Керуючий і/або регулюючий пристрій для системи опорних роликів в машині для безперервного розливання металів

1. Керуючий і/або регулюючий пристрій системи (2) опорних роликів машини (1) для безперервного розливання металів, зокрема сталевих матеріалів (3), при цьому система опорних роликів складається з декількох роликових сегментів (8), що йдуть один за одним, які виконані з можливістю регульованого встановлення відносно один одного за допомогою нижньої рами, що несе опорні ролики (10), і протилежної верхньої рами (12), і за допомогою парних циліндропоршневих блоків (13), при цьому на кожній верхній рамі (12) роликового сегмента (8) передбачені датчики положення циліндропоршневих блоків (13) і відповідна клемова коробка (21), причому клемова коробка (21) з'єднана з датчиками з можливістю передачі сигналу, при цьому від клемової коробки (21) проходить кабельний пакет (23) через рознімне з'єднання (22) для передачі даних до стаціонарного каркаса (17) цеху, при цьому передбачений пульт (25) керування машини безперервного розливання, який включає керуючий пристрій (19), що має програмовану пам'ять, який відрізняється тим, що для кожного роликового сегмента (8) на стаціонарному 2 (19) 1 3 Винахід стосується керуючого і/або регулюючого пристрою для системи опорних роликів в машині для безперервного розливання металів, зокрема сталевих матеріалів, яка складається з декількох роликових сегментів, що йдуть один за одним, які виконані з можливістю регульованого встановлення відносно один одного через нижню раму, що несе опорні ролики, і протилежну верхню раму за допомогою парних циліндропоршневих блоків, з метою транспортування, вирівнювання і/або поліпшення внутрішньої якості і зміни товщини, при цьому вимірювальні дані децентралізовано вимірюються та обробляються польовими приладами. Для керування одним гідравлічним циліндром необхідне електричне з'єднання з регулювальною частиною для передачі різних сигналів, які виникають в зоні гідравлічного циліндра і підлягають перетворенню. Тому, з одного боку, дуже витратним є з'єднання роликових сегментів і тим самим всієї напрямної для заготовки, що відливається, за допомогою польового кабелю з центрально встановленою схемою регулювання. З іншого боку, за наявності великої кількості сигналів, що підлягають обробці, центральна схема регулювання також є дуже витратною. Відстань до схеми регулювання, розташованої на пульті керування на ливарній площадці звичайно велика і може становити до 100м. Оскільки кожний роликовий сегмент має 4 датчики положення, 4 комплекти регулювальних клапанів (серво-, відповідно, перемикальних клапанів) і у деяких випадках 8 датчиків тиску, то в кожному сегменті необхідно 4 синхронних послідовних інтерфейси та 12 аналогових, відповідно, цифрових сигналів. В одній установці безперервного розливання часто знаходяться більше 15 регульованих роликових сегментів: в цьому випадку необхідно використати 60 синхронних послідовних інтерфейсів та 180 аналогових, відповідно, 240 цифрових сигналів від одного регулювального клапана. При такій великій кількості сигналів, що підлягають обробці, вартість центральної схеми регулювання є дуже високою, і центральна схема регулювання працює на межі своєї пропускної здатності. З документа WO 01/94052 A1 відома децентралізована схема керування, яка робить більш ефективним спосіб децентралізованої обробки виміряних параметрів розливання, одержаних на кристалізаторі при відливанні заготовки за допомогою датчиків, в ЕОМ керування обладнанням безперервного розливання, спрощення пристрою досягається за рахунок того, що виміряні і керуючі величини формуються в охолоджуваних модулях польової шини безпосередньо на кристалізаторі заготовки, що відливається, і передаються у вигляді сигналів шини в шину і, щонайменше, зберігаються і/або обробляються в пристрої керування обладнанням безперервного розливання. У заявці на європейський патент EP 1475 169 A1 розкритий пристрій керування і/або регулювання для системи опорних роликів машини безперервного розливання металів, зокрема, сталевих матеріалів. Система опорних роликів містить декі 86651 4 лька роликових сегментів, що йдуть один за одним в машині безперервного розливання, кожний з яких має нижню раму, що несе опорні ролики, і верхню раму, що несе опорні ролики. Нижня рама і протилежна верхня рама виконані з можливістю регульованого встановлення відносно один одного за допомогою парних циліндропоршневих блоків для транспортування, вирівнювання і/або поліпшення внутрішньої якості і для зміни товщини заготовки. На верхній рамі роликового сегмента сигнали від датчиків положення блоків гідравлічних циліндрів подаються у відповідну клемову коробку, а з клемової коробки пакет кабелів проходить через рознімне з'єднання до стаціонарного каркаса цеху. Виходячи з EP 1475 169 A1 як найближче рішення в рівні техніки, в основу винаходу покладена задача поліпшення з'єднання польовим кабелем і концепції регулювання для системи опорних роликів машини безперервного розливання. Ця задача вирішена за допомогою ознак пункту 1 формули винаходу за рахунок того, що для кожного роликового сегмента на нерухомому каркасі цеху передбачений окремий осьовий регулятор з підключеним клапанним стендом, при цьому сигнали від всіх осьових регуляторів подаються через модуль польової шини в загальний, забезпечений програмованою пам'яттю керуючий пристрій на пульті керування машини безперервного розливання. За рахунок цього поліпшується, і відповідно, спрощується керування і регулювання. Осьовий регулятор працює окремо для кожного роликового сегмента і виконує всі задачі регулювання та контролю. Всі осьові регулятори зв'язані із забезпеченим програмованою пам'яттю керуючим пристроєм через модуль польової шини. Такі осьові регулятори основані на спеціальних мікропроцесорах і виконані з можливістю їх застосування для керування осями сервоприводів. Стандартне програмне забезпечення в пристрої керування рухом забезпечує керування в реальному часі для регулювання осей. Пристрій керування рухом має, наприклад, інтерфейси для: - датчика абсолютного або інкрементального положення, - цифрових або аналогових входів або виходів, - польової шини, - мережі. Пристрій керування рухом, що застосовується, містить клавіатуру і пристрій для відображення даних (дисплей). Програмне забезпечення, що застосовується, є стандартним і внесене в оперативну пам'ять. Пристрій керування рухом здатний керувати декількома осями. На основі графічного меню пристрій керування рухом узгоджується за допомогою параметрів з типом осі і з типом зворотного зв'язку по положенню. Програмування не потрібне. Через вхід для польової шини або мережі пристрій керування рухом набуває необхідних заданих значень та ініціювання руху, і передає їх зворотно у вищестоящу систему з індикатором положення і стану. Вплив здійснюється на циліндропоршневі блоки роликових сегментів, тобто на їх 5 головні осі, такі як, наприклад, вісь гідравлічного циліндра. В одному варіанті виконання передбачено, що осьовий регулятор обробляє сигнали, що зберігаються, для позиціонування опорних роликів, синхронізації привідних опорних роликів суміжних роликових сегментів, для лівих або правих гідравлічних циліндрів, відповідно, для сторони входу або сторони виходу, контролю стану датчиків, кодування роликових сегментів, циклів технічного обслуговування тощо. В іншому варіанті виконання передбачено, що клемові коробки охолоджуються за допомогою розташованої на верхній рамі роликового сегмента системи водяного охолоджування. Інші ознаки винаходу пов'язані з тим, що модулі польової шини виконані з можливістю фізичного з'єднання за допомогою електричних металевих проводів, світловодів, безпровідних засобів або інфрачервоних сигналів. Інші ознаки полягають в тому, що кабелі кабельних пакетів для постачання електроенергії, для осьових регуляторів і для модулів польової шини з'єднуються за допомогою загального штекерного з'єднання. Нарешті, в одному варіанті виконання передбачено, що кабелі для сигналів датчиків положення виконані від клемової коробки на роликовому сегменті за допомогою з'єднання для передачі даних у вигляді рознімного штекерного з'єднання до осьового регулятора. Для цього необхідно лише з'єднати інтегровані в гідравлічних циліндрах датчики положення кожного роликового сегмента через штекерне з'єднання з клапанним стендом на каркасі цеху і звідти з всіма іншими сигналами з встановленими на місці осьовими регуляторами. Нижче наводиться докладний опис прикладів виконання винаходу з посиланнями на прикладені креслення, на яких зображено: Фіг.1 - машина безперервного розливання з цеховим каркасом, на вигляді збоку; Фіг.2 - роликовий сегмент, в ізометричній проекції; і Фіг.3 - блок-схема одного прикладу виконання. Як показано на Фіг.1, машина 1 безперервного розливання має систему 2 опорних роликів, на яку спирається і в якій охолоджується частково затверділа безперервнолита заготовка 7, що відливається з рідкого сталевого матеріалу 3 в розливному ливарному ковші 4 після проміжного ковша 5 і кристалізатора 6. Система 2 опорних роликів складається з декількох, часто до 15, роликових сегментів 8, з яких перший роликовий сегмент 8а оточений паровою камерою 9. Кожний з роликових сегментів 8, які йдуть один за одним, складається з нижньої рами 11, що несе опорні ролики 10, і протилежної верхньої рами 12. Нижня рама 11 і верхня рама 12 виконані кожна з можливістю регульованого встановлення відносно один одного за допомогою парних циліндропоршневих блоків 13 (Фіг.2), з яких на Фіг.2 зображені дві пари з їх гідравлічними циліндрами 13а. Вимірювання гідравлічних тисків, положень поршнів і подібне з одержанням результатів з даних вимірювання здійснюється за допомогою датчиків, датчиків по 86651 6 ложення, датчиків тиску, регулювальних клапанів і подібне, які загалом об'єднані під поняттям польових приладів 14. Крім того, застосовуються перемикальні клапани 15 і блоки регулювальних клапанів. Керовані і/або регульовані за їх допомогою циліндропоршневі блоки 13 транспортують, вирівнюють і/або поліпшують внутрішню якість заготовки 7 і враховують через опорні ролики 10 місцеві зміни товщини. Польові прилади 14 дозволяють замінити центральну систему регулювання децентралізованою системою: польові прилади 14 розташовуються у або на роликовому сегменті 8 або поблизу роликового сегмента 8 на стаціонарному цеховому каркасі 17, який називається ще «базою», при цьому їх вимірювальні сигнали обробляються і зберігаються за допомогою осьових регуляторів 18, і при цьому осьові регулятори 18 зв'язані з керуючим пристроєм 19, що має програмовану пам'ять, і з модулем 20 польової шини. Особливість розташування вимірювальних елементів і блоків, згідно з Фіг.3, полягає в тому, що на верхній рамі 12 роликового сегмента сигнали датчиків положення гідравлічних циліндрів 13а передаються в клемову коробку 21. Утворений за допомогою рознімного з'єднання 22 кабельний пакет 23 для передачі даних проходить від свого роликового сегмента 8 до нерухомого цехового каркаса 17 або до машини 1 безперервного розливання і до осьового регулятора 18. До цих осьових регуляторів 8 підключений клапанний стенд 26 на нерухомому каркасі 17. Сигнали осьового регулятора 18 передаються через модуль 20 польової шини в керуючий пристрій 19, що має програмовану пам'ять, в пульті керування 25 обладнання 1 безперервного розливання. Осьовий регулятор 18 обробляє збережені сигнали для позиціонування, синхронізації для лівого або правого гідравлічного циліндра 13а або для активування вхідної або вихідної сторони заготовки 7, контролю стану датчиків, кодування роликового сегмента, для циклів технічного обслуговування або аналогічних функцій. Клемові коробки 21 на верхній рамі 12 роликового сегмента 8 охолоджуються охолоджуючою водою, що є там. Модулі 20 польової шини з'єднуються фізично за допомогою електричних металевих проводів або світловодів або за допомогою безпровідних передавальних засобів або за допомогою інфрачервоних сигналів. Кабелі кабельного пакету 23 для постачання електроенергії передають енергію для осьових регуляторів 18 і модулів 20 польової шини та утворюють загальне штекерне з'єднання 22а. Перелік посилальних позицій 1 Обладнання безперервного розливання 2 Система опорних роликів 3 Рідкий сталевий матеріал 4 Розливний ківш 5 Проміжний ківш 6 Кристалізатор 7 Заготовка 8 Роликовий сегмент 8а Перший роликовий сегмент 7 9 Камера 10 Опорний ролик 11 Нижня рама 12 Верхня рама 13 Циліндропоршневий блок 13а Гідравлічний циліндр 14 Польовий прилад 15 Перемикальний клапан 17 Каркас цеху 18 Осьовий регулятор 19 Керуючий пристрій, що має програмовану 86651 8 пам'ять 20 Модуль польової шини 21 Клемова коробка на роликовому сегменті 21а Клемова коробка на цеховому каркасі 22 Рознімне з'єднання для передачі даних 22а Загальне штекерне з'єднання 23 Кабельний пакет 24 Стаціонарна клемова коробка 25 Пульт керування 26 Клапанний стенд 9 86651 10 11 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 86651 Підписне 12 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601