DE1508955C2

DE1508955C2 - Verfahren und Einrichtung zur selbsttätigen elektrischen und stetigen Regelung der Füllstandshöhe in StranggieBkokillen mit Hilfe der Stopfenstellung in einem vorgeschalteten Zwischenbehälter

Info

Publication number: DE1508955C2
Application number: DE19661508955
Authority: DE
Inventors: 7500 Karlsruhe Ewe.Kurt
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1966-09-26
Filing date: 1966-09-26
Publication date: 1976-07-22

Description

Bei Stranggießanlagen muß eine möglichst gleichbleibende Füllstandshöhe in der Kokille gewährleistet sein, um zur Erreichung einer gleichmäßigen Abkühlung die Abzugsgeschwindigkeit konstant halten zu können. Es sind diskontinuierlich arbeitende Regelungen zur Konstanthaltung des Füllstands in Stranggießkokillen bekannt, die jedoch den neuerdings gestellten Forderungen nach hoher Abzugsgeschwindigkeit in Verbindung mit einer möglichst genauen Einhaltung des Soll-Füllstands nicht gerecht werden können. Das gleiche gilt für eine bekannte

ίο stetige Regelung, bei der jedoch nicht der Stopfen in einem Zwischenbehälter als Stellglied dient, sondern bei der die Schmelze direkt aus einer Gießpfanne in die Kokille eingefüllt wird und der die Kippbewegung der Gießpfanne bewirkende Motor mit dieser zusammen das Stellglied bildet.

Es besteht demgemäß die Aufgabe, ein möglichst schnelles Regelverfahren für die Füllstandshöhe in Stranggießkokillen anzugeben, bei der der Stopfen in einem vorgeschalteten Zwischenbehälter als Stellglied wirken soll. Eine stetige und daher schnelle Regelung dieser Art wird auf Grund der schlechten Stelleigenschaften des Stopfens als schwierig angesehen. Der nutzbare Stellbereich des Stopfens, das ist ·' "der Bereich, in dem sich der Zufluß mittels der ,Stopfenstellung verändern läßt, beträgt im allgemeinen nur einige Millimeter. Durch Abbrand des keramischen Stopfens, Zusetzen oder Aufweiten der Zuflußöffnung kann sich der Anfangspunkt des Stell- ; bereichs in einem solchen Maße verschieben, daß dem Stellantrieb ein Stellweg zugeordnet werden muß, der etwa das Zwanzigfache des eigentlichen nutzbaren Stellbereichs beträgt. Mithin soll ein Verfahren zur selbsttätigen elektrischen stetigen Rege-■ lung der Füllstandshöhe in einer Stranggießkokille bzw. die Einrichtung dazu so ausgebildet werden, daß auch der veränderliche Arbeitspunktlage des Stopfens beim Einregelvorgang Rechnung getragen und ein Pendeln um den Sollwert möglichst vermieden wird.

Als Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren zur selbsttätigen elektrischen und stetigen Regelung der Füllstandshöhen einer Stranggießkokille mit Hilfe der Stopfenstellung in einem vorgeschalteten Zwischenbehälter vorgeschlagen, bei dem die Füllstandshöhe als Regelgröße gemessen wird und das dadurch gekennzeichnet ist, daß der Stopfen nach Füllung der Kokille in Schließstellung gefahren, daß dann ein der Schließstellung des Stopfens innerhalb seines Gesamtstellweges proportionales Rückmeldesignal gespeichert und beim Beginn des Stranggießens in einem auf den Stopfen als Stellglied wirkenden Proportionalregler einer Regelabweichung als Anfangsbedingung aufgeschaltet und daß nach Erreichen eines vorgegebenen Betrags der Regelabweichung dem Proportionalregler ein integral wirkendes Regelglied zugeschaltet wird. Dadurch wird erreicht, daß der Stopfen unabhängig von der zufälligen Lage seiner Schließstellung gemäß dem durch die Regelabweichung gegebenen Betrag über seine Schließstellung angehoben wird. Durch das Zuschalten eines Integralgliedes zu dem Proportionalregler, sobald die Regelabweichung x_w einen eingestellten. Betrag unterschreitet, wird erreicht, daß jeweils die dem Abzug entsprechende Menge von Gießgut zugeführt wird. Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Stabilisierung der Regelstrecke dem Integralregler ein nichtlineares Übertragungsglied vorgeschaltet ist, das in Abhängigkeit vom Betrag der Regelabweichung x_w

3 4

die Nachstellzeit im I-Zweig in Richtung einer Ver- Stellwegs proportionale Spannung als Rückmelde-

größerung bei abnehmendem x_w verändert. signal einem als Verzögerungsglied V₂ wirkenden

Wird eine radioaktive Meßeinrichtung als Meß- Analogspeicher zugeführt und dort gespeichert. So-

fühler für die Füllstandshöhe verwendet, so kann das bald Schalter S₃ seine untere Lage erreicht hat, wird

statistische Rauschen der Strahlungsquelle und damit 5 Schalter S₁ geöffnet und das Verzögerungsglied V₂

der Störpegel des Meßsignals zu unerwünschten mit dem Schalter S₄ auf den Proportionalregler P ge-

Folgebewegungen des Proportionsreglers führen. Zur schaltet. Der Ausgangsstrom des Reglers P, dessen

Unterdrückung dieser Störungen und zur Stabilisie- Betrag von der anliegenden Regelabweichung, der am

rung der Regelstreckung wird weiter vorgeschlagen, P-Regler eingestellten Verstärkung und von der im

auch dem Proportionalregler ein nichtlineares Über- io Verzögerungsglied V₂ gespeicherten Spannung ab-

tragungsglied vorzuschalten, das bei abnehmendem x_w hängt, läßt nach entsprechender Verstärkung im

den Proportionalitätsbereich vergrößert. Regelverstärker V den Stopfen 8 unabhängig von

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein dessen zufälliger Schließlage im Stellweg vom Stell-

Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dar- antrieb 9 in seinen Stellbereich fahren. Zur Dämpfung

gestellt und im folgenden erläutert. 15 des durch das statistische Rauschen der radioaktiven

Einer Kokille 1 einer Stranggießanlage mit durch Strahlungsquelle verursachten Störanteils im Meß-

den Pfeil angedeuteter Abzugsrichtung des Gieß- signal und zur Stabilisierung der Regelstrecke ist dem

stranges fließt über den Vorratsbehälter 2 das Gieß- Regler P ein nichtlineares Glied NL₂ vorgeschaltet,

gut 3 durch die Öffnung 4 zu. Die Füllstandshöhe in dessen Übertragungsverhalten in Abhängigkeit des

der Kokille wird von dem radioaktiven Meßfühler 5 20 anliegenden Regelabweichungsbetrags sich derart

auf den Meßumformer 6 gegeben. Der Sollwert ist an ändert, daß das Verhältnis Ausgangssignal zu Ein-

dem Sollwertsteller 7 einstellbar. Der Zufluß durch gangssignal bei zunehmender Regelabweichung x_w

die Öffnung 4 läßt sich durch einen koaxial zu dieser von etwa 0,3 bis 1 geht. Sinkt die Regelabweichung

Öffnung beweglichen keramischen Stopfen 8 beein- ·χ'£ unter einem am Grenzwertmelder GM₂ einstellflussen, welcher von dem Stellantrieb 9 betätigt wird. 25. baren Betrag, so wird dem Regler P mit dem Schäl-

Der Stellantrieb 9 ist von solcher Art, daß er beim ter S₄ ein Integralregler / zugeschaltet, dessen Ein-

Fehlen eines Eingangssignals das Stellglied in Schließ- gang über ein nichtlineares Glied NL₁ an der die

stellung fährt. Regelabweichung führenden Leitung liegt. Das nicht-

Bei Gießbeginn wird durch eine Starttaste T eine lineare Übertragungsglied NL₁ vergrößert bei abneh-Steuereinrichtung Si eingeschaltet, die mit dem Schal- 30 mender Regelabweichung x_w die Nachstellzeit im ter S., an den Stellantrieb 9 angeschlossen ist und I-Zweig bis etwa um den Faktor 20.
von diesem den Stopfen 8 auffahren läßt. Erreicht der An Stelle der Verzögerungsschaltung V₂ und des Füllstand in der Kokille den Meßbereichsanfang der Integralreglers / kann ein Zeitglied vorgesehen wer-Füllstandsmeßeinrichtung 5, schaltet der Grenzwert- den, das wahlweise als Verzögerungsglied — Schalmelder GM₁ mit dem Schalter S₃ den Eingang des 35 ter S₄ in unterer Lage, Schalter S₂ offen — oder als Stellantriebs 9 zeitverzögert von der Steuereinrich- /-Regler — Schalter S₂ geschlossen, Schalter S₄ in tung S/ auf den Ausgang des Regelverstärkers V um. oberer Lage, Schalter S₁ offen — betrieben werden Währenddessen fährt der Stopfen 8 in Schließstellung, kann. Bei Verwendung eines solchen Zeitgliedes erSchalter S₁ wird geschlossen und eine beispielsweise gibt sich der weitere Vorteil einer stoßfreien Umvon einem Potentiometerabgriff gewonnene, der 40 schaltung, da von der jeweils gleichen Ausgangsspan-Schließstellung des Stopfens 8 innerhalb des Gesamt- nung ausgegangen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur selbsttätigen, elektrischen und stetigen Regelung der Füllstandshöhe in Stranggießkokillen mit Hilfe der Stopfenstellung in einem vorgeschalteten Zwischenbehälter, wobei die Füllstandshöhe in der Kokille als Regelgröße gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Stopfen nach Füllung der Kokille in Schließstellung gefahren, daß dann ein der Schließstellung des Stopfens innerhalb seines Gesamtstellweges proportionales Rückmeldesignal gespeichert und beim Beginn des Strangabziehens in einem auf den Stopfen als Stellglied wirkenden Proportionalregler einer Regelabweichung als Anfangsbedingung aufgeschaltet und daß nach Erreichen eines vorgegebenen Betrags der Regelabweichung dem Proportionalregler ein integral wirkendes Regelglied zugeschaltet wird.

2. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine auf einen Stellantrieb (9) wirkende Steuereinrichtung (St) zum Auffahren des Stopfens (8) beim EinregelVorgang; einen von der Füllstandsmeßeinrichtung gesteuerten Grenzwertmelder (GM₁) und Schalter (S₃) zum Abschalten der Steuereinrichtung (St); eine der Schließstellung des Stopfens innerhalb des Stellwegs proportionale Spannung abgebende Rückmeldeeinrichtung, z. B. ein Potentiometerabgriff; einen das Rückmeldesignal speichernden Analogspeicher als Verzögerungsglied (Vz); einen einerseits mit der Füllstandsmeßeinrichtung (5), andererseits mit dem Verzögerungsglied (V_z) in Verbindung stehenden Proportionalregler (P); einen zweiten Grenzwertmelder (GM₂) mit Schalter (S₄), der wahlweise das Verzögerungsglied (V₂) oder einen Integralregler (/) mit dem Proportionalregler (P) verbindet; einen dem Proportionalregler (P) nachgeschalteten Verstärker (V) für den Stellantrieb (9).

3. Abänderung des Regelkreises nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß statt des Verzögerungsglieds (F₂) und des Integralreglers (/) ein Zeitglied vorgesehen ist, das wahlweise als Verzögerungsglied oder als Integralregler zu betreiben ist.

4. Regelkreis nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Integralregler (/) ein nichtlineares Übertragungsglied (NL₁) vorgeschaltet ist.

5. Verwendung eines nichtlinearen Übertragungsglieds beim Regelkreis nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare Übertragungsglied (NL₁) ein zwischen 0,05 und 1 veränderbares Übertragungsverhältnis aufweist.

6. Regelkreis nach Anspruch 2 oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß dem Proportionalregler (P) ein nichtlineares Übertragungsglied (NL.,) vorgeschaltet ist.

7. Verwendung eines nichtlinearen Übertragungsglieds beim Regelkreis nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das nichtlineare Übertragungsglied ein zwischen 0,3 und 1 veränderbares Übertragungsverhältnis aufweist.