專利名稱：用于水平連續(xù)鑄造運(yùn)轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)的制作方法
本申請是1989年11月3日申請的申請?zhí)枮?7/431，290的申請的繼續(xù)部分。
本發(fā)明一般涉及水平連續(xù)鑄造系統(tǒng)，特別是用于單股或多股鑄造系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)。隨著水平連續(xù)鑄造系統(tǒng)的發(fā)展，可允許擴(kuò)展長度的常截面鑄件的鑄造，如鋼鑄件，既經(jīng)濟(jì)又方便。盡管水平連續(xù)鑄造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)隨著廠家的不同而變化，但操作部分基本相同。這些連續(xù)鑄造系統(tǒng)在美國專利號為4，437，509;4，520，860;4，532，977;4，580，614和4，774，996的專利中均有描述?，F(xiàn)陳述于此做為參考。
在連續(xù)鑄造設(shè)備的操作中，在鑄造處理開始之前，熔化的金屬被送入一個澆口盤中。然后一個具有其斷面通常相應(yīng)于鑄后鑄件斷面的起動桿被插入鑄模中，接著，澆口盤上的一個滑動門被打開，存于澆口盤中的的熔化的金屬經(jīng)過出口流進(jìn)鑄模中并且熔接到起動桿上。然后驅(qū)動馬達(dá)開始了鑄造系統(tǒng)所要求的鑄造運(yùn)動，這時處理開始了。
在鑄造模中正在形成的鑄造運(yùn)動包含了一系列按照預(yù)定的運(yùn)動圖形而產(chǎn)生的運(yùn)動。最廣泛使用的運(yùn)動圖形包含了一系列被稱作鑄造沖程的短的向前的運(yùn)動。在一個較好的系統(tǒng)中每一個向前的運(yùn)動伴隨著一個短暫的逆向運(yùn)動。這樣，在這個用于水平連續(xù)鑄造操作的較好的運(yùn)動圖形中，一連串的運(yùn)動循環(huán)產(chǎn)生了。每個循環(huán)包括了一個向前的鑄造沖程和一個伴隨其后的短暫的逆向運(yùn)動。
當(dāng)鑄造系統(tǒng)開始了其穩(wěn)定操作時，鑄造處理的各種參數(shù)必須仔細(xì)地加以控制，以便提供最佳的鑄造。有一點(diǎn)非常重要的是，把這些參數(shù)快速而精確地加以相互聯(lián)系并予以控制，以便提供優(yōu)質(zhì)的鑄造。為了得到鑄造運(yùn)動的準(zhǔn)確控制，可以利用一個計(jì)算機(jī)化的連續(xù)鑄造系統(tǒng)。這樣，美國專利號為3，614，978的Kosco公開了一個其操縱對股位置敏感的計(jì)算機(jī)化的連續(xù)鑄造控制系統(tǒng)。在Kosco專利的系統(tǒng)中，驅(qū)動該鑄造的馬達(dá)總是向前轉(zhuǎn)動的。另外，該系統(tǒng)是以位置控制為基礎(chǔ)的。所以，這個系統(tǒng)不能用在一個既有向前運(yùn)動又有逆向運(yùn)動的系統(tǒng)中。再有，當(dāng)運(yùn)動控制被約束在象高爐溫度、冷卻劑流量、冷卻劑溫度等之類的鑄造操作參數(shù)中時，由于位置控制特性的結(jié)果，該系統(tǒng)是相當(dāng)?shù)穆覐?fù)雜。
因此，需要一個用于水平連續(xù)鑄造設(shè)備的運(yùn)動控制系統(tǒng)，它簡單、快速，而且即使被約束在鑄造操作參數(shù)中也能準(zhǔn)確運(yùn)動控制。
本發(fā)明的總的目的是提供一個用于水平連續(xù)鑄造系統(tǒng)的改進(jìn)了的運(yùn)動控制系統(tǒng)，它尤為特別的目的是為水平連續(xù)鑄造提供一種改進(jìn)的運(yùn)轉(zhuǎn)控制系統(tǒng)，這對在這個系統(tǒng)中用精確的方法控制單股或多股水平連續(xù)鑄造系統(tǒng)具有特別的優(yōu)越性。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一個運(yùn)動控制系統(tǒng)和一個單股或多股水平連續(xù)鑄造設(shè)備的綜合系統(tǒng)，這個鑄造設(shè)備具有高爐裝置，鑄模和后冷卻裝置，由一個電動馬達(dá)驅(qū)動的驅(qū)動裝置，最好是一個直流扭矩馬達(dá)。該運(yùn)動控制系統(tǒng)包含一個閉環(huán)控制系統(tǒng)，這個控制系統(tǒng)可用在鑄造設(shè)備各股的電機(jī)上。這樣，一個譯碼器被連接到電驅(qū)動馬達(dá)的輸出軸上。一個連在譯碼器上的傳感器提供了一個顯示驅(qū)動馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的輸出信號。一個計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)接收信號并產(chǎn)生一系列信號，這些信號相應(yīng)于用在鑄造處理中的所要的運(yùn)動圖形或運(yùn)動循環(huán)。在控制環(huán)中的一檢測器系統(tǒng)響應(yīng)譯碼的輸出和所要求的運(yùn)動圖形凸輪的信號值，并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)淖饔玫津?qū)動電機(jī)上的輸出信號，以獲得所要求的運(yùn)動。這個輸出信號由電機(jī)驅(qū)動放大器放大到足以開動該系統(tǒng)的驅(qū)動電機(jī)的功率級，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)接收信號并按驅(qū)動電機(jī)的速度時間比的曲線圖來實(shí)時修改處理控制顯示。這個主要基于硬件而不是軟件的系統(tǒng)可以給出實(shí)時控制，并且非常的迅速和準(zhǔn)確。
本發(fā)明及其進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)，通過下面的描述和附圖，可以得到進(jìn)一步的了解。在圖中相同的數(shù)字表示相同的部件。


圖1表示了一個水平連續(xù)金屬坯段鑄造設(shè)備的總布局。
圖2是一個運(yùn)動控制系統(tǒng)的方框圖，是基于與圖1的金屬坯段鑄造設(shè)備一起使用的速度時間比。
圖3是圖2的運(yùn)動控制系統(tǒng)的速度/時間沖程詳圖。
圖4是圖2運(yùn)動控制系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)凸輪和實(shí)際凸輪顯示的分解圖。
圖5是圖2所示TS2計(jì)算機(jī)的方框詳圖。
圖6是本發(fā)明用于三股水平連續(xù)鑄造的運(yùn)動控制系統(tǒng)方框圖。
參考圖1，一個具有一內(nèi)部絕緣存貯室的澆口盤和澆口盤車1有一個出口2，這個出口通常是靠近澆口盤的底部表面。安裝在挨著澆口盤出口或排泄口的滑行門3用于當(dāng)需要時打開或關(guān)閉該澆口盤。一種未表示的耐火材料襯砌在該澆口盤的內(nèi)側(cè)，以保護(hù)該澆口盤的結(jié)構(gòu)，防止熔化的金屬存積于內(nèi)。一種或多種未表示的陶瓷元件或噴咀被裝在澆口盤排泄口內(nèi)以便提供一個對鑄造系統(tǒng)其它部分相適合的分界面。一個長條的鑄模的后冷卻機(jī)4用相連接的布置方法支承在滑動門3和靠著澆口盤的噴嘴上，鑄模和后冷卻機(jī)4有一個貫穿的中間通道并具有與所期望的鑄造鑄件相適應(yīng)的橫截面。鑄模和后冷卻機(jī)包含了一個環(huán)境冷卻系統(tǒng)，它可以提供泉水這類冷卻劑在鑄模通道外表面的流動。鑄模一般是用銅或其它具有高熱傳導(dǎo)率的金屬制成的。一個流體控制系統(tǒng)被加在鑄模上以提供在鑄模鑄造通路內(nèi)部或外部周圍所需要的冷卻劑流。在鑄造模的排泄口或出口部分，一排支承滾動輪7安裝在一個大致為直線的通路內(nèi)，用以支撐并提供一個滾動面來傳送鑄件。一個或多個帶有直流扭矩馬達(dá)11的拉出器被有效地連到顯露出的鑄件上并給出鑄造所要求的運(yùn)動。一個切割噴槍8安放在拉出器的下手方向，它的作用是將每股切割成適當(dāng)?shù)拈L度。如圖1所示，一個譯碼器13被連在扭矩馬達(dá)11的軸12上，這個譯碼器就是運(yùn)動控制系統(tǒng)的起點(diǎn)。
運(yùn)動控制系統(tǒng)最主要的任務(wù)是精確地控制這些直流電機(jī)拉出器，以便在鑄造過程中準(zhǔn)確地對鋼進(jìn)行提取和固化并且監(jiān)控所有的水壓、空氣壓力和溫度的臨界點(diǎn)，以達(dá)到適合的鑄造條件。如本發(fā)明的運(yùn)動控制系統(tǒng)的最佳形式是最好如圖2、3、4和5中所示，一般有3臺帶有Intel80836的AT型計(jì)算機(jī)。在每臺AT機(jī)中是幾臺專門用于特定工作的單板計(jì)算機(jī)。每臺單板機(jī)提供自己的總線和與外部元件的聯(lián)接。這些外部元件是被接到控制插件板上的。這三臺AT機(jī)是由它們的基本功能命名的。
1、PCS-處理控制屏幕2、TS1-觸屏接口1號3、TS2-觸屏接口2號
PCS-處理控制屏幕PCS計(jì)算機(jī)最好含有超速、高分辨率(1280×1024)顯示控制器，它們可以接收AT總線傳來的信息并實(shí)時修改過程控制顯示器。這些顯示器實(shí)際上就是一個實(shí)時示波器，可以顯示出每一個正在鑄鋼時的馬達(dá)速度與時間比的曲線圖，即每個馬達(dá)負(fù)責(zé)一股。這些顯示對鑄造過程中監(jiān)控鋼的適時提取和固化是必要的。另外，顯示可按要求設(shè)計(jì)如下1、生產(chǎn)率。
2、要求的曲線與實(shí)際的曲線比3、跟蹤誤差4、實(shí)際的馬達(dá)扭矩曲線5、馬達(dá)扭矩平均條線圖6、跟蹤誤差條線圖7、實(shí)際拉出長度8、實(shí)際推回長度PCS計(jì)算機(jī)接收來自從兩個方向鎖住所有譯碼器邊緣的接口板的信號，譯碼器是連在鑄造驅(qū)動馬達(dá)的軸上的，馬達(dá)放大器也提供一個與馬達(dá)電流相配的直流輸入。這就是被輸入到接口板上的輸入，然后被轉(zhuǎn)換成一個實(shí)際馬達(dá)扭矩顯示。本系統(tǒng)使用了起動凸輪。這樣，當(dāng)一開始鑄造時就能夠有多達(dá)八個凸輪中的八個合金存貯單元而且每個單元都可提供所使用的預(yù)編程序提取的停頓圖形。本系統(tǒng)獨(dú)特的地方是單板機(jī)的使用，它們可提供于特定工作的非?？焖?、實(shí)時控制的專用控制系統(tǒng)。凸輪生成和觸屏接口在鑄造過程中提供凸輪圖形的瞬間再生。處理顯示器不僅可以提供速度曲線的示波器型波形圖，還可以提供從示波器上不能得到的顯色試驗(yàn)和條線圖信息。PLC和數(shù)據(jù)獲得計(jì)算機(jī)提供了在控制系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)成一完整系統(tǒng)整體所需要的所有部分，以致在設(shè)備安裝時不需要附加設(shè)備。
一個獨(dú)立的監(jiān)控器顯示了鑄模熱電偶和溫度、冷卻器的水溫和材料處理設(shè)備的線性趨勢。這信息是通過與其它兩臺AT型計(jì)算機(jī)TS1和TS2相連的通信線路接收到的。
TS2-觸屏接口2號TS2有一個具有觸屏功能的VGA(640×480分辨率)的彩色顯示器，以便當(dāng)圖形系統(tǒng)顯示器被觸后，它可以提供對所有外部系統(tǒng)部件的控制，這些外部部件包括象泵、電磁線圖、爐中氬的壓力、空氣壓力、水的流速、爐溫和其它連到系統(tǒng)上的特殊設(shè)備以及正在生產(chǎn)的鋼件的直徑、鋼的具體比重和用于排除故障的自我診斷程序。
這個計(jì)算機(jī)也有用于可編程的邏輯控制器和獲得數(shù)據(jù)控制器的單板機(jī)，這種獲得數(shù)據(jù)控制器起獨(dú)立計(jì)算機(jī)的作用并通過一個雙重端口的RAM獲得信息以便接到AT上。將一個打印機(jī)接到TS2上，用于在鑄造過程中對所有事件和數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)動時間記錄。所有熱電偶、流動速度和家電磁線圈、泵及鑄造電機(jī)信息這類的信號被貯存起來，并送到系統(tǒng)中另外兩臺計(jì)算機(jī)中。
TS1-觸屏接口1號TS1是鑄造操作中一個重要的計(jì)算機(jī)，它包含了一個用于每個鑄造電機(jī)的成比例差動(PID)環(huán)形運(yùn)動控制計(jì)算機(jī)。這個單板機(jī)通過一個雙端凸輪接口接收一個鑄造馬達(dá)所要求的速度曲線，并且以1毫秒的修改速度精確地控制用于每次鑄造沖程的提取和送回。操作器接口也是一個可以提供凸輪瞬間生成和特性的觸屏，它可以根據(jù)被鑄造的特殊合金來制作，這些凸輪按它們的作用被存貯在三個不同的存貯體內(nèi)。即，一個為單個凸輪的定制凸輪，該單個凸輪允許一個操作器瞬間改變定義一個凸輪的幾個參考數(shù)中的任意一個，以便優(yōu)化用于實(shí)驗(yàn)中合金的鑄造圖形;一個快速選擇凸輪，它為八個凸輪的八個合金存貯體，在每個存貯體內(nèi)允許操作器迅速離開八個不同的預(yù)生成的凸輪中的任何一個。
全部的控制系統(tǒng)如圖2所示，譯碼器13向運(yùn)動控制器和一個譯碼器及放大器輸入板同時送出脈沖。運(yùn)動控制器依次向放大器送出運(yùn)動命令信號，這個放大器與拉出馬達(dá)相連。放大的命令信號將目前的扭矩輸出讀到譯碼器和放大器輸入板。運(yùn)動控制器也送一個信號到?jīng)_程開始板。板上的信號同時送到一個輸入/輸出板，并依次提供生產(chǎn)運(yùn)行的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果反饋到PCS程序設(shè)計(jì)器。PCS程序設(shè)計(jì)器接收來自TS2計(jì)算機(jī)的用于趨勢顯示的溫度，如圖5所示。PCS程序通過VGA彩色顯示器送信號到一個用于拉出馬達(dá)的凸輪顯示器。TS1計(jì)算機(jī)的菜單參數(shù)也送到運(yùn)動控制器。
圖3以圖解形式表示了拉出馬達(dá)的沖程循環(huán)。這樣，在沖程開始時，運(yùn)動是向前的，跟著是一個短促的回復(fù)運(yùn)動，然后在開始下一個周期前有一個停頓。如圖3所示，一個沖程周期是15毫秒。在這15毫秒中，有9毫秒是用于鑄造向前運(yùn)動的，3毫秒用于回復(fù)運(yùn)動，3毫秒用于下一沖程開始前的停頓。該系統(tǒng)同時檢查并調(diào)整至少四個方面的作用，即相稱性、整體性、差動性和向前送料。其結(jié)果，該系統(tǒng)的實(shí)際情況與預(yù)想的圖形相當(dāng)?shù)慕咏?br> 圖4顯示的是要求的或者計(jì)算機(jī)的凸輪曲線與實(shí)際曲線或鑄造設(shè)備的實(shí)際凸輪之比。另外，圖4表示了要求的曲線與實(shí)際曲線之比的差量，該實(shí)際曲線為用條線圖表示的跟蹤誤差。圖中也顯示了該實(shí)際馬達(dá)扭矩曲線和一個馬達(dá)扭矩平均數(shù)的條線圖。因此，鑄造操作的臨界特性總是能夠顯示出來的。
圖5是TS2計(jì)算機(jī)的詳圖。如圖2所示TS2計(jì)算機(jī)送數(shù)據(jù)到PCS程序。如圖5所示，計(jì)算機(jī)同時顯示并控制象爐溫、水流停止、坯材的尺寸和包括一個用于屏幕、鍵盤、線條圖、實(shí)時時鐘和圖形數(shù)據(jù)的輸入圖形控制這類參數(shù)。
圖6進(jìn)一步顯示的是用于多股水平連續(xù)鑄造操作的控制系統(tǒng)10。扭矩驅(qū)動馬達(dá)11具有一個支撐一個光學(xué)譯碼器13的輸出軸。雖然未在圖6中顯示，但也很容易明白輸出軸12與適當(dāng)?shù)尿?qū)動滾軸和用于將運(yùn)動傳遞到鑄股(如圖1所示)的相關(guān)機(jī)械裝置相連。譯碼器13是一個普通的光學(xué)譯碼器，它具有一個連接到軸12的旋轉(zhuǎn)部件，并且可以同時旋轉(zhuǎn)。譯碼器13還包括了一個可產(chǎn)生一個與軸12運(yùn)動相應(yīng)的輸出信號的輸出端14。檢波器13包括了兩個輸入端31和32及一個輸出端33。譯碼器13的輸出端14與檢波器30的輸入端31相連。因此檢波器30提供一個用于輸入31和32的輸入信號的比較，并在輸出33產(chǎn)生一個表示其關(guān)系的輸出信號。一個用常用制造技術(shù)制造的功率放大器包括一個連到檢波器30的輸出33的輸出端子20和一個連到馬達(dá)11的輸出端子21。譯碼器13、檢波器30和放大器15聯(lián)合形成了一個相配的整體差動控制環(huán)(PID)作用到馬達(dá)11上。
一個二極馬達(dá)40包含了一個連到譯碼器42的輸出軸41，譯碼器42是按照常用制造技術(shù)制造的并且具有一個輸出端子43，按照常用制造技術(shù)制造的譯碼器50包括一對輸入端子51和52及輸出端子53。一個按照常用制造技術(shù)制造的放大器44包括一個連檢波器50的輸出端子53上的輸入端子45和一個連到馬達(dá)40上的輸出端子46，譯碼器42，檢波器50和放大器44聯(lián)合形成了一個PID環(huán)作用到馬達(dá)40上。
按常規(guī)制造技術(shù)制造的馬達(dá)60包含了一個支持光學(xué)譯碼器62的輸出軸。譯碼器62含有輸出端子63。檢波器64含有一對輸入端子65和66及一個輸出端子67。用常規(guī)制造技術(shù)制造的一個放大器70含有連到檢波器64的輸出端67上的一個輸入端子71和一個連到馬達(dá)60的輸出端子72。譯碼器62，檢波器64和放大器70聯(lián)合形成了一個PID環(huán)作用到馬達(dá)60上。
一個凸輪存貯和選擇處理器100包含了一個由三個分別被連到檢波器30、50和64的三個輸入端子32、52和66上的輸出端103、104、105所組成的組。通過連接器102連接到凸輪處理器100上。一個按常規(guī)制造技術(shù)制造的顯示控制器由連接器106連到凸輪處理器100上。一個顯示器113通過一連接器串連到顯示器110，而一個凸輪輸出裝置114從連接器112連到顯示控制器110上。
為了響應(yīng)來自凸輪輸入114的用戶輸入信號，顯示控制器110和凸輪處理器100共同提供一個由三個用到檢波器30、50和64的輸入32、52和66上的鑄造圖形或凸輪所組成的組。為了響應(yīng)在凸輪輸入114上的輸入，凸輪處理器100可以交替地取回來自存貯器101所要求的凸輪圖形或產(chǎn)生一個由用戶提供的特殊構(gòu)造的凸輪圖形。不論怎樣顯示控制器100總會在顯示器113上顯示用到檢波器30、50和64上的運(yùn)行凸輪。
顯示控制器122包含一個連到譯碼器13的輸出14上的輸入123，一個輸入124，一個連到凸輪處理器100的輸出端上的輸入125和輸出121。顯示器120連接顯示控制器122。
一個顯示控制器132包括一個接到譯碼器42的輸出43上的輸入133，一個輸入134，一個連到凸輪處理器100的輸出104上的輸入135和一個輸出136。顯示器130有一個連到顯示控制器132輸出端136上的輸入131。
顯示控制器142包含了一個連到譯碼器62的輸出端63上的輸入143，一個輸入144，一個連到凸輪處理器100的輸出端105上的輸入45和一個輸出146，顯示器140有一個與顯示控制器142的輸出146相連的輸入141。
顯示控制器122發(fā)出一組適當(dāng)?shù)挠糜陲@示器120操作的控制信號，顯示器120本身又按其最佳形式，包括有一個象光柵掃描器CRT這樣的高分辨率的視頻顯示器。同樣，在顯示控制器142向顯示器140提供適當(dāng)?shù)目刂菩盘枙r，顯示控制器132向顯示器130提供適當(dāng)?shù)娘@示信號。
馬達(dá)系統(tǒng)處理器80包含一個與凸輪處理器100的輸出端103相連的輸入端81，一個與譯碼器13的輸出端14相連的輸入端82，一個與處理器100的輸出端104相連的輸入端83，一個與譯碼器42的輸出端43相連的輸入端84，一個與凸輪處理器100的輸出端105相連的輸入端85和一個與譯碼器62的輸出端63相連的輸入端86。馬達(dá)系統(tǒng)處理器80還包含了與放大器15、44和70的端子22，47和73分別相連的輸入端87、88和89。馬達(dá)系統(tǒng)處理器80還包含了一個由三個分別連接到顯示控制器122，132和142的輸入端124、134和144上的輸出端90、91和92所組成的組。
向處理器80提供信息的控制系統(tǒng)150包含了一個輸入端154和多個輸出端151、152和153?？砂延闷胀ㄖ圃旒夹g(shù)制作的冷卻劑系統(tǒng)155控制系統(tǒng)鑄模(未表示)。通過鑄造模提供一個所要求的冷卻劑傳送和流動。冷卻劑系統(tǒng)155包含一個與控制系統(tǒng)150的輸出端153相連的輸入端158。將滾軸控制器156用到用普通制造技術(shù)制造的鑄造系統(tǒng)(未表示)上，把一組滾軸用到系統(tǒng)鑄造中去。滾軸控制器156有一個與控制系統(tǒng)150輸出端152相連的輸入159。用普通制造技術(shù)制造的，并能加熱系統(tǒng)高爐的(未表示)高爐加熱系統(tǒng)157，包含一個與控制系統(tǒng)150輸出端151相連的輸入160?？刂葡到y(tǒng)150的作用是響應(yīng)用到端子154上的輸入控制信號，產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膫魉偷嚼鋮s劑系統(tǒng)155、滾軸控制器156和高爐加熱系統(tǒng)157的輸出信號。顯示控制器170包括一個由三個分別連接到控制系統(tǒng)150的輸出端151、152和153上的輸入端176、177和178所組成的組。顯示控制器170還包括一個由三個輸入端173、174和175所組成的組。顯示控制器還包含了一個輸出端172和一個輸出端171，用普通制造技術(shù)制造的顯示器180包含了一個與顯示控制器170端子172相連的輸入端181和一個輸入端182。按照普通制造技術(shù)制造的打印機(jī)185具有一個與顯示控制器170的輸出171相連的輸入187，輸入裝置165包含了一個與顯示器180的輸入端182相連的輸出端167和一個與打印機(jī)185輸入端186相連的輸出168，鑄造溫度傳感系統(tǒng)190包含了一組溫度傳感裝置(未顯示)，用于監(jiān)控在鑄造系統(tǒng)內(nèi)各個選擇點(diǎn)的溫度。鑄造溫度傳感器190包含了一個與顯示控制器170的輸入端173相連的輸出端193。冷卻劑流量傳感器191包含了用于檢測冷卻劑系統(tǒng)中冷卻劑流動速率的裝置和一個與顯示控制器170的輸入端174相連的輸出194。冷卻劑溫度傳感系統(tǒng)192包含了一組作用于冷卻劑系統(tǒng)的溫度傳感器，用于監(jiān)控該系統(tǒng)中在選擇點(diǎn)上的冷卻劑溫度。冷卻劑溫度傳感系統(tǒng)192具有一個與顯示控制器170輸入端175相連的輸出端195。條形圖顯示器205包括一個視頻顯示和一個輸入206，顯示控制器200包括一個與顯示器205的輸入端206相連的輸出202和一個與顯示控制器170相連的輸入端201。
在操作中，操作員使用凸輪輸入114給顯示控制器110和凸輪處理器110提供適當(dāng)?shù)男盘?，來為操作馬達(dá)11，40和60輸出所要求的凸輪圖形。如上所述，輸入114可按操作員的選擇來提供信號，輪流提供圖形凸輪，這些圖形凸輪可標(biāo)準(zhǔn)化并可貯存在貯存器10內(nèi)，或者這些圖形凸輪可以按正在鑄造的特殊合金或金屬來成形。無論哪種情況，把由馬達(dá)11，40和60所要求的三個凸輪圖形所組成的凸輪處理器100的輸出信號，分別用到檢波器30，50和64上，然后將如上所述的PID控制環(huán)操作加到馬達(dá)11，40和60，適當(dāng)?shù)妮敵鲂盘栍蓹z波器30、50和64提供并由放大器15、44和70放大并分別驅(qū)動馬達(dá)11，40和60，同時，凸輪處理器100的輸出與顯示控制電路122，132和142相連并分別產(chǎn)生用于馬達(dá)11，40和60的凸輪圖形，再分別被顯示在顯示器130，120和140上。另外，把譯碼器13，42和62的輸出信號也同樣分別應(yīng)用到顯示控制器122，132和142上。后者的連接允許馬達(dá)11，40和60的實(shí)際運(yùn)動圖形分別在顯示器120，130和140上同時顯示。這樣，在基本的系統(tǒng)操作過程中，顯示器120，130和140可得到用于每一個單獨(dú)的鑄造股的、適合于顯示所要求的凸輪圖形和實(shí)際產(chǎn)生的鑄造運(yùn)動兩者的信息。
除了為馬達(dá)11，40和60制造放大的驅(qū)動信號外，放大器15，44和70，每一個還分別提供馬達(dá)電流的指示信號，這些信號分別與馬達(dá)系統(tǒng)處理器80的輸入端87、88和89相連。另外，把譯碼器13，42和62以及所要求的凸輪圖形同樣地輸入到馬達(dá)系統(tǒng)處理器80。處理器80對上述的輸入信號產(chǎn)生反應(yīng)，從而在分別連接到顯示控制器122，132和142上的每個馬達(dá)11，40和60上產(chǎn)生運(yùn)行信息。結(jié)果，顯示器120，130和140可能顯示關(guān)于馬達(dá)運(yùn)行及鑄造設(shè)備操作的附加信息。
控制系統(tǒng)150通過常規(guī)的機(jī)電控制機(jī)械可有效地控制冷卻系統(tǒng)155，滾軸控制系統(tǒng)156和高爐加熱系統(tǒng)157的功能。控制系統(tǒng)150響應(yīng)來自輸入裝置165的輸入指令。這樣操作員可以選擇冷卻劑系統(tǒng)155，滾軸控制系統(tǒng)156或者高爐加熱系統(tǒng)157所要求的操作，并通過控制系統(tǒng)150直接執(zhí)行操作。同時，輸入165有效地形成顯示180，以表示鑄造系統(tǒng)的操作。在其最佳形式中，輸入165和顯示器180還可以合并成一個觸屏顯示器，像現(xiàn)在使用的紅外檢波觸屏裝置。通過操作鑄造溫度傳感器190，冷卻劑流動傳感器191和冷卻劑溫度傳感器192，顯示控制器170接收到關(guān)于冷卻劑系統(tǒng)155，滾軸控制156和高爐加熱系統(tǒng)157的運(yùn)行信息。顯示控制器170處理輸入信息以產(chǎn)生一個合適的輸入信號到顯示控制器200上。然后，顯示控制器200又將收到的信息送到條形圖顯示器205。條形圖顯示器205具有一個象CRT這樣的常用的視頻顯示終端。按照本發(fā)明的一個重要方面，這個顯示終端可顯示在實(shí)時基礎(chǔ)上的鑄造系統(tǒng)的操作。這樣，條形圖顯示器205包括具有條形圖特性的顯示，該特性在實(shí)時基礎(chǔ)上表示在預(yù)定的周期內(nèi)該系統(tǒng)的運(yùn)行情況。
上面已經(jīng)對本發(fā)明特定的具體設(shè)備進(jìn)行了表示和描述。顯然，對本專業(yè)的熟練技術(shù)人員來說，不離開本發(fā)明的精神，可以在更廣闊的方面作出改變和修改。因此，權(quán)力要求書的目的就是要盡可能在本發(fā)明的特性和范圍內(nèi)包括所有這些變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種由一控制水平連續(xù)鑄造設(shè)備用的控制系統(tǒng)和一水平連續(xù)鑄造設(shè)備所組合的綜合設(shè)備，其特征是所述鑄造設(shè)備包含高爐裝置，用于鑄造鑄件的鑄模裝置和從所說的鑄造設(shè)備中拉出鑄件的拉出裝置，這個拉出裝置包含一個帶一根驅(qū)動軸的電動馬達(dá)；所述控制系統(tǒng)包含與上述電動馬達(dá)軸連在一起的譯碼器裝置和一個含有上述譯碼器的閉環(huán)控制系統(tǒng)，還包含一個運(yùn)動控制器和一個用于接收來自所述譯碼器信號的譯碼器/放大器輸入板；所述運(yùn)動控制器被制造和布置成向與上述電驅(qū)動馬達(dá)相連通的放大器裝置提供控制信號，并且向沖程開始板提供脈沖；所述的譯碼器和放大器輸入板及沖程開始板向輸入/輸出板提供信號，然后輸入/輸出板供給處理控制程序；接著控制程序向顯示器裝置送出信號；所述系統(tǒng)同時提供一個用于控制鑄造設(shè)備操作的計(jì)算的凸輪運(yùn)動圖形和裝置，以使該鑄造設(shè)備的實(shí)際運(yùn)動圖形跟蹤予定的凸輪圖形。
2.如權(quán)利要求1中所述綜合設(shè)備，其特征是所述電驅(qū)動馬達(dá)是一個扭矩馬達(dá)。
3.一種用于控制如水平連續(xù)鑄造設(shè)備之類系統(tǒng)運(yùn)動的運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征是這個運(yùn)動控制系統(tǒng)包含與電馬達(dá)軸相連的譯碼器裝置和一個含有所述譯碼器的閉環(huán)控制系統(tǒng)，還包含一個運(yùn)動控制器裝置及一個用于接收來自所述譯碼器的信號的譯碼器/放大器輸入板;所述運(yùn)動控制器裝置用來給與所述電驅(qū)動馬達(dá)相連接的放大器裝置提供控制信號，并且向沖程開始板送出脈沖;所述譯碼器和放大器輸入板及沖程開始板向輸入/輸出板提供信號，輸入/輸出板再依次提供處理控制程序;所述處理控制程序依次向顯示裝置送出信號，所述系統(tǒng)同時提供一個用于控制設(shè)備操作的計(jì)算的凸輪運(yùn)動圖形和裝置，以使該設(shè)備的實(shí)際運(yùn)動圖形跟蹤予定的凸輪圖形。
4.如權(quán)利要求3所述的運(yùn)動控制系統(tǒng)，其特征是所述電驅(qū)動馬達(dá)為扭矩馬達(dá)。
全文摘要
一種與水平連續(xù)鑄造設(shè)備相結(jié)合的控制系統(tǒng)，它包括一個有控制環(huán)作用其上的鑄造系統(tǒng)驅(qū)動馬達(dá)。凸輪選擇系統(tǒng)把單獨(dú)的凸輪圖形的申請?zhí)峁┙o馬達(dá)控制環(huán)。顯示系統(tǒng)提供單獨(dú)所應(yīng)用的凸輪圖形和實(shí)際鑄造運(yùn)動的顯示。附加的監(jiān)控系統(tǒng)提供在鑄造處理過程中多重系統(tǒng)功能的直接控制?；谒俣葧r間比的控制系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)上得到了簡化，并提供快速、準(zhǔn)確的控制。
文檔編號B22D11/128GK1061174SQ9010973
公開日1992年5月20日 申請日期1990年11月3日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月3日
發(fā)明者拉爾夫·庫特納, 蒂莫西J·麥格拉思 申請人:鋼鐵鑄造工程有限公司