TWI409114B - 金屬，特別是液態鋼材料用的連續鑄造設備的支持滾子結構用的控制及／或調節裝置 - Google Patents

Description

金屬，特別是液態鋼材料用的連續鑄造設備的支持滾子結構用的控制及/或調節裝置

本發明是有關於一種金屬，特別是液態鋼材料用之連續鑄造設備的支持滾子結構用的控制及/或調節裝置，其係由複數個被連續配置之滾子區段部份所組成，每一個滾子區段部份經由下側框架和一上側框架被加以調整，下側框架支撐住支持滾子，上側框架藉由成對活塞－壓缸單元之作用而被配置成與下側框架保持相對，用於提升、校準和/或改善該內部品質和改變厚度，來自現場裝置的量測資料以分散之方式被記錄和處理。

為了要調整僅一個液壓缸，產生於該液壓缸的區域內及即將被加以轉換之不同信號，必須以電氣之方式被連結至一調節元件。為了此項理由，滾子區段部份和整個絞股導引系統之往上到達中央安裝調節電路的現場電纜配置方式是非常複雜的。另外一方面，由於大量的信號必須被處理，導致一個中央調節電路亦是相當複雜。

到達在鑄造平台上之控制室內之調節電路的距離依然是非常長，而且可能長達100公尺。由於每一個滾子區段部份具有四個位置感測器、四組控制閥(伺服閥或開關閥)，以及在一些應用實例中，有八個壓力傳感器/感測器、四個同步－串聯介面和十二個類比或數位信號必須被處理用於每一個區段部份。在一種連續鑄造系統中，通常是有超過十五個以上的滾子區段部份排成一列：其中有六十個同步－串聯介面和一百八十個類比及/或二百四十個數位信號必須來自一控制閥而被加以處理。由於有大量將被處理之信號，中央調節電路的成本會變得太高，而且此中央調節電路的操作狀況亦會接近其功能極限。

一種遠距調節電路已為眾人所習知(專利WO 01/94052 A1)，其中有一個用於在連續鑄造系統用之控制器內的一加工處理電腦中，遠距處理經由位於一絞股鑄造模上之感測器所收集到之鑄造資料的方法，基於量測和控制資料是被收集於直接在連續鑄造模上之冷卻過的現場匯流排模組，並且是被傳送至位於一匯流排電纜內之匯流排信號，以及被儲存和/或被處理於連續鑄造模的控制器內之事實，其改善量測區段部份的使用效率和簡化設備。

本發明之目的是在藉由將所需功能配置於一滾子區段部份或接近一滾子區段部份，進而改善現場電纜的配置方式和鑄造用絞股管理的調節設計。

在此所描述之目的係依據本發明而達成，其中現場裝置是被安置於滾子區段部份內或滾子區段部份上，或是被安置成接近位於永久固定建造結構元件上的滾子區段部份，並且其等之量測信號是經由軸線調節器而被加以處理和儲存，以及經由一現場匯流排模組而與一個可程式邏輯控制器相連通。所產生的量測信號是在小型調節電路(軸線調節器)內之位置處而被加以處理和儲存。此種軸線調節器是個別獨立來作動每一個滾子區段部份和承擔全部的調節與監控工作。所有的軸線調節器是經由一現場匯流排模組而與一個可程式邏輯控制器相連通。此些軸線調節器係為依據特定微處理器的轉換器，其等是被用來控制伺服軸。在運動控制器內的標準軟體是會結合一個用於軸向調整作用之即時控制系統。此種運動控制器是包括有用於以下的介面，例如是：－絕對位置感測器或增量位置感測器，－數位或類比輸入或輸出，－一個現場匯流排，－一個網路。

被採用之運動控制器是包括有一個鍵盤和一個顯示器。應用軟體為標準型式和被儲存於一可重複使用的記憶體內。此運動控制器是能夠控制若干個軸向。依據一個圖形表單，此運動控制器是被應用至伺服軸型式和經由參數所回饋之位置型式。程式的撰寫則並非需要。上述之運動控制器是會接收到所需的設定點數值和經由現場匯流排或網路連結所產生的啟始運動，並且將其回饋到具有位置和狀態顯示之較高階系統。應用結果是會影響到滾子區段部份之活塞－壓缸單元，亦即是例如液壓缸主軸的主要軸心。

在所有的應用實例中，調節和控制作用的改善則是經由採用二種類型的交換電路而得到。

第一項實施例事實上是由下列部件所組成：位於滾子區段部份上側框架上的現場裝置被連結至在一端子箱內之軸線調節器，開關閥是被提供於滾子區段部份上側框架上和被連結至該軸線調節器，並且從該軸線調節器開始，藉由電纜封包而經由一可分離式介質連結器，被連結至一個被安置於固定建造結構元件上的端子箱，以及經由一現場匯流排模組而被連結至在一用於連續鑄造設備之控制室內的可程式邏輯控制器系統。上述之軸線調節器接收到設定點數值資訊，並且將警告或功能失常訊息傳回至該可程式邏輯控制器。此可程式邏輯控制器亦會將該故障訊息傳送至一影像顯示系統。倘若在不同連續鑄造系統中的滾子區段部份數目改變時，於可程式邏輯控制器內之應用軟體的所需成本是可以被降到最低。

第二項實施例是被設計成於該滾子區段部份的上側框架之上，每一個位置感測器信號是從液壓缸傳送至一端子箱，使得一個藉由一可分離式介質連結器所形成的電纜封包能夠從滾子區段部份被導引至永久建造結構元件，或是被導引至連續鑄造裝置和一個軸線調節器，一個位於永久結構元件上的閥架被連結至該軸線調節器，以及來自該軸線調節器之信號是經由一現場匯流排模組被傳送至可程式邏輯控制器，此可程式邏輯控制器係在一個用於連續鑄造裝置之控制室內。以此方式，控制和調節作用亦被改善和簡化。

一種不同型式之實施例是提供該軸線調節器來處理用於定位支持滾子、同步相鄰接滾子區段部份的被驅動支持滾子、監控感測器的狀態、一個用於維修循環或其他類似工作循環的滾子區段部份代碼、用於左側或右側液壓缸、或是用於流入側邊或流出側邊的儲存信號。

另外一種不同型式之實施例是包含有端子箱，此端子箱本身是經由存在於滾子區段部份之上側框架上的機器冷卻水被加以冷卻。

本發明之另一項特點是該現場匯流排模組能夠經由金屬電線、光波導管或無線傳輸技術，或是紅外線信號而被實際地連結。對於信號傳輸之第一項實施例來說，有三條電線是足以供給一個滾子區段部份：一條用於供應電源給該軸線調節器、一條用於供應電源給該現場匯流排模組的電源，以及一條用於該現場匯流排模組的資料。

額外的特點包括有在電纜封包內用於電源之電纜，軸線調節器和現場匯流排模組是經由一共用插頭型式接頭而被連結。

最後，另外一項不同型式之實施例是提供用於來自位置感測器之信號的電纜，藉由一個來自位於滾子區段部份上端子箱到達該軸線調節器的介質連結器，上述之電纜具有一種可分離插頭式接頭的形式。在此，被整合至液壓缸之用於每一個滾子區段部份的位置感測器僅須經由該插頭式接頭而從結構元件連結至閥架，以及從此位置處，被連結至已被安裝於連同所有其他信號之所在位置處的該軸線調節器。

圖式顯示出本項發明之實施例，該實施例將於下文中詳加說明。

如圖一所示之連續鑄造裝置1是具有一個支持滾子架2，其中可流動鋼材料3的熔化和部份冷卻的鑄造用絞股7是已流出一盛鋼桶4和流經一中間盛鋼桶5，而且有一個連續鑄造模6被支撐住和被進一步冷卻。支持滾子架2是由數個(通常是高達十五個)滾子區段部份8所組成，其中的第一滾子區段部份8a則是被一個蒸氣室9所包圍。每一個連續配置之滾子區段部份8是包括有一個下側框架11和一個上側框架12，其中下側框架是被用來承載支持滾子10，上側框架是被配置成與下側框架保持相對。亦可以參考圖二，下側框架11和上側框架12是經由成對活塞－壓缸單元13而能夠相對於彼此被加以調整，其中二組具有液壓缸13a的成對活塞－壓缸單元是被表示在圖二中。液壓壓力、活塞位置等的量測值連同由量測資料所得到之結果是經由感測器、位置感測器、壓力感測器、控制閥和其他類似裝置而被達成，以上這些相關感測器總稱為現場裝置14。開關閥15和控制閥塊16亦可以被使用。活塞－壓缸單元受控制和/或被調整，於是，該活塞－壓缸單元是能夠提升、校準和/或改善鑄造用絞股7的內部品質，以及考慮到支持滾子10上方的局部厚度變化量。

該現場裝置14可以下列方式之一來以一遠距調節系統來取代中央調節系統：現場裝置14是被配置於滾子區段部份8內或被配置於該滾子區段部份8上，或是被配置成接近在固定結構元件17上的該滾子區段部份8，此固定結構元件17亦可以被視為是”主要部位”，其中來自現場裝置14的量測信號是經由軸線調節器18而被處理和儲存，並且其中該軸線調節器18是會與一可程式邏輯控制器系統19和一個現場匯流排模組20相連通。

依照量測元件之第一種配置方式，在滾子區段部份上側框架12內或是位於該滾子區段部份上側框架12上的現場裝置14被連結至在一端子箱21內之軸線調節器18，開關閥15是被提供於滾子區段部份上側框架12上，並和軸線調節器18相連結，及從該軸線調節器18開始，藉由電纜封包23而經由一可分離式介質連結器22，該開關閥被連結至一個被安置於固定結構元件17上的固定端子箱24(參考圖一)，以及經由一現場匯流排模組20被連結至在一用於連續鑄造裝置1之控制室25內的可程式邏輯控制器19(參考圖三)。

依照量測元件和部件之第二種配置方式，如圖四所示，每一個來自位於滾子區段部份上側框架12上之位置感測器的信號是會從液壓缸13a傳送至端子箱21。一個由一可分離式介質連結器22所組成之電纜封包23是會從其滾子區段部份8行進至固定結構元件17，或是行進至連續鑄造裝置1和軸線調節器18。一個位於結構元件17上的閥架26被連結至以上這些軸線調節器18。來自軸線調節器18之信號則是經由現場匯流排模組20而被傳送至一個位於連續鑄造裝置1之控制室25內的可程式邏輯控制器19。

軸線調節器18處理儲存用於定位、同步，用於左側或右側液壓缸13a，或是用於作動鑄造用絞股7的輸入側邊和輸出側邊的信號，感測器的狀態，一個用於維修循環或其他類似功能的滾子區段部份代碼。

位於滾子區段部份8之上側框架12上的端子箱21以目前可取得之機器冷卻劑被冷卻。

現瑒匯流排模組20是經由金屬電線或光波導管或是無線傳輸技術或紅外線信號而被實際地連通與連結。

在電纜封包23內用於電源供應之電纜攜載用於軸線調節器18和現場匯流排模組20之能量，並形成一個共用插頭型式接頭22a。

1．．．連續鑄造裝置

2．．．支持滾子架

3．．．可流動鋼材料

4．．．盛鋼桶

5．．．中間盛鋼桶

6．．．絞股鑄造模

7．．．鑄造用絞股

8．．．滾子區段部份

8a．．．第一滾子區段部份

9．．．蒸氣室

10．．．支持滾子

11．．．下側框架

12．．．上側框架

13．．．活塞－壓缸單元

13a．．．液壓缸

14．．．現場裝置

15．．．開關閥

16．．．控制閥塊

17．．．建造結構元件

18．．．軸線調節器

19．．．可程式邏輯控制器

20．．．現場匯流排模組

21．．．滾子區段部份上之端子箱

21a．．．結構元件上之端子箱

22．．．可分離式介質連結器

22a．．．共用插頭型式接頭

23．．．電纜封包

24．．．固定端子箱

25．．．控制室

26．．．閥架

圖一係顯示具有建造結構元件之連續鑄造裝置的側視圖，圖二係顯示一滾子區段部份的立體代表視圖，圖三係顯示第一實施例之模組型式的概略示意代表圖，以及圖四係顯示第二實施例之模組型式的概略示意代表圖。

8．．．滾子區段部份

13a．．．液壓缸

15．．．開關閥

17．．．建造結構元件

18．．．軸線調節器

19．．．可程式邏輯控制器

20．．．現場匯流排模組

21．．．滾子區段部份上之端子箱

21a．．．結構元件上之端子箱

22．．．可分離式介質連結器

23．．．電纜封包

Claims (6)

1. 一種金屬，特別是液態鋼材料(3)用之連續鑄造設備(1)的支持滾子結構(2)用的控制及/或調節裝置，其中該滾子結構(2)係由複數個連續配置之滾子區段部份(8)所組成，各滾子區段部份係藉由成對活塞-壓缸單元(13)經由支撐支持滾子(10)的下側框架(11)和一相對的上側框架(12)而能夠以規則化方式相對於彼此調整，用以提升、校準和/或改善內部品質和改變金屬厚度，其中，於該滾子區段部份(8)的上側框架(12)之上，活塞-壓缸單元(13)的位置感測器的信號個別地傳送至一端子箱(21),且其中一電纜封包(23)係從端子箱(21)經由一可分離式介質連結器(22)被引導至一永久固定建造結構元件(17)，其特徵為：對於每個滾子區段部份(8)，帶有連接的閥架(26)的個別的軸線調節器(18)係安裝於該永久固定建造結構元件(17)上，且特徵在於來自軸線調節器(18)的信號係分別地藉由一現場匯流排模組(20)而與連續鑄造設備(1)的控制室(25)之中的一個可程式邏輯控制器(19)相通訊。
2. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵為：該軸線調節器(18)處理用於定位該等支持滾子(10)、同步一鄰接之滾子區段部份(8)的被驅動支持滾子(10)、用於左側或右側液壓缸(13a)，或是用於流入側邊或流出 側邊、用於監控感測器的狀態、一個用於維修循環或其他類似工作循環的滾子區段部份代碼的被儲存信號。
3. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵為：端子箱(21)是經由存在於滾子區段部份(8)之上側框架(12)上的機器冷卻水而被加以冷卻。
4. 如申請專利範圍第1項之裝置，其特徵為：該現場匯流排模組(20)能夠經由金屬電線、光波導管或無線傳輸技術，或是紅外線信號而被實際地連結。
5. 如申請專利範圍第1項或第4項之裝置，其特徵為：在電纜封包(23)內之用於電源供應的電纜，該等軸線調節器(18)和現場匯流排模組(20)係經由一共用插頭型式接頭(22a)而被連結。
6. 如申請專利範圍第1項或第4項之裝置，其特徵為：用於來自位置感測器之信號的電纜，藉由一個來自位於滾子區段部份(8)上之端子箱(21)至該軸線調節器(18)的介質連結器(22)，而具有一種可分離之插頭型式接頭(22a)的形式。