用于连铸结晶器的浇铸液位的控制方法技术

本发明专利技术涉及液态金属（3）向连铸结晶器（1）中的流入量借助于闭塞装置（4）调节。部分凝固的金属连铸坯（7）借助于拉锭装置（8）从连铸结晶器（1）中拉出。将浇铸液位（9）的测得的实际值（hG）输入浇铸液位控制器（18），其根据实际值（hG）和对应的额定值（hG*）得出用于闭塞装置（4）的额定位置（p*）。将测得的实际值（hG）和闭塞装置（4）的额定位置（p）输入干扰量补偿器（20）。在干扰量补偿器（20）内得出用于浇铸液位（9）的期望值（hE）并将其从浇铸液位（9）的测得的实际值（hG）中减去。在干扰量补偿器（20）内将偏差（e）输入偏差控制器（23），其由此得出控制器输出信号（e’）。控制器输出信号（e’）与叠加因子（k）相乘。将与叠加因子（k）相乘后的控制器输出信号（e’）作为干扰量补偿值（z）叠加到额定位置（p*）上。此外，将从实际位置（p）推导出的流入信号（Z）叠加到控制器输出信号（e’）上。在干扰量补偿器（20）内将叠加结果输入积分器（21），其输出信号（hE）对应于用于浇铸液位（9）的期望值（hE）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种，-其中，液态金属向连铸结晶器中的流入量借助于闭塞装置调节并且部分凝固的金属连铸坯借助于拉锭装置从连铸结晶器中拉出，-其中，将浇铸液位的测得的实际值输入浇铸液位控制器，浇铸液位控制器根据实际值和对应的额定值得出用于闭塞装置的额定位置并输入闭塞装置，-其中，将测得的实际值和闭塞装置的实际位置输入干扰量补偿器，-其中，在干扰量补偿器内得出用于浇铸液位的期望值并将期望值从浇铸液位的测得的实际值中减去。
技术介绍
这种控制方法例如是由US 5,921,313 A已知的。在已知的控制方法中存在有补偿鼓肚振动(Bulgingschwingungen)的振动补偿器。此外本专利技术涉及一种计算机程序产品，它包括机器代码，机器代码能被用于连铸设备的控制装置直接执行并且机器代码通过控制装置的执行使得控制装置按照这样的控制方法来控制连铸设备的连铸结晶器的浇铸液位。本专利技术还涉及一种用于连铸设备的控制装置，该控制装置这样设计，即控制装置在运行中实施这种控制方法。最后本专利技术涉及一种连铸设备，其由这种控制装置控制。此外，连铸结晶器中的浇铸液位会由于突然的干扰以意外的方式被影响。这种意外干扰的例子有所谓的“堵塞(Clogging)”与“疏通(Unclogging)”，意即氧化铝在结晶器的流入管内突然烧结或中断。同样地，浇铸液位会由于金属连铸坯的急速拉锭以意外的方式被影响。浇铸液位的各种干扰意味着连铸坯的质量损失。因此浇铸液位的波动应该尽可能地保持在低水平。 在现有技术中，浇铸液位控制器通常情况下设计成PI (比例积分)-控制器或PID(比例积分微分)_控制器，其额外具有多个用于对抗特定干扰的附加功能。此类附加功能的一个例子是上面提到的对鼓肚振动的补偿。在现有技术中需要浇铸液位控制器的积分部分来找到并保持用于闭塞装置的稳定的额定位置。在发生突然的流入干扰或拉出干扰时，浇铸液位控制器必须快速反应。特别是浇铸液位控制器的积分部分必须迅速调到新的用于闭塞装置的新的额定位置。再调时间短的积分部分虽然会很快反应，但为此会过冲。再调时间大的积分部分虽然不会过冲，但对此会反应过慢。在两种情况下，浇铸液位都不能以期望的程度重新快速并仍然可靠地衰减地返回到其额定值
技术实现思路
本专利技术的目的在于，实现能达到更准确的控制的可能性。该目的通过一种具有权利要求I的特征的控制方法实现。根据本专利技术的控制方法的有利的设计方案是从属权利要求2至9的内容。根据本专利技术提出，这样设计开头所述类型的控制方法-在干扰量补偿器内将偏差输入偏差控制器，偏差控制器由此得出控制器输出信号， -控制器输出信号一方面与叠加因子(Aufschaltfaktor)相乘并且将与叠加因子相乘后的控制器输出信号作为干扰量补偿值叠加到额定位置上，-另一方面将从实际位置推导出的流入信号叠加到控制器输出信号上并且在干扰量补偿器内将叠加结果输入积分器，积分器的输出信号对应于用于浇铸液位的期望值。在本专利技术的一个优选的设计方案中提出，将用于浇铸液位的期望值未延迟地从浇铸液位的测得的实际值中减去。通过这种方法能够实现对于浇铸液位干扰的快速反应。优选地提出，叠加因子在控制方法开始时具有初始值并且在实施控制方法期间不断被提高到终值。通过这种方法特别有可能无干扰地接入干扰量补偿器。当叠加因子的初始值是零并且叠加因子的终值是一时，这种方法尤其适用。通常情况下,烧铸液位控制器设计为带有积分特性(Integralverhalten)的控制器，例如设计为PI (比例积分)_控制器或者是PID (比例积分微分)_控制器。基于它的积分特性，浇铸液位控制器具有再调时间。再调时间反映浇铸液位控制器对干扰产生反应的速度的特征。特别地，浇铸液位控制器在再调时间短的情况下对干扰快速做出反应，但容易过冲。反过来在再调时间大的情况下浇铸液位控制器虽然稳定地对浇铸液位干扰产生反应，但为此反应要慢些。在本专利技术的一个优选的设计方案中提出，浇铸液位控制器的再调时间在叠加因子增大期间和/或之后从初始值被提高到终值。不言自明地，再调时间的初始值和终值相对于叠加因子的初始值和终值是不同的值。再调时间的终值可能是有限的。在这种情况下，浇铸液位控制器的积分部分在各个操作状况下被保留。然而同样地，再调时间的终值可能是无限的。这点对应于浇铸液位控制器的积分部分的完全切断。当浇铸液位控制器被设计成例如是PI (比例积分)_控制器时，它在再调时间无限时仅还作为P (比例)-控制器工作。同样地，例如PID (比例积分微分)-控制器可以通过提高再调时间到无限值被简化为ro (比例微分)-控制器。偏差控制器(至少)设计为比例控制器。因此它具有比例放大。在本专利技术的一个优选的设计方案中，比例放大在叠加因子增大期间和/或之后从初始值被提高到终值。其中，比例放大的初始值和终值相对于叠加因子的初始值和终值是不同的值。偏差控制器的比例放大的提高及浇铸液位控制器的再调时间的增大相互之间无关。因此，只提高一个值并保持另一个值恒定或者将两个值都提高是可能的。即使在两个值都增大的情况下，提高过程也可以在相对彼此不同的时间窗口中进行。偏差控制器的比例放大的初始值可以根据需要决定。该初始值优选地等于浇铸液位控制器的比例放大。偏差控制器可以设计为例如PI (比例积分)-控制器或更加复杂的控制器。但是优选地，偏差控制器设计为单纯的P (比例)-控制器。此外，本专利技术的目的通过一种开头所述类型的计算机程序产品实现，其中，计算机程序产品的执行使得控制装置按照根据本专利技术的控制方法控制连铸结晶器的浇铸液位。计算机程序产品例如能以机器可读的形式存储在数据载体上。数据载体特别可能是控制装置的组成部分。该目的还可以通过一种用于连铸设备的控制装置实现，该控制装置这样设计，即控制装置在运行中实施根据本专利技术的控制方法。最后，该目的通过一种连铸设备实现，其由根据本专利技术的控制装置控制。附图说明其它优点和细节由以下结合示意图对实施例进行的描述给出。原理图中示出了 图I示意性地示出连铸设备， 图2示出控制布置的控制技术方面的框图，图3示意性地示出干扰量补偿器的内部结构，以及图4和5示出时间图。具体实施例方式根据图1，连铸设备具有连铸结晶器I。液态金属3、例如是钢或铝通过浸入管2被注入到连铸结晶器I中。液态金属3向连铸结晶器I中的流入量借助于闭塞装置4调节。图I中展示了将闭塞装置4做成塞头的设计。在这种情况下，闭塞装置4的位置对应于塞头的提升位置。可替换地，闭塞装置4也可设计成滑块。在这种情况下闭塞位置与滑块位置对应。位于连铸结晶器I中的液态金属3借助于冷却装置被冷却，因此形成连铸坯壳5。然而金属连铸坯7的坯心6仍是液态。其稍后才凝固。冷却装置没有在图I中一起被示出。部分凝固的金属连铸坯7 (凝固的连铸坯壳5，液态的坯心6)借助于拉锭装置8从连铸结晶器I中被拉出。连铸结晶器I中的液态金属3的浇铸液位9应该尽可能保持恒定。部分凝固的金属连铸坯7从连铸结晶器I中被拉出的拉锭速度V通常是不变的。因此-在现有技术以及本专利技术中-闭塞装置4的位置被跟踪，以便这样调节液态金属3向连铸结晶器I中的流入量，即浇铸液位9尽可能地保持恒定。借助于对应的测量装置10(其本身是已知的)，浇铸液位9的实际值hG被检测到。将实际值hG输入本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.01.15 EP 10150817.41.一种用于连铸结晶器(I)的浇铸液位(9)的控制方法， -其中，液态金属(3)向所述连铸结晶器(I)中的流入量借助于闭塞装置(4)调节并且部分凝固的金属连铸坯(7)借助于拉锭装置(8)从所述连铸结晶器(I)中拉出， -其中，将所述浇铸液位(9)的测得的实际值(hG)输入浇铸液位控制器(18)，所述浇铸液位控制器根据所述实际值(hG)和对应的额定值(hG*)得出用于所述闭塞装置(4)的额定位置(P*)并输入所述闭塞装置(4)， -其中，将所述测得的实际值(hG)和所述闭塞装置(4)的实际位置(P)输入干扰量补偿器(20)， -其中，在所述干扰量补偿器(20)内得出用于所述浇铸液位(9)的期望值(hE)并将所述期望值从所述浇铸液位(9)的所述测得的实际值(hG)中减去， -其中，在所述干扰量补偿器(20 )内将偏差(e )输入偏差控制器(23 )，所述偏差控制器由此得出控制器输出信号(e’)， -其中，所述控制器输出信号(e’)一方面与叠加因子(k)相乘并且将与所述叠加因子(k)相乘后的所述控制器输出信号(e’)作为干扰量补偿值(Z)叠加到所述额定位置(P*)上， -其中，另一方面将从所述实际位置(P)推导出的流入信号(Z)叠加到所述控制器输出信号(e’)上并且在所述干扰量补偿器(20)内将叠加结果输入积分器(21)，所述积分器的输出信号(hE)对应于用于所述浇铸液位(9)的所述期望值(hE)。2.根据权利要求I所述的控制方法，其特征在于，将用于所述浇铸液位(9)的所述期望值(hE)未延迟地从所述浇铸液位(9)的所述测得的实际值(hG)中减去。3.根据权利要求I或2所述的控制方法，其特征在于，所述叠加因子(k)在所述控制方法开始时具有初始值(kA)并且在实施所述控制方法期间不断被提高到终值(kE)。4.根据权利要求3...

【专利技术属性】
技术研发人员：伯恩哈德·魏斯哈尔，
申请(专利权)人：西门子公司，
类型：发明
国别省市：