NL8402669A

NL8402669A - Vloeistofniveau regeling.

Info

Publication number: NL8402669A
Application number: NL8402669A
Authority: NL
Original assignee: Uss Eng & Consult
Priority date: 1983-09-07
Filing date: 1984-08-31
Publication date: 1985-04-01
Also published as: AU3279084A; SE8404510D0; ES8601501A1; CA1214017A; FR2551373B1; IT8467881A1; BE900537A; ES535760A0; SE8404510L; GB2146463B; FR2551373A1; AU572886B2; ZA847064B; IT1179100B; SE461686B; GB2146463A; DE3432131A1; IT8467881A0; DE3432131C2; US4597048A

Description

* ^ N032696 1

Vloeistofniveau regeling,

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een vloeistofniveau— regeling en meer in het bijzonder op een werkwijze en inrichting voor het regelen van het niveau van gesmolten metaal in een vorm voor continu gieten.

5 Bij gebruikelijke stelsels voor het continu gieten wordt een stop of "loze staaf" door de bodem van een vorm met open bodem gebracht, waarna het gesmolten metaal in de vorm gegoten wordt. De zijwanden van de vorm zijn typisch watergekoeld, en het gesmolten niveau koelt wezenlijk sneller rond de omtrek van de vorm. Wanneer het metaal begint te 10 stollen ontwikkelt zich een huid om de omtrek daarvan en wordt de stop geleidelijk weggetrokken uit de bodem van de vorm. Wanneer de metalen streng uit de bodem van de vorm weggetrokken wordt, wordt voortdurend gesmolten metaal gegoten in de bovenkant van de vorm, en een lange gietstreng kan verkregen worden uit een verhoudingsgewijs kleine vorm.

15 Bij dergelijke stelsels voor het continu gieten is het belangrijk om het niveau van de gesmolten vloeistof in de vorm binnen een bepaald vooraf bepaald bereik te handhaven. Het zou natuurlijk niet wenselijk zijn dat de vorm leeg zou raken of de vorm over zou stromen maar een t niveau regeling op een veel fijnere schaal is eveneens wenselijk. De 20 kwaliteit van het gietstaal kan verbeterd worden door de gesmolten vloeistof binnen de vorm op een bepaald optimaal niveau te houden en een veelheid van niveauregel-technieken is gebruikt. Er zijn twee faktoren die geregeld kunnen worden ten einde het gewenste vloeistofniveau te handhaven binnen de vorm, de snelheid waarmee de metalen streng aan 25 de vorm onttrokken wordt en de snelheid waarmee het vloeibare metaal in de vorm gegoten wordt. De snelheid van het onttrekken kan geregeld worden door het bijstellen van de gietsnelheid, en de stroomsnelheid in de vorm kan bijv. geregeld worden door het verstellen van een smoorklep in de giettrechter waardoor het vloeibare metaal gegoten wordt. Verschil-30 lende stelsels kunnen één van deze twee faktoren regelen en bepaalde stelsels kunnen gebruik maken van een gecombineerde regeling van beide faktoren.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 2.832.110 is een techniek van een handbediende regeling van de stroomsnelheid van vloeibaar metaal in 35 de vorm bekend. Door problemen van de bedienende persoon, met betrekking tot fouten en vermoeidheid, zijn dergelijke handgeregelde technieken echter typisch vervangen door automatische regeling. Uit de Amerikaanse octrooischriften 4.306.610, 4.222.506 en 3.884.288 zijn technie- 8402669 r ·» i ____________________________________________________________________ 2______________ % ken bekend voor het regelen van het vloeistofniveau binnen de giettrechter, om zo de stroomsnelheid van de gesmolten vloeistof in de vorm te regelen..

Uit het Amerikaanse octrooischrift 4.019.562 is een techniek be-5 kend voor het controleren van de stijgsnelheid van het vloeistofniveau binnen de vorm en voor het regelen van een smoorafsluiterklep van een giettrechter om dienovereenkomstig de snelheid van de vloeistofstroom in de vorm te regelen.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 3.519.060 is een techniek be-10 kend waarbij het vloeistofniveau in de vorm gecontroleerd wordt door het opwekken van een regelsignaal voor een passend servomechanisme om de snelheid te regelen waarmee vloeistof in de vorm gegoten wordt. Bij dit stelsel wordt een servolus van het terugkoppel type gebruikt voor de regeling daarvan, en deze kan een ongewenst langzame responsietijd 15 vertonen.

Meer onlangs is uit: het Amerikaanse octrooischrift 4.226.278 een stelsel bekend waarbij een veelheid van thermokoppel-inrichtingen gebruikt wordt om het niveau van de gesmolten vloeistof binnen de vorm te detecteren, alsmede een servomechanisme omvattende een microcomputer of 20 dergelijke, die de smoorklep in de giettrechter toenemend opent of sluit om de omvang van de vloeistofstroom in de vorm resp. te doen toenemen of afnemen. Dit stelsel detecteert slechts wanneer het niveau in de vorm boven of beneden grenswaarden te buiten gaat, waarbij het re-gelstelsel ontworpen is om een afsluiter momentaan volledig te openen 25 of te sluiten om het niveau te corrigeren indien dit ién van de grens-waarden te buiten gaat. Dit stelsel is blijkbaar niet in staat tot het verwezenlijken van de aanzienlijk nauwkeurige mate van vloeistofniveau-regeling die vereist is bij hedentendage gebruikte gietstelsels.

Uit het Amerikaanse octrooischrift 3.300.820 is een stromingsre-30 gelstelsel bekend, waarbij vloeibaar metaal direct uit de gietpan in de vorm gegoten wordt in plaats van door tussenkomst van een giettrechter. Bij dit stelsel wordt de regeling van het niveau in de vorm verwezenlijkt door het controleren van het niveau in de vorm en het automatisch manipuleren van een stopstang voor de gietpan om de omvang te regelen 35 waarmee het gesmolten staal in de vorm gegoten wordt. Het regelsignaal voor de smoorklep wordt bij dit stelsel opgewekt door het laden van een condensator met een signaal dat evenredig is aan het foutsignaal van het niveau in de vorm, zodat grote fouten van het niveau van de vorm een sneller laden van de condensator tot gevolg zullen hebben. Indien 40 de condensator tot een vooraf bepaald niveau geladen is, wordt een 8402669 I i * regelpuls met gelijkblijvende duur opgewekt. Het stelsel zal deze regelpulsen blijven genereren totdat de fout van het niveau in de vorm verdwijnt.

Het meest wezenlijk nadeel van dit stelsel is dat aangezien elke 5 regelpuls de smoorklep in een vooraf bepaalde omvang beweegt, de omvang van de verstelling van de smoorklep afhankelijk zal zijn van het aantal gegenereerde pulsen. De snelheid waarmee een verstelling uitgevoerd kan worden zal daarom afhangen van de maximale frequentie'waarmee de pulsen gegenereerd kunnen worden en eveneens van de maximale frequentie waar-10 mee het electromechanische smoormechanisme gestuurd kan worden. Dit heeft een ongewenste beperking op het responsievermogen van het regelsysteem tot gevolg.

Dit recente studies is gebleken dat inwendige onvolmaaktheden en onvolmaaktheden aan het oppervlak van een continu gegoten staalsoort 15 beperkt kunnen worden door het gebruik van het gieten met gelijkblijvende snelheid terwijl eveneens de amplitude van de variatie*s van het niveau in de vorm tot ongeveer + 3 mm of minder verminderd worden. Teneinde aan dergelijke strikte vereisten met betrekking tot het niveau in de vorm te voldoen, is een nauwkeuriger regelstelsel voor het niveau in 20 de vorm wenselijk, dat in staat is tot snelle responsie op kleine veranderingen in het niveau.

Volgens de onderhavige uitvinding is in een werkwijze voor het regelen van het vloeistofniveau in een houder voorzien, waarbij vloeistof toegevoerd wordt uit een vloeistoftoevoer aan de houder door een af-25 sluitermechanisme met een beweegbaar afsluiterorgaan, waarvan de stand de omvang bepaalt waarmee de vloeistof toegevoerd wordt aan de houder, welke werkwijze omvat het detecteren van het niveau van de vloeistof in de houder, het genereren van een foutsignaal dat overeen komt met het verschil tussen het gedetecteerde vloeistofniveau en het referentie-30 niveau, het genereren van een regelsignaal met een tijdsduur die overeenkomt met de waarde van het foutsignaal en het bewegen van het afsluiterorgaan in een omvang die gelijk is aan de tijdsduur van het regelsignaal.

De uitvinding voorziet eveneens in een inrichting van het soort 35 waarbij een vloeistof uit een vloeistoftoevoer toegevoerd wordt aan een houder via een afsluitermechanisme met een beweegbaar afsluiterorgaan waarvan de stand de omvang bepaalt waarmee de vloeistof toegevoerd wordt aan de houder, welke inrichting een regelstelsel heeft voor het regelen van het niveau van de vloeistof in de houder, welk regelstelsel 40 omvat detectiemiddelen voor het detecteren van het niveau van de 8402669 4 i ______________________________________________________4.............................................................................

\ : vloeistof in de houder, middelen voor het genereren van een foutsig naal met betrekking tot het niveau voor het genereren van een foutsig-naai dat overeen komt met het verschil tussen het gedetecteerde vloeistofniveau en een referentiesignaal, middelen voor het genereren van 5 een regelsignaal die reageren op het foutsignaal van het niveau voor het genereren van een regelsignaal met een tijdsduur die variabel is in overeenstemming met de waarde van het foutsignaal, en middelen reagerend op het regelsignaal voor het bewegen van het afsluiterorgaan in een omvang die evenredig is aan de tijdsduur van het regelsignaal.

10 De berekening van de tijdsduur van het regelsignaal wordt bij voorkeur uitgevoerd met gebruik van de klassieke snelheidsvorm van het proportionele, integrale en afgeleide (PID) digitaleregel algoritme*

Bij het gebruik van de uitvinding is geen behoefte aan de meting van de afsluiterstand of terugkoppeling, noch bestaat er enige behoefte 15 aan een servostelsel dat met de afsluiter samenwerkt. Het gebruikte algoritme voor het berekenen van· de tijdsduur van het regelsignaal kan bovendien een bepaalde waarde omvatten om een te verwachten voortplantingssnelheid van-het regelsignaal te compenseren door het scheidings-vlak tussen de microprocessor en het afsluiterelement, zoals tussenge-20 plaatste relais, hydraulische cylinderspoelen, electrische aandrijvingen e.d. Eveneens kunnen in het algoritme bepaalde middelen aanwezig zijn voor het compenseren van de te voorspellen speling, naloop of hysteresis in het afsluitermechanisme die samenhangen met veranderingen in de bewegingsrichting.

25 De uitvinding wordt verder beschreven aan de hand van een voor beeld met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin:

Figuur 1 een schets is die de gehele inrichting van een continue gietinstallatie toont met gebruik van de onderhavige uitvinding;

Figuur 2 een functioneel blok-diagram is dat het bedrijf van het 30 regelstelsel overeenkomstig de onderhavige uitvinding toont;

Figuur 3 een stroomdiagram is dat een regelprogramma voor de stroming toont, uitgevoerd door het stelsel in overeenstemming met de onderhavige uitvinding;

Figuur 4 een stroomdiagram is dat een regelprogramma voor de giet-35 snelheid toont uitgevoerd door het stelsel volgens de onderhavige uitvinding;

Figuur 5 een stroomdiagram is dat een programma met hoog-laag alarmgrens toont uitgevoerd door het stelsel in overeenstemming met de onderhavige uitvinding; en 40 Figuur 6 een stroomdiagram is dat een programma voor een 8402669

V

• \ uitbr^kalarro toont, uitgevoerd door het stelsel in overeenstemming met de onderhavige uitvinding.

De totale inrichting van het regelstelsel in overeenstemming met de onderhavige uitvinding is in figuur 1 afgeheeld. Gesmolten metaal 10 5 is aanwezig in een gietpan 12 en wordt door een opening 14 in een giet-trechter 16 gebracht. De giettrechter 16 heeft een opening 18 waardoor het vloeibare metaal in de vorm 20 gegoten wordt. Het metaal begint in de vorm te stollen en wordt door klemrollen 22 voortdurend uit de vorm getrokken. De streng wordt naar de klemrollen 22 geleid via vrijlop'ende 10 rollen 24, en het uitwendige van de streng wordt besproeid om het koelen en stollen voor aangrijping met de klemrollen 22 te verbeteren.

Zowel de gietpan als de giettrechter zijn met smoorkleppen afge-beeld, een smoorklep 26 voor het regelen van de opening waardoor de vloeistof in de giettrechter gegoten wordt, en een smoorklep 28 voor 15 het regelen van de opening waardoor vloeistof uit de giettrechter in een vorm gegoten wordt. Begrepen moet echter worden, dat slechts de laatste smoorregelklep vereist is om de techniek volgens de onderhavige uitvinding uit te voeren.

Het regelstelsel volgens de onderhavige uitvinding kan op drie 20 verschillende wijzen uitgevoerd worden. Bij een eerste wijze kan de gietsnelheid gelijkblijvend gehouden worden, terwijl de stroom vloeibaar staal in de vorm uit de giettrechter via de smoorklep 28 geregeld wordt teneinde een gelijkblijvend niveau in de gietvorm te handhaven.

Bij een tweede wijze kan de stroom vloeibaar metaal in de vorm gelijk-25 gehouden worden, terwijl de gietsnelheid geregeld wordt om het gewenste niveau in de vorm te handhaven. Bij een derde wijze kunnen de regeling van de stroom uit de giettrechter en van de gietsnelheid gecombineerd worden, waarbij bijv. de stroomsnelheid van het staal in de vorm geregeld wordt om een gelijkblijvend niveau te handhaven en de gietsnelheid 30 slechts versteld wordt indien het niveau in de vorm een bepaalde grens of een bepaalde grenzen te buiten gaat. De voorkeursuitvoering maakt gebruik van deze derde regelmethode en zal in die samenhang beschreven worden.

Dit figuur 1 en 2, waarin het bedrijf van het regelstelsel meer 35 gedetaileerd afgebeeld is, blijkt dat meting van het niveau in de vorm verkregen wordt van een digitale vloeistofniveau indicator 30. Het uitgaande signaal van de indicator 30 voor het niveau in de vorm wordt dan vergeleken in vergelijkingsinrichting 38 met een instelpunt signaal van het niveau in de vorm dat het gewenste vloeistofniveau binnen de vorm 40 voorstelt. De polariteit en de omvang van het uitgaande signaal voor 8402669 * * \ vergelijkingsinrichting 38 zal daarom reap, de richting en de omvang aangeven waarmee het feitelijke niveau in de vorm verschilt van het gewenste niveau in de vorm.

Een vergelijkingsinrichting 40 onderzoekt vervolgens het foutsig-5 naai E^t, om te bepalen of het foutsignaal een bepaalde grens of bepaalde grenzen te boven gegaan is. Indien dit niet het geval is berekent een regelschakeling 42 voor de stroming uit de giettrechter een waarde die overeenkomt met een gewenste bewegingsafstand voor de smoorklep 28 die nodig zal zijn om de gedetecteerde fout van Het niveau in 10 de vorm te corrigeren. Dit signaal wordt dan toegevoerd aan een regelschakeling 43 voor de klep voor het genereren van een regelpuls met een tijdsduur die overeenkomt met de gewenste omvang van de beweging van de smoorklep, en de regelpuls wordt dan toegevoerd aan hydraulische cylinders 45 voor het over een passende afstand bewegen van de klep 28. In-15 dien gewenst kan het vloeistofniveau in de giettrechter gecontroleerd worden in een controleïnrichting 44 voor het giettrechteraiveau, en het berekende signaal bij de uitgang van de regelschakeling 42 voor de giettrechterstroming kan bij 46 aangepast worden om rekening te houden met de onderhavige waarde en de richting van de verandering van het ni-20 veau van de vloeistofkolom in de giettrechter. De stroomsnelheid uit de giettrechter is een functie van zowel het openen van de smoorklep als het niveau van de vloeistofkolom in de giettrechter. De gecorrigeerde waarde kan dan verkregen worden uit het uitgaande van combineerinrich-ting 46 naar de regelschakeling 43 voor de klep voor het genereren van 25 een passende breedte van de regelpuls.

Indien het gedetecteerde foutsignaal Ejjl van het niveau in de vorm de grenswaarden te buiten gaat, kan de eerste wijze van het automatisch regelen van het niveau (stromingsregeling) slecht werken, en kan de gietsnelheid versteld worden om te trachten het niveau in de 30 vorm binnen de grenswaarden te brengen. Hiertoe kan een regelschakeling 58 voor de gietsnelheid gebruikt worden om een stelsignaal op te wekken dat overeen komt met het gedetecteerde foutsignaal Ej^. Onder normale omstandigheden wordt de ontneemsnelheid van de streng, d.w.z. de gietsnelheid, geregeld door een servo lus omvattende toeren-35 teller 60 voor het opwekken van een signaal dat overeen komt met de feitelijke gietsnelheid, een vergelijkingsinrichting 62 voor de vergelijking van een referentiewaarde voor de snelheid met de gedetecteerde waarde voor de snelheid om een fout signaal op te wekken, een aandrijf-regelinrichting 64 die reageert op het uitgaande signaal 40 van de vergelijkingsinrichting 62 voor het opwekken van een aandrijf- 8402669 4 » _____ _ _ _____7 voltage, en een aandrijfmotor 66 die reageert op het uitgaande signaal uit de schakeling 64 voor het aandrijven van de klemrollen om de giet-snelheid te regelen. Indien een automatische snelheidsregeling in werking moet treden nadat de fout van het niveau in de vorm de grenswaarde 5 daarvan te buiten gaat, tal de regelschakeling 58 voor de gietsnelheid in de verstelwaarde daarvan naar de vergelijkingsinrichting 62 voorzien os een verplaatsing aan de servolus te geven en zo passend de gietsnelheid te doen toenemen of afnemen. Het niveau van de vloeistof in de giettrechter kan eveneens geregeld worden om een gelijkblijvende 10 vloeistofkolon te handhaven door een afzonderlijke servolus omvattende een niveaucontrolerende schakeling 44, een vergelijkingsinrichting 80 voor vergelijking van het gedetecteerde niveau in de giettrechter met een gewenst stelpunt niveau, en een regelschakeling 9 voor het niveau in de giettrechter voor het genereren van een signaal dat overeen komt 15 met een gewenste verandering in de stand van de smoorklep 26 van de gietpan. De regelschakeling 90 voor het niveau geeft normaliter aan één ingang van een vergelijkingsinrichting 86 een signaal dat overeen komt met de gewenste stand van de smoorklep 28, en een controleschakeling 84 voor de kiepstand geeft een tweede ingangssignaal aan de vergelijkings-20 inrichting 86, dat de feitelijke stand van de klep aangeeft. Vervolgens worden hydraulische cylinders 88 aangedreven in overeenstemming met het uitgangssignaal uit de vergelijkingsinrichting 86 om de klep 26 te stabiliseren in de gewenste stand. Indien een uitgangssignaal verkregen wordt uit de vergelijkingsinrichting 80 zal de regelschakeling 90 voor 25 het niveau het referentiesignaal daarvan overeenkomstig aanpassen.

Hoewel de uitvinding uitgevoerd kan worden met de in figuur 2 af-gebeelde onderdelen, wordt bij de voorkeursuitvoering van de uitvinding gebruikt gemaakt van een microcomputer 31 voor de regeling van het stelsel. De microprocessorchip kan een chip nummer 6502 zijn, verkrijg-30 baar bij de IPAC Corporation, uit Bethel Park, Pennsylvania. Microcomputer 31 uit fig.1 zal bij voorkeur hetzij door daarvoor bestemde hardware of software, de functie's van de onderdelen die met de gestippelde lijn 31 omgeven zijn in figuur 2 uitvoeren, en kan programma's volgen zoals afgeheeld in stroomdiagramvorm in figuur 3-6.

35 Ten eerste bepaalt zoals afgebeeld in figuur 3 de microcomputer of de wijze met automatische niveauregeling vereist is. Indien dit niet het geval is hoeft geen automatisch regelbedrijf uitgevoerd te worden.

Indien voor automatische regeling gekozen is, leest de microcomputer het feitelijke niveau uit door het detecteren van de uitgangssignalen 40 van de verschillende thermokoppelinrichtingen 32 om de vorm. Indien de 8402669 \ » * ______________________________________ _____________________________ ..___________._ 8..............._..................... ... ............ ............

niveauindicatie van de vorm onredelijk hoog of laag is, bestaat er een falen dat het gevolg is van hetzij een abnormaal niveau in de vorm, zetzij een onjuiste detectie van het niveau in de vorm en in beide gevallen wordt het programma beëindigd bij stap 134 in figuur 3. In dit 5 geval zal het indicatielampje dat de automatische regeling aangeeft op het paneel van de bedienende persoon niet aan zijn.

Indien het gedetecteerde niveau in de vorm redelijk is en de microcomputer juist werkt, zal de microcomputer de vraag om automatische regeling bevestigen door het sluiten van het "auto OK" contact bij 10 stap 136. Een· foutsignaal voor het niveau in de vorm zal dan opgewerkt worden in overeenstemming met het verschil tussen een stelsignaal dat een gewenst niveau voorstelt en een signaal dat evenredig is aan het feitelijke vloeistofniveau in de vorm bij stap 138. Het foutsignaal Ej4l van het niveau in de vorm wordt dan onderzocht om te bepalen of 15 dit een vooraf bepaalde grens of vooraf bepaalde grenzen bij stap 140 te buiten gegaan is. Indien het foutsignaal E^r. de grens of grenzen daarvan niet te buiten gegaan is gaat de stromingsregeling door terwijl een gelijkblijvende gietsnelheid gehandhaafd wordt. De microcomputer maakt dan gebruik van een algoritme voor de stromingsregeling om een 20 uitgaand signaal te berekenen gebaseerd op de sommen van proportionele, integrale en afgeleide (PID) functie's van de fout en een waarde die proportioneel is aan de reciproke van de vierkantswortel van de verandering in het niveau van de vloeistofkolom in de giettrechter (indien dit signaal beschikbaar is). Meer in het bijzonder berekent de micro-25 computer bij stap 142 een waarde FO, die overeen komt met een pulstijd-sduur, en een geschikte vorm van het algoritme kan als volgt zijn: FO = KG[(El-E2)+KI(E1)+KD(E1-2E2+E3)], waarin; FO een teluitgang is zoals 1, 2, 3, . . ., n, 30 El de onderhavige door de computer afgetaste fout van het niveau in de vorm is, E2 de eerdere door de computer afgetaste fout van het niveau in de vorm is, E3 de fout van het niveau in de vorm voor E2 is 35 KG de proportionele versterkingsfactor van de regelinrichting is, KI de integrale versterkingsfactor van de regelinrichting is, en KD de afgeleide versterkingsfactor van de regelinrichting is.

Opgemerkt moet worden, dat andere algoritmen gebruikt kunnen worden in plaats van die hierboven beschreven zonder buiten de gedachte en 40 het bereik van de uitvinding te geraken.

8402669 « ♦ . ............. - -. ... -...... 9 --------------------- ---------

Hoewel het niet wezenlijk is voor het bedrijven van de onderhavige uitvinding, wordt er de voorkeur aan gegeven om met de richting waarin het vloeistof niveau in de giettrechter verandert, rekening te houden.

Hiertoe leest de microcomputer bij stap 144]_ in figuur 3 het onderha-5 vige niveau in de giettrechter uit en vergelijkt dit met het eerdere niveau in de giettrechter om een veranderingssignaal Ah-j van het niveau in de giettrechter te verkrijgen. Indien de gedetecteerde verandering die bij stap 144^ bepaald wordt verwaarloosbaar is, wordt veronderstelt dat de verandering bij stap 1443 nul is. Anderzijds wordt, 10 indien de verandering zo groot is dat deze betrokken moet worden in het genereren van het passende regelsignaal, een signaal DHD bij stap 1444 berekend volgens de vergelijking getoont aan de hand van figuur 3 om een veranderingsrichting alsmede een waarde weer te geven die de vierkantswortel van hj voorstelt, waar h-j de huidige hoogte 15 van het vloeistofniveau in de giettrechter is. Alle stappen 144^-1444 worden uitgevoerd tussen de blokken aangegeven door de verwijzingscijfers 44 en 46 in figuur 2.

De berekende FO en DHD signalen worden dan bij stap 146 gecombineerd, en het resultaat wordt vervolgens gebruikt bij stap 148 om een 20 signaal voort te brengen dat de omvang van de verandering weergeeft, die gewenst is in de stand van de smoorklep. Bij stap 150 onderzoekt de microcomputer de berekende veranderde waarde om te bepalen of deze groter is dan een bepaalde minimum omvang, die een verstelling van de stand de smoorklep rechtvaardigt. Indien dit niet het geval is beëin-25 digt de microcomputer het programma op dit punt. Indien de berekende verandering van de waarde zodanig voldoende groot is dat de smoorklep versteld moet worden, wekt de microcomputer een puls op die een tijdsduur heeft die overeen komt met de gewenste omvang van de verandering in de stand van de smoorklep. Indien de gewenste verandering in een an-30 dere richting is dan de voorgaande verandering van de stand, kan een vaste extra pulsbreedte bij de stappen 152 en 154 toegevoegd worden teneinde de mechanische hysteresis of "verloren bewegings” eigenschappen van de smoorklepafsluiter te compenseren. Deze stappen worden uitgevoerd in het equivalente van blok 43 in figuur 2.

35 De regelpuls wordt vervolgens naar de hydraulische cylinders 56 gestuurd om op een algemeen bekende wijze de stand van de smoorklep te regelen.

Indien het foutsignaal Ejjj, van het niveau in de vorm bij stap 140 bepaald wordt als liggende buiten de vooraf bepaalde grenzen 40 daarvan, neemt de microcomputer aan dat er een probleem bestaat in het 8402669

V

r φ u _____________________________________ 10__________________________ stroomregelstelsel en begint de gietsnelheid volgens het programma van figuur 4 te regelen terwijl de smoorklep 28 in de meest recente stand daarvan gehouden wordt. De microcomputer plaatst een snelheidsvlag bij stap 158χ in om de stroomregeling te stoppen en genereert bij 5 stap 1582 foutsignaal E5P van de snelheid in overeenstemming met de fout in het niveau in de vorm, dat het feitelijke niveau is min het gewenste niveau (instelpunt). Een algoritme voor snelheidsregeling PID wordt gevolgd in stap 1583 op in hoofdzaak dezelfde wijze als het algoritme. voor de stroomregeling in stap 142, en een analoog signaal dat 10 de gewenste verandering in de gietsnelheid voorstelt wordt gegenereerd in stap 158^.

De gietsnelheid wordt normaliter gehandhaafd op een gelijkblijvende waarde door de servolus omvattende een toerenteller 60 voor het opwekken van een signaal dat overeenkomt met de werkelijke gietsnelheid, 15 een vergelijkingsinrichting 62 voor het vergelijken van de feitelijke gietsnelheid met een referentiesignaal van de gewenste snelheid om een foutsignaal te genereren, een lijn-gedreven regulator 64 voor het ontvangen van het uitgangsignaal van vergelijkingsinrichting 62 en het genereren van een aandrijfsignaal dat in overeenstemming met het uit-20 gangssignaal van de vergelijkingsinrichting 62 toeneemt of afneemt, en een aandrijfmotor 66 voor de gietsnelheid voor het regelen van de omvang van het onttrekken van de streng. Tijdens de wijze van het regelen van de gietsnelheid volgt de microcomputer het PID algoritme bij het genereren van een signaal voor de snelheidsverandering in overeenstem-25 ming met het foutsignaal van het niveau in de vorm, en deze snelheidsverandering is dan aanwezig als verder ingangssignaal voor de vergeli jkingsinrichting 62 om in een verplaatste verstelling voor het signaal voor het regelen van de snelheid te voorzien.

Indien de snelheidsvlag geplaatst is bij stap 158^, klinkt een 30 alarm om de bedienende persoon opmerkzaam te maken dat de snelheidsregeling in werking is. De snelheidsvlag zal ingesteld blijven totdat de bedienende persoon het probleem gecorrigeerd heeft en het stromingsre-gel stelsel opnieuw ingesteld heeft. Zolang de snelheidsvlag ingesteld is zal de microcomputer het programma voor het regelen van de stroming 35 bij stap 170 in figuur 4 verlaten en met het programma 158^ voor het regelen van de snelheid in figuur 4 verder gaan.

Het is een kenmerk van het hierboven beschreven systeem dat er geen behoefte bestaat aan een terugkoppelsignaal voor de stand van de smoorklep van de giettrechter, aangezien het regelsignaal betrekking 40 heeft op gewenste veranderingen of verstellingen met betrekking tot de 8402669 % ------- ----- --------- -------- 11 ... ........

stand van de smoorklep in plaats van op de absolute stand van de klep zelf. Het is echter mogelijk om in een signaal voor de stand van de smoorklep te voorzien en om dit signaal voor de stand van de smoorklep te gebruiken in het algoritme 42 voor de stroomregeling in de giet-5 trechter voor diagnosedoeleinden. Meer in het bijzonder zal, indien de microcomputer in de stap 30 (Fig.2) bepaalt dat het niveau in de vorm blijft toenemen terwijl tergelijkertijd met de sensor 72 voor het bepalen van de stand van de klep bepaald wordt dat de smoorklep van de giettrechter zeer ver open is, de microcomputer weten dat er een abnor-10 male toestand bestaat; bijv. zal een buitensporig verstoppen van de smoorklep de werkzame klepopening verminderen. Daarentegen kan een gedetecteerde toename van het niveau in de vorm in een gesloten stand van de smoorklep buitensporige corrosie van de smoorklepopening aangeven.

Zoals hierboven beschreven is een wezenlijk kenmerk van de onder-15 havige uitvinding de nauwkeurige bepaling van het vloeistofniveau in de vorm. Dit kan op elke bekende wijze uitgevoerd worden, maar wordt bij voorkeur op digitale wijze uitgevoerd door het aftasten van een veelheid van thermosondes zoals beschreven in de Amerikaanse octrooiaanvragen 479.398 en 480.988.

20 Het regelsysteem volgens de onderhavige uitvinding kan eveneens een alarmgrens hoog-laag alsmede een uitbreekalarm omvatten. Het programma voor de alarmgrens voor het hoog-laag kan zijn zoals afgebeeld in een vorm van de stroomdiagram in figuur 5 en kan bijv. één maal per seconde lopen. In dit programma leest de microcomputer elke seconde het 25 berekende niveau in de vorm en vergelijkt dit met een alarmpunt voor hoog niveau en een alarmpunt voor laag niveau. Indien één van deze twee alarmgrenzen te buiten gegaan wordt, plaatst de microcomputer de passende vlag. Indien de alarmgrenzen niet te buiten gegaan worden brengt het programma de vlag in de normale stand.

30 In het uitbreek alarmprogramma dat in de vorm van een stroomdia gram in figuur 6 afgebeeld is, wordt de omvang van de val van het niveau in de vorm vergeleken met de gietsnelheid.

Indien het niveau in de vorm sneller daalt dan passend voor een bepaalde gietsnelheid en indien het absolute niveau onder een vooraf bepaalde 35 niveau ligt, wordt een uitbreekalarmvlag geplaatst. Dit programma kan eveneens éénmaal per seconde doorlopen worden.

Zoals uit de bovenstaande beschrijving begrepen zal worden, voorziet de onderhavige uitvinding in een wezenlijke verbetering in een re-gelstelsel voor het niveau in een vorm doordat de gedetecteerde fout 40 van het niveau in de vorm gebruikt wordt om de gewenste omvang van ver- 8402669 ________________________ ______________________ 12................ ............__...........................

stelling van de smoorklep te berekenen en een regelpuls met een breedte overeenkomstig de gewenste beweging van de smoorklep opgewekt wordt. De smoorklep kan bijgevolg direct uit de onderhavige stand daarvan naar de gewenste stand bewogen worden in reactie op een enkel regelsignaal. Dit 5 is in tegenstelling met de technieken zoals deze in de stand der techniek gebruikt worden, zoals bekend uit het bovengenoemde Amerikaanse octrooischrift 3*300.820, waarbij elk regelsignaal de smoorklep in een vooraf bepaalde mate beweegt en een veelheid van regelsignalen opgewekt moet worden om de gewenste beweging te verkrijgen, waarbij het niveau 10 in de vorm tussen elk regelsignaalpuls gedetecteerd wordt waardoor een buitensporig langzame responsie ontstaat.

Verder bestaat er een aan het systeem eigen zijnde vertraging in de responsie van de electro-mechanische componenten van het stelsel op een regelsignaal dat zich door het stelsel voortbeweegt. In een relais 15 is bijv. een eindige tijdsduur vereist voor de opbouw van stroom door de spoel van een relais na de voorrand van een regelpuls. Deze vertraging zal de responsietijd van het regelsysteem vergroten, en een stelsel dat op een reeks pulsen berust om regeling uit te voeren zal wezenlijke beperkingen met betrekking tot de responsietijd ondervinden. Met 20 de regeltechniek volgens de onderhavige uitvinding wordt een enkele regelpuls gebruikt om de smoorklep naar de gewenste stand te bewegen en de responsietijd wordt aanzienlijk verbeterd.

8402669

Claims

1. Werkwijze voor het regelen van het vloeistofniveau in een houder, waarbij vloeistof toegevoerd wordt uit een vloeistoftoevoer aan de houder door een afsluitermechanisme met een beweegbaar afsluiterorgaan waarvan de stand de omvang bepaalt waarin de vloeistof toegevoerd wordt 5 aan de houder, welke werkwijze omvat het detecteren van het niveau van de vloeistof in de houder en het genereren van een foutsignaal dat overeen komt met het verschil tussen het gedetecteerde vloeistofniveau en een referentieniveau, gekenmerkt door het opwekken van een regelsig-naal met een tijdsduur die overeen komt met de waarde van het foutsig-10 naai en het bewegen van het afsluiterorgaan in een omvang die evenredig is aan de tijdsduur van het regelsignaal.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de stap van het genereren van het regelsignaal omvat het berekenen van een eerste signaal dat overeen komt met een gewenste verandering in de stand van 15 het afsluiterorgaan en het genereren van het regelsignaal met een tijdsduur die overeen komt met de waarde van het eerste signaal.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de stap van het genereren van het eerste signaal omvat het berekenen van een waarde FO volgens de onderstaande vergelijking:

20 FO - KG[(E1-E2)+KI(E1)+KD(E1-2E2+E3)] waar El, E2 en E3 opeenvolgende foutsignalen zijn en KG, KI en KD vooraf bepaalde constanten zijn.

4. Werkwijze volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de stap van het berekenen verder omvat het berekenen van een pulsduursignaal PD, 25 dat overeen komt met het eerste signaal, welk pulsduursignaal PD berekend wordt volgens de onderstaande vergelijking: . PD = (FOf-PT+FP) x Tcm waar PT een compensatiefaktor is voor het compenseren van een vertra-gingstijd tussen het begin van het regelsignaal en beweging van het af-30 sluiterorgaan, FP een compensatiefaktor is voor het compenseren van speling of dergelijke aanwezig tijdens een verandering in de bewegingsrichting van het afsluiterorgaan, en Tcm een gecalibreerde bewe-gingstijd van het regelmiddel is, d.w.z. de tijd vereist door het re-gelmiddel om het afsluiterorgaan over een vooraf bepaalde afstand te 35 bewegen.

5. Inrichting van het soort waarbij een vloeistof van een vloeistoftoevoer toegevoerd wordt aan een houder via een afsluitermechanisme met een beweegbaar afsluiterorgaan, waarvan de stand de omvang bepaalt 8402669 > ψ » waarmee de vloeistof aan de houder toegevoerd wordt, welke inrichting een regelstelsel heeft voor het regelen van het niveau van de vloeistof in de houder, welk regelstelsel omvat detectiemiddelen voor het detecteren van het vloeistofniveau in de houder en middelen voor het opwek-5 ken van foutsignalen van het niveau voor het opwekken van een foutsig-naal dat overeen komt met het verschil tussen het gedetecteerde vloeistofniveau en een referentieniveau, gekenmerkt door regelsignaal opwekkende middelen die reageren op het foutsignaal van het niveau voor het genereren van een regelsignaal met een tijdsduur die variabel is in 10 overeenstemming met de waarde van het foutsignaal; en middelen die reageren op het regelsignaal voor het bewegen van het afsluiterorgaan in een omvang evenredig aan de tijdsduur van het regelsignaal.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat het middel voor het opwekken van het regelsignaal omvat eerste middelen die reage-15 ren op het foutsignaal voor het genereren van een eerste signaal dat overeen komt met een gewenste verandering in de stand van het afsluiterorgaan en twee de middelen die reageren op het eerste signaal voor het genereren van een regelsignaal met een tijdsduur die overeen komt met het eerste signaal.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat het eerste middel omvat middelen voor het ontvangen van een opeenvolging van de foutsignalen en voor het berekenen van een waarde FO volgens: FO « KG[ (E1-E2)+KI(E1)+KD(E1-2E2+E3)] waar El, Ξ2 en E3 opeenvolgende foutsignalen zijn en KG, KI en KD voor-25 af bepaalde constanten zijn.

8. Inrichtingen volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat het eerste middel verder omvat middelen voor het berekenen van een pulsduur-signaal PD dat overeen komt met het eerste signaal, welk pulsduursig-naal PD in hoofdzaak als volgt berekend wordt: • 30 PD = (FO+PT+FP) x Tcm waarin PT een compensatiefaktor is voor het compenseren van een vertra-gingstijd tussen het begin van het regelsignaal en beweging van het afsluiterorgaan, FP een compensatiefaktor is voor het compenseren van de speling of dergelijke aanwezig tijdens een richtingsverandering van de 35 beweging van het afsluiterorgaan, en Tcm een gecalibreerde bewe- gingstijd is van het regelmiddel, d.w.z. de tijdsduur vereist door het regelmiddel om het afsluiterorgaan over een vooraf bepaalde afstand te bewegen.

9. Inrichting volgens conclusie 7, gekenmerkt door middelen voor 8402669 het detecteren van het vloeistof toevoerniveau voor het detecteren van veranderingen in het vloeistofniveau in de vloeistoftoevoer en voor het genereren van een signaal DHD dat overeen komt met de onderhavige waarde en richting van de verandering van het vloeistof toevoerniveau, en 5 middelen voor het berekenen van een som (FOHDHD) als het eerste signaal*

10. Inrichting volgens één van de conclusies 5 t/m 9, waarbij de vloeistof uit de houder onttrokken wordt, gekenmerkt door grensdetecte-rende middelen voor het vergelijken van het foutsignaal met tenminste 10 één grenswaarde en voor het voorzien in een uitgangssignaal indien het foutsignaal tenminste één grenswaarde te buiten gaat, en regelmiddelen voor de snelheid reagerend op het uitgangssignaal uit het middel voor het detecteren van de grens voor het verstellen van de omvang van het onttrekken. 8402669