WO2010037490A1 - Anordnung und verfahren zur detektierung eines betriebszustandes einer strangführung - Google Patents

Anordnung und verfahren zur detektierung eines betriebszustandes einer strangführung Download PDF

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WO2010037490A1
WO2010037490A1 PCT/EP2009/006839 EP2009006839W WO2010037490A1 WO 2010037490 A1 WO2010037490 A1 WO 2010037490A1 EP 2009006839 W EP2009006839 W EP 2009006839W WO 2010037490 A1 WO2010037490 A1 WO 2010037490A1
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WO
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data
monitoring
segment
bearings
bearing
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Application number
PCT/EP2009/006839
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English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Naujock
Axel Weyer
Original Assignee
Sms Siemag Ag
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
    • B22D11/20—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock
    • B22D11/208—Controlling or regulating processes or operations for removing cast stock for aligning the guide rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C51/00—Measuring, gauging, indicating, counting, or marking devices specially adapted for use in the production or manipulation of material in accordance with subclasses B21B - B21F

Definitions

  • the invention relates to an arrangement and a method for detecting an operating state of a strand guide of a continuous casting plant, in particular taking into account a bearing force monitoring according to the preamble of claim 1 and according to the preamble of claim 4.
  • bearing forces occurring in continuous casting plants are measured by means of a defined gap, which is introduced into the bearing console of the rollers of the continuous casting plant, and used to determine the sump tip position, see the earlier application with the file reference DE 10 2008 014 524 A1.
  • the strand guide of a continuous casting plant with a large number of segments or with a large number of rolls is very complex with regard to the respective bearing forces and their respective distribution, with the result that a measurement of the bearing forces corresponding to the requirements is not carried out and Thus, an adjustment or adjustment of the bearing forces corresponding to the requirements can not be performed.
  • an arrangement for detecting an operating condition of a strand guide is made of strand guide segments, in particular for a slab or thin slab plant, with at least one segment with rollers and / or part rolls, which are supported by bearings, wherein for monitoring of bearing forces and / or the temporal change of bearing forces on at least individual bearings transducers are arranged, wherein the determined by the transducers data on the bearing forces are forwarded to an evaluation unit for evaluating and / or signaling the operating state of the system, at least one segment and / or at least one role, and / or at least one sub-role and / or at least one warehouse.
  • the measured and / or evaluated data are displayed by means of at least one display unit and / or used for control or regulation purposes.
  • the object with regard to the method is achieved with the features of claim 4, according to which a method is provided for detecting and monitoring an operating state of a strand guide from strand guide segments, in particular a slab or thin slab plant, with at least one segment with rollers and / or part rolls, by means of Bearings are stored, which are arranged to monitor bearing forces and / or the time change of bearing forces on at least individual bearings transducers, the data determined by the transducers data regarding the bearing forces are forwarded to an evaluation unit for evaluation and / or signaling of the operating state of the system , at least one segment and / or at least one roll, and / or at least one sub-roll and / or at least one bearing.
  • the measured and / or evaluated data are displayed by means of at least one display unit and / or used for control or regulation purposes.
  • the measured and / or evaluated data are used for bearing monitoring and / or for monitoring the roll rotation and / or for monitoring the roll standstill and / or for monitoring the roll break and / or for monitoring the bearing break and / or for monitoring the roll slip and / or used to monitor an overload.
  • the measured and / or evaluated data are statistically evaluable for generating a storage statistics, a symmetry statistics for the detection of uneven loads, a wear statistics for the detection of a wear and / or an oversight. statistics for determining preventive maintenance, machine maintenance, machine optimization and / or adjustment of load distribution.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a hierarchical structuring from a machine to a warehouse
  • connection box 4 is a schematic representation of a connection box for connecting transducers
  • 6 shows a roller arrangement with display elements for displaying an operating state
  • 7 shows a roller arrangement with display elements for displaying an operating state
  • FIG. 8 shows a machine with segments and with display elements for indicating an operating state
  • Fig. 9 with the figures 9a to 9f each have a display for displaying an operating state.
  • FIG. 1 shows a hierarchical structure 1 of a machine, in particular a continuous casting plant or, in particular, a slab or thin slab plant.
  • the system may consist of one or a plurality of machines 2, wherein the respective machine 2 is subdivided into a plurality of segments 3, which in each case in turn subdivided into subsegments 4.
  • a sub-segment 4 can comprise a segment side of a loose or fixed side of the segment.
  • the segments or the sub-segments 4 in turn comprise rollers 5, which may, for example, also be subdivided into a plurality of sub-rollers 6, these being supported by means of the bearings 7.
  • transducers 8 are preferably mounted or inserted directly on the bearings 7, which may preferably be integrated in the bearing blocks of the bearings 7 and detect the forces transmitted to the bearings.
  • the forces acting on the sub-roller 6 of the divided roller 5, on the roller 5, if necessary also with a plurality of sub-rollers 6, on the sub-segments 6 can be determined.
  • At least one segment page, such as a lot or fixed side, on the segments, for example, on a loose and / or fixed side and on the machine with the segments of the system, for example, a slab or thin slab plants are closed.
  • the data thus represent the respective bearing forces at the time of measurement.
  • the bearing force is also measured time-resolved, so that from an evaluation, the time course of the bearing forces and their time derivative can be determined.
  • measuring methods or systems which can be used for detecting a bearing force by means of a bearing gap which changes when the force is applied it is preferable to use measuring methods or systems which sense the distance.
  • pressure measurement methods and systems which work, for example, via strain gauges or according to the load cell principle, can be used to measure the force.
  • the strand guide of a slab or thin-slab caster consists of a number of segments 3, the number of which is determined by the respective product requirements.
  • the number may preferably consist of a plurality of, for example, up to 20 segments with respective corresponding roller conveyor.
  • a detection and signaling of the operating state or a display representing it for detailing the information content for the operator can be performed.
  • FIG. 2 shows a segment 10 for clarification, in which a slab 11 is arranged between two rollers 12, 13 with two partial rollers 14, 15, 16, 17 in each case.
  • the rollers 12, 13 or the respective sub-rollers 14, 15, 16, 17 are each assigned to a segment upper side 18 as a loose side or a lower segment side 19 as a fixed side.
  • bearings 20 are each supported by means of outer bearings 20 and / or by means of center bearings 21. At least some or all of these bearings 20,21 serve to receive the measuring elements or measuring systems for carrying out the bearing force measurement and can be provided accordingly.
  • the respective measuring elements or measuring systems are placed directly on the segments or their bearings and connected by means of data and / or energy connection, such as cables, so that the connection to peripheral units and evaluations by one or the number of systems to be used corresponding connections, like cables, can be made bundled. Due to the possible extensions of the measuring systems, the number of evaluation points can be easily adapted in order to make the results more accurate or more representative. Alternatively, the cable connection can also be replaced by a wireless connection.
  • the metrological evaluation of the recorded data takes place via measuring computers or measurement evaluation systems, which can be set up and connected centrally or decentrally.
  • FIG. 3 schematically shows an arrangement of a plurality of force-measuring elements 31 as measuring elements in a segment 30.
  • the elements 31 are connected by means of electrical connections 32, 33 to the data connection 33 as well as to the energy or power connection 32 to a connection unit 34 which in FIG Figure 3 is referred to as a connection box.
  • the data connection preferably takes place via a data bus connection 33, the elements 31 each having a subunit for transmitting and / or receiving data via the data bus 33.
  • the energy or power connection and the data connection is further transmitted via a further connection 36 to or from a converter 35, which ensures the power / voltage supply and the data transmission by means of a data bus.
  • FIG. 4 once again shows a connection unit 34 schematically with cable feedthroughs 37 through the wall 38 of the housing 39 of the unit 34.
  • a cable connection 36 to the converter can be seen, which is designed with the electrical supply 40 as well as with the data bus 41 ,
  • cable connections 42 can be seen, which realize the connections 32, 33 of FIG. 3 and ensure both electrical supply and data connection via data bus.
  • an uncomplicated and rapid recording of the measured values of the measuring elements of the bearing force measurements and their evaluation, for example, their statistical evaluation can be performed.
  • An assignment of the measurement results to the monitored or measured segment or to the strand can also take place and these corresponding data can also be forwarded to a central location, such as to a control center, such as a switching house of a continuous casting plant, so that there For example, via a measuring PC or other evaluation systems, a data evaluation can be done. It may also be advantageous if, with the evaluation of the data, a control and / or regulation of adjusting means of the sub-rollers and / or rollers can take place, so that the bearings only according to a predetermined bearing force or such that they do not have a maximum Lagerkraft be charged.
  • a simple and straightforward expansion option at least individual sub-rollers or rollers or a single segment can be done without significant additional mechanical / electrical expenses must be performed. It is advantageous if a realization of a coupling can be done by means of a plug connection.
  • the measuring element or the measuring system on a partial roller or on a roller or the measuring elements or measuring systems on a segment are connected by a plug connection from the corresponding data connection and the electrical supply system. Disconnected or connected to this connection. As a result, connection or decoupling can be carried out easily and simply.
  • the plug connection or its plug parts can be selected such that a correspondingly desired degree of protection of the plug connection can be realized.
  • connection of the measuring elements or measuring systems with an overall system also facilitates a simple and uncomplicated supplementation of a segment, for example, not yet fully equipped with further measuring elements, such as transducers, without the external cabling structure having to be adapted. It is sufficient if the additionally installed measuring element is connected via a connection unit, such as a connection box, to the overall system of the device.
  • a connection unit such as a connection box
  • the arrangement of the measuring elements on the respective camps provided for this purpose allows the decentralized detection of traversing speeds and / or path changes / time unit, thereby also force changes / time unit can be measured or determined and can be made available for example via a data protocol.
  • an automatic zero point calibration (TARA) of a single measuring point in the segment, a segment range (group), an entire segment or the complete system can be carried out, if appropriate on the basis of a combination of different events, such as a plant start with previous cold run, can be performed.
  • TARA automatic zero point calibration
  • the decentralized recording of measured values within given limits for the measured values is possible, whereby on the basis of the measurements, reaching the limit values is detected by the measured values and, for example, via the protocol Can be made available.
  • a flexible coupling of the bus connection can be carried out via a coded plug connection.
  • the coded connector can be configured such that can be closed due to the connector and its coding on the placement of the segment with rollers and / or with measuring elements on the rollers and / or sub-roles.
  • the electrical coupling of the measuring elements to the bearings via an external cable connection with a flexible and / or detachable connection, possibly also via a plug connection. Also, the connection of the measuring elements or measuring systems placed on the segments by means of data / energy connection, such as cable, so that the connection to peripheral units and evaluations can be made bundled by one or the number of systems to be used corresponding cable connections.
  • variable number of bearing force measurements in a segment without changing the outer evaluation so that the current measurement positions can be variably adjusted within the segment.
  • a strand guide made of strand guiding segments which are equipped with rolls and / or sub-rolls or roll segments for guiding a cast strand
  • a predeterminable number of bearings or all bearings are equipped with elements for bearing force measurement.
  • the results of the measured value acquisition of the bearing force are advantageously transmitted for evaluation and further processing to a central evaluation unit, such as a measuring PC or to a server.
  • FIG. 5 shows this schematically. It is a set of rollers 50, each with two part rollers 51, 52,53,54 to recognize, between the paired partial rollers arranged a slab 55 is added.
  • measuring sensor 57 At the bearings 56 of the sub-rollers measuring sensor 57 are provided as measuring elements, which determine the bearing force at the bearings 56.
  • These data of the measuring elements are forwarded by data transmission, such as via data bus 58, to a measured value evaluation 59, for example at a control station, where a measuring PC 60 or a server 61 receives the data and by means of which the data can be evaluated.
  • the data transmission of the transducers 57 on / at the segments takes place via a data bus 58 or by means of structured cabling to the evaluation systems.
  • the data in the computer systems 60, 61 are analyzed, evaluated, calculated and / or graphically processed.
  • the evaluation of the signals or data is advantageously carried out via an electronic evaluation system, such as computer unit, measuring PC and / or server, this evaluation system for data acquisition and data processing is used.
  • the signal processing on the segment preferably takes place with corresponding data bus coupling to the evaluation systems or, alternatively, with a fixed or direct cabling.
  • the evaluated data can then be forwarded to the plant engineering and brought to the display or representation, or further used for control and automation purposes.
  • the arrangement according to the invention can advantageously be carried out a method of bearing monitoring or operating state monitoring, as already stated above.
  • the bearing monitoring or operating state monitoring can be carried out in such a way that the evaluation of the associated bearings can be concluded by a completion evaluation of specific Kraftverläu- fe on certain anomalies or changes of a single role.
  • an overload of the respective bearings can be concluded.
  • an overload monitoring can be performed.
  • a statistical evaluation of the measurement results can also be carried out. Through the statistical evaluation of the bearing force measurements, the results described below can be determined, calculated, evaluated and displayed or displayed. When detecting symmetry variations between the bearings of a roller, one-sided loading of the bearings can be deduced. The symmetry statistics thus allows detection of a one-sided load on the bearings. When comparing the measured bearing force measurements with previously recorded data or setpoints and / or by means of a corresponding statistical evaluation, it is possible to conclude that a roller or a bearing is wearing out.
  • the determined wear statistics can be used for a preventive maintenance interval determination in order to predict future events.
  • the data can thus be used to determine upcoming maintenance and future maintenance intervals.
  • monitoring statistics for establishing preventive maintenance can be performed.
  • merging the roll monitoring results it is possible to infer the state of an entire segment. For this purpose, all results of roll monitoring can be used.
  • Logical links of the role sub-results can be used to determine segment monitoring criteria. It can thus be performed a segment monitoring.
  • the load and load distribution across the entire strand can be deduced.
  • a stress analysis and stress distribution analysis can be performed.
  • the load, the load distribution and thus the machine load can be optimized by the arrangement and design of the rollers and segments is chosen such that the load and the load distribution remains within a predetermined range.
  • a representation of the machine operating state can be carried out, for example, in a process diagram, in particular for the purpose of diagnostic aid and for the rapid determination of irregular states or states deviating from the standard operating state.
  • a use of a traffic light statistics for the condition recognition per bearing can be used, see FIG. 6.
  • rollers or pairs of sub-rollers which are mounted in bearings, are arranged on the fixed side 71 and on the release side, respectively .
  • a display or traffic light display 72 which represents the state of the bearing or its load.
  • a green square is used, which signals that the bearing load is in a favorable acceptable range, so ok.
  • a yellow circle is used, which is arranged above the green square. The yellow circle indicates that there is a heavy load or it should signal an announcement of a possible defect.
  • FIG. 7 shows a partial segment 80 with segment rollers 81 on the fixed side, which carry a slab 82.
  • a display means 83 which signals the load in the above-described traffic light structure
  • a traffic light-like display 84 is also provided for displaying the roller load to both the role loading on to be able to display the lot page as well as on the hard page.
  • FIG. 8 shows a machine 90 having individual segments 91.
  • the segments 91 carry a slab 92.
  • a display 93 for signaling the operating state of the respective segment 91 is provided for each segment 91.
  • a direction detection of a change in the operating state is performed and signaled. It can then be detected quickly from which direction the detected deviation comes from the ideal state or in which direction the detected deviation develops. In this case, it can be distinguished whether the deviation develops from high to low, that is, decreases or changes in the opposite direction, ie increases. This can represent estimated additional information for the plant assessment.
  • FIG. 9 shows such a representation schematically.
  • FIG. 9 shows such a representation schematically.
  • 9 a shows a static display which signals an unobjected operating state (ok).
  • 9b shows a dynamic display which signals an unobjected operating state, but which will change in the direction of the "attention” state or show a tendency in this direction .
  • Figure 9c shows a static display which has a medium operation - Condition "Caution” signaled.
  • FIG. 9d shows a dynamic display which signals a middle operating state "attention”, but which will change in the direction of the "danger” state or indicates a tendency in this direction.
  • 9e shows a static display which signals an endangered operating state "Danger.”
  • a dynamic display is shown in FIG. 9f, which signals a "Danger” operating state, but which in the direction of "Attention” will change or show a tendency in this direction.
  • the arrangement according to the invention thus provides an automation concept for the diagnosis of the machine state in which sub-machine states of at least one bearing and / or at least one roller and / or at least one sub-segment and / or at least one segment or of the entire system or Machine is monitored.
  • an evaluation system such as a measuring PC and / or server, a statistical evaluation of the signals can be made.
  • the segments, the sub-segments and / or the rollers can be performed with transducers.
  • An extension of the respective bearing measurements on the segment with low assembly and implementation costs is possible.
  • a temporal change of the bearing force can be detected or determined.
  • a detection of a lateral force, a total force and / or of ferrostatic loads can be performed.
  • the determined data can advantageously be stored in a memory and can be used to determine diagnoses on the historical data stored. The advantage here is the compression of current data for storage and long-term archiving. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Stranggießanlage mit einer Strangführung aus Strangführungssegmenten, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebzustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers.

Description

Anordnung und Verfahren zur Detektierung eines Betriebszustandes einer Strangführung
Beschreibung
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zur Detektierung eines Betriebszustandes einer Strangführung einer Stranggießanlage, insbesondere unter Berücksichtigung einer Lagerkraftüberwachung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und nach dem Oberbegriff von Anspruch 4.
Stand der Technik
Gemäß dem Stand der Technik werden auftretende Lagerkräfte in Stranggießanlagen über einen definierten, sich bei Krafteinwirkung veränderten Spalt, welcher in die Lagerkonsole der Rollen der Stranggießanlage eingebracht wird, gemessen und zur Feststellung der Sumpfspitzenlage herangezogen, siehe die ältere Anmeldung mit dem Aktenzeichen DE 10 2008 014 524 A1.
Dabei ist die Strangführung einer Stranggießanlage mit einer Vielzahl von Segmenten bzw. mit einer Vielzahl von Rollen im Hinblick auf die jeweiligen Lager- kräfte und deren jeweilige Verteilung sehr komplex aufgebaut, was dazu führt, dass eine den Anforderungen entsprechende Messung der Lagerkräfte nicht durchgeführt wird und somit auch eine den Anforderungen entsprechende Verstellung bzw. Einstellung der Lagerkräfte nicht durchgeführt werden kann. Dies führt zu einer zum Teil vorliegenden Überlastung von Lagern bzw. zu erhöhtem Verschleiß, so dass ein außerplanmäßiger Ausfall der Anlage zu erhöhten Kosten aufgrund reduzierter Produktivität führt. Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung und ein Verfahren zur Detek- tierung eines Betriebszustandes zu schaffen, mittels welcher bzw. mittels welchem eine Überwachung und Einstellung der Lagerkräfte insbesondere einer Strangführung durchführbar ist, um die Betriebsparameter optimal einstellen zu können, um die Produktivität der Anlage zu erhöhen und um die Produktqualität der Produkte der Stranggießanlage zu steigern.
Dies wird erreicht mit den Merkmalen von Anspruch 1 , wonach eine Anordnung zur Detektierung eines Betriebszustandes von einer Strangführung aus Strangführungssegmenten geschaffen wird, insbesondere für eine Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten zu den Lagerkräften an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebzustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers. Dadurch wird erreicht, dass eine automatisierte Überwachung und Diagnose von Lagerkräften durchführbar ist und so der Betriebszustand automatisierbar diagnostizierbar ist.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn zwischen den Messwertaufnehmern an den jeweiligen Lagern und der Auswerteeinheit eine Daten- oder Signalverbindung besteht, welche als Datenbus oder mittels Direktverkabelung ausgebildet ist.
Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten mittels zumindest einer Anzeigeeinheit angezeigt werden und/oder zu Steuerungs- oder Regelungszwecken verwendet werden. Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens wird erreicht mit den Merkmalen von Anspruch 4, wonach ein Verfahren geschaffen wird zur Detektierung und Überwachung eines Betriebszustandes einer Strangführung aus Strangführungssegmenten , insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Segment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, wobei die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten hinsichtlich der Lagerkräfte an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebzustandes der Anlage, zu- mindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers.
Dabei ist es insbesondere zweckmäßig, wenn zwischen den Messwertaufnehmern und der Auswerteeinheit eine Daten- oder Signalverbindung besteht, wel- che als Datenbus oder mittels Direktverkabelung ausgebildet ist.
Auch ist es vorteilhaft, wenn die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten mittels zumindest einer Anzeigeeinheit angezeigt werden und/oder zu Steue- rungs- oder Regelungszwecken verwendet werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwachung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs und/oder zur Überwachung einer Überlast herangezogen werden.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten statistisch auswertbar sind zur Erzeugung einer Lagerstatistik, einer Sym- metriestatistik zur Erkennung von ungleichmäßigen Belastungen, einer Verschleißstatistik zur Detektion eines Verschleißes und/oder einer Überwa- chungsstatistik zur Ermittlung einer vorbeugenden Wartung, zur Maschinenwartung, Maschinenoptimierung und/oder einer Anpassung einer Belastungsverteilung.
Weitere Vorteile ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Figurenbeschreibung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachstehend wird die Erfindung auf der Grundlage eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer hierarchischen Strukturierung ausgehend von einer Maschine bis zu einem Lager,
Fig. 2 eine schematische Anordnung eines Segments,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Verbindung von Messwertauf- nehmern,
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Anschlussbox zur Verbindung von Messwertaufnehmern,
Fig. 5 eine schematische Anordnung eines Segments mit Verbindung zu einer Auswerteeinheit,
Fig. 6 eine Rollenanordnung mit Anzeigeelementen zur Anzeige eines Betriebszustandes, Fig. 7 eine Rollenanordnung mit Anzeigeelementen zur Anzeige eines Betriebszustandes,
Fig. 8 eine Maschine mit Segmenten und mit Anzeigeelementen zur Anzeige eines Betriebszustandes, und
Fig. 9 mit den Figuren 9a bis 9f jeweils eine Anzeige zur Darstellung eines Betriebszustands.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt eine hierarchische Struktur 1 einer Maschine insbesondere einer Stranggießanlage oder insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage.
Dabei kann die Anlage aus einer oder einer Mehrzahl von Maschinen 2 bestehen, wobei sich die jeweilige Maschine 2 in eine Mehrzahl von Segmenten 3 unterteilt, die sich jeweils wiederum in Teilsegmente 4 unterteilt. Dabei kann ein Teilsegment 4 eine Segmentseite einer Los- oder Festseite des Segments um- fassen. Die Segmente oder die Teilsegmente 4 umfassen wiederum Rollen 5, die sich beispielsweise auch in mehrere Teilrollen 6 unterteilen können, wobei diese mittels der Lager 7 gelagert sind.
Zur Messung der Lagerkräfte werden Messwertaufnehmer 8 vorzugsweise di- rekt an den Lagern 7 angebracht oder eingesetzt, die vorzugsweise in die Lagerböcke der Lager 7 integriert sein können und die auf die Lager übertragenen Kräfte detektieren.
Über die von den Messwertaufnehmern 8 erfassten Messwerte bzw. Daten kann auf die einwirkenden Kräfte auf die Teilrolle 6 der geteilten Rolle 5, auf die Rolle 5 ggf. auch mit mehreren Teilrollen 6, auf die Teilsegmente 6 beispiels- weise zumindest einer Segmentseite, wie einer Los- oder Festseite, auf die Segmente beispielsweise auf einer Los- und/oder Festseite und auf die Maschine mit den Segmenten der Anlage beispielsweise einer Brammen- oder Dünnbrammenanlagen geschlossen werden. Die Daten repräsentieren somit die jeweiligen Lagerkräfte zum Zeitpunkt der Messung. Vorteilhaft wird weiterhin zeitaufgelöst die Lagerkraft gemessen, so dass aus einer Auswertung auch der zeitliche Verlauf der Lagerkräfte und deren zeitliche Ableitung ermittelbar ist.
Dabei können als verwendbare Messverfahren bzw. -Systeme zur Erfassung einer Lagerkraft über einen sich bei Krafteinwirkung veränderten Lagerspalt vorzugsweise wegerfassenden Messverfahren bzw. -Systeme eingesetzt werden. Zur Kraftmessung können alternativ aber auch Druckmessverfahren und solche -Systeme eingesetzt werden, die beispielsweise über Dehnungsmessstreifen oder nach dem Lastzellenprinzip arbeiten. Es können grundsätzlich jedoch auch solche Messsysteme bzw. solche -verfahren gewählt werden, die den spezifischen Umwelt-/Einsatzbedingungen insofern gewachsen sind und dabei die benötigte bzw. vorgegebene Messgenauigkeit besitzen und vorzugsweise über eine genügend hohe Reproduzierbarkeit der ermittelten Messergebnisse verfügen.
Üblicher Weise besteht die Strangführung einer Brammen- oder Dünnbram- menstranggießanlage aus einer Anzahl von Segmenten 3, deren Anzahl von den jeweiligen Produktanforderungen bestimmt wird. Die Anzahl kann vorzugsweise aus einer Vielzahl von beispielsweise bis zu 20 Segmenten mit jeweiliger entsprechender Rollenbahn bestehen. In einem Segment einer Brammenanla- ge sind beispielsweise zwischen 20 bis 80 Lager vorhanden, 2 bis10 Rollen, bzw. Teilrollen, also Rollen mit einer entsprechenden Teilung und dies gegebenenfalls sogar je Segmentrahmen auf der Ober- und/oder Unterseite.
Um einen Kompletteindruck mit einem möglichst umfassenden Überblick über die auftretenden Lagerkraftverhältnisse, und/oder die Lagerkraftverteilung in einem Segment zu erhalten, ist es vorzugsweise zweckmäßig, wenn alle oder eine repräsentative Anzahl von Lager in einem Segment hinsichtlich der Lagerkraft überwacht werden.
In der Prozessbildhierarchie kann eine Erfassung und Signalisierung des Betriebszustandes oder eine diesen repräsentierende Anzeige zur Detaillierung des Informationsgehaltes für den Bediener durchgeführt werden. Je tiefer die Hierarchie des Prozessbildes bzw. der Prozessinformationen betrachtet wird, desto detaillierter kann der Informationsgehalt gewählt sein, so dass in Abhängigkeit der Hierarchie eine gewünschte Detaillierungstiefe der Informationen gewählt werden kann.
Die Figur 2 zeigt zur Verdeutlichung ein Segment 10, bei welchem eine Bramme 11 zwischen zwei Rollen 12,13 mit jeweils zwei Teilrollen 14,15,16,17 angeordnet ist. Die Rollen 12,13 bzw. die diesbezüglichen Teilrollen 14,15,16,17 sind jeweils einer Segmentoberseite 18 als Losseite oder einer Segmentunter- seite 19 als Festseite zugeordnet. Die Rollen 12,13 bzw. die Teilrollen
14,15,16,17 sind jeweils mittels Außenlagern 20 und/oder mittels Mittenlagern 21 gelagert. Zumindest einzelne oder alle dieser Lager 20,21 dienen der Aufnahme der Messelemente oder Messsysteme zur Durchführung der Lagerkraftmessung und können entsprechend damit versehen werden.
Erfindungsgemäß werden die durchgeführten Wegmessungen zentral und/oder dezentral ausgewertet. Die jeweiligen Messelemente oder Messsysteme werden direkt auf den Segmenten respektive deren Lagern platziert und mittels Daten- und/oder Energieverbindung, wie Kabel, verbunden, so dass die Anbin- düng an periphere Einheiten und Auswertungen durch eine oder der Anzahl der einzusetzenden Systeme entsprechende Verbindungen, wie Kabel, gebündelt vorgenommen werden kann. Durch die möglichen Erweiterungen der Messsysteme kann auf einfache Weise die Anzahl der Auswertungsstellen angepasst werden, um auf diese Weise die Ergebnisse genauer oder repräsentativer zu gestalten. Alternativ kann die Kabelverbindung auch durch eine kabellose Verbindung ersetzt werden. Die messtechnische Auswertung der erfassten Daten erfolgt über Messcomputer oder Messauswertesysteme, die zentral oder dezentral aufgestellt und verbunden sein können.
Die Figur 3 zeigt schematisch eine Anordnung einer Mehrzahl von Kraftmesselementen 31 als Messelemente bei einem Segment 30. Die Elemente 31 sind mittels elektrischer Verbindungen 32,33 sowohl zur Datenverbindung 33 als auch zur Energie- bzw. Stromverbindung 32 angeschlossen an eine Anschlusseinheit 34, die in Figur 3 als Anschlussbox bezeichnet ist. Die Datenverbindung erfolgt dabei vorzugsweise über eine Datenbusverbindung 33, wobei die Elemente 31 jeweils eine Subeinheit aufweisen zum Senden und/oder Empfangen von Daten über den Datenbus 33.
Die Energie- bzw. Stromverbindung und die Datenverbindung wird weiterhin über eine weitere Verbindung 36 auf einen bzw. von einem Umsetzer 35 übertragen, welcher die Strom-/Spannungsversorgung und die Datenübertragung mittels Datenbus gewährleistet.
Die Figur 4 zeigt eine Anschlusseinheit 34 noch einmal schematisch mit Kabel- durchführungen 37 durch die Wandung 38 des Gehäuses 39 der Einheit 34. Es ist eine Kabelverbindung 36 zum Umsetzer zu erkennen, welche mit der elektrischen Versorgung 40 als auch mit dem Datenbus 41 ausgeführt ist. Darüber hinaus sind Kabelverbindungen 42 zu erkennen, welche die Verbindungen 32,33 der Figur 3 realisieren und sowohl elektrische Versorgung als auch Da- tenverbindung per Datenbus gewährleisten.
Durch die Messung der Lagerkraft jeweils an einer Mehrzahl von Lagern von Rollen und/oder Teilrollen zumindest eines Segments, vorteilhaft jedoch auch an Lagern von einer Mehrzahl von Segmenten kann vorteilhaft eine Darstellung des Zustandes der Brammenanlage, Dünnbrammenanlage oder der Stranggießanlage durchgeführt werden, damit beispielsweise ein Bediener einen schnellen Überblick über den Zustand der Anlage erhält. Diese Darstellung kann grafisch aufbereitet die wesentlichen Informationen liefern, damit der Bediener schnell einen Überblick über den Betriebszustand der Anlage erhält.
Dadurch kann vorteilhaft eine schnelle Lokalisierung von aufgetretenen oder erwarteten Fehlern, eine Identifizierung von Störquellen und eine Erkennung einer beispielsweise auch nur lokalen Überlastungen durchgeführt werden.
Darüber hinaus kann eine unkomplizierte und schnelle Aufzeichnung der Messwerte der Messelemente der Lagerkraftmessungen und deren Auswertung, bei- spielsweise auch deren statistische Auswertung durchgeführt werden. Auch kann eine Zuordnung der Messergebnisse zu dem überwachten bzw. gemessenen Segment oder zu dem Strang erfolgen und es können diese entsprechenden Daten auch an eine zentrale Stelle, wie an eine Leitstelle weiter geleitet werden, wie zum Beispiel an ein Schalthaus einer Stranggießanlage, so dass dort beispielsweise über einen Mess-PC oder andere Auswertesysteme eine Datenauswertung erfolgen kann. Vorteilhaft kann es auch sein, wenn mit der Auswertung der Daten auch eine Steuerung und/oder Regelung von Stellmitteln der Teilrollen und/oder Rollen erfolgen kann, so dass die Lager nur gemäß einer vorgebbaren Lagerkraft oder derart, dass sie nicht über eine maxi- male Lagerkraft belastet werden.
Weiterhin ist es bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit der Anordnung von Messelementen oder Messsystemen an Lagern vorteilhaft, wenn eine einfache und unkomplizierte Ausbaumöglichkeit zumindest einzelner Teilrollen oder Rollen oder eines einzelnen Segmentes erfolgen kann, ohne dass erhebliche zusätzliche mechanische/elektrische Aufwendungen durchgeführt werden müssen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn eine Realisierung einer Ankopplung mittels einer Steckverbindung erfolgen kann. Vorteilhaft wird somit das Messelement oder das Messystem an einer Teilrolle oder an einer Rolle oder die Mess- elemente oder Messsysteme an einem Segment durch eine Steckverbindung von der entsprechenden Datenverbindung und der elektrischen Versorgungs- Verbindung getrennt oder mit diesem verbunden. Dadurch kann ein Anschließen oder Entkoppeln leicht und unkompliziert durchgeführt werden.
Dabei kann die Steckverbindung bzw. dessen Steckerteile derart gewählt werden, dass eine entsprechend gewünschte Schutzart der Steckverbindung reali- sierbar ist.
Auch erleichtert eine solche Gestaltung der Verbindung des Messelemente bzw. Messsysteme mit einem Gesamtsystem auch eine einfache und unkomplizierte Ergänzung eines beispielsweise noch nicht vollständig ausgerüsteten Segmentes mit weiteren Messelementen, wie Messwertaufnehmern, ohne dass die äußere Verkabelungsstruktur angepasst werden müsste. Es genügt dabei, wenn das zusätzlich installierte Messelement über eine Verbindungseinheit, wie eine Anschlussbox, an das Gesamtsystem der Vorrichtung angeschlossen wird.
Die Anordnung der Messelemente an den jeweiligen dazu vorgesehenen Lagern erlaubt die dezentrale Erfassung von Verfahrgeschwindigkeiten und/oder Wegände- rungen/Zeiteinheit, so dass dadurch auch Kraftänderungen/Zeiteinheit gemessen oder ermittelt werden können und beispielsweise über ein Datenprotokoll zur Verfügung gestellt werden können.
Weiterhin kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Messelemente an den jeweiligen Lagern eine automatische Nullpunktkalibrierung (TARA) einer einzelnen Messstelle im Segment, eines Segmentbereiches (Gruppe), eines gesamten Segmentes oder der kompletten Anlage durchgeführt werden, wobei dies gegebenenfalls auf Grund einer Kombination verschiedener Ereignisse, wie beispielsweise einem Anlagenstart mit vorheriger Kaltstrangzuführung, durchgeführt werden kann.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn eine frei wählbare und im Betrieb über das Protokoll einstellbare Filtereinstellung von Filtern durchführbar ist, um auf die- sem Weg das verfügbare Messsignal der Messelemente verbessert darstellen und damit auch verbessert auswerten zu können.
Gemäß der Erfindung mit der dezentralen Anordnung von Messelementen an Lagern der Anlage ist die dezentrale Erfassung von Messwerten in vorgegebe- nen Grenzen für die Messwerte möglich, wobei aufgrund der Messungen, ein Erreichen der Grenzwerte durch die Messwerte erfasst wird und beispielsweise über das Protokoll auch zur Verfügung gestellt werden kann.
Auch ist es erfindungsgemäß vorteilhaft, wenn eine flexible Kopplung der Bus- Verbindung über eine codierte Steckverbindung durchgeführt werden kann. Dabei kann die codierte Steckverbindung derart ausgestaltet sein, dass aufgrund der Steckverbindung und ihrer Codierung auf die Bestückung des Segmentes mit Rollen und/oder mit Messelementen an den Rollen und/oder Teilrollen geschlossen werden kann.
Die elektrische Ankopplung der Messelemente an den Lagern erfolgt über eine externen Kabelverbindung mit einer flexiblen und/oder wieder lösbaren Verbindung, ggf. auch über eine Steckverbindung. Auch erfolgt die Anbindung der auf den Segmenten platzierten Messelemente bzw. Messsysteme mittels Daten-/ Energieverbindung, wie -kabel, so dass die Anbindung an periphere Einheiten und Auswertungen durch eine oder der Anzahl der einzusetzenden Systeme entsprechende Kabelverbindungen gebündelt vorgenommen werden kann.
Besonders vorteilhaft ist die variable Anzahl von Lagerkraftmessungen in einem Segment ohne Veränderung der äußeren Auswerteeinheiten, so dass die aktuellen Messpositionen innerhalb des Segmentes variabel angepasst werden können.
Insbesondere in Stranggießanlagen mit einer Strangführung aus Strangfüh- rungssegmenten , welche mit Rollen und/oder Teilrollen oder Rollensegmenten zur Führung eines Gießstranges ausgerüstet sind, ist es besonders vorteilhaft, wenn eine vorgebbare Anzahl von Lagern oder alle Lager mit Elementen zur Lagerkraftmessung ausgestattet sind. Die Ergebnisse der Messwerterfassung der Lagerkraft werden dabei zur Auswertung und zur weiteren Verarbeitung vorteilhaft an eine zentrale Auswerteeinheit, wie beispielsweise an einen Mess- PC oder an einen Server übermittelt.
Die Figur 5 zeigt dies schematisch. Es ist ein Rollensatz 50 mit jeweils zwei Teilrollen 51 ,52,53,54 zu erkennen, wobei zwischen den jeweils paarweise angeordneten Teilrollen eine Bramme 55 aufgenommen ist. An den Lagern 56 der Teilrollen sind Messwertaufnehmer 57 als Messelemente vorgesehen, welche die Lagerkraft an den Lagern 56 ermitteln. Diese Daten der Messelemente werden per Datenübertragung, wie beispielsweise per Datenbusleitung 58, an eine Messwertauswertung 59 beispielsweise an einem Leitstand weitergeleitet, wo ein Mess-PC 60 oder ein Server 61 die Daten empfängt und mittels welchen die Daten auswertbar sind.
Die Datenübertragung der Messwertaufnehmer 57 auf/an den Segmenten erfolgt über einen Datenbus 58 oder mittels strukturierter Verkabelung zu den Auswertesystemen. Zur weiteren Bearbeitung werden die Daten in den Rechnersystemen 60,61 analysiert, ausgewertet, verrechnet und/oder grafisch auf- bereitet.
Die Auswertung der Signale bzw. Daten erfolgt vorteilhaft über ein elektronisches Auswertesystem, wie Computereinheit, Mess-PC und/oder Server, wobei dieses Auswertesystem zur Datenerfassung und zur Datenverarbeitung verwendbar ist. Die Signalverarbeitung auf dem Segment erfolgt vorzugsweise mit entsprechender Datenbuskopplung zu dem Auswertesystemen oder alternativ dazu mit einer Fest- bzw. Direktverkabelung.
Die ausgewerteten Daten können dann an die Anlagentechnik weitergeleitet und zur Anzeige bzw. Darstellung gebracht, bzw. für Steuerungs- und Automa- tisierungszwecke weiter verwendet werden. Mittels der erfindungsgemäßen Anordnung kann vorteilhaft ein Verfahren einer Lagerüberwachung oder Betriebszustandsüberwachung durchgeführt werden, wie es bereits oben ausgeführt ist. Die Lagerüberwachung oder Betriebszustandsüberwachung kann dabei derart erfolgen, dass die Auswertung der achszugehörigen Lager durch eine Erledigungsauswertung spezifischer Kraftverläu- fe auf bestimmte Anomalien oder Veränderungen einer einzelnen Rolle schließen lässt.
Insbesondere bei Veränderungen der spezifischen Kraftverläufe derart, dass wiederkehrende Verlaufsfolgen unterbrochen oder verändert sind, kann auf eine Rollendrehung geschlossen werden. Somit kann eine Rollendrehungsüberwa- chung durchgeführt werden.
Bei Veränderungen der spezifischen Kraftverläufe derart, dass wiederkehrende Verlaufsfolgen ausbleiben, kann auf den Stillstand der Rolle geschlossen werden. Somit kann eine Rollenstillstandsüberwachung durchgeführt werden. Bei Veränderungen der spezifischen Kraftverläufe derart, dass wiederkehrende Verlaufsfolgen ausbleiben und beide beteiligten Lager eine bedeutende oder vollständige Kraftreduktion detektieren, kann auf den Bruch einer Rolle geschlossen werden. Somit kann eine Rollenbruchdetektion durchgeführt werden. Bei Veränderungen der spezifischen Kraftverläufe derart, dass wiederkehrende Verlaufsfolgen ausbleiben und eine teilweise Kraftreduktion an einem der bei- den Lager detektiert werden kann, kann auf einen Lagerbruch geschlossen werden. Somit kann eine Lagerbruchdetektion durchgeführt werden. Bei Veränderungen der spezifischen Kraftverläufe derart, dass sich die Verläufe derart verändern, dass sich die detektierten Kraftverläufe im Vergleich zu den erwarteten Kraftverläufen langsamer darstellen, kann auf einen Rollenschlupf geschlossen werden. Somit kann eine Rollenschlupfüberwachung durchgeführt werden.
Bei Veränderungen der spezifischen Kraftverläufe in dem Sinne, dass die spezifischen Kraftverläufe über die zulässigen Maximallasten erhöht sind, kann auf eine Überlastung der jeweiligen Lager geschlossen werden. Somit kann eine Überlastüberwachung durchgeführt werden. Neben den obigen Überwachungen kann auch eine statistische Auswertung der Messergebnisse durchgeführt werden. Durch die statistische Auswertung der Lagerkraftmessungen können die nachfolgend beschriebenen Ergebnisse ermittelt, berechnet, ausgewertet und zur Anzeige bzw. zur Darstellung gebracht werden. Bei einer Erfassung von Symmetrievariationen zwischen den Lagern einer Rolle, kann auf die einseitige Belastung der Lager geschlossen werden. Die Symmetriestatistik erlaubt somit eine Detektion einer einseitigen Belastung der Lager. Bei Vergleich der gemessenen Lagerkraftmessungen mit zuvor aufgezeichne- ten Daten oder Sollwerten und/oder mittels einer entsprechenden statistischen Auswertung, kann auf den Verschleiß einer Rolle bzw. eines Lagers geschlossen werden. Es kann somit eine Verschleißerkennung oder -Statistik unter anderem für die Rollen oder Lager durchgeführt werden. Die ermittelten Verschleißstatistiken können zu einer vorbeugenden Wartungs- intervallermittlung herangezogen werden, um so zukünftige Ereignisse vorherzusagen. Die Daten können somit zur Ermittlung anstehender Wartungen und zukünftiger Wartungsintervalle herangezogen werden. Es kann somit eine Überwachungsstatistik zur Festlegung einer vorbeugenden Wartung durchgeführt werden. Durch die Zusammenführung der Rollenüberwachungsergebnisse kann auf den Zustand eines gesamten Segmentes geschlossen werden. Hierzu können alle Ergebnisse der Rollenüberwachung herangezogen werden. Durch logische Verknüpfungen der Rollenteilergebnisse können so Segmentüberwachungskriterien ermittelt werden. Es kann damit eine Segmentüberwachung durchgeführt werden.
Durch die Zusammenfassung einzelner Rolleninformationen und/oder durch Verdichtung der Daten kann auf die Zustände der Segmente geschlossen werden. Bei entsprechendem Informationsgehalt kann durch die erhaltenen Daten ein Rückschluss auf eine anstehende Wartung bzw. auf die durchzuführenden Arbeiten gezogen werden. Es kann damit eine Überwachungsstatistik zur Festlegung einer vorbeugenden Wartung umgesetzt werden. Durch die Zusammenfassung einzelner Rolleninformationen und/oder durch Verdichtung der Daten kann auf die Belastungsverteilung innerhalb eines Segmentes geschlossen werden. Die Ergebnisse können wiederum der Wartungsplanung als Grundlage dienen. Es kann damit eine Überwachungsstatistik zur Ermittlung einer Belastungsverteilung beispielsweise eines Segments umge- setzt werden.
Durch die Zusammenfassung einzelner Rolleninformationen oder Rollendaten und/oder durch Verdichtung der Daten kann auf den Verschleiß innerhalb eines Segmentes geschlossen werden. Die Ergebnisse können wiederum der Wartungs-planung als Grundlage dienen. Durch die Zusammenfassung einzelner Rolleninformationen oder Rollendaten und/oder durch Verdichtung der Daten können die anstehenden Wartungen geplant und dadurch verbessert und zielgerichtet durchgeführt werden. Durch die gezielte Planung der Wartungen können ungeplante Stillstandszeiten minimiert werden wodurch die Anlagenverfügbarkeit und deren Produktivität steigt. Durch die Zusammenführung der Rollen- und Segmentüberwachungsergebnisse kann auf den Zustand eines gesamten Stranges geschlossen werden. Hierzu können alle Ergebnisse der Rollen- und der Strangüberwachung herangezogen werden. Durch logische Verknüpfungen der Rollenergebnisse und der Strangergebnisse und Teilergebnisse können so Strangüberwachungskriterien ermittelt werden. Es kann somit eine Strang- und/oder Maschinenüberwachung realisiert und umgesetzt werden.
Durch die Zusammenführung der Rollen- und Segmentüberwachungsergebnisse kann auf den Maschinenzustand bzw. auf den Betriebszustandes des gesamten Stranges geschlossen werden. Dadurch kann eine Diagnose des Ma- schinenzustandes bzw. des Betriebszustandes erfolgen.
Durch die Zusammenführung der Rollen- und Segmentüberwachungsergebnisse kann die Belastung und auf die Belastungsverteilung auf den gesamten Strang geschlossen werden. Damit kann somit eine Belastungsanalyse und eine Belastungsverteilungsanalyse durchgeführt werden. Durch diese Zusammenführung der Rollen- und Segmentüberwachungsergebnisse kann die Belastung, die Belastungsverteilung und somit die Maschinen- auslastung optimiert werden, indem die Anordnung und die Ausbildung der Rollen und Segmente derart gewählt wird, dass die Belastung und die Belastungsverteilung in einem vorgebbaren Bereich bleibt.
Besonders vorteilhaft kann eine Darstellung des Maschinenbetriebszustandes beispielsweise in einem Prozessschaubild insbesondere zur Diagnosehilfe und zur schnellen Bestimmung irregulärer oder vom Standard-Betriebsfall abweichender Zustände durchgeführt werden.
Dabei kann eine Verwendung von einer Ampelstatistik für die Zustand serken- nung je Lager verwendet werden, siehe hierzu Figur 6. In Figur 6 sind jeweils auf der Festseite 71 und auf der Losseite 70 Rollen bzw. Teilrollenpaare ange- ordnet, welche in Lagern gelagert sind. Den Lagern bzw. zumindest einzelnen Lagern zugeordnet ist eine Anzeige oder Ampeldarstellung 72, die den Zustand des Lagers bzw. seine Belastung darstellt. Dabei wird ein grünes Quadrat verwendet, welches signalisiert, dass die Lagerbelastung in einem günstigen akzeptablen Bereich, also o.k., ist. Weiterhin wird ein gelber Kreis verwendet, der oberhalb des grünen Quadrats angeordnet ist. Der gelbe Kreis signalisiert, dass eine starke Belastung vorliegt oder es soll eine Ankündigung eines möglichen Defektes signalisieren. Dies bedeutet daher ein „ACHTUNG"-Signal. Über dem gelben Kreis ist weiterhin ein rotes Dreieck angeordnet, welches eine Gefahr signalisiert, in dem eine Überlastung oder ein Defekt angezeigt wird. Mit angezeigten Zwischenstellungen oder Veränderungsrichtungsanzeigen ist es weiterhin möglich, auch Tendenzen beschreiben und anzeigen zu können. Erfindungsgemäß ist es daher vorteilhaft, eine Verwendung von Ampelstatistiken vorzunehmen, beispielsweise wie zuvor beschrieben, um eine Zustandser- kennung je Rolle durchzuführen, siehe hierzu Figur 7. In Figur 7 ist ein Teilsegment 80 mit Segmentrollen 81 auf der Festseite dargestellt, welche eine Bramme 82 tragen. Zur Darstellung der Lagerbelastung ist ein Anzeigemittel 83 vorgesehen, welches in der oben beschriebenen Ampelstruktur die Belastung signalisiert. Wie im linken Bildteil der Figur 7 zu erkennen ist, ist weiterhin eine ampelartige Anzeige 84 zur Darstellung der Rollenbelas- tung vorgesehen, um die Rollenbelastung sowohl auf der Losseite als auch auf der Festseite anzeigen zu können. Auch kann die Verwendung von Ampelsta- tistiken erfolgen, wie zuvor beschrieben, um dies für die Zustandserkennung bzw. Zustandssignalisierung je Teilsegment durchführen zu können. Auch kann die Verwendung von Ampelstatistiken durchgeführt werden, um sie wie zuvor beschrieben, für die Zustandserkennung je Segment zu nutzen. Auch kann die Ampelstatistik bzw. Darstellung mittels Ampelsymbolen dazu genutzt werden, um eine Zustandserkennung je Strang und/oder für die Maschine durchzuführen, siehe hierzu Figur 8.
Figur 8 zeigt eine Maschine 90, die einzelne Segmente 91 aufweist. Die Segmente 91 führen eine Bramme 92. Je Segment 91 ist eine Anzeige 93 zur Signalisierung des Betriebszustandes des jeweiligen Segments 91 vorgesehen. Neben der Signalisierung des statischen Zustandes des Betriebszustandes kann es vorteilhaft sein, wenn auch eine Richtungserkennung einer Veränderung des Betriebszustandes durchgeführt und signalisiert wird. Es kann dann schnell erfasst werden, aus welcher Richtung die erfasste Abweichung vom Idealzustand kommt bzw. in welche Richtung sich die erfasste Abweichung entwickelt. Dabei kann unterschieden werden, ob sich die Abweichung von hoch nach niedrig entwickelt, also sich verringert oder sich in umgekehrter Richtung verändert, also sich vergrößert. Dies kann eine geschätzte Zusatzinformation für die Anlagenbeurteilung darstellen. In Figur 9 ist eine solche Darstellung schematisch gezeigt. In Figur 9a ist eine statische Anzeige dargestellt, welche einen unbeanstandeten Betriebszustand (o.k.) signalisiert. In Figur 9b ist eine dynamische Anzeige dargestellt, welche einen unbeanstandeten Betriebszustand signalisiert, der aber in Richtung „Ach- tung"-Zustand wechseln wird bzw. eine Tendenz in diese Richtung aufzeigt. In Figur 9c ist eine statische Anzeige dargestellt, welche einen mittlerer Betriebs- zustand „Achtung" signalisiert. In Figur 9d ist eine dynamische Anzeige dargestellt, welche einen mittlerer Betriebszustand „Achtung" signalisiert, der aber in Richtung „Gefahr"-Zustand wechseln wird bzw. eine Tendenz in diese Richtung aufzeigt. In Figur 9e ist eine statische Anzeige dargestellt, welche einen gefährdeten Betriebszustand „Gefahr" signalisiert. In Figur 9f ist eine dynamische An- zeige dargestellt, welche einen Betriebszustand „Gefahr" signalisiert, der aber in Richtung „Achtung" wechseln wird bzw. eine Tendenz in diese Richtung aufzeigt.
Die erfindungsgemäße Anordnung sieht somit ein Automationskonzept zur Diagnose des Maschinenzustandes vor, bei welchem Teilmaschinenzustände von zumindest einem Lager und/oder von zumindest einer Rolle und/oder von zu- mindest einem Teilsegment und/oder von zumindest einem Segment oder von der gesamten Anlage bzw. Maschine überwacht wird. Durch die Lagerkraftmessungen und die somit durchgeführte Erfassung von Lagerkräften und der Überführung der Messsignale zu einem Auswertesystem, wie beispielsweise einem Mess-PC und/oder Server, kann eine statistische Auswertung der Signale vor- genommen werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein variabler Ersatz und/oder eine variable Ausrüstung der Maschine, der Segmente, der Teilsegmente und/oder der Rollen mit Messwertaufnehmern durchgeführt werden kann. Auch ist eine Erweiterung der jeweiligen Lagermessungen auf dem Segment mit geringem Montage- und Realisierungsaufwand möglich.
Besonders vorteilhaft ist die Realisierung der Signalerfassung und/oder der Signalvorverarbeitung mit auf dem Segment platzierten Messelementen oder Messsystemen, welche konventionell mit direkter Verkabelung oder mittels Da- ten-/Energiekabel angebunden werden. Auch kann eine Datenbusverbindung realisiert werden.
Neben der Erfassung der Lagerkraft der Lager kann auch eine zeitliche Veränderung der Lagerkraft detektiert oder bestimmt werden. Dabei kann eine Erfassung einer seitlichen Krafteinwirkungen, einer Gesamtkrafteinwirkung und/oder von ferrostatischer Lasten durchgeführt werden. Die ermittelten Daten können vorteilhaft in einem Speicher gespeichert werden und zur Ermittlung von Diagnosen kann auf die historischen gespeicherten Daten zurückgegriffen werden. Vorteilhaft ist dabei die Komprimierung aktueller Daten zur Speicherung und Langzeitarchivierung. Bezugszeichenliste
1 hierarchische Struktur
2 Maschine
3 Segment
4 Teilsegment
5 Rolle
6 Teilrolle
7 Lager
8 Messwertaufnehmer, Messelement, Messsystem
10 Segment
11 Bramme
12 Rolle
13 Rolle
14 Teilrolle
15 Teilrolle
16 Teilrolle
17 Teilrolle
18 Segmentoberseite
19 Segmentunterseite
20 Außenlager
21 Mittenlager
30 Segment
31 Kraftmesselement
32 Verbindung
33 Verbindung
34 Anschlusseinheit
35 Umsetzer
36 Verbindung
37 Kabeldurchführung 38 Wandung
39 Gehäuse
40 Versorgung
41 Datenbus
42 Kabelverbindung
50 Rollensatz
51 Teilrolle
52 Teilrolle
53 Teilrolle
54 Teilrolle
55 Bramme
56 Lager
57 Messwertaufnehmer
58 Datenbus
59 Messwertauswertung
60 Rechnersystem
61 Rechnersystem
70 Losseite
71 Festseite
72 Anzeige, Ampeldarstellung
80 Teilsegment
81 Segmentrollen
82 Bramme
83 Anzeigemittel
84 Anzeige
90 Maschine
91 Segment
92 Bramme
93 Anzeige

Claims

Patentansprüche
1. Anordnung zur Detektierung eines Betriebszustandes einer Strangfüh- rung, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Strangführungssegment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswerteeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebzustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumin- dest eines Lagers.
2. Anordnung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Messwertaufnehmern und der Auswerteeinheit eine Daten- oder Signalverbindung besteht, welche als Datenbus, Datenfunkverbindung oder mittels Direktverkabelung ausgebildet ist.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten mittels zumindest einer Anzeigeeinheit angezeigt werden und/oder zu Steuerungs- oder Regelungszwecken verwendet werden.
4. Verfahren zur Detektierung und Überwachung eines Betriebszustandes einer Strangführung, insbesondere einer Brammen- oder Dünnbrammenanlage, mit zumindest einem Strangführungssegment mit Rollen und/oder Teilrollen, die mittels Lagern gelagert sind, wobei zur Überwachung von
Lagerkräften und/oder der zeitlichen Änderung von Lagerkräften an zumindest einzelnen Lagern Messwertaufnehmer angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die von den Messwertaufnehmern ermittelten Daten an eine Auswer- teeinheit weitergeleitet werden zur Auswertung und/oder Signalisierung des Betriebzustandes der Anlage, zumindest eines Segments und/oder zumindest einer Rolle, und/oder zumindest einer Teilrolle und/oder zumindest eines Lagers.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Messwertaufnehmern und der Auswerteeinheit eine Daten- oder Signalverbindung besteht, welche als Datenbus, Datentfunk- verbindung oder mittels Direktverkabelung ausgebildet ist.
6. Verfahren nach einerrrder Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten mittels zumindest einer Anzeigeeinheit angezeigt werden und/oder zu Steuerungs- oder Re- gelungszwecken verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten zur Lagerüberwa- chung und/oder zur Überwachung der Rollendrehung und/oder zur Überwachung des Rollenstillstands und/oder zur Überwachung des Rollenbruchs und/oder zur Überwachung des Lagerbruchs und/oder zur Überwachung des Rollenschlupfs und/oder zur Überwachung einer Überlast herangezogen werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die gemessenen und/oder ausgewerteten Daten statistisch auswertbar sind zur Erzeugung einer Lagerstatistik, einer Symmetriestatistik zur Erkennung von ungleichmäßigen Belastungen, einer Verschleißstatistik zur Detektion eines Verschleißes und/oder einer Überwachungsstatistik zur Ermittlung einer vorbeugenden Wartung, zur Maschinenwartung, Maschinenoptimierung und/oder einer Anpassung einer Belastungsverteilung.
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