冷却过程的控制制造技术

本发明专利技术涉及一种用于控制利用冷却剂对材料(4)进行的冷却过程的方法，其中，通过至少一个执行机构(6)控制冷却剂向材料(4)的输送(13)，执行机构能够调节到两个或多个不同的位置(k)，其中执行机构(6)配属有执行机构特征曲线族(11k)，其给出了冷却剂流量(w)、冷却剂压力(p)和执行机构(6)的位置(k)之间的关系，并且其中调节冷却剂流量(wi)，为此测定在冷却剂流动方向上看位于至少一个执行机构(6)上游的冷却剂压力(pi)，由执行机构特征曲线族(11k)测定与所测定的压力值(pi)和额定冷却剂流量相对应的位置(ki)，并且使执行机构(6)调节到所测定的位置(ki)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】冷却过程的控制
本专利技术涉及一种用于控制利用冷却剂对材料进行的冷却过程的方法、一种用于实施该方法的计算机程序产品、一种用于控制利用冷却剂对材料进行的冷却过程的控制装置、和一种轧机设备的冷却段，其包括所述控制装置。
技术介绍
为了冷却金属带，特别是钢带，公知的是，将大量的水作为冷却剂施加到金属带上。在冷却段中，必须如下地调节冷却剂流量并且从而必须如下地调节冷却强度，使得以高精密性确定了待冷却的材料的所期望结构。 DD 213 853 Al描述了一种用于调节在水冷路径中的水输送的调节装置，其为了冷却轧件而运行。调节装置包括流量计和输送导管中的通向冷却喷嘴的调节阀，冷却喷嘴与EDV设备的调节机构处于连接状态，其中根据轧件的类型执行多个所储存的冷却调节程序中的一个(EDV =电子数据处理)。 DE 101 37 596 Al描述了一种用于冷却工件、特别是钢制的轧制品的方法。通过调节压力调节阀调节了冷却水的压力。在此连续地监控，是否存在所测量的实际压力值与额定压力值的不允许的偏差，并且在可能的情况下执行压力值调节。 这种压力调节回路持续地受到在冷却段的阀门处的额定水量的变化的干扰。因此对于调节回路而言，调节路径的性能不断地发生变化。反之，所有的流量调节回路都受到压力波动的干扰。因此，冷却段的这种调节是较慢的。这种缺点在强效冷却时显露出特别的干扰性，即在水压大于Ibar时的高水需求量的情况下。这种高水压不能仅利用高水箱来提供，从而强效冷却系统的运行不再能脱离于供水设施的水泵。
技术实现思路
本专利技术的目的是，提供材料的利用冷却剂的更好冷却。 该目的通过一种用于控制利用冷却剂对材料进行的冷却过程的方法来实现，其中通过至少一个执行机构控制冷却剂向材料的输送，执行机构能够调节到两个或多个不同的位置，其中该执行机构配属有执行机构特征曲线族，其给出了冷却剂流量、冷却剂压力和执行机构位置之间的关系，其中至少一个冷却剂泵配属有泵特征曲线族，该冷却剂泵在冷却剂的流动方向上看布置在至少一个执行机构的上游，泵特征曲线族给出了泵的转速、冷却剂的压差和冷却剂流量之间的关系，该压差产生于泵的输入侧处的抽吸压和泵的输出侧处的输出压之间，并且其中调节冷却剂流量，为此测定压差、由泵特征曲线族测定与所测定的压差和额定冷却剂流量相对应的转速、使泵调节到所测定的转速上、测定在冷却剂的流动方向上看在至少一个执行机构上游的冷却剂的压力、由执行机构特征曲线族中测定与所测定的压力值和额定冷却剂流量相对应的位置、并且使执行机构调节到所测定的位置。该任务还进一步通过一种用于控制利用冷却剂对材料进行的冷却过程的计算机程序产品来实现，其中通过至少一个执行机构控制冷却剂向材料的输送，该执行机构能够调节到两个或多个不同的位置上，其中该执行机构配属有执行机构特征曲线族，其给出了冷却剂流量、冷却剂压力和执行机构位置之间的关系，其中至少一个冷却剂泵配属有泵特征曲线族，冷却剂泵在冷却剂的流动方向上看布置在至少一个执行机构的上游，该泵特征曲线族给出了泵的转速、冷却剂的压差、和冷却剂流量之间的关系，所述压差产生于泵的输入侧处的抽吸压和泵的输出侧处的输出压之间，并且其中，当通过计算单元执行该计算机程序产品时，该计算机程序产品实施以下方法步骤:由泵特征曲线族测定与冷却剂在泵的输入侧和输出侧之间的压差和额定冷却剂流量相对应的泵的转速；由执行机构特征曲线族测定与在冷却剂的流动方向上看在至少一个执行机构上游测定的冷却剂压力值和额定冷却剂流量相对应的位置；产生信号，该信号在配属于执行机构的调节单元处触发了使执行机构到所测定的位置上的调节；并且产生信号，其在至少一个冷却剂泵处触发了到所测定的转速的调节。此夕卜，该目的还通过一种用于控制利用冷却剂对材料进行的冷却过程的控制装置来实现，其包括至少一个存储单元，存储单元设计用于存储执行机构特征曲线族并且用于存储泵特征曲线族，执行机构特征曲线族给出了冷却剂流量、冷却剂压力和用于控制冷却剂向材料的输送的、至少一个对应于该执行机构特征曲线族的执行机构的位置之间的关系，泵特征曲线族给出了泵转速、冷却剂的压差和冷却剂流量之间的关系，所述压差产生于泵的输入侧处的抽吸压和泵的输出侧处的输出压之间；控制装置包括处理器单元，处理器单元设计用于由所存储的执行机构特征曲线族测定至少一个执行机构的与所测定的冷却剂压力值和额定冷却剂流量相对应的位置，并且由所存储的泵特征曲线族测定与所测定的冷却剂在泵的输入侧和输出侧之间的压差和额定冷却剂流量相对应的转速；并且控制装置包括信号单元，信号单元设计用于使得用于使至少一个执行机构调节到所测定的位置的信号发送到调节单元处，并且使得用于使至少一个冷却剂泵调节到所测定的转速的信号发送到转速调节器处。 常见的冷却剂是水，其特别地用于冷却材料如金属。涉及到冷却剂时，在本专利技术的说明书中同义的使用概念“流量”和“流”;其描述了每时间单位内穿流过给定的横截面积的冷却剂量。在此，冷却能够以水射流冷却形式进行，通常也称为层流冷却。水射流冷却是一种利用一股或多股水射流的材料冷却。强效冷却可以视为层流冷却的特殊情况。对于本说明书意义内的强效冷却而言，其特征是在水压大于Ibar的情况下的高的水需求量。仅从高水箱中不能满足强效冷却的水需求，从而强效冷却的运行-在使用水作为冷却剂的情况下-与供水设施的水泵相关。在此，强效冷却的阀门优选是能连续调节的，即能连续地改变水量，以便能够准确地定量冷却效率。 根据本专利技术，没有构建流量调节回路，而是直接操控冷却剂流程的执行机构。此外也不构建用于要输送给冷却系统的冷却剂量的压力调节回路。在此，本专利技术基于以下认知，即，对于所需的冷却剂流量的、例如冷却机列中冷却水流的高调节速度仅通过控制来实现，相反地，对此的传统调节过于缓慢并且极易受到干扰，尤其是在强效冷却的条件下。 在此，优选地如下进行:例如是调节活门或阀门形式的每个执行机构都配属有第一执行机构特征曲线族k = f (w, P),特征曲线族将输入变量冷却剂流量w和冷却剂压力P映射到执行机构位置k上，并且能够由额定冷却剂流量w直接测定相应的执行机构位置k。该特征曲线族或者是预先已知的，或者至少一次性地通过执行机构的“容积测量(Auslitern) ”来测定。“容积测量”理解为穿过执行机构的流量作为阀门位置和冷却剂压力的函数的实验测定。为了校准执行机构特征曲线族f (W，P)，能够实行流量测量。 替代地，能够存放第二执行机构特征曲线族w = g(k，P)，其将输入变量执行机构位置k和冷却剂压力P映射到冷却剂流量w上。还可行的是，替代地存放第三执行机构特征曲线族P = h (k，w)，其将输入变量执行机构位置k和冷却剂流量w映射到冷却剂压力P上。 过程计算机通过使用相对应的特征曲线族如下地操控执行机构，使得所要求的冷却剂流量穿流过每个执行机构。为此检测实际压力P，将该实际压力插入到每个执行机构的特征曲线族中，并且使每个额定冷却剂流量W映射到相应的额定执行机构位置k上。替代地，将额定压力代替实际压力插入到特征曲线族中。 测试结果显示，设计为调节活门的执行机构能够在2s内从其0%的打开度移动到其100%的打开度，并且能够在Is内从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于控制利用冷却剂对材料(4)进行的冷却过程的方法，其中，通过至少一个执行机构(6)控制所述冷却剂向所述材料(4)的输送(13)，所述执行机构能够调节到两个或多个不同的位置(k)，其中所述执行机构(6)配属有执行机构特征曲线族(11k，11w)，所述执行机构特征曲线族给出了冷却剂流量(w)、所述冷却剂的压力(p)和所述执行机构(6)的位置(k)之间的关系，其中至少一个在所述冷却剂的流动方向上看布置在至少一个所述执行机构(6)上游的冷却剂泵(20)配属有泵特征曲线族(12n，12w)，所述泵特征曲线族给出了在所述泵(20)的转速(n)、所述冷却剂的压差(△p)和冷却剂流量(w)之间的关系，所述压差在所述泵(20)的输入侧(20e)处的抽吸压(psaug)和所述泵(20)的输出侧(20a)处的输出压(p)之间获得；并且其中调节冷却剂流量(wi)，为此测定所述压差(△p)，由所述泵特征曲线族(11n)来测定与所测定的所述压差(△p)和额定冷却剂流量(wi，soll)相对应的所述转速(ni)，所述泵(20)调节到所测定的所述转速(ni)上，测定在所述冷却剂的流动方向上看在至少一个所述执行机构(6)上游的所述冷却剂的所述压力(pi)，由所述执行机构特征曲线族(11w)测定与所测定的压力值(pi)和所述额定冷却剂流量(wi，soll)相对应的所述位置(ki)，并且使所述执行机构(6)调节到所测定的所述位置(ki)。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.28 EP 12161804.51.一种用于控制利用冷却剂对材料(4)进行的冷却过程的方法， 其中，通过至少一个执行机构(6)控制所述冷却剂向所述材料(4)的输送(13)，所述执行机构能够调节到两个或多个不同的位置(k)，其中所述执行机构(6)配属有执行机构特征曲线族(11k，Ilw)，所述执行机构特征曲线族给出了冷却剂流量(W)、所述冷却剂的压力(P)和所述执行机构(6)的位置(k)之间的关系， 其中至少一个在所述冷却剂的流动方向上看布置在至少一个所述执行机构(6)上游的冷却剂泵(20)配属有泵特征曲线族(12n，12w)，所述泵特征曲线族给出了在所述泵(20)的转速(η)、所述冷却剂的压差(Λρ)和冷却剂流量(w)之间的关系，所述压差在所述泵(20)的输入侧(20e)处的抽吸压(Psaug)和所述泵(20)的输出侧(20a)处的输出压(p)之间获得；并且 其中调节冷却剂流量(Wi)，为此测定所述压差(Λρ)，由所述泵特征曲线族(Iln)来测定与所测定的所述压差(Λρ)和额定冷却剂流量(WiJ11)相对应的所述转速(rO，所述泵(20)调节到所测定的所述转速(Iii)上，测定在所述冷却剂的流动方向上看在至少一个所述执行机构(6)上游的所述冷却剂的所述压力(Pi),由所述执行机构特征曲线族(Ilw)测定与所测定的压力值(Pi)和所述额定冷却剂流量(WiJ11)相对应的所述位置CO，并且使所述执行机构(6)调节到所测定的所述位置CO。2.根据权利要求1所述的方法， 其中，至少一个能够无级地调节到两个或多个不同的所述位置(k)的所述执行机构(6)连续地调节到所测定的所述位置CO。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其中，至少一个所述执行机构(6)的所述位置CO和用于运行至少一个所述冷却剂泵(20)的所述转速(Iii)在一个步骤中作为整体的额定值组来测定，其中，在至少一个所述执行机构(6)上游的所述冷却剂的所述压力(Pi)与所述泵(20)的所述输出侧(20e)处的所述输出压(P)相等。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其中，测量或估算所述泵(20)的所述输入侧(20e)处的抽吸压(Psaug)。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其中，调整所述执行机构特征曲线族(11k)，为此测定、特别是测量所述冷却剂的所述压力(Pi),测定、特别是测量所述冷却剂的所述冷却剂流量(Wi),由所述执行机构特征曲线族(Ilk)测定所述执行机构￠)的与所测定的值(Wi, Pi)相对应的所述位置，由所述执行机构特征曲线族(Ilk)测定的所述执行机构(6)的所述位置与所述执行机构(6)的测量的位置相比较，并且，改变所述执行机构特征曲线族(IIk)，使得由所述执行机构特征曲线族(Ilk)测定的所述执行机构￠)的所述位置与所述执行机构￠)的所述测量的位置一致。6.根据权利要求5所述的方法， 其中，所述执行机构特征曲线族(Ilk)以k = f(w,p)形式给出，其中，w代表所述冷却剂流量，P代表所述冷却剂的所述压力并且k代表所述执行机构的所述位置，为了调整所述执行机构特征曲线族(11k)，所述执行机构特征曲线族借助基函数& (W，P)表示为f(w，p)=Σ jajfj(w,p)的形式,其中，选择适合于相应所配属的所述基函数fj(w,p)的放大因数a」。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法， 其中，调整所述泵特征曲线族(12η)，为此测定所述压差(Λρ)和所述冷却剂的流量(Wi)，由所述泵特征曲线族(12η)测定与所测定的值(ApiWi)相对应的泵转速(η)，由所述泵特征曲线族(12η)所测定的所述泵转速与测量的泵转速相比较，并且改变所述泵特征曲线族(12η)，使得由所述泵特征曲线族(12η)测定的所述泵转速与所述测量的泵转速一致。8.根据权利要求7所述的方法， 其中，所述泵特征曲线族(12η)以n = q(w, p-psaug)的形式给出，其中，η代表所述泵转速，P代表所述泵(20)的所述输出侧(20a)上的所述输出压，Psaug代表所述泵(20)的所述输入侧(20e)上的所述抽吸压，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：克劳斯·魏因齐尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE