Патент на изобретение №2358829

(54) УПРАВЛЯЮЩЕЕ И/ИЛИ РЕГУЛИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМНОГО СТОЛА, УДЕРЖИВАЮЩЕГО КРИСТАЛЛИЗАТОР УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ, В ЧАСТНОСТИ ЖИДКОЙ СТАЛИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к непрерывной разливке металла. Управляющее и/или регулировочное устройство подъемного стола кристаллизатора (5) содержит колебательный привод, создающий возвратно-поступательные движения подъемного стола и кристаллизатора, и регулятор координат подъемного стола. Регулятор координат подъемного стола соединен с полевым измерительным прибором электрическими соединениями, выполненными в ближней области от подъемного стола, и с системой управления с программируемым запоминающим устройством, расположенной в управляющем и/или регулировочном стенде, находящемся в удаленной области от подъемного стола. Обеспечивается уменьшение затрат на кабельные соединения. 6 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение касается управляющего и/или регулировочного устройства для подъемного стола, удерживающего кристаллизатор установки непрерывной разливки жидких металлов, в частности жидкой стали, с колебательным приводом, который приводит подъемный стол и кристаллизатор в колебательное движения вверх-вниз, за счет нескольких стационарных и шарнирно соединенных на подъемном столе цилиндро-поршневых блоков, причем на гидроцилиндрах установлены полевые измерительные приборы, предусмотрен блок клапанов с регулирующим клапаном и несколькими датчиками давления и в гидроцилиндр встроен позиционный датчик, причем сигналы полевых измерительных приборов проводятся через электрические соединения на управляющий и/или регулировочный стенд и назад в соответствующие исполнительные элементы.

Колебательный привод кристаллизатора установки непрерывной разливки на подъемном столе известен, например, из документа DE-A1-19845357. При этом измеряются силы колебания для первоначальной установки амплитуды и частоты. Размещенные по четырем углам независимые гидроцилиндры двойного действия охватываются измерительной техникой, и результаты измерения используются для диагностики состояния разливочной установки и/или процесса литья. Учитывая необходимые командные и сигнальные шины, идущие к вычислительному блоку в управляющем стенде, получается значительное количество сигнальных шин, в том числе для полевых измерительных приборов (блок клапанов, регулирующие клапаны, датчики давления и позиционные датчики), для которых сигнальные шины должны проводиться к управляющему стенду и назад. Поэтому лежащая в основе решения централизованная обработка результатов измерения является недостатком таких устройств управления и регулировки.

В основе изобретения лежит задача предложить управление и регулировку децентрализованного типа, при которой, учитывая большие расстояния к управляющему стенду и несмотря на высокое количество сигнальных шин, требуются меньшие затраты на кабельные соединения.

Поставленная задача в указанном управляющем и/или регулировочном устройстве решается, согласно изобретению, посредством того, что электрические соединения в ближней от подъемного стола области выполнены как кабельный пакет, ведущий соответственно на регулятор координат подъемного стола, который через полевую шину связан с удаленно расположенной на управляющем и/или регулировочном стенде аппаратурой управления с программируемым запоминающим устройством. Вследствие этого значительно уменьшаются затраты на кабельное соединение за счет короткой дистанции между полевыми измерительными приборами и этим регулятором координат. Прикладное программное обеспечение в регулятор координат может стандартизироваться. Обмен данными между программируемой аппаратурой управления и регулятором координат некритичен по времени и надежен.

Регуляторы координат имеют особое значение. Регуляторы координат базируются на специальных микропроцессорных схемах, которые используются для управления сервоприводами. Стандартное программное обеспечение для управления движением включает управление в реальном времени для установки координат. Система управления движением содержит, в частности, места подключения для машинных или шаговых позиционных преобразователей, цифровые или аналоговые входы или выходы, полевую шину и сеть, например, на базе Ethernet.

Использованная для эксплуатации регулятора координат система управления движением содержит дистанционное управление и устройство отображения данных (дисплей). Прикладное программное обеспечение является стандартным и хранится в памяти. Система управления движением может управлять несколькими осями (гидравлическими цилиндро-поршневыми блоками). При помощи графического интерфейса система управления движением настраивается по параметрам к типу осей и типу обратной связи. Программирование не требуется. Через контакты проводов полевой шины система управления движением получает необходимые параметры и реализует начальное движение и передает их далее, на вышестоящую систему, с указателем позиции и индикатором состояния. Дальнейшие преимущества достигаются вследствие того, что перенос данных между системой управления с программируемым запоминающим устройством и соответствующим регулятором координат некритичен по времени и надежен. Модули прикладного программного обеспечения могут стандартизироваться. Могут снижаться материальные затраты и затраты времени на установку и кабельные соединения. Подверженность электрическим повреждениям сокращается. Также сокращаются затраты на обслуживание. Снижаются времена для монтажа и приведения в действие.

Один вариант выполнения предусматривает, что полевые измерительные приборы могут разъединяться или снова соединяться с подъемным столом посредством разъемного соединения. Вследствие этого может выгодно происходить быстрый демонтаж или повторная сборка кристаллизатора установки непрерывной разливки.

Следующее улучшение предусматривает, что подъемные модули выполнены соответственно с двумя позиционными датчиками и двумя регулирующими клапанами, и с четырьмя датчиками давления. Вследствие этого управляющим и/или регулировочным устройством должны обрабатываться только два дополнительных сигнала с малой степенью интеграции и 6 аналоговых сигналов, а также некоторые немногие цифровые сигналы.

Регуляторы координат обладают особым значением. Согласно следующим вариантам предусмотрено, чтобы регуляторы координат были расположены в пределах защитной коробки с соединительными клеммами.

При этом выгодно, что регуляторы координат пригодны для преобразования сигнала в гидравлическом контуре подъемного стола, кристаллизатора установки непрерывной разливки и гидравлического цилиндро-поршневого блока – для регистрации, переноса, обработки и выдачи сигналов.

При этом следующие преимущества достигаются вследствие того, что регулятор координат соединяется с кабелем электроснабжения, с кабелем питания для модуля полевой шины и с кабелем передачи данных модуля полевой шины.

Далее признаки изобретения предусматривают, что регулятор координат эксплуатируется со стандартным программным обеспечением в сети и в аппаратуре управления движением для установки координат гидроцилиндров с точками подключения для датчика абсолютного положения или датчика пошагового положения, цифровых или аналоговых входов или выходов, координатной шины.

Пример выполнения изобретения представлен на чертежах и разъясняется ниже более подробно.

Чертежи показывают:

Фиг.1 – вид сбоку установки для непрерывной разливки с фундаментом цеха,

Фиг.2 – вертикальный разрез подъемного стола с кристаллизатором установки непрерывной разливки и

Фиг.3 – упрощенное представление блок-схемы подъемного стола, снабженного несколькими гидравлическими цилиндро-поршневыми блоками.

Разливочная машина 1 на фиг.1 предназначена для жидкой стали 3, поступающей из разливочного ковша 2 через промежуточный ковш 4 в кристаллизатор 5, где охлаждается до образования корочки в области краев кромки непрерывно-литой заготовки, затем проходит через паровую камеру 6 и в затвердевающем состоянии проводится и перемещается посредством пар 7 опорных валков. Пары 7 опорных валков образуют сегменты 8 опорных валков. Внутри частично еще жидкая, а снаружи затвердевшая непрерывнолитая заготовка 9 охлаждается дальше и во время охлаждения и соответственно затвердевания выгибается в горизонтальное направление, то есть выпрямляется.

Кристаллизатор 5 на фиг.2 шарнирно установлен на подъемном столе 10 разливочной машины 1. Подъемный стол 10 снабжен колебательным приводом 11, по меньшей мере, из двух, в примере выполнения из четырех цилиндро-поршневых 12 блоков с парами листовых пружин 13. Цилиндро-поршневые блоки 12 связаны с подъемным столом 10, соответственно, в примере выполнения шарнирно соединены гидроцилиндром 12а с верхними поперечными полками 14 и головкой 12b поршня через дополнительную нижнюю поперечную полку 14. Верхние поперечные полки 14 образуют с U-образной несущей рамой 15 жесткий конструктивный узел с U-образными полками 15а.

Как показано на фиг.3, предусмотрены полевые измерительные приборы 16, которые состоят из клапанного блока 17 с регулирующим клапаном 18 и датчиком давления 19 и из встроенного в гидроцилиндр 12а позиционного датчика 20.

Электрические соединения 21 для полевых, измерительных приборов 16 состоят из проводящих сигналы полевых шин 22, причем сигналы полевых измерительных приборов 16 проводятся в кабельных пакетах 23, снабженных разъемными соединениями 24, к управляющему и/или регулировочному стенду 25 на фиг.1 и после обработки сигналов проводятся обратно в соответствующие исполнительные элементы, например, в клапанный стенд 26.

Другие сигнальные шины 27 сегментов 8 опорных валков и/или кристаллизатора 5 непрерывного литья подключены через соединительную коробку 28 к управляющему и/или регулировочному стенду 25. Управляющий и/или регулировочный стенд 25 расположен в защищенной, но доступной области 29 цеха.

Электрические соединения 21 в ближней области 30 подъемного стола 10 в кабельных пакетах 23 соответственно присоединяются к регулятору 31 координат подъемного стола, который через полевую шину обменивается сигналами с предусмотренной в управляющем и/или регулировочном стенде 25 системой 32 управления с программируемым запоминающим устройством (фиг.3).

Полевые измерительные приборы 16 связаны с подъемным столом 10 соответственно через разъемное соединение 24 по фиг.3 и легко могут разделяться, отключаться или связываться снова.

Согласно фиг.3, для каждого отдельного гидроцилиндра 12а предусмотрены подъемные модули 33 соответственно с двумя позиционными датчиками 20 и двумя регулировочными клапанами 18, и с двумя датчиками 19 давления.

Регуляторы 31 координат расположены в пределах защитной соединительной коробки 34, которая может охлаждаться воздухом или водой.

Принципиально, регуляторы 31 координат служат для децентрализованного преобразования сигналов в гидравлическом контуре подъемного стола 10 с кристаллизатором 5 и гидравлическими цилиндро-поршневыми блоками 12, причем сигналы регистрируются, переносятся в систему 32 управления с программируемым запоминающим устройством, обрабатываются, и исправленные сигналы снова переносятся назад к соответствующему исполнительному устройству.

Перечень основных обозначений

Формула изобретения

1. Управляющее и/или регулировочное устройство для подъемного стола (10) кристаллизатора (5) машины (1) непрерывной разливки жидкого металла, содержащее колебательный привод (11), выполненный с возможностью создания возвратно-поступательных движений подъемного стола (10) и кристаллизатора (5) посредством стационарных цилиндро-поршневых блоков (12), шарнирно соединенных с подъемным столом (10), причем гидроцилиндр (12а) цилиндро-поршневого блока (12) снабжен полевым измерительным прибором (16), включающим блок (17) клапанов с регулировочным клапаном (18), датчиком (19) давления и позиционным датчиком (20), встроенным в гидроцилиндр (12а), выполненным с возможностью передачи сигналов через электрические соединения (21) к управляющему и/или регулировочному стенду (25), выполненному с возможностью передачи обратных сигналов к соответствующим исполнительным элементам, отличающееся тем, что оно снабжено регулятором (31) координат подъемного стола (10), соединенным с полевым измерительным прибором (16) электрическими соединениями (21), которые выполнены в ближней области (30) от подъемного стола (10) в виде кабельных пакетов (23), и с системой (32) управления с программируемым запоминающим устройством, расположенной в управляющем и/или регулировочном стенде (25), находящемся в удаленной области от подъемного стола (10), посредством полевой шины (22).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено разъемным соединением (24), выполненным с возможностью разъединения и соединения полевых измерительных приборов (16) с подъемным столом (10).

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено подъемными модулями (33), выполненными каждый с двумя позиционными датчиками (20), двумя регулировочными клапанами (18) и четырьмя датчиками (19) давления.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено защитной соединительной коробкой (28), выполненной с возможностью размещения в ней регуляторов (31) координат подъемного стола.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что регуляторы (31) координат подъемного стола (10) предназначены для преобразования сигнала в гидравлическом контуре подъемного стола (10) кристаллизатора (5) машины (1) непрерывной разливки и гидравлического цилиндро-поршневого блока (12), в том числе для регистрации, переноса, обработки и выдачи сигналов.

6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что регулятор (31) координат подъемного стола (10) соединен с кабелем электроснабжения, с кабелем питания модуля полевой шины и с кабелем передачи данных модуля полевой шины.

7. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что регулятор (31) координат подъемного стола (10) со стандартным программным обеспечением выполнен с возможностью эксплуатации в сети, в системе управления движением для установки координат гидроцилиндров (12а) и с точками подключения датчика абсолютного положения или датчика пошагового положения, цифровых или аналоговых входов или выходов полевой шины (22) и сети.

РИСУНКИ