JPS6261382B2 - - Google Patents
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- JPS6261382B2 JPS6261382B2 JP56180360A JP18036081A JPS6261382B2 JP S6261382 B2 JPS6261382 B2 JP S6261382B2 JP 56180360 A JP56180360 A JP 56180360A JP 18036081 A JP18036081 A JP 18036081A JP S6261382 B2 JPS6261382 B2 JP S6261382B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- output
- molten metal
- level
- nozzle
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/16—Controlling or regulating processes or operations
- B22D11/18—Controlling or regulating processes or operations for pouring
- B22D11/181—Controlling or regulating processes or operations for pouring responsive to molten metal level or slag level
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Continuous Casting (AREA)
Description
この発明は、連続鋳造設備の鋳型（以下MDと
いう）または中間湯溜り（以下TDという）内の
溶湯のレベル制御装置に関する。 以下TD内の溶湯レベル制御（第１図参照）を
中心として説明する。これらのTD内溶湯レベル
制御は、その操作端としては、スライデイング・
ノズル、スライドゲート、ロータリーノズル等を
使用するが、（MD内溶湯レベル制御の場合はス
トツパーを用いる場合もある。以下総称して操作
ノズルという。）、溶湯という高温の溶融物と絶え
ず接触している為、高価な耐火物で製作されたノ
ズルと云えども寿命が短く、またその寿命は制御
動作に伴う摺動回数に比例して更に短くなる。こ
の摺動回数を操業に影響を与えない程度に可能な
限り抑えながらまた操作ノズル駆動機構上避けら
れない連結部のガタやバツクラツシユ、更には操
作ノズルの面圧、操作速度、摺動抵抗のバラツキ
等の物理的制約のもとで、MDの溶湯レベルの安
定の為に必要な所定のTDヘツド即ちTD内溶湯レ
ベル（またはTDの形状から決定されるTD内重
量）が得られる様に安定的に制御することが望ま
れる。 この種の制御方法としては、既に幾つかの方法
が提案されているが主として (1) 単純なPIDフイードバツク連続制御TD内重
量計からの信号と目標値と怒偏差により、PID
演算により操作ノズルを駆動するもので、目標
値への制御精度は高いものの摺動回数も非常に
多いと云う欠点を有する。 (2) オン・オフ制御 上記偏差（重量計信号―目標値）の正負を判
定してその間操作ノズルに対して各々閉信号、
開信号を出力するもので、この変形として目標
値の代わりに、目標値の上、下に適当なる不感
帯を設け、この不感帯内にあるときは制御出力
を出さない様にする方法もある。この方法では
オン・オフ制御の特長である目標値付近での制
御の行き過ぎによるサイクリングを生じ、その
操作回数も上記(1)程ではないが多い。 (3) サンプリング付傾向判定法 上記(1)、(2)が連続調節型であるのに対し、適
当な時間毎にTD内重量値をサンプリングし、
目標値（不感帯付目標値）と、サンプリングさ
れた現在値との相対比較（大小判別）や過去の
サンプリング値との相対比較等により、各々独
自の論理にてサンプリング値の傾向を判定して
操作ノズルの出力パルスを制御する方法があ
る。 この方法によれば一般的に制御出力の頻度を下
げ得る為上記(1)、(2)より有効である。 以上説明したとおり、既提案の方法は色々とあ
るが、未だ充分に有効な方法は提案されていな
い。 この発明は、上述の如き従来の技術的事情にか
んがみなされたものであり、従つてこの発明の目
的は、操作ノズルの操作回数を更に減らして該ノ
ズルの寿命を延ばし得ると共に、制御精度の向上
をも狙つたTD内の溶湯レベルの制御装置を提供
することにある。 この発明は、どちらかと云うと上記(3)の方法に
属するが、サンプリング値の傾向判定の論理に工
夫をこらして操作ノズルの操作頻度を更に下げる
ようにしており、また操作信号（本発明の場合パ
ルス方式としたので、出力パルスのパルス幅）も
（以下操作信号を操作パルスという）、操作される
ノズルの動作特性に従つて可変にしたものであ
る。この発明の構成の要点は次の如くである。す
なわち、連鋳設備のTDまたはMD内の溶湯レベ
ル制御において、溶湯レベルの現時点および１サ
ンプリング周期前のサンプリング値を比較し、そ
の差が或るしきい値を超えたとき出力を発生する
第１の演算判別器と、或るサンプリング値を基準
として現時点のサンプリング値が或るしきい値分
以上、基準値より隔つたとき力を発生する第２の
判別器と、多数の偏差検出器とをもち、シーケン
ス回路は、前記第１または第２の判別器から出力
を受けたとき、偏差検出器からの出力状況を参照
してその時点のサンプリング値が所定の不感帯内
に留まつているか、該不感帯を超えて他の不感帯
へ移行しているかを判断し、移行していると判断
されたとき、操作パルスを送出して操作端を制御
し、溶湯レベルを調節する。しかも、このように
して出力される操作パルスのパルス幅を、操作端
の特性を自動的に決定して、または操作端の特性
により決まり、あらかじめ設定される定数によ
り、可変調節する。このようにして、操作パルス
の出力回数、ひいては操作端の操作頻度を減ら
し、その寿命を長くするようにした。 次に図を参照してこの発明の一実施例を詳しく
説明する。第１図はこの発明の一実施例の構成を
示す概要図である。 第１図において、１はレードル２に貯留された
溶湯、３は操作ノズルを操作する駆動装置例えば
モータ、４は例えばスライデイング・ゲート・バ
ルブのような、レードル２からタンデイツシユ６
への溶湯量を制御するための操作ノズル、５は中
間湯溜りとしてのタンデイツシユ６に貯留された
溶湯、７はロード・セル８の出力信号を増幅する
増幅器、９は鋳型、１０は調節器を示す。 さて第１図において、レードル２の中にはいつ
ている溶湯１を鋳型９（複数）に分配注入するた
めの中間湯溜りとしてタンデイツシユ６が存在す
る。タンデイツシユ６にあつては、鋳型９（複
数）への溶湯の分配注入量を一定にするため、溶
湯レベルを一定に保つ必要がある。タンデイツシ
ユ６における溶湯５のレベルは、溶湯５を含むタ
ンデイツシユ６の容積が一定であるので、このタ
ンデイツシユ６の重量をロード・セル８により測
定することによつて知ることができる。かくてロ
ードセル８から重量換算で得られたタンデイツシ
ユ６内の溶湯レベルを表わす信号は、増幅器７に
おいて増幅されたのち、DC１〜５Ｖのプロセス
量信号として調節器１０に印加される。調節器１
０では、この入来するプロセス量に基づき所定の
論理判断をおこない、その結果操作出力パルスを
モータ３に送り、モータ３をして操作ノズル４を
操作させる。該ノズルを操作すると、レードル２
の底部のノズルの開口面積が変化し、それにより
レードル１からタンデイツシユ６に落下流入する
溶湯の量が変るので、タンデイツシユ６における
溶湯の重量、結果的には溶湯のレベルが制御でき
る。溶湯の温度は鋼であれば1600℃付近という高
温であるから、操作ノズルの材質は当然耐火性の
ものであるが、それでも寿命が短かく、しかもそ
の操作頻度が増すほどさらに寿命が短かくなる傾
向にある。 第２図は、第１図における調節器１０の詳細ブ
ロツク図である。 第２図において、１０１はサンプリング周期を
設定する可変設定器であり、１０２は設定器１０
１からのサンプリング指令を受けてロードセル８
からの重量信号をサンプリングするサンプリング
回路、１０３は１サイクル前のサンプル値Ｌo―1
と今回のサンプル値Ｌoを記憶するメモリ回路、
１０８〜１１１は各々偏差検出器、１０４〜１０
７のレベル設定器によつて目標値設定器１１２で
与えられる目標値SVを中心に各々上上限H2、上
限H1、下限L1、下下限L2に設定される。１１３
はしきい値設定器１１４により設定されるしきい
値ＬAに対し、｜Ｌo―1―Ｌo｜＞ＬAの判定を行
い、その場合のＬo―1＞ＬoかＬo―1＜Ｌoを判別
し判別出力をシーケンス回路１２２へ送出する演
算判別器である。ホールド回路１１５は、制御開
始時にはその時点のＬoを記憶する（記憶したそ
の値をＸLとする）メモリ回路を含んでおり、１
１６は｜Ｌo―ＸL｜＞ＬAの判定を行う演算判別
器である。ホールド回路１１５は、演算判別器１
１６において｜Ｌo―ＸL｜＞ＬAが判別された時
には、該判別器１１６からその旨の信号を受けて
接点を閉じ自動的にその時のＬoをＸLに書き換え
る機能を有する。 １１７〜１２１は、操作ノズルSN（以下、単
にSNと記すこともある）の固有特性値として設
定される時間設定器であり、シーケンス回路１２
２からモータ３へ送出される操作信号この場合は
パルスのパルス（時間）幅を調節するためのもの
である。１１７，１１８は操作ノズルの機械的バ
ツクラツシユを補正する為の定数設定器で、モー
タ３へ送られる出力の極性が反転する場合（即ち
開方向→閉方向へ、閉方向→開方向へ）に、１２
１で設定されている基本出力パルス幅ＴSに加算
される値の設定器で閉方向ならｔBC、開方向なら
ｔBOの設定時間幅で与えられる。 また１１９，１２０はSNの機構部のガタや単
位時間当りの移動量バラツキを総合した方向別の
補正値の設定器で各々補正値は閉方向ｔC、開方
向ｔOの時間幅で与えられる。１２１はSNを駆動
する為の基本操作パルス巾を規定するもので、操
作ノズル駆動モータ３側の最小応答時間やサンプ
リング周期、操作ノズルを駆動した后の応答性等
を考慮して決定される（通常１〜３秒程度であ
る）。そして１２２はシーケンス回路でSN駆動モ
ータ３に対する操作パルスを出力する。すなわち
シーケンス回路１２２は、演算判別器１１３，１
１６から与えられる出力データに基き、偏差検出
器１０８〜１１１からの出力状況を参照しながら
独自の論理判断に従つてモータ３への操作パルス
の出力の有無を決定し、かつ該出力パルスの時間
幅を設定器１１７〜１２１により可変設定する。 第３Ａ図〜第３Ｄ図は、シーケンス回路１２２
における論理判断のロジツクを更に補足説明する
ための説明図である。 第３Ａ図は重量で得られたレベルを表わす信号
が急変した場合のロジツクを示す説明図である。
同図中に於いてＬo―1とＬo間にしき値ＬA以上の
偏差を生じたる場合は、その増減方向に応じて閉
または開の操作パルスを発する。 即ち、｜Ｌo―Ｌo―1｜＝ΔＬ＞ＬAで Ｌo＞Ｌo―1でかつＬo＞L1なら閉パルス、 Ｌo＜Ｌo―1でかつＬo＜H1なら開パルス、 をそれぞれ出力する。これはSNの急激なつまり
や剥離、欠損等の瞬時の大きな変化に対応する為
のものであり、以下のケースに優先して判断、処
理される。 第３Ｂ図は警報設定レベルL2（下々限）〜H2
（上々限）の間での論理を説明する為のもので、
即ち ｜Ｌo―ＸL｜＝ΔＬ＞ＬAで ＸL＜H1＜ＬoまたはＸL＜H2＜Ｌo時に閉パル
スを、 ＸL＞L1＞ＬoまたはＸL＞L2＞Ｌo時に開パルス
をそれぞれ出力する。 ここでＸLは、以前にＬAだけ或いはそれ以上の
差のでた時のその時点のＬoの値で、第２図のホ
ールド回路１１５に一時記憶されているものであ
り、このＸLとＬoがL2〜H2の制御ラインの１つ
を挟んだ形になる状態で、かつ目標値SVから遠
ざかりつつある時に操作パルスを出力するもので
ある。 これより明らかな様に、L1〜H1間は不感帯で
かつL2〜L1、H1〜H2間も同様に不感帯を構成し
ているのである。今ここで第３Ｃ図を例にＸLの
効果について云えば、H1のレベルで重量が表わ
すレベル信号が変化した場合では、通常の不感帯
付オン・オフ制御では勿論これに方向性判別例え
ば単純にＬo―1＜H1＜Ｌo等の論理を付加したと
しても、重量値が表わすレベル信号H1を上下す
る変動時には操作パルス出力が続けてでる事が十
分予想できる。今Ｌo―1の代りに、しきい値ＬA
を越えて変化した時の値ＸLを採用することで、
第３Ｃ図の如く無意味な操作パルスの出力を抑え
ることができる。 すなわち、第３Ｃ図において、閉パルスは、
ＸL＝L0とＬo＝L2がH1の制御ラインを挟んだ形
になり、かつ目標値SVからＬo＝L2が遠去かりつ
つあるので出力される。この時ＸL＝L2と設定さ
れる。パルスは、Ｌoが目標値SVへ接近しつつ
あるので出力せず、またパルスも、｜Ｌo−ＸL
｜＝ΔＬ＜ＬAなので出力されない。パルスも
パルス同様出力されず、パルスもＬoが目標
値へ接近しつつあるので出力せず、この時ＸL＝
L8と設定される。パルスはH1を挟んでＸL（＝
L8）とＬo（＝L10）が存在するがΔL10＜ＬAの為、
閉パルスは出力されない。このように、上述の如
き論理判断のロジツクを採用すれば、レベル信号
が所定の限度内でゆるやかに変動しているとき
は、操作パルスの無意味な出力を抑えることがで
きる。 第３Ｄ図はＬo＞H2、またはＬo＜L2での論理を
説明する為のもので、 Ｌo＞H2でかつＬo＞Ｌo―1のとき閉パルス、 Ｌo＜L2でかつＬo＜Ｌo―1のとき開パルス、 をそれぞれ出力する。目標値SVを中心として、
H2、L2のレベルを外れて遠ざかりつつある場合
には、レベル制御が発散しつつあるので、このま
までは、オーバーフローまたはレベル低異常を生
じる恐れがある。この場合はサンプリング周期毎
に上記論理で操作パルスを出力する。 操作パルスを出力する論理は上述の如くである
が、このL2、L1、H1、H2の４つの制御レベルの
効果については次の様に説明できる。 即ち各レベル間を不感帯とすることで、不感帯
の２重化、逆に云えば不感帯の内に制御ゾーン
H1、L1を持つことで鋳型（モールド）への流出
量に大きく変動を生じて操作ノズルとの間の偏差
が大きくなつても（即ち大きな外乱があつても）
１段目、２段目の制御レベルを横ぎることによ
り、一般の不感帯１段の場合（これは、L2、H2
のみのケースに対応する。）に比べて行き過ぎ量
やその操作出力回数（SN摺動回数）を減少する
のに顕著な効果を有する。 つぎにこれら開または閉パルスを出力するにあ
たつて、SNの動作特性を考慮に入れてパルス幅
を決定することは非常に重要である。即ちサンプ
リング制御系にとつては、操作出力を出してから
次のサンプリング迄空白の時間を有することか
ら、出力した操作パルスは操作端に所定の動きを
生ぜしめる様に、操作ノズル及びその操作機構部
を含めて、その動作特性に見あつたパルス幅のも
のでなければならず、そのために機械的バツクラ
ツシユや操作ノズル移動量のバラツキなどを開閉
間の方向別に各操作ノズルについてあらかじめ計
測しておくか、制御中に計測することにより下記
の量を求める必要がある。
いう）または中間湯溜り（以下TDという）内の
溶湯のレベル制御装置に関する。 以下TD内の溶湯レベル制御（第１図参照）を
中心として説明する。これらのTD内溶湯レベル
制御は、その操作端としては、スライデイング・
ノズル、スライドゲート、ロータリーノズル等を
使用するが、（MD内溶湯レベル制御の場合はス
トツパーを用いる場合もある。以下総称して操作
ノズルという。）、溶湯という高温の溶融物と絶え
ず接触している為、高価な耐火物で製作されたノ
ズルと云えども寿命が短く、またその寿命は制御
動作に伴う摺動回数に比例して更に短くなる。こ
の摺動回数を操業に影響を与えない程度に可能な
限り抑えながらまた操作ノズル駆動機構上避けら
れない連結部のガタやバツクラツシユ、更には操
作ノズルの面圧、操作速度、摺動抵抗のバラツキ
等の物理的制約のもとで、MDの溶湯レベルの安
定の為に必要な所定のTDヘツド即ちTD内溶湯レ
ベル（またはTDの形状から決定されるTD内重
量）が得られる様に安定的に制御することが望ま
れる。 この種の制御方法としては、既に幾つかの方法
が提案されているが主として (1) 単純なPIDフイードバツク連続制御TD内重
量計からの信号と目標値と怒偏差により、PID
演算により操作ノズルを駆動するもので、目標
値への制御精度は高いものの摺動回数も非常に
多いと云う欠点を有する。 (2) オン・オフ制御 上記偏差（重量計信号―目標値）の正負を判
定してその間操作ノズルに対して各々閉信号、
開信号を出力するもので、この変形として目標
値の代わりに、目標値の上、下に適当なる不感
帯を設け、この不感帯内にあるときは制御出力
を出さない様にする方法もある。この方法では
オン・オフ制御の特長である目標値付近での制
御の行き過ぎによるサイクリングを生じ、その
操作回数も上記(1)程ではないが多い。 (3) サンプリング付傾向判定法 上記(1)、(2)が連続調節型であるのに対し、適
当な時間毎にTD内重量値をサンプリングし、
目標値（不感帯付目標値）と、サンプリングさ
れた現在値との相対比較（大小判別）や過去の
サンプリング値との相対比較等により、各々独
自の論理にてサンプリング値の傾向を判定して
操作ノズルの出力パルスを制御する方法があ
る。 この方法によれば一般的に制御出力の頻度を下
げ得る為上記(1)、(2)より有効である。 以上説明したとおり、既提案の方法は色々とあ
るが、未だ充分に有効な方法は提案されていな
い。 この発明は、上述の如き従来の技術的事情にか
んがみなされたものであり、従つてこの発明の目
的は、操作ノズルの操作回数を更に減らして該ノ
ズルの寿命を延ばし得ると共に、制御精度の向上
をも狙つたTD内の溶湯レベルの制御装置を提供
することにある。 この発明は、どちらかと云うと上記(3)の方法に
属するが、サンプリング値の傾向判定の論理に工
夫をこらして操作ノズルの操作頻度を更に下げる
ようにしており、また操作信号（本発明の場合パ
ルス方式としたので、出力パルスのパルス幅）も
（以下操作信号を操作パルスという）、操作される
ノズルの動作特性に従つて可変にしたものであ
る。この発明の構成の要点は次の如くである。す
なわち、連鋳設備のTDまたはMD内の溶湯レベ
ル制御において、溶湯レベルの現時点および１サ
ンプリング周期前のサンプリング値を比較し、そ
の差が或るしきい値を超えたとき出力を発生する
第１の演算判別器と、或るサンプリング値を基準
として現時点のサンプリング値が或るしきい値分
以上、基準値より隔つたとき力を発生する第２の
判別器と、多数の偏差検出器とをもち、シーケン
ス回路は、前記第１または第２の判別器から出力
を受けたとき、偏差検出器からの出力状況を参照
してその時点のサンプリング値が所定の不感帯内
に留まつているか、該不感帯を超えて他の不感帯
へ移行しているかを判断し、移行していると判断
されたとき、操作パルスを送出して操作端を制御
し、溶湯レベルを調節する。しかも、このように
して出力される操作パルスのパルス幅を、操作端
の特性を自動的に決定して、または操作端の特性
により決まり、あらかじめ設定される定数によ
り、可変調節する。このようにして、操作パルス
の出力回数、ひいては操作端の操作頻度を減ら
し、その寿命を長くするようにした。 次に図を参照してこの発明の一実施例を詳しく
説明する。第１図はこの発明の一実施例の構成を
示す概要図である。 第１図において、１はレードル２に貯留された
溶湯、３は操作ノズルを操作する駆動装置例えば
モータ、４は例えばスライデイング・ゲート・バ
ルブのような、レードル２からタンデイツシユ６
への溶湯量を制御するための操作ノズル、５は中
間湯溜りとしてのタンデイツシユ６に貯留された
溶湯、７はロード・セル８の出力信号を増幅する
増幅器、９は鋳型、１０は調節器を示す。 さて第１図において、レードル２の中にはいつ
ている溶湯１を鋳型９（複数）に分配注入するた
めの中間湯溜りとしてタンデイツシユ６が存在す
る。タンデイツシユ６にあつては、鋳型９（複
数）への溶湯の分配注入量を一定にするため、溶
湯レベルを一定に保つ必要がある。タンデイツシ
ユ６における溶湯５のレベルは、溶湯５を含むタ
ンデイツシユ６の容積が一定であるので、このタ
ンデイツシユ６の重量をロード・セル８により測
定することによつて知ることができる。かくてロ
ードセル８から重量換算で得られたタンデイツシ
ユ６内の溶湯レベルを表わす信号は、増幅器７に
おいて増幅されたのち、DC１〜５Ｖのプロセス
量信号として調節器１０に印加される。調節器１
０では、この入来するプロセス量に基づき所定の
論理判断をおこない、その結果操作出力パルスを
モータ３に送り、モータ３をして操作ノズル４を
操作させる。該ノズルを操作すると、レードル２
の底部のノズルの開口面積が変化し、それにより
レードル１からタンデイツシユ６に落下流入する
溶湯の量が変るので、タンデイツシユ６における
溶湯の重量、結果的には溶湯のレベルが制御でき
る。溶湯の温度は鋼であれば1600℃付近という高
温であるから、操作ノズルの材質は当然耐火性の
ものであるが、それでも寿命が短かく、しかもそ
の操作頻度が増すほどさらに寿命が短かくなる傾
向にある。 第２図は、第１図における調節器１０の詳細ブ
ロツク図である。 第２図において、１０１はサンプリング周期を
設定する可変設定器であり、１０２は設定器１０
１からのサンプリング指令を受けてロードセル８
からの重量信号をサンプリングするサンプリング
回路、１０３は１サイクル前のサンプル値Ｌo―1
と今回のサンプル値Ｌoを記憶するメモリ回路、
１０８〜１１１は各々偏差検出器、１０４〜１０
７のレベル設定器によつて目標値設定器１１２で
与えられる目標値SVを中心に各々上上限H2、上
限H1、下限L1、下下限L2に設定される。１１３
はしきい値設定器１１４により設定されるしきい
値ＬAに対し、｜Ｌo―1―Ｌo｜＞ＬAの判定を行
い、その場合のＬo―1＞ＬoかＬo―1＜Ｌoを判別
し判別出力をシーケンス回路１２２へ送出する演
算判別器である。ホールド回路１１５は、制御開
始時にはその時点のＬoを記憶する（記憶したそ
の値をＸLとする）メモリ回路を含んでおり、１
１６は｜Ｌo―ＸL｜＞ＬAの判定を行う演算判別
器である。ホールド回路１１５は、演算判別器１
１６において｜Ｌo―ＸL｜＞ＬAが判別された時
には、該判別器１１６からその旨の信号を受けて
接点を閉じ自動的にその時のＬoをＸLに書き換え
る機能を有する。 １１７〜１２１は、操作ノズルSN（以下、単
にSNと記すこともある）の固有特性値として設
定される時間設定器であり、シーケンス回路１２
２からモータ３へ送出される操作信号この場合は
パルスのパルス（時間）幅を調節するためのもの
である。１１７，１１８は操作ノズルの機械的バ
ツクラツシユを補正する為の定数設定器で、モー
タ３へ送られる出力の極性が反転する場合（即ち
開方向→閉方向へ、閉方向→開方向へ）に、１２
１で設定されている基本出力パルス幅ＴSに加算
される値の設定器で閉方向ならｔBC、開方向なら
ｔBOの設定時間幅で与えられる。 また１１９，１２０はSNの機構部のガタや単
位時間当りの移動量バラツキを総合した方向別の
補正値の設定器で各々補正値は閉方向ｔC、開方
向ｔOの時間幅で与えられる。１２１はSNを駆動
する為の基本操作パルス巾を規定するもので、操
作ノズル駆動モータ３側の最小応答時間やサンプ
リング周期、操作ノズルを駆動した后の応答性等
を考慮して決定される（通常１〜３秒程度であ
る）。そして１２２はシーケンス回路でSN駆動モ
ータ３に対する操作パルスを出力する。すなわち
シーケンス回路１２２は、演算判別器１１３，１
１６から与えられる出力データに基き、偏差検出
器１０８〜１１１からの出力状況を参照しながら
独自の論理判断に従つてモータ３への操作パルス
の出力の有無を決定し、かつ該出力パルスの時間
幅を設定器１１７〜１２１により可変設定する。 第３Ａ図〜第３Ｄ図は、シーケンス回路１２２
における論理判断のロジツクを更に補足説明する
ための説明図である。 第３Ａ図は重量で得られたレベルを表わす信号
が急変した場合のロジツクを示す説明図である。
同図中に於いてＬo―1とＬo間にしき値ＬA以上の
偏差を生じたる場合は、その増減方向に応じて閉
または開の操作パルスを発する。 即ち、｜Ｌo―Ｌo―1｜＝ΔＬ＞ＬAで Ｌo＞Ｌo―1でかつＬo＞L1なら閉パルス、 Ｌo＜Ｌo―1でかつＬo＜H1なら開パルス、 をそれぞれ出力する。これはSNの急激なつまり
や剥離、欠損等の瞬時の大きな変化に対応する為
のものであり、以下のケースに優先して判断、処
理される。 第３Ｂ図は警報設定レベルL2（下々限）〜H2
（上々限）の間での論理を説明する為のもので、
即ち ｜Ｌo―ＸL｜＝ΔＬ＞ＬAで ＸL＜H1＜ＬoまたはＸL＜H2＜Ｌo時に閉パル
スを、 ＸL＞L1＞ＬoまたはＸL＞L2＞Ｌo時に開パルス
をそれぞれ出力する。 ここでＸLは、以前にＬAだけ或いはそれ以上の
差のでた時のその時点のＬoの値で、第２図のホ
ールド回路１１５に一時記憶されているものであ
り、このＸLとＬoがL2〜H2の制御ラインの１つ
を挟んだ形になる状態で、かつ目標値SVから遠
ざかりつつある時に操作パルスを出力するもので
ある。 これより明らかな様に、L1〜H1間は不感帯で
かつL2〜L1、H1〜H2間も同様に不感帯を構成し
ているのである。今ここで第３Ｃ図を例にＸLの
効果について云えば、H1のレベルで重量が表わ
すレベル信号が変化した場合では、通常の不感帯
付オン・オフ制御では勿論これに方向性判別例え
ば単純にＬo―1＜H1＜Ｌo等の論理を付加したと
しても、重量値が表わすレベル信号H1を上下す
る変動時には操作パルス出力が続けてでる事が十
分予想できる。今Ｌo―1の代りに、しきい値ＬA
を越えて変化した時の値ＸLを採用することで、
第３Ｃ図の如く無意味な操作パルスの出力を抑え
ることができる。 すなわち、第３Ｃ図において、閉パルスは、
ＸL＝L0とＬo＝L2がH1の制御ラインを挟んだ形
になり、かつ目標値SVからＬo＝L2が遠去かりつ
つあるので出力される。この時ＸL＝L2と設定さ
れる。パルスは、Ｌoが目標値SVへ接近しつつ
あるので出力せず、またパルスも、｜Ｌo−ＸL
｜＝ΔＬ＜ＬAなので出力されない。パルスも
パルス同様出力されず、パルスもＬoが目標
値へ接近しつつあるので出力せず、この時ＸL＝
L8と設定される。パルスはH1を挟んでＸL（＝
L8）とＬo（＝L10）が存在するがΔL10＜ＬAの為、
閉パルスは出力されない。このように、上述の如
き論理判断のロジツクを採用すれば、レベル信号
が所定の限度内でゆるやかに変動しているとき
は、操作パルスの無意味な出力を抑えることがで
きる。 第３Ｄ図はＬo＞H2、またはＬo＜L2での論理を
説明する為のもので、 Ｌo＞H2でかつＬo＞Ｌo―1のとき閉パルス、 Ｌo＜L2でかつＬo＜Ｌo―1のとき開パルス、 をそれぞれ出力する。目標値SVを中心として、
H2、L2のレベルを外れて遠ざかりつつある場合
には、レベル制御が発散しつつあるので、このま
までは、オーバーフローまたはレベル低異常を生
じる恐れがある。この場合はサンプリング周期毎
に上記論理で操作パルスを出力する。 操作パルスを出力する論理は上述の如くである
が、このL2、L1、H1、H2の４つの制御レベルの
効果については次の様に説明できる。 即ち各レベル間を不感帯とすることで、不感帯
の２重化、逆に云えば不感帯の内に制御ゾーン
H1、L1を持つことで鋳型（モールド）への流出
量に大きく変動を生じて操作ノズルとの間の偏差
が大きくなつても（即ち大きな外乱があつても）
１段目、２段目の制御レベルを横ぎることによ
り、一般の不感帯１段の場合（これは、L2、H2
のみのケースに対応する。）に比べて行き過ぎ量
やその操作出力回数（SN摺動回数）を減少する
のに顕著な効果を有する。 つぎにこれら開または閉パルスを出力するにあ
たつて、SNの動作特性を考慮に入れてパルス幅
を決定することは非常に重要である。即ちサンプ
リング制御系にとつては、操作出力を出してから
次のサンプリング迄空白の時間を有することか
ら、出力した操作パルスは操作端に所定の動きを
生ぜしめる様に、操作ノズル及びその操作機構部
を含めて、その動作特性に見あつたパルス幅のも
のでなければならず、そのために機械的バツクラ
ツシユや操作ノズル移動量のバラツキなどを開閉
間の方向別に各操作ノズルについてあらかじめ計
測しておくか、制御中に計測することにより下記
の量を求める必要がある。
【表】
ルのバラツキとして各々
とすることでも良い。また、ここではパルス駆動
の為単位は操作ノズルの操作速度で変換して、各
物理量は時間（msec）になつている。 今、上記〜のケースにて操作パルスを出力
する場合、そのパルス出力巾は、 閉パルス＝ＴS＋ｔBC＋ｔC 開パルス＝ＴS＋ｔBO＋ｔOとなる。 ここにＴSは第２図の時間設定器１２１により
設定される基本パルス巾、ｔBC、ｔBOは機械的バ
ツクラツシユの為、出力の方向が反転した時のみ
加算されるもので、やはり第２図の時間設定器１
１７，１１８により設定される。これにより、
SNの機械的なガタや、その特性を操作パルス巾
を可変にすることで補正することができる。 また本発明はSVとL2〜H2は個別に設定できる
様に考えられているが、SVに連動してL2〜H2が
相対的に変化する様にすることは勿論可能であ
り、またパルス出力巾を上記の様に細分化せず、
実際の操業で経験的に得られる固有値として開パ
ルス巾＝ＴSO、閉パルス巾＝ＴSCを使用すること
も可能である。 この発明によれば、タンデイツシユレベル制御
に於いてレードルSNを操作端として制御する場
合に従来の方式に比べ、不感帯を２段に設けた傾
向判別型サンプリング制御により、操作ノズルの
摺動回数を低減し長寿命化することで、運転コス
トの低減を図ることができ、更に操作ノズルのガ
タ補正論理により操作パルス巾を可変すること
で、操作ノズルのガタを機械的に高頻度で補修す
ること無く制御精度を一定に維持することがで
き、安定した自動制御が得られる。 この発明はいままで説明したTDレベル制御に
限らず、サンプリング周期を短くすることで、鋳
型内のレベル制御にも応用できる。また、操作端
がパルス制御方式以外の場合にも適用できるの
は、云うまでもない。
とすることでも良い。また、ここではパルス駆動
の為単位は操作ノズルの操作速度で変換して、各
物理量は時間（msec）になつている。 今、上記〜のケースにて操作パルスを出力
する場合、そのパルス出力巾は、 閉パルス＝ＴS＋ｔBC＋ｔC 開パルス＝ＴS＋ｔBO＋ｔOとなる。 ここにＴSは第２図の時間設定器１２１により
設定される基本パルス巾、ｔBC、ｔBOは機械的バ
ツクラツシユの為、出力の方向が反転した時のみ
加算されるもので、やはり第２図の時間設定器１
１７，１１８により設定される。これにより、
SNの機械的なガタや、その特性を操作パルス巾
を可変にすることで補正することができる。 また本発明はSVとL2〜H2は個別に設定できる
様に考えられているが、SVに連動してL2〜H2が
相対的に変化する様にすることは勿論可能であ
り、またパルス出力巾を上記の様に細分化せず、
実際の操業で経験的に得られる固有値として開パ
ルス巾＝ＴSO、閉パルス巾＝ＴSCを使用すること
も可能である。 この発明によれば、タンデイツシユレベル制御
に於いてレードルSNを操作端として制御する場
合に従来の方式に比べ、不感帯を２段に設けた傾
向判別型サンプリング制御により、操作ノズルの
摺動回数を低減し長寿命化することで、運転コス
トの低減を図ることができ、更に操作ノズルのガ
タ補正論理により操作パルス巾を可変すること
で、操作ノズルのガタを機械的に高頻度で補修す
ること無く制御精度を一定に維持することがで
き、安定した自動制御が得られる。 この発明はいままで説明したTDレベル制御に
限らず、サンプリング周期を短くすることで、鋳
型内のレベル制御にも応用できる。また、操作端
がパルス制御方式以外の場合にも適用できるの
は、云うまでもない。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示す概要
図、第２図は第１図における調節器１０の詳細ブ
ロツク図、第３Ａ図乃至第３Ｄ図はシーケンス回
路１２２における論理判断のロジツクを説明する
ための説明図、である。 符号説明、１……溶湯、２……レードル、３…
…モータ、４……操作ノズル、５……溶湯、６…
…タンデイツシユ、７……増幅器、８……ロード
セル、９……鋳型、１０……調節器、１０１……
サンプリングタイマー、１０２……サンプリング
回路、１０３……メモリ、１０４〜１０７……レ
ベル設定器、１０８〜１１１……偏差検出器、１
１２……目標設定器、１１３，１１６……演算判
別器、１１４……しきい値設定器、１１５……ホ
ールド回路、１１７〜１２１……時間設定器、１
２２……シーケンス回路。
図、第２図は第１図における調節器１０の詳細ブ
ロツク図、第３Ａ図乃至第３Ｄ図はシーケンス回
路１２２における論理判断のロジツクを説明する
ための説明図、である。 符号説明、１……溶湯、２……レードル、３…
…モータ、４……操作ノズル、５……溶湯、６…
…タンデイツシユ、７……増幅器、８……ロード
セル、９……鋳型、１０……調節器、１０１……
サンプリングタイマー、１０２……サンプリング
回路、１０３……メモリ、１０４〜１０７……レ
ベル設定器、１０８〜１１１……偏差検出器、１
１２……目標設定器、１１３，１１６……演算判
別器、１１４……しきい値設定器、１１５……ホ
ールド回路、１１７〜１２１……時間設定器、１
２２……シーケンス回路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 溶湯を収容する中間湯溜まりまたは鋳型の溶
湯のレベルを一定周期で検出するサンプリング検
出手段と、前記中間湯溜まりまたは鋳型への溶湯
の注湯量を制御する操作ノズルと、前記検出手段
からのレベルのサンプリング値を受けて前記操作
ノズルを開閉駆動するための操作信号を出力する
調節器と、から成る溶湯のレベル制御装置におい
て、 前記調節器は、 (イ) 前記検出手段からのレベルのサンプリング値
を自己の設定レベルと比較し前者が後者を超え
るとき、それぞれ出力を発生する複数個の偏差
検出器と、 (ロ) 溶湯レベルの現時点および１サンプリング周
期前の各サンプリング値の差が或るしきい値を
超えたとき、出力を発生する第１の演算判別器
と、 (ハ) 溶湯レベルの或るサンプリング時点における
値を基準値とし、現時点における溶湯レベルの
サンプリング値が前記基準値から或るしきい値
分以上、上まわりまたは下まわつたとき、現時
点のサンプリング値を改めて基準値として設定
すると共に、出力を発生する第２の演算判別器
と、 (ニ) 前記第１または第２の演算判別器から出力を
受けたとき、その時点における溶湯レベルのサ
ンプリング値が、前記偏差検出器からの出力状
況に照らして、所定の不感帯内に止まつている
か、該不感帯を超えて他の不感帯へ移行してい
るか、を判別し、移行しているとき、操作ノズ
ル駆動のための操作信号を出力するシーケンス
回路であつて、該シーケンス回路から出力され
る前記操作ノズル駆動のための操作信号のパル
ス幅を、駆動される前記操作ノズルの動作特性
に従つて人為的に補正可能とする補正手段を備
えた前記シーケンス回路と、 を具備して成ることを特徴とする溶湯のレベル制
御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18036081A JPS5881547A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 溶湯のレベル制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18036081A JPS5881547A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 溶湯のレベル制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5881547A JPS5881547A (ja) | 1983-05-16 |
| JPS6261382B2 true JPS6261382B2 (ja) | 1987-12-21 |
Family
ID=16081878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18036081A Granted JPS5881547A (ja) | 1981-11-12 | 1981-11-12 | 溶湯のレベル制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5881547A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62157133A (ja) * | 1985-12-28 | 1987-07-13 | Kurosaki Refract Co Ltd | 粉粒体自動充填装置 |
| JPH0620630B2 (ja) * | 1985-12-28 | 1994-03-23 | 黒崎窯業株式会社 | 連続鋳造用容器のスライデイングノズル装置の制御方法 |
| JP5359352B2 (ja) * | 2009-02-19 | 2013-12-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 取鍋ノズル制御方法及びシステム |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5326204A (en) * | 1976-08-23 | 1978-03-10 | Komatsu Mfg Co Ltd | Method for prevention of solidification of melt at taphole of cupola furnace |
| JPS5931424B2 (ja) * | 1977-06-10 | 1984-08-02 | 新日本製鐵株式会社 | 連続鋳造における溶湯注出制御方法 |
| JPS551865A (en) * | 1978-06-20 | 1980-01-09 | Osaka Soda Co Ltd | Solidification of heavy metals-containing wastes |
| JPS57152358A (en) * | 1981-03-13 | 1982-09-20 | Kawasaki Steel Corp | Method and device for controlling weight of molten steel in continuous casting tundish |
-
1981
- 1981-11-12 JP JP18036081A patent/JPS5881547A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5881547A (ja) | 1983-05-16 |
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