УПРАВЛЯЮЩЕЕ И/ИЛИ РЕГУЛИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДЪЕМНОГО СТОЛА, УДЕРЖИВАЮЩЕГО КРИСТАЛЛИЗАТОР УСТАНОВКИ НЕПРЕРЫВНОЙ РАЗЛИВКИ ЖИДКИХ МЕТАЛЛОВ, В ЧАСТНОСТИ ЖИДКОЙ СТАЛИ Российский патент 2009 года по МПК B22D11/53 

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

1 разливочная машина 2 разливочный ковш 3 жидкая сталь 4 промежуточный ковш 5 кристаллизатор 6 паровая камера 7 пара опорных валков 8 сегмент опорных валков 9 непрерывнолитая заготовка 10 подъемный стол 11 колебательный привод 12 цилиндро-поршневой блок 12а гидроцилиндр 12b поршневая головка 13 пара листовых пружин 14 поперечная полка 15 U-образная несущая рама 15а U-образная полка 16 полевой измерительный прибор 17 блок клапанов 18 регулировочный клапан 19 датчик давления 20 позиционный датчик 21 электрическое соединение 22 полевая шина 23 кабельный пакет 24 разъемные соединения 25 управляющий и/или регулировочный стенд 26 стенд клапанов 27 сигнальная шина 28 соединительная коробка 29 фундамент цеха 30 ближняя область 31 регулятор координат подъемного стола 32 система управления с программируемым запоминающим устройством 33 подъемный модуль

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.

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.