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连铸机结晶器液面控制系统
    本发明属于金属铸造领域，具体是一种用于连铸机结晶器的液面控制系统。

    在金属连铸中，要求从中间包流入结晶器的液态金属和冷凝后铸坯拉出的金属体积恒定，以保证液态金属在结晶器中的液面稳定，达到改善铸坯的质量，减少溢、漏钢率的目的。

    为达到上述目的，在连铸过程中常采用液压伺服控制技术来控制结晶器中钢水的液面。这种方法是用模拟信号驱动液压伺服缸，在其工作中伺服系统控制精度不高，系统抗污染能力低，容易堵塞，模拟信号容易受干扰，伺服阀受温度的影响大，调试困难，另外伺服阀价格昂贵，成本高，并且系统在高温工作环境下，液压系统容易产生跑、冒、滴漏等现象，易造成生产事故。国外虽然有采用电动伺服系统代替液压伺服系统的技术，但由于仍然采用复杂的模拟控制系统，并且为了解决人工控制和自动控制的快速转换，而采用离合器装置；为了提高机构精度，采用齿轮减速传动的方法。这些方法的不足是系统复杂，安装困难，控制精度不高。

    本发明的目的是提供一种连铸机结晶器液面控制系统，它采用全数字驱动控制系统，控制钢水液面的精度高，响应速度快，自动控制和人工控制转换迅速，可大大减少溢、漏钢事故。本系统具有结构简单，调试、安装方便，操作简单，成本低廉的特点。

    为达上述目的，本发明包括结晶器、塞棒机构、压杆，其特征在于：

    1.系统中还设有液位传感器、驱动器、控制器，电动缸和手持控制器，以上设备利用数字化信号，通过控制系统，构成一个随时跟踪和控制液体的液面高度变化的闭环系统。

    2.设置一个期望值HS，存放在控制器中；

    3.检测到的液体高度值HR，经采集进入控制器中，与期望值进行比较，得到ΔH＝HS－HR，将ΔH经模糊或PID运算处理后，输出脉冲信号，经驱动器，进入电动缸；

    4.电动缸转换成位移以调节控制钢水流量的塞棒机构。

    系统中的电动缸采用数字电动缸，电动缸中的电机为步进电机。

    本发明由于系统采用数字控制，没有液压和离合器装置，可减少控制环节，因此系统简单可靠，调试方便，同时系统响应速度快，控制精度高。本发明系统自动控制与人工控制转换迅速，因此能及时处理突发事故，可大大减少溢、漏钢事故。本发明系统还有成本低，耗能少的特点。

    下面结合附图对本发明做进一步的说明。

    图1为本发明系统结构示意图。

    图中1为电动缸，2为压杆，3为液位传感器，4为塞棒机构，5为液态金属，6为控制器，7为结晶器，8为驱动器，9为液态金属出口，10为中间包，11为上支架，12为下支架，13为手持控制器。

    将传感器3与控制器6连接，控制器6与安放在上支架11和下支架12之间地电动缸1连接，电动缸1与带有压杆2的塞棒机构4连接，手持控制器13与控制器6连接。

    将设定的期望值HS存放在控制器6里。当结晶器7中液位发生变化后，液位传感器3测得结晶器7中液态金属5的液面高度，液位传感器3将该信号传递到控制器6中，与控制器6中设定的期望值HS进行比较，得到两者差值ΔH＝HS－HR，将ΔH经模糊或PID运算处理后，输出脉冲信号，经驱动器8输入到电动缸1，以驱动电动缸1，带动调节液态金属流量的塞棒机构4作上升或下降的运动，而改变中间包10的液态金属出口9的流通面积，以控制液态金属流入结晶器7中的流量，使结晶器7中液态金属液面5不因液态金属的流入和铸坯离开而产生大的波动。当出现故障时，切断手持控制器13中的电源，使系统转为使用压杆2的人工控制。

    为使系统获得高精度和快速响应，电动缸1采用数字电动缸，电动缸1中的电机为步进电机，可使系统微调精度达到±0.01毫米，响应速度达到5毫秒。