에 관한 것이다.

도 1에 따라 필드버스 모듈들(2)과 프로세싱 제어 컴퓨터(11) 사이에서 변압기를 구비한 단자함(5)과 버스 라인(3)을 통한 데이터 교환은 하나의 하이브리드 커플링을 통해 이루어진다. 상기 하이브리드 커플링은 하나의 통신 버스(7)와 하나의 에너지 공급장치와 더불어 하나의 하이브리드 케이블(6)을 형성한다. 또한 하이브리드 케이블(6)은 필드버스 모듈들(2)과 마찬가지로 냉각제(8) 하에서 구동 가능하다. 기본적으로 필드버스 모듈(2)용 냉각제(8)로서는 연속 주조 다이를 냉각하기 위해서 사용된 냉각제 유동(8a)이 이용될 수 있다.

필드버스 모듈들(2)은 냉각된 보호 하우징(9)에 의해 둘러싸여 있다. 필요한 경우 보호 하우징(9) 내에는 분리식 에어컨디셔너가 내장된다(도 2와 도3). 보호 하우징(9)은 연속 주조 다이(1) 상에 또는 물탱크(19) 상에 놓여 있으며 냉각제 유동(8a) 및/또는 에어컨디셔너(12)에 의해 냉각된다. 상기 사항은 케이블 가이드부(14) 내에서 온도 센서(10)로부터 필드버스 모듈(2) 내로 안내되어 있는 열적 신호 라인(15)에도 적용된다.

도 4에 따라 통신버스(7)는 전기 또는 전자 회로 기술, 광섬유 기술 또는 무선 전송 기술에 의해 물리적으로 이루어지며, 동시에 무선 전송 기술은 하나의 무선 전송기(16)로 구성되거나 또는 적외선 복사에 근거하여 형성될 수 있다.

필드버스 모듈(원격 모듈)(2)과 송수신 모듈(20)은 전기작동식 구성요소(18)로서 연속 주조 다이(1) 상에 배치되어 있다. 냉각제 가이드(13) 내부에는 발전기(17)가 배치되어 있으며, 상기 발전기는 냉각제 유동(8a)을 통해 전류를 생성시키며, 전기작동식 구성요소(18)용 에너지 공급장치(21)의 일부를 이룬다.

또한 발전기(17)용 구동 운동은 연속 주조 다이의 진동 운동으로부터 유도 가능하다.

상기와 같은 구성에 의해, 전기적 경로 상에서 센서들을 통해 측정된 주조 데이터를 효율적인 방법으로 처리하고, 그럼으로써 상기 장치를 단순화하는 것이 가능하고, 특히 접속부가 고정 랜드 상에 위치하는 단자함에서 연결해제되거나 연결될 수 있어서, 교체시간이 현저히 짧아지고, 설치 및 케이블링 비용이 줄어들고, 재료비용이 절감되며, 유지보수 비용이 적게 들고, 그로 인해 강의 생산이 현저히 증가될 수 있다.

Claims (14)

1. 연속 주조 장치의 제어장치의 프로세싱 제어 컴퓨터 내에서, 연속 주조 다이에 장착된 센서를 통해 획득된 측정 데이터 중의 주조 데이터를 로컬 프로세싱하는 방법에 있어서,

   측정 데이터 및 제어 데이터는 연속 주조 다이 상의 냉각된 필드버스 모듈에 직접 수집되어, 버스 신호로서 버스 라인으로 전송되고, 적어도 연속 주조 장치의 제어 장치 내에서 저장되거나, 처리되거나 저장 및 처리되는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 기록된 상기 측정 데이터 또는 추가적으로 입력된 다이의 고유 정보인 특정 데이터가 제어 신호로서 버스 라인을 통해 연속 주조 다이 영역 내에 있는 제어 기관과 액츄에이터 중 하나 이상으로 보내지는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 구리판 두께, 마모도, 온도 센서 또는 저항 온도 센서의 상태, 그리고 유지보수 사이클에 관한 다이의 고유 정보들이 연속 주조 다이 상의 필드버스 모듈 내에서 호출가능하게 저장되는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 적어도 필드 버스 모듈과 프로세싱 제어 컴퓨터 사이에서의 데이터 교환과 에너지 공급은 하나의 하이브리드 커플링을 통해 실행되는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하이브리드 커플링이 하나의 통신 버스와 하나의 에너지 공급 장치로 형성되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 하이브리드 커플링은 냉각제가 존재하는 상태로 작동되는 것을 특징으로 하는 방법.
7. 연속 주조 장치의 제어장치의 프로세싱 제어 컴퓨터 내에서, 연속 주조 다이에 장착된 센서를 통해 획득된 측정 데이터 중의 주조 데이터를 로컬 프로세싱하는 장치에 있어서,

   센서와 액츄에이터 중 하나 이상과 결합되어 있는 다수 개의 필드버스 모듈(2)이 연속 주조 다이(1)에 직접 설치되어 있으며, 또한 냉각제(8)를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 필드버스 모듈(2)은 연속 주조 다이를 냉각하기 위해 사용된 냉각제 유동(8a)에 의해 냉각될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
9. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 상기 필드버스 모듈(2)은 냉각된 보호 하우징(9)내에 수용되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 보호 하우징(9) 내에는 냉각용 에어컨디셔너(12)가 또한 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 장치.
11. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 통신 버스(7)가 전기 또는 전자 회로 기술, 광섬유 기술 또는 무선 전송 기술에 의해 물리적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
12. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 무선 전송부가 무선 전송기(16)로 구성되거나 또는 적외선 복사에 기초하여 형성되는 것을 특징으로 하는 장치.
13. 제 7 항 또는 제 8 항에 있어서, 연속 주조 다이(1) 상에 있는 전기작동식 구성요소(18)에 전기를 공급하는 발전기(17)가 연속 주조 다이(1) 내의 냉각제 유동(8a)에 의해 구동될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 발전기(17)용 구동 운동이 연속 주조 다이의 진동 운동으로부터 유도될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.

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