連鑄機(jī)的液位控制方法
【專利摘要】一種連鑄機(jī)的液位控制方法。在此連鑄機(jī)的液位控制方法中，首先，根據(jù)結(jié)晶器于第一時(shí)間點(diǎn)的液位累積變動(dòng)量來判斷是否進(jìn)行補(bǔ)償。當(dāng)決定進(jìn)行補(bǔ)償后，判斷結(jié)晶器的液位波動(dòng)主頻率是否大于預(yù)設(shè)頻率閥值，以據(jù)此來決定補(bǔ)償控制器。然后，利用此補(bǔ)償控制器來補(bǔ)償結(jié)晶器于第一時(shí)間點(diǎn)的第一液位實(shí)際值，以獲得第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值。然后，根據(jù)第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值來利用液位控制器控制結(jié)晶器的液位。接著，計(jì)算結(jié)晶器的液位波動(dòng)振幅，以根據(jù)液位波動(dòng)振幅來調(diào)整補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度。然后，于第二時(shí)間點(diǎn)獲得第二液位實(shí)際值，以對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。
【專利說明】連鑄機(jī)的液位控制方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是有關(guān)于一種連鑄機(jī)的液位控制方法，特別是有關(guān)于一種連鑄機(jī)的結(jié)晶器液位的控制方法。

【背景技術(shù)】
[0002]連鑄機(jī)(Continuous Caster)是一種應(yīng)用連續(xù)鑄造技術(shù)的金屬鑄造設(shè)備,其是將液態(tài)的熔融金屬直接凝固并棍軋成金屬薄片。一般而言，連鑄機(jī)包含分配器、結(jié)晶器、棍輪機(jī)臺(tái)等，其中結(jié)晶器內(nèi)的金屬液位(例如鋼液液位)穩(wěn)定性對(duì)于鋼胚的質(zhì)量以及生產(chǎn)效能有很大的影響，故目前的連鑄機(jī)皆會(huì)利用比例-積分-微分(PID)控制器來進(jìn)行結(jié)晶器液位的穩(wěn)定控制。例如，提供一預(yù)設(shè)的液位高度設(shè)值至PID控制器，使PID控制器根據(jù)此液位高度設(shè)值和結(jié)晶器的液位實(shí)際高度來控制結(jié)晶器液位，使結(jié)晶器液位的液位穩(wěn)定而不會(huì)產(chǎn)生劇烈的變化。
[0003]然而，影響液位變動(dòng)的因素很多，例如驅(qū)動(dòng)鑄機(jī)的油壓系統(tǒng)的壓力變化、澆鑄鋼種凝殼厚度的不同、鑄嘴堵塞等因素。由于現(xiàn)有控制法則無法針對(duì)各式各樣的變異，開發(fā)出相對(duì)應(yīng)的參數(shù)設(shè)計(jì)，因而目前連鑄機(jī)的結(jié)晶器液位仍會(huì)產(chǎn)生不穩(wěn)定的現(xiàn)象。
[0004]故，需要一種新的連鑄機(jī)液位控制方法來維持液位的穩(wěn)定。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的一方面是在提供于一種連鑄機(jī)液位控制方法，其是根據(jù)長(zhǎng)時(shí)間的液位變化分析后，取得液位變動(dòng)的頻率，再利用頻率相位補(bǔ)償法來使連鑄機(jī)的液位控制得以維持穩(wěn)定。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，在此連鑄機(jī)液位控制方法中，首先提供連鑄機(jī)的結(jié)晶器的液位設(shè)定值。然后，進(jìn)行液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟。在此液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟中，首先計(jì)算結(jié)晶器的液位波動(dòng)主頻率，并判斷此液位波動(dòng)主頻率是否大于預(yù)設(shè)頻率閥值，以提供第一判斷結(jié)果。接著，進(jìn)行補(bǔ)償控制器決定步驟，以根據(jù)第一判斷結(jié)果來決定補(bǔ)償控制器。接著，獲取結(jié)晶器于第一時(shí)間點(diǎn)的第一液位實(shí)際值。然后，利用補(bǔ)償控制器來根據(jù)液位設(shè)定值補(bǔ)償?shù)谝灰何粚?shí)際值，以獲得第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值。接著，利用補(bǔ)償控制器來根據(jù)液位設(shè)定值補(bǔ)償?shù)谝灰何粚?shí)際值，以獲得第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值。然后，將第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值以及液位設(shè)定值輸入至液位控制器中，以使液位控制器根據(jù)液位設(shè)定值以及第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值來控制結(jié)晶器的液位高度。接著，計(jì)算結(jié)晶器的液位波動(dòng)振幅。然后，判斷液位波動(dòng)振幅是否大于第一波動(dòng)振幅閥值，以提供第二判斷結(jié)果。接著，于第二時(shí)間點(diǎn)獲得第二液位實(shí)際值。然后，進(jìn)行補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟，以根據(jù)第二判斷結(jié)果來調(diào)整補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度，并利用補(bǔ)償控制器來根據(jù)液位設(shè)定值補(bǔ)償?shù)诙何粚?shí)際值，以獲得第二補(bǔ)償后液位實(shí)際值。然后，將第二補(bǔ)償后液位實(shí)際值及液位設(shè)定值輸入至液位控制器中，以使液位控制器根據(jù)液位設(shè)定值以及第二補(bǔ)償后液位實(shí)際值來控制結(jié)晶器的液位高度。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，首先提供連鑄機(jī)的一結(jié)晶器的一液位設(shè)定值。接著，計(jì)算結(jié)晶器的液位累積變動(dòng)量，其中此液位累積變動(dòng)量為結(jié)晶器中的液體液面于預(yù)設(shè)時(shí)間中的變化量的累積。然后，進(jìn)行液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟。在此液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟中，首先計(jì)算結(jié)晶器的液位波動(dòng)主頻率，并判斷液位波動(dòng)主頻率是否大于預(yù)設(shè)頻率閥值，以提供第一判斷結(jié)果。接著，判斷液位累積變動(dòng)量是否大于第一液位變動(dòng)量閥值，以提供第二判斷結(jié)果。然后，計(jì)算結(jié)晶器的第一液位波動(dòng)振幅，并判斷第一液位波動(dòng)振幅是否大于第一波動(dòng)振幅閥值，以提供第三判斷結(jié)果。
[0008]進(jìn)行補(bǔ)償控制器決定步驟，以根據(jù)第一判斷結(jié)果、第二判斷結(jié)果以及該第三判斷結(jié)果來決定補(bǔ)償控制器。接著，獲取結(jié)晶器于第一時(shí)間點(diǎn)的第一液位實(shí)際值。接著，利用補(bǔ)償控制器來根據(jù)液位設(shè)定值補(bǔ)償?shù)谝灰何粚?shí)際值，以獲得第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值。然后，將第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值以及液位設(shè)定值輸入至液位控制器中，以使液位控制器根據(jù)液位設(shè)定值以及第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值來控制結(jié)晶器的液位高度。接著，于液位控制器根據(jù)液位設(shè)定值以及第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值來控制結(jié)晶器的液位高度之后，計(jì)算結(jié)晶器的第一液位波動(dòng)振幅。然后，判斷第二液位波動(dòng)振幅是否大于第二波動(dòng)振幅閥值，以提供第四判斷結(jié)果。接著，于第二時(shí)間點(diǎn)獲得第二液位實(shí)際值。然后，進(jìn)行補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟，以根據(jù)第四判斷結(jié)果來調(diào)整補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度，并利用補(bǔ)償控制器來根據(jù)液位設(shè)定值補(bǔ)償?shù)诙何粚?shí)際值，以獲得第二補(bǔ)償后液位實(shí)際值。接著，將第二補(bǔ)償后液位實(shí)際值及液位設(shè)定值輸入至液位控制器中，以使液位控制器根據(jù)液位設(shè)定值以及第二補(bǔ)償后液位實(shí)際值來控制結(jié)晶器的液位高度。
[0009]由上述說明可知，本發(fā)明實(shí)施例的連鑄機(jī)液位控制方法，其是根據(jù)液位變動(dòng)的頻率，再利用頻率相位補(bǔ)償法與滑動(dòng)模式控制法來增加控制器的可控范圍，使控制器可針對(duì)連鑄生產(chǎn)時(shí)的變異進(jìn)行液位高度穩(wěn)定控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，上文特舉數(shù)個(gè)較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下:
[0011]圖1為繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的連鑄機(jī)的液位控制方法的流程示意圖。
[0012]圖2為繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的連鑄機(jī)的液位補(bǔ)償系統(tǒng)示意圖。
[0013]圖3為繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟的流程示意圖。
[0014]圖4為繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟的流程示意圖。
[0015]圖5為繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的實(shí)際值補(bǔ)償步驟的流程示意圖。
[0016]圖6為繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的連鑄機(jī)的液位補(bǔ)償系統(tǒng)的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D1和圖2，圖1為繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的連鑄機(jī)的液位控制方法100的流程示意圖，圖2為繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的連鑄機(jī)的液位補(bǔ)償系統(tǒng)200示意圖。本實(shí)施例的液位補(bǔ)償系統(tǒng)200利用液位控制方法100來針對(duì)液位高度實(shí)際值進(jìn)行補(bǔ)償，以使提高連鑄機(jī)對(duì)結(jié)晶器液面高度的可控范圍。補(bǔ)償裝置210包含補(bǔ)償決策邏輯模塊211、傅立葉轉(zhuǎn)換(Fourier transform)模塊212、相位領(lǐng)先補(bǔ)償控制器213、相位落后補(bǔ)償控制器214。補(bǔ)償決策邏輯模塊211利用連鑄機(jī)液位控制方法100來決定欲使用的補(bǔ)償控制器以及補(bǔ)償強(qiáng)度，以輸出補(bǔ)償后的實(shí)際值至液位控制模塊220。液位控制模塊220包含習(xí)知液位控制器222以及開關(guān)224，如此可利用開關(guān)224來決定是否利用補(bǔ)償后的實(shí)際值來進(jìn)行液位控制。
[0018]在此連鑄機(jī)液位控制方法100中，首先進(jìn)行液位設(shè)定值提供步驟110，以提供預(yù)設(shè)的液位設(shè)定值。此液位設(shè)定值用以作為補(bǔ)償裝置210和PID控制器222補(bǔ)償液位的參考值。接著，進(jìn)行液位實(shí)際值獲取步驟120，以獲取結(jié)晶器的實(shí)際液位值。在一般的連鑄機(jī)中，皆會(huì)設(shè)置有液位高度偵測(cè)器，以偵測(cè)結(jié)晶器中的實(shí)際液位高度。本實(shí)施例的補(bǔ)償決策邏輯模塊211接收此實(shí)際液位值和預(yù)設(shè)的液位設(shè)定值，以利用補(bǔ)償控制器來計(jì)算出補(bǔ)償后的實(shí)際值供PID控制器222使用。
[0019]然后，進(jìn)行液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130，以計(jì)算結(jié)晶器的液位累積變動(dòng)量。在本實(shí)施例中，液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130以60秒為一個(gè)量測(cè)區(qū)段來計(jì)算，而變動(dòng)量計(jì)算則是以相鄰時(shí)間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的液位變化來計(jì)算。例如，若液位實(shí)際值獲取步驟120每秒可獲得一個(gè)液位實(shí)際值，且分別于相鄰時(shí)間點(diǎn)h與t2 U2H1)獲得液位實(shí)際值Ii1與h2，則液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130會(huì)計(jì)算Ii1與h2的差值的絕對(duì)值，以作為時(shí)間點(diǎn)t2對(duì)應(yīng)的變動(dòng)量。又例如，若液位實(shí)際值獲取步驟120于接下來的時(shí)間點(diǎn)t3(t3>t2)獲得液位實(shí)際值匕，則液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130會(huì)計(jì)算h2與h3的差值的絕對(duì)值，以作為時(shí)間點(diǎn)t3對(duì)應(yīng)的變動(dòng)量。如此，當(dāng)液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130獲得60個(gè)液位實(shí)際值Ii1?h6(l后(對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)h?t6Q)，液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130會(huì)將60秒內(nèi)所獲得的59個(gè)變動(dòng)量加總，以獲得結(jié)晶器的液位累積變動(dòng)量。然而，值得一提的是，本發(fā)明實(shí)施例的液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130的計(jì)算方式并不受限于本實(shí)施例。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130所采用的量測(cè)區(qū)段不限定于60秒，而變動(dòng)量計(jì)算也不受限于相鄰時(shí)間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的液位高度。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130所采用的量測(cè)區(qū)段可為120秒或者120筆液位實(shí)際值數(shù)據(jù)。
[0020]接著，進(jìn)行判斷步驟140，以判斷液位累積變動(dòng)量是否大于預(yù)設(shè)的液位變動(dòng)量閥值a。若液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130所計(jì)算求得的液位累積變動(dòng)量小于預(yù)設(shè)液位變動(dòng)量閥值a，則表示結(jié)晶器的液位變動(dòng)程度仍在允許范圍內(nèi)，PID控制器222仍可穩(wěn)定結(jié)晶器的液位變動(dòng)，不需利用補(bǔ)償裝置210來進(jìn)行補(bǔ)償。反的，若液位累積變動(dòng)量大于預(yù)設(shè)液位變動(dòng)量閥值a，則表示PID控制器222已無法定結(jié)晶器的液位變動(dòng)，故需要開啟補(bǔ)償裝置210來進(jìn)行實(shí)際值補(bǔ)償步驟150，以輸出補(bǔ)償值至PID控制器222。
[0021]另外，液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130采取先進(jìn)先出的方式來進(jìn)行計(jì)算。例如，本實(shí)施例的液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130只累計(jì)59個(gè)液位變動(dòng)量，因此當(dāng)判斷步驟140處理完59個(gè)液位變動(dòng)量累計(jì)值后，若液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130獲取第60個(gè)變動(dòng)量，第I個(gè)變動(dòng)量會(huì)被排除，而只計(jì)算第2?60個(gè)變動(dòng)量的累積，再進(jìn)行判斷步驟140。
[0022]值得一提的是，雖然本實(shí)施例應(yīng)用液位累積變動(dòng)量來判斷是否進(jìn)行補(bǔ)償，但本發(fā)明的實(shí)施例并不受限于此。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，亦可利用其它方式來判斷是否進(jìn)行補(bǔ)償，又或者依靠使用者自行判斷是否進(jìn)行補(bǔ)償，而不使用其它自動(dòng)判斷機(jī)制。
[0023]請(qǐng)參照?qǐng)D3，其為繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟150的流程示意圖。在液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟150中，首先進(jìn)行液位波動(dòng)主頻率計(jì)算步驟151，以根據(jù)液位實(shí)際值獲取步驟120所獲取的多個(gè)液位高度值(例如Ii1?h6(l)來計(jì)算液位波動(dòng)的主頻率。在本實(shí)施例中，液位波動(dòng)主頻率計(jì)算步驟151利用傅立葉轉(zhuǎn)換(Fourier transform)模塊212來求得液位波動(dòng)的主頻率。在本實(shí)施例中，傅立葉轉(zhuǎn)換(Fourier transform)模塊212利用快速傅立葉轉(zhuǎn)換算法來計(jì)算出液位波動(dòng)的主頻率，但本發(fā)明的實(shí)施例并不受限于此。
[0024]接著，進(jìn)行判斷步驟152以及補(bǔ)償控制器決定步驟153，以判斷液位波動(dòng)主頻率是否大于預(yù)設(shè)的頻率閥值，并根據(jù)判斷結(jié)果來決定補(bǔ)償控制器的類型。在本實(shí)施例中，候選的補(bǔ)償控制器為相位領(lǐng)先補(bǔ)償控制器213以及相位落后補(bǔ)償控制器214，但本發(fā)明的實(shí)施例并不受限于此。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，決定補(bǔ)償控制器類型的條件不受限于液位波動(dòng)主頻率，而候選的補(bǔ)償控制器也不限定于相位領(lǐng)先補(bǔ)償控制器以及相位落后補(bǔ)償控制器。
[0025]在補(bǔ)償控制器決定步驟153中，當(dāng)液位波動(dòng)主頻率大于預(yù)設(shè)頻率閥值b時(shí)，選擇相位落后補(bǔ)償控制器214來作為補(bǔ)償控制器。反的，當(dāng)液位波動(dòng)主頻率小于或等于預(yù)設(shè)頻率閥值b時(shí)，選擇相位領(lǐng)先補(bǔ)償控制器213來作為補(bǔ)償控制器。
[0026]然后，進(jìn)行補(bǔ)償步驟154，以利用補(bǔ)償控制器決定步驟153所決定的補(bǔ)償控制器來對(duì)液位實(shí)際值進(jìn)行補(bǔ)償。在本實(shí)施例中，進(jìn)行補(bǔ)償步驟154時(shí)，可擷取目前時(shí)間點(diǎn)(以下稱為第一時(shí)間點(diǎn))所對(duì)應(yīng)的液位實(shí)際值，并以預(yù)設(shè)初始補(bǔ)償強(qiáng)度對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，而獲得補(bǔ)償后液位實(shí)際值。然而，本發(fā)明的實(shí)施例并不受限于此。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，亦可針對(duì)液位累積變動(dòng)量大于閥值的時(shí)間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的液位實(shí)際值來進(jìn)行補(bǔ)償。例如，當(dāng)液位實(shí)際值獲取步驟120獲取時(shí)間點(diǎn)t6(l所對(duì)應(yīng)的液位實(shí)際值h6(l后，若液位累積變動(dòng)量大于預(yù)設(shè)液位變動(dòng)量閥值，則補(bǔ)償步驟154可于補(bǔ)償控制器的類型決定后，對(duì)時(shí)間點(diǎn)t6(l所對(duì)應(yīng)的液位實(shí)際值h6(l進(jìn)行補(bǔ)償，以獲得補(bǔ)償后的液位實(shí)際值。
[0027]接著，進(jìn)行液位調(diào)整步驟155，以將補(bǔ)償后液位實(shí)際值輸出至液位控制器222，以使PID控制器222根據(jù)補(bǔ)償后液位實(shí)際值以及液位高度設(shè)定值來調(diào)整結(jié)晶器的液位。
[0028]然后，進(jìn)行液位實(shí)際值獲取步驟156，以于液位調(diào)整步驟155后，獲取多個(gè)液位實(shí)際值，其中這些液位實(shí)際值所對(duì)應(yīng)的時(shí)間點(diǎn)大于前述的第一時(shí)間點(diǎn)。然后，進(jìn)行液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟157，以利用液位實(shí)際值獲取步驟156所獲得的多個(gè)液位實(shí)際值，來計(jì)算出液位波動(dòng)振幅。在本實(shí)施例中，液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟157利用傅立葉轉(zhuǎn)換(Fouriertransform)模塊212將這些液位實(shí)際值從時(shí)域轉(zhuǎn)換至頻率域，然后求得前述液位波動(dòng)主頻率所對(duì)應(yīng)的振幅值，此振幅值即為液位波動(dòng)振幅。在本實(shí)施例中，傅立葉轉(zhuǎn)換(Fouriertransform)模塊212利用快速傅立葉轉(zhuǎn)換算法來計(jì)算出液位波動(dòng)振幅,但本發(fā)明的實(shí)施例并不受限于此。
[0029]然后，進(jìn)行判斷步驟158，以判斷液位波動(dòng)振幅值是否大于預(yù)設(shè)的波動(dòng)振幅閥值。
接著，進(jìn)行補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟159，以根據(jù)判斷結(jié)果來調(diào)整補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度，并利用強(qiáng)度調(diào)整后的補(bǔ)償控制器來補(bǔ)償液位實(shí)際值。在本實(shí)施例中，進(jìn)行補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟159
時(shí)，可擷取目前時(shí)間點(diǎn)(以下稱為第二時(shí)間點(diǎn))所對(duì)應(yīng)的液位實(shí)際值，并對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償以獲得補(bǔ)償后液位實(shí)際值。然而，本發(fā)明的實(shí)施例并不受限于此。在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，亦可針對(duì)液位波動(dòng)振幅值大于預(yù)設(shè)的波動(dòng)振幅閥值的時(shí)間點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的液位實(shí)際值來進(jìn)行補(bǔ)m
\-ΖΧ ο
[0030]請(qǐng)參照?qǐng)D4，其為繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟159的流程示意圖。在補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟159中，當(dāng)液位波動(dòng)振幅值大于預(yù)設(shè)的波動(dòng)振幅閥值c時(shí)，進(jìn)行判斷步驟159a，以判斷補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度是否已達(dá)上限。若補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度未達(dá)上限，則進(jìn)行強(qiáng)度增加步驟159b，以增加補(bǔ)償強(qiáng)度。反的，則維持強(qiáng)度不變。接著，回到步驟156以持續(xù)獲取液位實(shí)際值，并進(jìn)行液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟157和判斷步驟158，以持續(xù)監(jiān)控后續(xù)的液位波動(dòng)振幅。其中，液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟157亦根據(jù)一量測(cè)區(qū)段來進(jìn)行。例如，液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟157以60秒為量測(cè)區(qū)段來收集多筆液位實(shí)際值。又例如，液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟157 —次只收集60筆液位實(shí)際值來進(jìn)行計(jì)算。另外，液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟157亦采用先進(jìn)先出的方式來計(jì)算液位波動(dòng)振幅。
[0031]當(dāng)液位波動(dòng)振幅值未大于預(yù)設(shè)的波動(dòng)振幅閥值c時(shí)，進(jìn)行判斷步驟159c，以判斷液位波動(dòng)振幅值是否大于另一預(yù)設(shè)的波動(dòng)振幅閥值e，其中預(yù)設(shè)波動(dòng)振幅閥值e小于預(yù)設(shè)波動(dòng)振幅閥值C。當(dāng)液位波動(dòng)振幅值大于預(yù)設(shè)波動(dòng)振幅閥值e時(shí)，則維持補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度。當(dāng)液位波動(dòng)振幅值小于或等于預(yù)設(shè)波動(dòng)振幅閥值e時(shí)，則進(jìn)行判斷步驟159d，以判斷補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度是否已達(dá)下限。若補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度未達(dá)下限，則進(jìn)行強(qiáng)度減少步驟159e，以降低補(bǔ)償強(qiáng)度。反的，則結(jié)束補(bǔ)償，并關(guān)閉補(bǔ)償裝置。接著，持續(xù)進(jìn)行液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟157和判斷步驟158,以持續(xù)監(jiān)控液位波動(dòng)振幅。
[0032]請(qǐng)回到圖1，在液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟150后，接著進(jìn)行液位控制步驟160，以將補(bǔ)償后液位實(shí)際值及該液位設(shè)定值輸入至液位控制器222中，以使液位控制器222根據(jù)液位設(shè)定值以及補(bǔ)償后液位實(shí)際值來控制結(jié)晶器的液位高度。
[0033]由以上說明可知，本實(shí)施例的連鑄機(jī)的液位控制方法100可于不更動(dòng)原有PID液位控制器的架構(gòu)下，利用傅立葉轉(zhuǎn)換法、相位補(bǔ)償法來增加結(jié)晶器液位的可控制范圍，以對(duì)應(yīng)連鑄生產(chǎn)時(shí)各種可能發(fā)生的變異，并抑制液位波動(dòng)、使液位穩(wěn)定。
[0034]請(qǐng)同時(shí)參照?qǐng)D5和圖6，圖5為繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟550的流程示意圖，圖6為繪示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的應(yīng)用液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟550的液位補(bǔ)償系統(tǒng)600的示意圖。液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟550類似于液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟150，但不同的處在于液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟550更可利用滑動(dòng)模式補(bǔ)償控制器來進(jìn)行補(bǔ)償。
[0035]液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟550包含累積變動(dòng)量判斷步驟552、液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟554、液位波動(dòng)振幅判斷步驟556以及補(bǔ)償控制器決定步驟558。累積變動(dòng)量判斷步驟552判斷液位累積變動(dòng)量計(jì)算步驟130所計(jì)算獲得的累積變動(dòng)量是否大于另一變動(dòng)量閥值d，其中此變動(dòng)量閥值d大于前述的變動(dòng)量閥值a。液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟554類似于液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟157，亦用以計(jì)算結(jié)晶器的液位波動(dòng)振幅，但不同的處在于液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟554于液位調(diào)整步驟155的前進(jìn)行。液位波動(dòng)振幅判斷步驟556判斷液位波動(dòng)振幅計(jì)算步驟520所獲得的液位波動(dòng)振幅是否大于前述的液位波動(dòng)振幅閥值C，以作為決定補(bǔ)償控制器類型的依據(jù)。
[0036]補(bǔ)償控制器決定步驟558根據(jù)液位波動(dòng)主頻率計(jì)算步驟151、累積變動(dòng)量判斷步驟552以及液位波動(dòng)振幅判斷步驟556的判斷結(jié)果來決定補(bǔ)償控制器。例如，當(dāng)液位波動(dòng)主頻率小于或等于預(yù)設(shè)頻率閥值b時(shí)，選擇相位領(lǐng)先補(bǔ)償控制器213來作為補(bǔ)償控制器。又例如，當(dāng)液位波動(dòng)主頻率大于預(yù)設(shè)頻率閥值b，但累積變動(dòng)量并未大于變動(dòng)量閥值d或者液位波動(dòng)振幅未大于液位波動(dòng)振幅閥值C，則選擇相位落后補(bǔ)償控制器214來作為補(bǔ)償控制器。再例如，當(dāng)液位波動(dòng)主頻率大于預(yù)設(shè)頻率閥值b，且累積變動(dòng)量和液位波動(dòng)振幅皆大于變動(dòng)量閥值d與液位波動(dòng)振幅閥值C，則選擇滑動(dòng)模式補(bǔ)償控制器610來作為補(bǔ)償控制器。
[0037]由上述說明可知本發(fā)明實(shí)施例的液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟550利用傅立葉轉(zhuǎn)換法、相位補(bǔ)償法與滑動(dòng)模式控制法來增加結(jié)晶器液位的可控制范圍，以對(duì)應(yīng)連鑄生產(chǎn)時(shí)各種可能發(fā)生的變異，并抑制液位波動(dòng)、使液位穩(wěn)定。相較于應(yīng)用液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟150的液位控制方法100，本實(shí)施例可針對(duì)包晶鋼種的周期性液位震蕩，以滑動(dòng)模式控制法加以抑制，提升連鑄鋼胚表面穩(wěn)定性。
[0038]雖然本發(fā)明已以數(shù)個(gè)實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，在本發(fā)明所屬【技術(shù)領(lǐng)域】中任何普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作各種的更動(dòng)與潤(rùn)飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附的權(quán)利要求書所界定者為準(zhǔn)。
【權(quán)利要求】
1.一種連鑄機(jī)的液位控制方法，包含: 提供該連鑄機(jī)的一結(jié)晶器的一液位設(shè)定值；以及 進(jìn)行一液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟，包含: 計(jì)算該結(jié)晶器的一液位波動(dòng)主頻率； 判斷該液位波動(dòng)主頻率是否大于一預(yù)設(shè)頻率閥值，以提供一第一判斷結(jié)果； 進(jìn)行一補(bǔ)償控制器決定步驟，以根據(jù)該第一判斷結(jié)果來決定一補(bǔ)償控制器； 獲取該結(jié)晶器于一第一時(shí)間點(diǎn)的一第一液位實(shí)際值； 利用該補(bǔ)償控制器來根據(jù)該液位設(shè)定值補(bǔ)償該第一液位實(shí)際值，以獲得一第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值； 將該第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值以及該液位設(shè)定值輸入至一液位控制器中，以使該液位控制器根據(jù)該液位設(shè)定值以及該第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值來控制該結(jié)晶器的液位高度； 計(jì)算該結(jié)晶器的一液位波動(dòng)振幅； 判斷該液位波動(dòng)振幅是否大于一第一波動(dòng)振幅閥值，以提供一第二判斷結(jié)果； 于一第二時(shí)間點(diǎn)獲得一第二液位實(shí)際值；以及 進(jìn)行一補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟，以根據(jù)該第二判斷結(jié)果來調(diào)整該補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度，并利用該補(bǔ)償控制器來根據(jù)該液位設(shè)定值補(bǔ)償該第二液位實(shí)際值，以獲得一第二補(bǔ)償后液位實(shí)際值；以及 將該第二補(bǔ)償后液位實(shí)際值及該液位設(shè)定值輸入至該液位控制器中，以使該液位控制器根據(jù)該液位設(shè)定值以及該第二補(bǔ)償后液位實(shí)際值來控制該結(jié)晶器的液位高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄機(jī)的液位控制方法，其中當(dāng)該第一判斷結(jié)果為否時(shí)，該補(bǔ)償控制器為相位領(lǐng)先補(bǔ)償控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄機(jī)的液位控制方法，其中當(dāng)該第一判斷結(jié)果為是時(shí)，該補(bǔ)償控制器為相位落后補(bǔ)償控制器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄機(jī)的液位控制方法，其中當(dāng)該第二判斷結(jié)果為是時(shí)，該補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟包含: 判斷該補(bǔ)償控制器的一補(bǔ)償強(qiáng)度是否達(dá)到一預(yù)設(shè)上限值；以及 當(dāng)該補(bǔ)償控制器的一補(bǔ)償強(qiáng)度未達(dá)到該預(yù)設(shè)上限值時(shí)，增加該補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄機(jī)的液位控制方法，其中當(dāng)該第二判斷結(jié)果為否時(shí)，該補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟包含: 判斷該液位波動(dòng)振幅是否大于一第二波動(dòng)振幅閥值，以提供一第三判斷結(jié)果，其中該第二波動(dòng)振幅閥小于該第一波動(dòng)振幅閥值； 當(dāng)該第三判斷結(jié)果為否時(shí)，判斷該補(bǔ)償控制器的一補(bǔ)償強(qiáng)度是否達(dá)到一預(yù)設(shè)下限值；以及 當(dāng)該補(bǔ)償控制器的一補(bǔ)償強(qiáng)度未達(dá)到該預(yù)設(shè)上限值時(shí)，降低該補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連鑄機(jī)的液位控制方法，更包含: 計(jì)算該結(jié)晶器的一液位累積變動(dòng)量，其中該液位累積變動(dòng)量為該結(jié)晶器中的液體液面于一預(yù)設(shè)時(shí)間中的變化量的累積； 判斷該液位累積變動(dòng)量是否大于一預(yù)設(shè)液位變動(dòng)量閥值，以提供一第四判斷結(jié)果；以及 當(dāng)該第四判斷結(jié)果為是時(shí)，進(jìn)行該液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟。
7.一種連鑄機(jī)的液位控制方法，包含: 提供該連鑄機(jī)的一結(jié)晶器的一液位設(shè)定值； 計(jì)算該結(jié)晶器的一液位累積變動(dòng)量，其中該液位累積變動(dòng)量為該結(jié)晶器中的液體液面于一預(yù)設(shè)時(shí)間中的變化量的累積；以及進(jìn)行一液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟，包含: 計(jì)算該結(jié)晶器的一液位波動(dòng)主頻率； 計(jì)算該結(jié)晶器的一第一液位波動(dòng)振幅； 判斷該液位波動(dòng)主頻率是否大于一預(yù)設(shè)頻率閥值，以提供一第一判斷結(jié)果； 判斷該液位累積變動(dòng)量是否大于一第一液位變動(dòng)量閥值，以提供一第二判斷結(jié)果； 判斷該第一液位波動(dòng)振幅是否大于一第一波動(dòng)振幅閥值，以提供一第三判斷結(jié)果；進(jìn)行一補(bǔ)償控制器決定步驟，以根據(jù)該第一判斷結(jié)果、該第二判斷結(jié)果以及該第三判斷結(jié)果來決定一補(bǔ)償控制器； 獲取該結(jié)晶器于一第一時(shí)間點(diǎn)的一第一液位實(shí)際值； 利用該補(bǔ)償控制器來根據(jù)該液位設(shè)定值補(bǔ)償該第一液位實(shí)際值，以獲得一第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值； 將該第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值以及該液位設(shè)定值輸入至一液位控制器中，以使該液位控制器根據(jù)該液位設(shè)定值以及該第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值來控制該結(jié)晶器的液位高度； 于該液位控制器根據(jù)該液位設(shè)定值以及該第一補(bǔ)償后液位實(shí)際值來控制該結(jié)晶器的液位高度之后，計(jì)算該結(jié)晶器的一第二液位波動(dòng)振幅； 判斷該第二液位波動(dòng)振幅是否大于該第一波動(dòng)振幅閥值，以提供一第四判斷結(jié)果； 于一第二時(shí)間點(diǎn)獲得一第二液位實(shí)際值；以及 進(jìn)行一補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟，以根據(jù)該第四判斷結(jié)果來調(diào)整該補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度，并利用該補(bǔ)償控制器來根據(jù)該液位設(shè)定值補(bǔ)償該第二液位實(shí)際值，以獲得一第二補(bǔ)償后液位實(shí)際值；以及 將該第二補(bǔ)償后液位實(shí)際值及該液位設(shè)定值輸入至該液位控制器中，以使該液位控制器根據(jù)該液位設(shè)定值以及該第二補(bǔ)償后液位實(shí)際值來控制該結(jié)晶器的液位高度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的連鑄機(jī)的液位控制方法，其中當(dāng)該第一判斷結(jié)果為否時(shí)，該補(bǔ)償控制器為相位領(lǐng)先補(bǔ)償控制器。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的連鑄機(jī)的液位控制方法，其中當(dāng)該第一判斷結(jié)果為是，且該第二判斷結(jié)果和該第三判斷結(jié)果中之一者為否時(shí)，該補(bǔ)償控制器為相位落后補(bǔ)償控制器。
10.根據(jù)權(quán)利要求7項(xiàng)所述的連鑄機(jī)的液位控制方法，其中當(dāng)該第一判斷結(jié)果、該第二判斷結(jié)果以及該第三判斷結(jié)果皆為是時(shí)，該補(bǔ)償控制器為滑動(dòng)模式補(bǔ)償控制器。
11.根據(jù)權(quán)利要求7項(xiàng)所述的連鑄機(jī)的液位控制方法，其中當(dāng)該第四判斷結(jié)果為是時(shí)，該補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟包含: 判斷該補(bǔ)償控制器的一補(bǔ)償強(qiáng)度是否達(dá)到一預(yù)設(shè)上限值；以及 當(dāng)該補(bǔ)償控制器的一補(bǔ)償強(qiáng)度未達(dá)到該預(yù)設(shè)上限值時(shí)，增加該補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求7項(xiàng)所述的連鑄機(jī)的液位控制方法，其中當(dāng)該第三判斷結(jié)果為否時(shí)，該補(bǔ)償強(qiáng)度調(diào)整步驟包含: 判斷該第二液位波動(dòng)振幅是否大于一第二波動(dòng)振幅閥值，以提供一第五判斷結(jié)果，其中該第二波動(dòng)振幅閥小于該第一波動(dòng)振幅閥值； 當(dāng)該第四判斷結(jié)果為否時(shí)，判斷該補(bǔ)償控制器的一補(bǔ)償強(qiáng)度是否達(dá)到一預(yù)設(shè)下限值；以及 當(dāng)該補(bǔ)償控制器的一補(bǔ)償強(qiáng)度未達(dá)到該預(yù)設(shè)上限值時(shí)，降低該補(bǔ)償控制器的補(bǔ)償強(qiáng)度。
13.根據(jù)權(quán)利要求7項(xiàng)所述的連鑄機(jī)的液位控制方法，更包含: 判斷該液位累積變動(dòng)量是否大于一第二液位變動(dòng)量閥值，以提供一第六判斷結(jié)果；以及 當(dāng)該第六判斷結(jié)果為是時(shí)，進(jìn)行該液位實(shí)際值補(bǔ)償步驟。
【文檔編號(hào)】G05D9/12GK104281166SQ201310279378
【公開日】2015年1月14日 申請(qǐng)日期:2013年7月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月4日
【發(fā)明者】陸振原, 陳明宏, 葉東發(fā), 曾國(guó)棟 申請(qǐng)人:中國(guó)鋼鐵股份有限公司