[发明专利]用于控制冶金技术设备中的调节参数的方法和装置

说明书

本发明涉及用于利用控制系统控制冶金技术设备例如炼钢机(Stahlwerk)、连铸机、轧机中的不同的控制参数的方法和装置，所述冶金技术设备例如用于控制液压的、电的以及气动的装置，通过该控制系统根据主导参数和反馈参数对所发生的控制偏差进行计算，并预先设定用于控制对象的新的调节参数，例如由阀构成的调节件通过该控制系统转换控制参数，然后利用该控制参数来控制供应给过程的来自给定的供应机构的全部供应量，例如液压油、水、空气、电压或电流。

在冶金技术设备的运行中，需要对不同的控制参数进行一系列的控制，用于控制液压的、电的以及气动的驱动机构，这些驱动机构对终端产品的内部的以及外部的质量产生直接的或间接的影响。这里以喷射冷却为例加以介绍，其通过充分凝固(Durcherstarrung)的速度一方面影响内部质量，以及影响作为外部质量的终端产品表面。质量(控制品质)在此意义重大，参与连铸产品的生产的所有控制都通过所述质量来调节其控制参数。

在很多情况下，对这些控制的要求很高，从而在连铸设备中使用的调节件(阀等)的制造商无法再满足这些要求。为了控制喷射水，在市场上仅有控制阀可供使用，这些控制阀在控制对象上所实现的控制比例最大为1∶15，其中1是有待控制的最小的控制参数，15是待控制的最大的控制参数。但当在连铸设备上浇铸的钢质量的谱变得越来越宽时，所需要的控制比例就远大于1∶15，因为有待调节的喷射水流量要求具有越来越大的带宽。

根据现有技术，例如就在连铸设备上采用的控制而言，按照如下原理来影响控制参数。控制系统得到用于控制参数的主导参数，并从反馈参数计算出所谓的控制偏差。根据控制偏差来预先设定用于控制对象的调节参数。控制对象(阀等)必须转换来自给定的供应部分(液压油、电压、水、空气等)的值，并将其输送给后续过程，其中控制对象按照当前的现有技术通常并不能，以大于有限比例的相应的精度对来自给定的供应量的控制参数进行精确的控制。

在DE 2344438中记载了一种方法，用于控制从直通式结晶器中排出的连铸坯(Strang)的冷却，同时能使得连铸产品在各个区中恰好在周围冷却，其例如与在凝固程度增加时传热阻力的变化相对应。对于每个区来说，在浇铸过程开始时，调节来自于优化的水量的基本水量的主导参数。在浇铸期间，利用计算机在运行时间内对各个连铸段的速度进行累积，同时保持连铸段在冷却范围内耗用的时间，即可求得施加到各个连铸段上的冷却剂量，并将其与相应的主导量相比较，确定出仍需施加到这些连铸段上的残余冷却剂量。然后利用可调节的滑块，或者有时利用相应的喷嘴配件进行调节，其中例如所有喷射单元的冷却剂量都共同地通过一个阀来控制。

此外，由DE 10321791A1已知一种方法，其用于在热轧精轧机中的金属带温度控制，其中将给定温度变化曲线与实际温度变化曲线相比较，便形成用于调节件的目标函数，采用测量技术检测与位于精轧机中的任意给定设定值的偏差，一方面进行预先计算，另一方面在线地求解具有直线附加条件的平方的优化问题，由此来控制物料流量(带材速度)和冷却剂流。

基于所述现有技术，本发明的目的在于，对冶金技术设备中不同控制参数的已有控制方案加以改进，使得采用具有较小控制范围的市场上常见的调节件，始终都可靠地且可复现地以优化的改善的控制品质来调节控制系统以及所希望的较大的控制参数。

采用具有权利要求1特征部分的特征的方法，且采用具有权利要求6特征部分的特征的装置，即可实现所述目的，即为了实现用于全部供应量的尽可能大的控制范围，使用一种控制对象，其中在向上控制时，从调节参数＝x起，使得具有可自由选择的恒定的控制参数的至少一个其它的调节件，并联地连接至具有可变的控制参数的已有的调节件，且从该调节参数＝x起，组合地调节由此导致的供应部分量构成的全部供应量。

为此，在控制对象中，具有可变调节的控制参数的至少一个调节件例如控制阀，与具有可调节的控制参数的至少一个调节件例如切换阀，并联地连接。

后一个调节件(和所有其它调节件)例如是纯双位的调节件，并从供应机构给控制参数施加以恒定值。所述恒定值可调节，并形成供应值的一部分。为了调节恒定的控制参数，可以改变调节件的直通参数(Durchgangsparameter)，例如电阻(Widerstand)、电抗(Drossel)、导向直径，和/或使得其它调节件并联地连接。