способ и устройство для регулирования ширины приемного отверстия сегментов роликовой проводки в установках непрерывной разливки

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования ширины приемного отверстия сегментов роликовой проводки в установках непрерывной разливки, в частности, для сегментов установок непрерывной разливки для отливки слябов и тонких слябов, содержащее систему управления и по меньшей мере один датчик положения и один датчик давления, отличающееся тем, что каждый сегмент снабжен по меньшей мере одним децентрализованным системным блоком, который через полевую шину или высокоскоростную шину соединен с системой управления и системой энергоснабжения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что для возможности замены сегмента провода для полевой шины или высокоскоростной шины оснащены штепсельными соединениями.

3. Устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что системные блоки выполнены в виде блоков регулирования и управления.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что системные блоки выполнены в виде интеллектуальных клемм.

5. Способ регулирования ширины приемного отверстия сегментов роликовой проводки в установке непрерывной разливки, в частности, для сегментов установок непрерывной разливки для отливки слябов и тонких слябов при помощи устройства по одному из пп.1-4, включающий обработку измерительных и регулирующих сигналов по меньшей мере в одном системном блоке непосредственно на соответствующем сегменте, а заданные значения подают от системы управления через полевую шину, например, высокоскоростную шину и систему энергоснабжения к системному блоку сегмента, фактические значения также через полевую шину возвращают в систему управления в качестве результата регулирования или состояния процесса.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что к находящимся на сегменте системным блокам подают информационные сигналы о коэффициентах жесткости, диаметре роликов, параметрах регулирования, основных настройках ширины приемного отверстия и диапазоне регулирования.

7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что децентрализованный системный блок используют для сбора и обработки измерительных данных, например данных по усилиям подшипников, данных измерения и регулирования температуры, калибровочных данных.

Приоритет по пунктам:

31.01.2002 - пп.1-4;

18.12.2001 - пп.5-7.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к устройству для регулирования ширины приемного отверстия сегментов в установках непрерывной разливки, выполненных, по меньшей мере, с одним датчиком положения и одним датчиком давления, в частности сегментов в установках непрерывной разливки для отливки слябов и тонких слябов, включающих в себя роликовую проводку с сегментами для регулирования движения заготовки с использованием измерительных и регулирующих сигналов. Изобретение относится также к применению устройства.

К уровню техники относятся регулируемые по положению и давлению сегменты (сегментные цилиндры) установок непрерывной разливки. При этом, в частности, для осуществления способов мягкого обжатия (SR) и обжатия с жидкой сердцевиной (LCR) устанавливают ширину приемного отверстия сегментов посредством гидроцилиндров и придаваемых им измерительно-регулирующих и управляющих органов.

Обычно необходимые для этого регулирующие и управляющие элементы находятся в удаленных переключающих устройствах установок непрерывной разливки.

При выходе из строя передающих органов или передающих магистралей регулирование и/или управление прекращается.

В DE 10028304 А1 раскрыты способ и устройство для децентрализованной обработки в управляющей вычислительной машине установки непрерывной разливки измеренных на кристаллизаторе посредством датчиков величин. В основе этой известной разработки лежит задача эффективно обработать измеренные электронным путем, в том числе посредством датчиков, данные разливки и за счет этого упростить также предусмотренные для этого устройства. Для этой цели измерительные и управляющие данные концентрируют в охлаждаемых модулях полевой шины непосредственно на кристаллизаторе, передают в виде шинных сигналов в линию шины и хранят и/или обрабатывают, по меньшей мере, в системе управления установки непрерывной разливки. За счет этого значительно сокращается и упрощается путь прохождения данных, и также упрощается устройство.

Другое преимущество этой разработки состоит в том, что в модулях полевой шины на кристаллизаторе хранится с возможностью вызова специфическая для кристаллизатора информация, например, о толщине медных плит, степени износа, состоянии термодатчиков и/или резистивных термодатчиков и периодичности обслуживания.

В документе WO 99/46071 раскрыт способ установки роликового сегмента в установке непрерывной разливки, содержащего входную и выходную стороны и пару роликодержателей, каждый из которых несет, по меньшей мере, два проходящих по опорной зоне ролика. Роликодержатели устанавливают по отношению друг к другу посредством установочного блока, расположенного на входной и выходной сторонах сегмента. Каждый установочный блок содержит два блока гидроцилиндров, расположенных с обеих сторон опорной зоны.

Известный из этой публикации способ установки состоит в том, что блоки гидроцилиндров выполнены с возможностью установки как с регулированием положения, так и с регулированием давления, посредством блоков гидроцилиндров ролики устанавливают с регулированием положения к направляемой роликами металлической заготовке, и блоки гидроцилиндров переключают с режима регулирования положения в режим регулирования давления, когда давление в соответствующем блоке гидроцилиндров достигает предельного значения.

Исходя из вышеназванного уровня техники в основе изобретения лежит задача размещения устройства для децентрализованного управления и регулирования с соответствующими модулями непосредственно на сегменте или непосредственно на гидроцилиндре, с тем чтобы создать, таким образом, «интеллектуальный сегмент», который даже при выходе из строя системы связи обеспечивал бы дальнейшую эксплуатацию.

Для решения этой задачи предлагается устройство для регулирования ширины приемного отверстия сегментов роликовой проводки в установках непрерывной разливки, в частности для сегментов установок непрерывной разливки для отливки слябов и тонких слябов, содержащее систему управления и по меньшей мере один датчик положения и один датчик давления, в котором каждый сегмент снабжен по меньшей мере одним децентрализованным системный блоком, который через полевую шину или высокоскоростную шину соединен с вышестоящей системой управления и системой энергоснабжения.

Помимо выполнения на сегменте системного блока посредством блоков регулирования и управления в качестве альтернативного решения предусмотрено также его выполнение на сегменте посредством так называемых интеллектуальных клемм для уменьшения затрат на кабельную разводку.

Под «интеллектуальной клеммой» понимают коммутирующие устройства ввода/вывода, которым передается часть функций центральной системы управления, например защитные свойства и возможность беспроводной коммуникации, помимо их основной функции, которая заключается в принятии и передаче цифрового или аналогового сигнала.

При применении устройства согласно изобретению предложено, что измерительные и регулирующие сигналы обрабатывают, по меньшей мере, в одном системном блоке непосредственно на соответствующем сегменте, и заданные значения подают от вышестоящей системы управления через полевую шину, например, высокоскоростную шину, и систему энергоснабжения к сегменту, а фактические значения также через полевую шину возвращают в систему управления в качестве результата регулирования или состояния процесса.

При применении изобретения далее предусмотрено, что децентрализованный системный блок помимо прямых задач по установке сегмента выполняет другие, децентрализованные, специфические для сегмента функции, такие как сбор и обработка других измерительных данных, данных по усилиям подшипников, данных измерения и регулирования температуры, калибровочных данных.

С помощью мер согласно изобретению сегмент способен даже при выходе из строя связи с системой управления самостоятельно регулировать установленные или хранящиеся в регулирующем модуле данные, например, заданного положения или установленного значения заданного усилия. Необходимый для этого аккумуляторный блок для функционирования при выходе связи из строя также находится на сегменте.

В то же время предпочтительно достигается уменьшение электрических штепсельных соединений между сегментом и системой управления, благодаря чему достигается сокращение времени замены сегмента.

Также в изобретении предлагается способ регулирования ширины приемного отверстия сегментов роликовой проводки в установках непрерывной разливки, в частности для сегментов установок непрерывной разливки для отливки слябов и тонких слябов, включающий обработку измерительных и регулирующих сигналов, согласно которому измерительные и регулирующие сигналы обрабатывают, по меньшей мере, в одном системном блоке непосредственно на соответствующем сегменте, а заданные значения подают от вышестоящей системы управления через полевую шину, например высокоскоростную шину, и систему энергоснабжения к системному блоку сегмента, фактические значения также через полевую шину возвращают в систему управления в качестве результата регулирования или состояния процесса.

Ниже с помощью чертежей на фиг.1 описан пример выполнения системы управления согласно уровню техники, а на фиг.2 - пример выполнения системы согласно изобретению.

На фиг.1 изображена известная сама по себе конструкция роликовой проводки 1, включающей в себя некоторое число сегментов 2, которые проводят выходящую из кристаллизатора заготовку 3 по мере затвердевания через зоны мягкого обжатия или обжатия с мягкой сердцевиной.

Сегменты 2 (показаны в увеличенном виде) снабжены гидравлическими установочными устройствами, которые, в свою очередь, оснащены датчиком 7 положения и преимущественно датчиком 8 давления. Речь при этом идет о регулируемых по положению и давлению сегментах 2, которые посредством гидроцилиндров и приданных измерительно-регулирующих и управляющих органов устанавливают по ширине приемного отверстия, а также по положению в соответствии с заданными значениями. Имеющаяся для этого техника регулирования и управления находится в удаленных устройствах или распределительных пунктах 4 установки непрерывной разливки.

Предусмотренное согласно изобретению выполнение роликовой проводки на фиг.2 в противоположность уровню техники заключается в том, что каждый сегмент 2 содержит автономный децентрализованный регулятор 14, который оснащен, по меньшей мере, одним самостоятельным датчиком 7 положения и датчиком 8 давления и преимущественно через шинное соединение 11 или высокоскоростную шину связан с вышестоящей системой 10 управления и системой 12 энергоснабжения. Имеющиеся для этого провода со штепсельными соединениями 13 требуют только части системы 5 проводов со штепсельными соединениями 6 в уровне техники по фиг.1. Другое важное преимущество состоит в том, что при выходе из строя передающих линий или соединительных элементов регулирование или управление из-за своего автономного расположения на сегментах не прерывается. Вместо блоков регулирования и управления на сегменте 2 могут быть предусмотрены в качестве альтернативного решения так называемые интеллектуальные клеммы.

Перечень ссылочных позиций

1 - роликовая проводка

2 - сегмент

3 - заготовка

4 - совместное регулирование

5 - провода

6 - штепсельные соединения проводов (5)

7 - датчик положения

8 - датчик давления

9 - жидкая сердцевина заготовки

10 - система управления

11 - полевая шина/высокоскоростная шина

12 - система энергоснабжения

13 - штепсельные соединения в 11/12

14 - децентрализованный регулятор