CN101763061A

CN101763061A - 一种高炉连续供料控制方法

Info

Publication number: CN101763061A
Application number: CN200910312470A
Authority: CN
Inventors: 赵菁; 徐岸非; 周登科; 叶理德
Original assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Current assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Priority date: 2009-12-29
Filing date: 2009-12-29
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2029-12-29
Also published as: CN101763061B

Abstract

本发明针对现有的大型高炉供料系统对于同一批次的矿石原料，要求在皮带上前后衔接，既不能出现空隙影响生产效率，也不能出现重叠使矿石原料在皮带上堆积而洒落，且同一批次中各种不同矿石的排列顺序因各种生产因素的影响而具有多样性等问题，提供一种能够按照任意指定顺序连续供料的控制方法。本发明在高炉PLC系统中构建了虚拟称量斗控制模块、称量斗放料时间计算模块、称量斗放料模块挂，建立了实际称量斗与虚拟称量斗控制模块所控制的称量斗模型之间的映射。本发明既保障了高炉的供料速率和生产效率，同时也最大限度地为及时调节炉况提供了丰富的手段。

Description

一种高炉连续供料控制方法

技术领域

本发明涉及工业高炉冶炼自动化控制领域，特别是高炉供料顺序的控制。

背景技术

大型高炉配、供料系统是高炉生产的关键环节，高炉供料控制作为高炉自动化的核心之一，其能运行性能，直接影响到整个高炉的铁水品质、生产效率和经济效益。

目前，生产上为了精确控制铁水品质，对于每一个矿批都必须由烧结、球团、块矿、杂矿等不同的原料严格地按照确定的配料重量通过称量斗配置而成。配好的矿批通过皮带送到炉顶后按照设定的布料参数在各角度将一定量的原料布入高炉的不同区域。

高炉所用各种矿石原料的品位、成分也会随着原料批次的不同而发生变化。各高炉根据自身的炉况、原料情况和生产习惯要求各种矿石原料按照不同的先后顺序放在皮带上运往高炉。为了最大限度地发挥高炉的生产效率，必须保障上料速率，对于同一批次的矿石原料，要求在皮带上前后衔接，既不能出现空隙影响供料速率，也不能出现重叠使矿石原料因在皮带上堆积而洒落。因此必须根据各参加称量的称量斗的放料顺序及其相对位置准确地控制各称量斗闸门开闭的时间，使各称量斗中的矿石原料能够按照要求的顺序连续地放置在皮带上运往高炉，最终被布到要求的区域。

由于通常2000m³以上的高炉会设置14个以上的矿石称量斗用于称取原料，每一批矿石原料会选择其中的几个称量斗进行称量(根据工艺要求一般为7-9个矿石称量斗)，下一批矿石原料可能会选择其它的称量斗进行称量。在14个称量斗中任选7-9个称量斗进行全排列，共有P₁₄ ⁷+P₁₄ ⁸+P₁₄ ⁹种可能的情况，如果考虑各种特殊情况则可能性更加繁多。如果控制系统采用枚举法一一列举对各种情况并提供对应的控制功能，不仅会使系统过于复杂，而且会消耗大量的系统资源，也增加了故障率。现有的控制系统一般采用枚举法，列举几个最常用的顺序，并提供对应的控制功能。由于高炉生产状况的千变万化，采用枚举法所能提供的供料顺序方式相对于生产的需要而言非常有限。在一定程度上限制了对炉况的调节手段。

发明内容

本发明针对现有的大型高炉供料系统对于同一批次的矿石原料，要求在皮带上前后衔接，既不能出现空隙影响生产效率，也不能出现重叠使矿石原料在皮带上堆积而洒落，且同一批次中各种不同矿石的排列顺序因各种生产因素的影响而具有多样性等问题。提供一种能够按照任意指定的顺序连续供料的控制方法。既保障了高炉的供料速率和生产效率，同时也最大限度地为及时调节炉况提供了丰富的手段。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是采用这样的：

步骤1构建一个虚拟称量斗控制模块，挂入高炉PLC系统；所述虚拟称量斗控制模块中顺序存储编号为C₁、C₂、C₃……C_n的n个称量斗模型，每个称量斗模型模拟实际称量斗的包括所处空间位置、机械状态、信号输入输出在内的全部状态特性；

步骤2构建一个称量斗放料时间计算模块，挂入高炉PLC系统；该称量斗放料时间计算模块顺序读取所述虚拟称量斗控制模块中称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n的空间位置状态，计算并存储称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n的开始放料时间；

步骤3构建一个称量斗放料模块，挂入高炉PLC系统；所述称量斗放料模块读取称量斗放料时间计算模块内设置的称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n的开始放料时间，在到达该称量斗模型的开始放料时间时，依次向该称量斗模型发出“开始放料”指令，使称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n内的矿石原料按照1～n的顺依次排放在皮带上；

步骤4建立实际称量斗与虚拟称量斗控制模块中称量斗模型的映射，将供料顺序为1-j的实际称量斗D₁、D₂、D₃……D_j(j＜＝n)的状态特征值赋予虚拟称量斗控制模块中的称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n；

步骤5调用称量斗放料时间计算模块计算实际称量斗D₁、D₂、D₃……D_j的开斗时间；

步骤6调用称量斗放料模块，控制实际的称量斗D₁、D₂、D₃……D_j放料；

步骤7再次向高炉供应矿石原料时，重复步骤4至步骤6。

本发明与现有技术相比，具有以下主要的优点：

其一、可以实现按任意顺序向高炉供料，最大限度地为及时调节炉况提供了丰富的手段，保障了铁水的品质。

其二、可以实现同一料批的连续供料，保障了高炉的供料速率和生产效率。

其三、与枚举法相比，采用放料模型的方式更为简单，以不变应万变，极大地减少了消耗的系统资源，运行效率更高，可靠性更有保障。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。

图1是本发明所涉及的系统结构框图。

图2为本发明的控制步骤流程图。

具体实施方式

如图1所示，虚拟称量斗控制模块、称量斗放料时间计算模块、称量斗放料模块挂在高炉PLC系统中，虚拟称量斗控制模块包含称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n。在虚拟称量斗控制模块中设定的称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n的放料顺序是固定的，称量斗放料时间计算模块按照该顺序计算称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n的放料时间。而实际生产中，各种称量斗之间的放料顺序按照实际的生产要求不同而变化。在本实施例中，称量斗的先后顺序排列为D₂、D₅、D₄……D₂₀，因此，将先后顺序排列为D₂、D₅、D₄……D₂₀的称量斗分别映射虚拟称量斗控制模块中的C₁、C₂、C₃……C₂₂称量斗模型，即，将称量斗D₂、D₅、D₄……D₂₀的外部状态值分别赋予C₁、C₂、C₃……C₂₂，虚拟称量斗控制模块接收称量斗放料模块的指令后分别先后向实际称量斗D₂、D5、D4……D₂₀的顺序发出“开始下料”指令。

参考图2所示的流程图，本发明的控制步骤为：

步骤1、构建一个虚拟称量斗控制模块，挂入高炉PLC系统；所述虚拟称量斗控制模块中顺序存储编号为C₁、C₂、C₃……C_n的n个称量斗模型，每个称量斗模型模拟实际称量斗的包括所处空间位置、机械状态、信号输入输出在内的全部状态特性；

步骤2、构建一个称量斗放料时间计算模块；该称量斗放料时间计算模块顺序读取所述虚拟称量斗控制模块中称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n的空间位置，对应计算并存储称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n的开始放料时间；计算称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n的开始放料时间的方法为：令L_i(1+1＜＝i＜＝n)为称量斗模型C_i与称量斗模型C_i-1之间的距离，称量斗模型C_i开始放料后要延时一段延时时间T_i后，称量斗模型C_i+1再开始放料，延时时间T_i＝L_i/v，其中v表示皮带的运行速度；

步骤3、构建一个称量斗放料模块，所述称量斗放料模块读取称量斗放料时间计算模块内设置的称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n的开始放料时间，在到达该称量斗模型的开始放料时间时，依次向该称量斗模型发出“开始放料”指令，使称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n内的矿石原料按照1～n的顺依次排放在皮带上；

步骤4、建立供料顺序为1-j的实际称量斗D₁、D₂、D₃……D_j(j＜＝n)与虚拟称量斗控制模块的映射，将实际称量斗D₁、D₂、D₃……D_j(j＜＝n)的所有外部状态按顺序依次放入称量斗模型C₁、C₂、C₃……C_n中。

步骤5、调用称量斗放料时间计算模块计算实际称量斗D₁、D₂、D₃……D_j的开斗时间；

步骤6、调用称量斗放料模块，控制实际的称量斗D₁、D₂、D₃……D_j放料；

步骤7、再次向高炉供应矿石原料时，重复步骤4至步骤6。

最后所应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims

1.一种高炉连续供料控制方法，它基于高炉PLC系统，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、构建一个虚拟称量斗控制模块，挂入高炉PLC系统；所述虚拟称量斗控制模块中顺序存储编号为C1、C2、C3……Cn的n个称量斗模型，每个称量斗模型模拟实际称量斗的包括所处空间位置、机械状态、信号输入输出在内的全部状态特性；

步骤2、构建一个称量斗放料时间计算模块，挂入高炉PLC系统；该称量斗放料时间计算模块顺序读取所述虚拟称量斗控制模块中称量斗模型C1、C2、C3……Cn的空间位置状态，计算并存储称量斗模型C1、C2、C3……Cn的开始放料时间；

步骤3、构建一个称量斗放料模块，挂入高炉PLC系统；所述称量斗放料模块读取虚拟称量斗放料时间计算模块内设置的称量斗模型C1、C2、C3……Cn的开始放料时间，在到达该称量斗模型的开始放料时间时，依次向该称量斗模型发出“开始放料”指令，使称量斗C1、C2、C3……Cn内的矿石原料按照1～n的顺依次排放在皮带上；

步骤4、建立实际称量斗与虚拟称量斗控制模块中称量斗模型的映射，将供料顺序为1-j的实际称量斗D1、D2、D3……Dj(j＜＝n)的状态特征值赋予虚拟称量斗控制模块中的称量斗模型C1、C2、C3……Cn；

步骤5、调用称量斗放料时间计算模块计算实际称量斗D1、D2、D3……Dj的开斗时间；

步骤6、调用称量斗放料模块，控制实际的称量斗D1、D2、D3……Dj放料；

步骤7、再次向高炉供应矿石原料时，重复步骤4至步骤6。