使用位置控制的閥裝置的金屬帶材冷卻的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用液體冷卻劑使金屬帶材冷卻的冷卻裝置的操作方法；
-其中冷卻裝置具有施加裝置，利用該施加裝置將冷卻劑施加給金屬帶材；
-其中將冷卻劑經(jīng)由供給管線供給至施加裝置，
-其中閥裝置被布置在供給管線中；
-其中上游狀態(tài)檢測(cè)裝置布置在供給管線中的閥裝置的上游，并且用于檢測(cè)閥裝置的上游的供給管線中所述冷卻劑具有的冷卻劑的上游狀態(tài)；
-其中控制裝置對(duì)閥裝置進(jìn)行設(shè)定。
[0002]本發(fā)明還涉及一種包括機(jī)器碼的計(jì)算機(jī)程序，該機(jī)器碼可以直接由利用液體冷卻劑使金屬帶材冷卻的冷卻裝置的控制裝置執(zhí)行；
-其中由控制裝置執(zhí)行機(jī)器碼具有以下效果，即控制裝置
-基于利用施加裝置每單位時(shí)間施加給金屬帶材的液體冷卻劑的冷卻劑流量的設(shè)定點(diǎn)值，以及
-布置在供給管線中的閥裝置的上游的液體冷卻劑的供給管線中的冷卻劑具有的冷卻劑的上游狀態(tài)，以及-閥裝置的閥特性
來(lái)確定閥裝置的設(shè)定點(diǎn)激活并相應(yīng)地激活閥裝置；
-其中利用供給管線來(lái)提供施加裝置的液體冷卻劑。
[0003]本發(fā)明還涉及一種利用液體冷卻劑使金屬帶材冷卻的冷卻裝置的控制裝置，同時(shí)控制裝置形成為可軟件編程的控制裝置并且用此計(jì)算機(jī)程序?qū)刂蒲b置進(jìn)行編程。
[0004]本發(fā)明還涉及一種利用液體冷卻劑使金屬帶材冷卻的冷卻裝置，
-其中冷卻裝置具有施加裝置，利用該施加裝置將冷卻劑施加給金屬帶材；
-其中將冷卻劑經(jīng)由供給管線供給至施加裝置；
-其中閥裝置被布置在供給管線中；
-其中通過(guò)對(duì)閥裝置進(jìn)行設(shè)定來(lái)設(shè)定由施加裝置每單位時(shí)間施加至金屬帶材的冷卻劑流量；
-其中上游狀態(tài)檢測(cè)裝置被布置在供給管線中的閥裝置的上游并且用于檢測(cè)閥裝置的上游的供給管線中冷卻劑具有的冷卻劑的上游狀態(tài)；
-其中冷卻裝置具有這樣的控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0005]上文提到的主題是例如從DE 10 2007 046 279 Al中已知的。在DE 10 2007 046279 Al的情況下，閥裝置形成為開(kāi)關(guān)閥，該開(kāi)關(guān)閥以二態(tài)的方式在完全打開(kāi)狀態(tài)和完全閉合狀態(tài)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。閥特性包括打開(kāi)延遲、關(guān)閉延遲和平均冷卻劑流率。
[0006]強(qiáng)力冷卻(power cooling)，亦即金屬帶材的強(qiáng)冷卻，是一種在熱乳期間或緊接在熱乳之后使金屬帶材冷卻的新型冷卻方法。該方法是用于具體地設(shè)定最終產(chǎn)品的微結(jié)構(gòu)因此設(shè)定最終產(chǎn)品的機(jī)械性能的目的。尤其是，被稱為AHSS (先進(jìn)高強(qiáng)度鋼)的鋼要求更大的冷卻強(qiáng)度和冷卻靈活性。強(qiáng)力冷卻滿足了這些要求。
[0007]在強(qiáng)力冷卻過(guò)程中，必須設(shè)定冷卻劑流量，即每單位時(shí)間精確地、可重復(fù)地和動(dòng)態(tài)地施加到金屬帶材的冷卻劑的量。在現(xiàn)有技術(shù)中，該設(shè)定是由布置在通向施加裝置的供給管線中的流量計(jì)并且利用閥裝置來(lái)控制流量而完成的。然而，該過(guò)程具有若干缺點(diǎn)。尤其是，實(shí)際上當(dāng)設(shè)定新的設(shè)定點(diǎn)值時(shí)常常發(fā)生超調(diào)。直到穩(wěn)定地保持新設(shè)定點(diǎn)值的穩(wěn)定期常常是相對(duì)較長(zhǎng)的。此外，流量計(jì)比較昂貴。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供可以以簡(jiǎn)單和低成本的方式實(shí)現(xiàn)金屬帶材的靈活且可靠的冷卻的可能性。
[0009]本發(fā)明的目的是通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的操作方法來(lái)實(shí)現(xiàn)的。操作方法的有利的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求2至5的主題。
[0010]根據(jù)本發(fā)明，以這樣的方式設(shè)想出一種在開(kāi)始部分所提到類型的操作方法，
-通過(guò)無(wú)階梯地或者以一些階梯將閥裝置設(shè)定到各個(gè)打開(kāi)位置，可以設(shè)定由施加裝置在每單位時(shí)間內(nèi)施加給金屬帶材的冷卻劑流量；
-冷卻裝置的控制裝置基于冷卻劑流量的設(shè)定點(diǎn)值、冷卻劑的上游狀態(tài)和閥裝置的閥特性而確定閥裝置打開(kāi)位置的設(shè)定點(diǎn)值，該設(shè)定點(diǎn)值對(duì)應(yīng)于冷卻劑流量的設(shè)定點(diǎn)值；
-相對(duì)于閥裝置上游的供給管線中的冷卻劑具有的參比狀態(tài)，閥特性描述了作為閥裝置打開(kāi)位置的函數(shù)的冷卻劑流量的特性線；并且
-控制裝置以與確定的設(shè)定點(diǎn)值對(duì)應(yīng)的方式來(lái)設(shè)定閥裝置的打開(kāi)位置。
[0011]當(dāng)需要時(shí)，可以確定冷卻劑的上游狀態(tài)。例如，冷卻劑的上游狀態(tài)可包括其溫度和/或其化學(xué)成分。優(yōu)選地，冷卻劑的上游狀態(tài)可包括施加至閥裝置上游的供給管線中的冷卻劑的(至少)上游供給管線壓力。
[0012]在操作方法的一個(gè)特別優(yōu)選的改進(jìn)方案中，提供的是
-下游狀態(tài)檢測(cè)裝置布置在閥裝置與施加裝置之間的供給管線中或者布置在施加裝置中，并且用于檢測(cè)閥裝置與施加裝置之間或者在施加裝置中的供給管線中冷卻劑具有的冷卻劑的下游狀態(tài)，以及
-控制裝置基于冷卻劑的上游狀態(tài)、冷卻劑的下游狀態(tài)和閥裝置的打開(kāi)位置來(lái)修正閥裝置的特性線。
[0013]以此，可以實(shí)現(xiàn)控制裝置自我校準(zhǔn)到閥裝置的(在一些情況下甚至動(dòng)態(tài)地變化的)實(shí)際特性線。
[0014]當(dāng)需要時(shí)，可以通過(guò)與冷卻劑的上游狀態(tài)進(jìn)行類比而確定冷卻劑的下游狀態(tài)。優(yōu)選地，冷卻劑的下游狀態(tài)包括施加至閥裝置與施加裝置之間的供給管線中或者在施加裝置中的冷卻劑的(至少)下游供給管線壓力。
[0015]本發(fā)明原則上也可以適用于常規(guī)的冷卻裝置，其中在閥裝置上游的供給管線中冷卻劑具有的上游供給管線壓力相對(duì)較低。然而，優(yōu)選地，上游供給管線壓力位于1.5巴和5.0巴之間，尤其是2.0巴和3.0巴之間。
[0016]目的也是通過(guò)具有權(quán)利要求6的特征的計(jì)算機(jī)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。計(jì)算機(jī)程序的有利的改進(jìn)方案是從屬權(quán)利要求7至9的主題。
[0017]根據(jù)本發(fā)明，以這樣的方式設(shè)想出一種在開(kāi)始部分所提到的類型的計(jì)算機(jī)程序:
-控制裝置確定與冷卻劑流量的設(shè)定點(diǎn)值對(duì)應(yīng)的閥裝置的打開(kāi)位置的設(shè)定點(diǎn)值并且以與確定的設(shè)定點(diǎn)值對(duì)應(yīng)的方式來(lái)設(shè)定閥裝置的打開(kāi)位置；
-通過(guò)無(wú)階梯地或者以一些階梯將閥裝置設(shè)定到各個(gè)打開(kāi)位置，可以設(shè)定冷卻劑流量;
-相對(duì)于閥裝置上游的供給管線中的冷卻劑具有的參比狀態(tài)，閥特性描述了作為閥裝置的打開(kāi)位置的函數(shù)的冷卻劑流量的特性線。
[0018]計(jì)算機(jī)程序的有利的改進(jìn)方案大體對(duì)應(yīng)于所述操作方法的改進(jìn)方案。因此，為避免重復(fù)，參考上文所給出的描述。
[0019]還可通過(guò)具有權(quán)利要求10的特征的控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。根據(jù)本發(fā)明，提供的是，利用根據(jù)本發(fā)明計(jì)算機(jī)程序?qū)刂蒲b置進(jìn)行編程。
[0020]還可通過(guò)具有權(quán)利要求11的特征的冷卻裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。根據(jù)本發(fā)明，形成根據(jù)本發(fā)明的控制裝置或者對(duì)其進(jìn)行編程。
【附圖說(shuō)明】
[0021]結(jié)合下文對(duì)示例性實(shí)施例的描述(其結(jié)合附圖更具體地說(shuō)明)，本發(fā)明的上文描述的特性、特征和優(yōu)點(diǎn)以及實(shí)現(xiàn)它們的方式將變得更清楚且更易于理解，在附圖中:
圖1示出了用于金屬帶材的處理線，
圖2示出了冷卻裝置以及圖3示出了閥特性。
【具體實(shí)施方式】
[0022]根據(jù)圖1，用于金屬帶材I的處理線具有至少一個(gè)乳制機(jī)架2 (通常一些乳制機(jī)架2采用串聯(lián)的布置)和一個(gè)卷取裝置3。在乳制機(jī)架2中，對(duì)金屬帶材I進(jìn)行乳制。然后，利用卷取裝置3卷曲金屬帶材I?？蓪⒗鋮s裝置4布置在乳制機(jī)架2之間以及/或者布置在最后的乳制機(jī)架2與卷取裝置3之間。利用冷卻裝置4，液體冷卻劑5使金屬帶材I冷卻。液體冷卻劑5 —般為水，或者至少含有水作為主要成分。
[0023]處理線由控制裝置6控制?？刂蒲b置6可包括一些子單元，這些子單元分別控制處理線的部分。對(duì)本發(fā)明關(guān)鍵的是控制至少一個(gè)冷卻裝置4的控制裝置6。因此，下面結(jié)合圖2和圖3僅描述冷卻裝置4中的一個(gè)，作為所有冷卻裝置4的代表。
[0024]正如由縮寫(xiě)“MC”所表示，控制裝置6形成為可軟件編程控制裝置。采用計(jì)算機(jī)程序7對(duì)其進(jìn)行編程。計(jì)算機(jī)程序7包括機(jī)器碼8，該機(jī)器碼可以由控制裝置6直接地執(zhí)行?？刂蒲b置6處理機(jī)器碼8實(shí)現(xiàn)控制裝置6的內(nèi)部功能，下面將結(jié)合所考慮的冷卻裝置4的總體運(yùn)行模式來(lái)更具體地說(shuō)明該內(nèi)部功能。
[0025]根據(jù)圖2，冷卻裝置4具有施加裝置9。施加裝置9是用于將冷卻劑5施加至金屬帶材I。施加裝置9可以例如形成為上噴射桿，利用該噴射桿將冷卻劑5從上方施加給金屬帶材I。替代地，施加裝置9可以例如形成為下噴射桿，利用該下噴射桿將冷卻劑5從下方施加給金屬帶材I。其他改進(jìn)方案也是可行的。
[0026]將冷卻劑5從箱11中經(jīng)由供給管線10供給至施加裝置9。栗12被布置在供給管線10中。利用栗12以壓力pV (在下文中被稱為上游供給管線壓力pV)來(lái)施加冷卻劑5。閥裝置13也被布置在供給管線10中。閥裝置13被布置在栗12與施加裝置9之間。
[0027]閥裝置13形成為伺服閥。因此，參見(jiàn)圖3，通過(guò)將閥裝置13適當(dāng)?shù)脑O(shè)定到各個(gè)打開(kāi)位置，可以設(shè)定施加裝置9在每單位時(shí)間內(nèi)施加給金屬帶材I的冷卻劑流量F?？梢缘氖且耘c圖3中的實(shí)線相對(duì)應(yīng)的方式，無(wú)階梯地設(shè)定打開(kāi)位置s并因此還將冷卻劑流量F設(shè)定在O和最大流量之間。替代地，可以以與圖3中的小點(diǎn)相對(duì)應(yīng)的方式以一些階梯設(shè)定打開(kāi)位置并因此還設(shè)定冷卻劑流量F。在這種情況下階梯的數(shù)量至少為3。例如，階梯的數(shù)量可為7 (= 23-1)、15 (= 24-1)或者一般地2η-1 (η = 5，6，…)。在任何情況下，可以利用閥裝置13將冷卻劑流量F設(shè)定為除O以外的一些值。
[0028]在圖3中所示出冷卻劑流量F與打開(kāi)位置的相關(guān)性--如僅通過(guò)示例--對(duì)應(yīng)于作為閥裝置13的打開(kāi)位置s的函數(shù)的冷卻劑流量F的特性線K。每當(dāng)在位于閥裝置13上游的供給管線10中的冷卻劑5具有參比狀態(tài)ZR時(shí)，特性線K才適用。參比狀態(tài)ZR優(yōu)選地包括施加在位于閥裝置13上游的供給管線10中的冷卻劑5的至少一個(gè)參考?jí)毫Α?br>[0029]在本發(fā)明的范圍內(nèi)，特性線K代表閥裝置13的閥特性C的相關(guān)部分。在適當(dāng)情況下，閥特性C可另外地包括閥裝置13的另外的參數(shù)。這樣的參數(shù)的示例是在改變打開(kāi)位置時(shí)可發(fā)生的延遲時(shí)間(階躍響應(yīng))。然而，這在本發(fā)明的范圍內(nèi)處于次要地位。
[0030]在供給管線10中，上游狀態(tài)檢測(cè)裝置14被布置在閥裝置13的上游。上游狀態(tài)檢測(cè)裝置14用于檢測(cè)閥裝置13的上游的供給管線10中冷卻劑5的上游狀態(tài)ZV。上游狀態(tài)ZV優(yōu)選地包括至少上游供給管線壓力pV，該管線壓力pV (實(shí)際上)適用于閥裝置13上游的供給管線10中的冷卻劑5。
[0031]根據(jù)圖2，控制裝置6被提供用于冷卻劑流量F的設(shè)定點(diǎn)值F*和上游狀態(tài)ZV。另夕卜，閥裝置13的閥特性C對(duì)于控制裝置6也是已知的。因此，控制裝置6能夠基于用于冷卻劑流量F的設(shè)定點(diǎn)值F*、冷卻劑5的上游狀態(tài)ZV、和閥裝置13的閥特性C (尤其是特性線K)來(lái)確定用于閥裝置13的打開(kāi)位置s的設(shè)定點(diǎn)值S*。用于閥裝置13的打開(kāi)位置s的確定的設(shè)定點(diǎn)值s*對(duì)應(yīng)于用于冷卻劑流量F的預(yù)定設(shè)定點(diǎn)值F*?？刂蒲b