JPH0367578B2 - - Google Patents
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- JPH0367578B2 JPH0367578B2 JP60079364A JP7936485A JPH0367578B2 JP H0367578 B2 JPH0367578 B2 JP H0367578B2 JP 60079364 A JP60079364 A JP 60079364A JP 7936485 A JP7936485 A JP 7936485A JP H0367578 B2 JPH0367578 B2 JP H0367578B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hot water
- circuit
- agc
- mold
- level meter
- Prior art date
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- Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は連続鋳造における電磁誘導式鋳型湯面
レベル計の校正方法及び装置の改良に関するもの
である。
〔従来の技術〕
連続鋳造設備において、鋳型内の湯面レベルを
自動制御することは、鋳造品の品質特に表面品質
を保持するためにも、あるいは操業の自動化省力
化の面からも極めて重要なことである。特に最
近、連鋳による鋳込作業の完全自動化の試みが鉄
鋼各社において研究されているが、これは連鋳鋳
込作業の開始、終了作業を自動化するもので、通
常オートスタート、オートストツプと称されてい
る。
このうちオートスタートは、湯面レベルが定常
位置になるまで注湯する際の技術で、非定常状態
にある湯面を制御する技術とともに、湯面レベル
計の選択が重要になつてくる。湯面レベル計には
RI式、電磁誘導式、熱電対式などがあり、夫々
に特長をもつているが、中でも電磁式が性能、安
全性において他方式より優れている。第1表は各
方式の比較を示すものである。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an improvement of a method and device for calibrating an electromagnetic induction type mold level meter in continuous casting. [Prior art] In continuous casting equipment, automatic control of the level of molten metal in the mold is extremely important in order to maintain the quality of cast products, especially surface quality, and in terms of automating operations and saving labor. That's true. In particular, recently, steel companies have been researching attempts to fully automate continuous casting casting operations, but this is to automate the start and end of continuous casting casting operations, and is usually referred to as auto-start and auto-stop. ing. Among these, auto-start is a technology used to pour hot water until the hot water level reaches a steady state, and along with technology to control the hot water level in an unsteady state, the selection of a hot water level meter is important. On the water level meter
There are RI type, electromagnetic induction type, thermocouple type, etc., and each type has its own features, but the electromagnetic type is superior to other types in terms of performance and safety. Table 1 shows a comparison of each method.
ところでこのAGC方式を利用するレベル計の
校正方法は、鋳造品が大きい場合は問題はない
が、ピレツトの連鋳のような小断面の鋳型のオー
トスタートに適用する際には次のような問題があ
る。
すなわち
小断面鋳型においては、鋳込開始時における
湯面上昇速度が早すぎで、十分な校正精度が得
られず、オートスタートに適用できない。一般
に湯面上昇速度はスラブ鋳造の場合は5〜8
mm/secであるが、小断面ビレツトなどの場合
は、20〜40mm/secとスラブの場合の数倍の速
さとなる。AGC校正所要時間は普通500m.s.必
要である。従つて小断面の鋳型に従来技術の
AGC校正方法を適用すると、校正している間
に湯面が10〜20mm変化することになり、湯面計
としての機能は失われオートスタートなどへの
適用は不可能である。
ピレツト連鋳のような小断面鋳型に利用しう
る電磁誘導式レベル計としては、同一出願人に
よる差分電圧帰還法による渦流止レベル計など
が知られているがセンサとノズル、鋳型との相
対距離の変化による誤差が大きくなる。第5図
は小型電磁誘導レベル計に対して無限大AGC
を行なつた結果を示すものであるが、レベル計
と鋳型側壁やノズルとの相対距離の変化に伴な
つて5〜7mm程度の誤差があり、回路ノズルに
よるAGC誤差3〜4mmと合計するととても充
分な校正精度は得られない。
本発明は上述の従来の校正方法の問題点を解消
した、高精度かつ高速な校正方法及び装置を提供
しようとするものである。
〔問題点を解決するための手段〕
電磁誘導式レベル計の校正回路において、
AGC切替器、無限大電圧設定部及び高速演算回
路を添設した。
〔作用〕
以上の構成により校正に要する時間が、従来の
500m.s.から40m.s.と大幅に短縮できるとともに、
1ポイントAGCと無限大AGCとの何れでも利用
できることとなつた。
この事情について更に詳しく述べる。鋳型側壁
やノズルなどの影響によりセンサコイル3の出力
電圧f(h)がΔfだけ変化してf(h)+Δfになつたと
き、レベル計出力電圧eputがeput+Δeに変化した
とすると、
eput+Δe=−G1eio/1−G1〔f(h)+Δf〕 ……(3)
となる。(3)式において、Δe=0vとなるように制
御する場合には、制御回路9からの制御電圧に関
するKを考慮する必要があるので、
eput+Δe=−G1eio/1−G1(K+f(h)+Δf)
この式は次のことを示している。
eputとKとの関係は双曲線で表現される。
(x軸はK、y軸はeput)
鋳型側壁、ノズルなどがレベル計出力電圧に
及ぼす影響は、この双曲線がx軸方向に平行移
動することである。
KをΔe=0、すなわちK−Δfとなるように
調節することで、レベル計出力電圧をもとの電
圧eputに復元することができる。
以上のことから基準位置に対応する電圧eputの
ずれΔeはKをΔe=0、すなわちK−Δfとなるよ
うに調節することで、係数Kを設定すればよい。
すなわち従来は非線型なレベル計出力特性に対し
て、PI動作によるフイードバツク系を構成して
いたので、積分回路の存在によつて校正に時間を
要していたのである。しかし本方式によれば校正
に必要な制御量が直ちに決定できるため校正時間
の短縮が可能となるのである。
さらに本方式が実現可能であるためには、次の
3項は前程条件となる。
ΔeとΔfとの関係が定まつた法則で規定され
ている。
ΔeからΔfを求める高速演算回路が実現しう
ること。
校正前においてeputが飽和していないこと。
以上の前程条件の実現可否についての検討結果
を以下に説明する。
第6図は鋳型側壁とセンサとの距離dを変化さ
せその各々の場合について測定した制御電圧とレ
ベル指示値との特性曲線を基準位置で重ね合せた
ものである。この図からみてレベル指示値が90mm
以上になると特性に若干の差がみられるものの、
全般的には実用的には不変であるとみて差支えな
い。従つてΔeとΔfとの関係は外乱の有無によつ
て影響をうけないと判断できる。
次にΔeとΔfとの関係について検討する。取扱
いを簡便にするため、式(2)においてΔeをy,K
をxで置換えると式(2)は次式(4)で表わされる。
y=b/x+a ……(4)
ただしa,bは常数である。
第7図において曲線Cは基準状態における特性
を、曲線Dはゲイン変化により変化した後の特性
を示している。基準の特性曲線Cにおいては、x
=x0のとき、y=y0であり、変化後の特性曲線D
においては、x=x0のときy=y0であつたとす
る。ここでy1=y0+Δyである。今曲線Dにおい
て、x=x1のときy=y0となるとすれば、次式(5)
が成立する、なおx1=x0+Δxである。
式(5)を展開し、整理すれば次式(6)を得る。
Δx=b/y0−b/y0+Δy ……(6)
これは偏差量と制御出力との関係が双曲線で表
わされることを示しており、この程度の関数関係
においては、特にマイコンなどを使用しなくても
市販の安価なマルチフアンクシヨンモジユール等
によつて演算可能である。又該モジユールはアナ
ログ動作が可能で、時間遅れのない回路を構成す
ることができる。
さらにゲイン変化によるレベル計出力電圧eput
の飽和に関しては、事前に無限大AGC等により
飽和しない状態に保つことが可能である。
第8図は制御係数Kをステツプ状に変化させた
時の、レベル計出力電圧Eの制御電圧Fの変化に
対する応答時間測定例を示す線図である。図に示
すように所要時間は約40m.s.で従来の装置の場合
500m.s.を要していたのに比べ、AGC所要時間を
大幅に短縮しうることが判る。
〔発明の実施例〕
第1図は本発明の一実施例を示すオートスター
ト用AGC回路の構成図である。図中1〜9は従
来の装置と同一部品である。10はAGC切替器、
11は無限大電圧設定部、12は高速演算回路で
ある。
図においてAGC切替器10を切替えることに
より、1ポイントAGC、無限大AGCいずれにも
使用できるように構成されている。すなわち1ポ
イントAGC指令時には、レベル計出力電圧と基
準電圧設定部7との偏差量が制御回路12に入力
され、無限大AGCの場合にはAGC切替器10を
切替えて、レベル計出力電圧と無限大電圧設定部
11との偏差量が制御回路9に入力されるように
なつている。このように本発明は、従来の回路を
大幅に変更することなく容易に改造できる利点が
ある。
なお本実施例はオートスタートへの適用につい
て述べたが、これに限定されず高速に校正を行な
う必要のある装置に対し適用可能である。
〔発明の効果〕
本発明は連鋳による鋳込装置の電磁誘導式レベ
ル計において、その校正回路にAGC切替器と、
無限大電圧設定部と、高速演算回路とを備えて、
1ポイントAGC、無限大AGCがともに使用可能
とするとともに、AGCの所要時間を大幅に短縮
したので、ビレツト鋳造など小断面鋳造品の連鋳
においても高精度、迅速な校正ができるようにな
り、オートスタートを可能ならしめるという優れ
た効果を上げることができた。
By the way, the level meter calibration method using this AGC method has no problems when the casting is large, but when applied to the automatic start of small-section molds such as continuous casting of pillars, the following problems arise. There is. In other words, in a small-section mold, the rising speed of the molten metal level at the start of pouring is too fast, and sufficient calibration accuracy cannot be obtained, making it impossible to apply the method to auto-start. Generally, the rate of rise of the melt level is 5 to 8 in the case of slab casting.
mm/sec, but in the case of small cross-section billets, the speed is 20 to 40 mm/sec, several times the speed in the case of slabs. The time required for AGC calibration is normally 500 m.s. Therefore, it is difficult to use the conventional technology for molds with small cross-sections.
If the AGC calibration method is applied, the hot water level will change by 10 to 20 mm during the calibration, and the function as a hot water level gauge will be lost, making it impossible to apply it to automatic starts, etc. As an electromagnetic induction level meter that can be used for small-section molds such as continuous pillar casting, an eddy current stop level meter using a differential voltage feedback method by the same applicant is known, but the relative distance between the sensor, the nozzle, and the mold The error due to changes in is large. Figure 5 shows infinite AGC for a small electromagnetic induction level meter.
However, there is an error of about 5 to 7 mm due to changes in the relative distance between the level meter and the mold side wall and nozzle, and when combined with the AGC error of 3 to 4 mm due to the circuit nozzle, it is very large. Sufficient calibration accuracy cannot be obtained. The present invention aims to provide a highly accurate and high-speed calibration method and apparatus that solves the problems of the conventional calibration methods described above. [Means for solving the problem] In the calibration circuit of the electromagnetic induction level meter,
Added an AGC switch, infinite voltage setting section, and high-speed calculation circuit. [Function] The above configuration reduces the time required for calibration compared to conventional
It can be significantly shortened from 500m.s. to 40m.s., and
It is now possible to use either 1-point AGC or infinite AGC. This situation will be explained in more detail. When the output voltage f(h) of the sensor coil 3 changes by Δf due to the influence of the mold side wall, nozzle, etc. and becomes f(h) + Δf, and the level meter output voltage e put changes to e put + Δe, e put +Δe=−G 1 e io /1−G 1 [f(h)+Δf] ...(3). In equation (3), when controlling so that Δe=0v, it is necessary to consider K related to the control voltage from the control circuit 9, so e put +Δe=−G 1 e io /1−G 1 (K+f(h)+Δf) This formula shows the following. The relationship between e put and K is expressed as a hyperbola. (The x-axis is K, and the y-axis is e put. ) The influence of the mold side wall, nozzle, etc. on the level meter output voltage is that this hyperbola moves in parallel in the x-axis direction. By adjusting K so that Δe=0, that is, K−Δf, the level meter output voltage can be restored to the original voltage e put . From the above, the coefficient K can be set for the deviation Δe of the voltage e put corresponding to the reference position by adjusting K so that Δe=0, that is, K−Δf.
In other words, in the past, a feedback system using PI operation was configured for nonlinear level meter output characteristics, and the presence of an integrating circuit required time for calibration. However, according to this method, the control amount required for calibration can be determined immediately, making it possible to shorten the calibration time. Furthermore, in order for this method to be realized, the following three terms are the conditions mentioned above. The relationship between Δe and Δf is defined by a fixed law. It is possible to realize a high-speed calculation circuit that calculates Δf from Δe. e put is not saturated before calibration. The results of the study regarding whether or not the above conditions can be realized are explained below. FIG. 6 shows characteristic curves of the control voltage and level indication value measured for each case while varying the distance d between the mold side wall and the sensor, superimposed at the reference position. From this diagram, the level indication value is 90mm.
Although there are some differences in the characteristics above,
Overall, it can be considered that it remains unchanged for practical purposes. Therefore, it can be determined that the relationship between Δe and Δf is not affected by the presence or absence of disturbance. Next, consider the relationship between Δe and Δf. For ease of handling, in equation (2), Δe is expressed as y, K
By replacing x with x, equation (2) is expressed as the following equation (4). y=b/x+a...(4) However, a and b are constants. In FIG. 7, curve C shows the characteristics in the standard state, and curve D shows the characteristics after changes due to gain changes. In the standard characteristic curve C, x
When = x 0 , y = y 0 , and the characteristic curve D after change
Assume that when x=x 0 , y=y 0 . Here, y 1 =y 0 +Δy. Now, in curve D, if we assume that y= y0 when x= x1 , then the following equation (5)
holds, and x 1 = x 0 +Δx. By expanding and rearranging equation (5), we obtain the following equation (6). Δx=b/y 0 −b/y 0 +Δy ...(6) This shows that the relationship between the deviation amount and the control output is expressed as a hyperbola. Even if it is not used, it can be calculated using a commercially available inexpensive multi-function module. Furthermore, the module is capable of analog operation and can construct a circuit without time delay. Furthermore, level meter output voltage e put due to gain change
Regarding saturation, it is possible to keep it in a non-saturated state by using infinite AGC etc. in advance. FIG. 8 is a diagram showing an example of measuring the response time of the level meter output voltage E to a change in the control voltage F when the control coefficient K is changed in a stepwise manner. As shown in the figure, the required time is approximately 40 m.s. with conventional equipment.
It can be seen that the AGC time required can be significantly reduced compared to the previous 500 m.s. [Embodiment of the Invention] FIG. 1 is a configuration diagram of an auto-start AGC circuit showing an embodiment of the present invention. In the figure, 1 to 9 are the same parts as the conventional device. 10 is AGC switch,
11 is an infinite voltage setting section, and 12 is a high-speed calculation circuit. In the figure, by switching the AGC switch 10, it is configured so that it can be used for either 1-point AGC or infinite AGC. In other words, when a 1-point AGC command is issued, the amount of deviation between the level meter output voltage and the reference voltage setting section 7 is input to the control circuit 12, and in the case of infinite AGC, the AGC switch 10 is switched and the level meter output voltage and the infinite The amount of deviation from the large voltage setting section 11 is input to the control circuit 9. As described above, the present invention has the advantage that it can be easily modified without significantly changing the conventional circuit. Although this embodiment has been described as being applied to auto-start, the present invention is not limited to this and can be applied to devices that require high-speed calibration. [Effects of the Invention] The present invention provides an electromagnetic induction level meter for a continuous casting casting device, which includes an AGC switch in its calibration circuit,
Equipped with an infinite voltage setting section and a high-speed calculation circuit,
Both 1-point AGC and infinite AGC can be used, and the time required for AGC has been significantly shortened, making it possible to perform high-precision and quick calibration even in continuous casting of small-section castings such as billet casting. We were able to achieve the excellent effect of making auto-start possible.
第1図は本発明の一実施例を示す電磁誘導式レ
ベル計の構成図、第2図は従来の電磁誘導式レベ
ル計の構成図、第3図は湯面レベルとレベル計出
力電圧の関係を示す線図、第4図は従来の連続鋳
造の構成図、第5図はレベル計センサと鋳型との
距離の変化に応じたレベル計指示値の変化を示す
線図、第6図はレベル計のセンサと鋳型側壁との
距離による制御電圧−レベル指示値特性曲線の変
化を示す線図、第7図は制御電圧−レベル指示値
特性曲線を示す線図、第8図は制御電圧を変化さ
せたときのレベル計出力電圧の応答特性を示す線
図である。
図中1は発振器、2は増幅器、3はセンサコイ
ル、4は加算器、7は基準電圧設定部、8はスイ
ツチ回路、9は制御回路、10はAGC切替器、
11は無限大電圧設定部、12は高速演算回路で
ある。
Figure 1 is a configuration diagram of an electromagnetic induction level meter showing an embodiment of the present invention, Figure 2 is a configuration diagram of a conventional electromagnetic induction level meter, and Figure 3 is the relationship between the hot water level and the level meter output voltage. Figure 4 is a diagram showing the configuration of conventional continuous casting, Figure 5 is a diagram showing changes in the level meter reading according to changes in the distance between the level meter sensor and the mold, and Figure 6 is the diagram showing the level meter. A diagram showing changes in the control voltage-level indication value characteristic curve depending on the distance between the meter sensor and the mold side wall, Figure 7 is a diagram showing the control voltage-level indication value characteristic curve, and Figure 8 shows changes in the control voltage. FIG. 3 is a diagram showing the response characteristics of the level meter output voltage when the output voltage is increased. In the figure, 1 is an oscillator, 2 is an amplifier, 3 is a sensor coil, 4 is an adder, 7 is a reference voltage setting section, 8 is a switch circuit, 9 is a control circuit, 10 is an AGC switch,
11 is an infinite voltage setting section, and 12 is a high-speed calculation circuit.
Claims (1)
幅器とで校正される正帰還回路と、該正帰還回路
の出力と基準値との偏差を零にするための制御電
圧を上記帰還増幅器に帰還させる制御回路とを有
し、上記センサコイルのインピーダンスの変化を
検出することでモールド内の湯面レベルを検出す
る鋳造モールド湯面計において、 上記偏差と双曲線関数関係を有する第2の制御
電圧を求め、この第2の制御電圧を上記帰還増幅
器に帰還させる高速演算回路を備えた ことを特徴とする鋳造モールド湯面計。 2 上記帰還増幅器がモールド内に湯が無い状態
において上記湯面計の出力が一定となるようにゲ
イン調節されたAGC回路を、モールド内に予め
定めた一定レベルの湯がある状態において、上記
湯面計の出力が一定となるようにゲイン調節され
たAGC回路とを備え、それらが切り替え可能に
接続されている ことを特徴とする請求項1記載の鋳造モールド湯
面計。[Claims] 1. A positive feedback circuit calibrated by a sensor coil to which an alternating current voltage is applied and a feedback amplifier, and a control voltage for zeroing the deviation between the output of the positive feedback circuit and a reference value as described above. a control circuit for feeding back to a feedback amplifier, and detects the level of hot water in the mold by detecting a change in the impedance of the sensor coil; A casting mold water level gauge characterized in that it is equipped with a high-speed arithmetic circuit that calculates a control voltage of the second control voltage and feeds back the second control voltage to the feedback amplifier. 2 The feedback amplifier connects the AGC circuit, whose gain is adjusted so that the output of the hot water level gauge is constant when there is no hot water in the mold, to the hot water level gauge when there is hot water at a predetermined level in the mold. 2. The casting mold level gauge according to claim 1, further comprising an AGC circuit whose gain is adjusted so that the output of the level gauge is constant, and these circuits are switchably connected.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7936485A JPS61239120A (en) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | Casting mold water level gauge |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7936485A JPS61239120A (en) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | Casting mold water level gauge |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61239120A JPS61239120A (en) | 1986-10-24 |
| JPH0367578B2 true JPH0367578B2 (en) | 1991-10-23 |
Family
ID=13687824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7936485A Granted JPS61239120A (en) | 1985-04-16 | 1985-04-16 | Casting mold water level gauge |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61239120A (en) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56129819A (en) * | 1980-03-18 | 1981-10-12 | Nippon Kokan Kk <Nkk> | Eddy current type mold level meter with agc |
-
1985
- 1985-04-16 JP JP7936485A patent/JPS61239120A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61239120A (en) | 1986-10-24 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |