CN102004511B - 钢包烘烤控制中小流量标定控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种钢包烘烤控制中小流量标定控制方法，控制器根据控制输入信号选择对应的现场工艺烘烤曲线；根据所选现场工艺烘烤曲线中该时间段的目标流量值与标定的标准流量值做大小比较；当目标流量值小于标准的标定流量值时进入小流量控制运算；在小流量控制运算中控制器根据当前选择的烘烤曲线和烘烤时间段，确定该烘烤曲线在小流量段的第一控制参数及第二控制参数；控制器再根据上面的得出的两参数在由现场实验具体得出的数据组成的配置数据库中查找当前符合要求的控制参数，并输出最终的控制参数。本发明可以最大限度的提高燃料的利用率，降低有害气体的排放，采用小流量控制技术成功地解决了这一困难。

Description

钢包烘烤控制中小流量标定控制方法
技术领域
本发明属于智能控制技术领域，涉及一种蓄热式钢包烘烤控制方法，尤其涉及一种钢包烘烤控制中小流量标定控制方法。
背景技术
钢包烘烤是炼钢工序中的主要工艺环节之一，烘烤控制的性能对出钢温度、作业率、钢包使用年限等有很大影响。
现在的蓄热式烘烤一般采用传统的PID控制方式，而在小流量控制方面由于检测机构和执行机构存在的先天缺陷。
例如在烘烤整体浇注钢包时，煤气用量较小，采用蓄热式烘烤后，煤气用量在原有基础上，降低约30％～50％，最低流量达到10Nm3/hr，因此给用孔板检测流量作为反馈量的PID控制带来一定的困难，所以在低温段小流量控制时实际温度值与目标温度值偏差都很大，一般偏高80℃左右。这即不符合钢包烘烤的工艺要求，同时由于煤气用量过大导致燃料的浪费和大量的有害气体的产生和排放。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种钢包烘烤控制中小流量标定控制方法，可提高燃料的利用率，降低有害气体的排放。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明主要针对的物理量是蓄热式烘烤中钢包内的温度，而钢包内温度的大小主要是有在有效时间内煤气用量的大小决定的。本发明采用的方法是在小流量煤气连续测量有困难时按照有效时间段内总煤气用量把连续量转变为离散量，即用可测煤气流量值在有效时间段内按一定的时间间隔脉冲输出来控制钢包内的温度值。
一种钢包烘烤控制中小流量标定控制方法，所述控制方法包括如下步骤：
步骤0、控制器根据输入信号按照一一对应的关系选择工艺要求的现场烘烤曲线；
步骤1、控制器根据现场烘烤曲线中该时间段的目标流量值与标定的标准流量值做大小比较；
步骤2、控制器判断目标流量值大于或等于标准的标定流量值时进入传统的PID控制，目标流量值小于标准的标定流量值时进入小流量控制运算；
步骤3、控制器根据现场工艺要求所选择的烘烤曲线，以确定该烘烤曲线在小流量段的第一控制参数；
步骤4、控制器根据现场实际的烘烤时间段，以确定该时间段的第二控制参数；
步骤5、控制器根据上面得出的控制参数在配置数据库中查找当前符合要求的控制参数，并输出最终的控制参数；
步骤6、结束。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤1中的标准流量值由根据工艺要求现场手动烘烤实验确定的流量值。
作为本发明的一种优选方案，所述方法通过一标定控制系统实现，所述控制系统包括：
小流量控制输入模块，用以控制器将采集现场流量检测信号标定为实际的流量数值；
配置数据库，用以存储控制参数——存在于配置数据库中的各控制参数是根据各工艺要求的温度曲线现场实际测量得到的各时间段相对应的控制参数，这些控制参数即是小流量阶段各时间段内的煤气管路的通断时间间隔；
分析运算系统，用于控制器将当前的目标流量值与标准的流量值做比值运算，判断当前的状态；如果低于标准的流量值，即进入小流量控制运算程序部分，并在小流量控制运算程序中根据当前烘烤的曲线和当前的时间段，选择在配置数据库中运算查找当前应该输出的控制参数；
小流量控制输出模块，用于控制器将运算得到的数字量信号转化为实际控制的时间间隔信号，对煤气管路的通断时间进行控制，继而来控制钢包内的温度。
作为本发明的一种优选方案，所述配置数据库中的各控制参数是根据各工艺要求的温度曲线现场实际测量得到的各时间段相对应的控制参数，这些控制参数即是小流量阶段各时间段内的煤气管路的通断时间间隔；。
作为本发明的一种优选方案，所述小流量控制输入模块是控制器把现场4-20毫安的流量信号标定为实际的流量数值。
本发明的有益效果在于：本发明提出的钢包烘烤控制中小流量标定控制系统及其控制方法，可以最大限度的提高燃料的利用率，降低有害气体的排放，采用小流量控制技术成功地解决了这一困难。本发明在很大程度上改善了钢包烘烤的品质和质量，提高了钢包使用寿命，同时也符合节能环保的要求。
附图说明
图1为本发明标定控制系统的组成示意图。
图2为本发明控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施例。
实施例一
请参阅图1，本发明主要针对的物理量是蓄热式烘烤中钢包内的温度，而钢包内温度的大小是有在有效时间内煤气用量的大小决定的。主要思路是在小流量煤气连续测量有困难时按照有效时间段内总煤气用量把连续量转变为离散量，即用煤气管路中可测煤气流量值在有效时间段内按一定的时间间隔通过控制煤气管路的通断来控制钢包内的温度值。
本发明揭示了一种钢包烘烤控制中小流量标定的软件控制系统，所述系统包括小流量控制输入模块1、分析运算系统2、配置数据库3、标定控制参数模块4、小流量控制输出模块5。
所述小流量控制输入模块1用于控制器模块采集现场流量检测信号，并把现场4-20毫安的流量信号标定为实际的流量数值。
所述分析运算系统2用于控制器将当前的目标流量值与标准的一个流量值做比值运算，判断当前的状态，如果低于标准的流量值，即进入小流量控制运算程序部分，并在小流量控制运算程序中根据当前烘烤的曲线选择和当前的时间段在配置数据库中运算查找当前应该输出的控制参数。
所述配置数据库3存在于配置数据库中的各控制参数是在手动控制情况下根据各温度曲线现场实际测量得到的控制参数，即在小流量阶段各时间段内的煤气管路的通断时间间隔。
所述小流量控制输出模块5用于控制器模块将运算得到的数字量信号转化为实际控制的时间信号对煤气管路的通断时间进行控制，继而来控制钢包内的温度。
请参阅图2，以下结合图2介绍钢包烘烤小流量控制系统运算方法流程，所述控制方法包括如下步骤：
步骤0、控制器根据输入信号按照一一对应的关系选择工艺要求的现场烘烤曲线；
步骤1、控制器根据现场烘烤曲线中该时间段的目标流量值与标定的标准流量值做大小比较；
步骤2、控制器判断目标流量值大于或等于标准的标定流量值时进入传统的PID控制，目标流量值小于标准的标定流量值时进入小流量控制运算；
步骤3、控制器根据现场工艺要求所选择的烘烤曲线，以确定该烘烤曲线在小流量段的第一控制参数；
步骤4、控制器根据现场实际的烘烤时间段，以确定该时间段的第二控制参数；
步骤5、控制器根据上面得出的控制参数在配置数据库中查找当前符合要求的控制参数，并输出最终的控制参数；
步骤6、结束。
综上所述，本发明提出的钢包烘烤控制中小流量标定控制系统及其控制方法，可以最大限度的提高燃料的利用率，降低有害气体的排放，采用小流量控制技术成功地解决了这一困难。本发明在很大程度上改善了钢包烘烤的品质和质量，提高了钢包使用寿命，同时也符合节能环保的要求。
这里本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术人员来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。本领域技术人员应该清楚的是，在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。

Claims (5)

1.一种钢包烘烤控制中小流量标定控制方法，其特征在于，所述控制方法包括如下步骤：
步骤0、控制器根据输入信号按照一一对应的关系选择工艺要求的现场烘烤曲线；
步骤1、控制器根据现场烘烤曲线中该时间段的目标流量值与标定的标准流量值做大小比较；
步骤2、控制器判断目标流量值大于或等于标准的标定流量值时进入正常的PID控制，目标流量值小于标准的标定流量值时进入小流量控制运算；
步骤3、控制器根据现场工艺要求所选择的烘烤曲线，以确定该烘烤曲线在小流量段的第一控制参数；
步骤4、控制器根据现场实际的烘烤时间段，以确定该时间段的第二控制参数；
步骤5、控制器根据上面得出的控制参数在配置数据库中查找当前符合要求的控制参数，并输出最终的控制参数；所述配置数据库中存在于该配置数据库中的各控制参数是在手动控制情况下根据各温度曲线现场实际测量得到的控制参数，即在小流量阶段各时间段内的煤气管路的通断时间间隔。
步骤6、结束。
2.根据权利要求1所述的钢包烘烤控制中小流量标定控制方法，其特征在于：
所述步骤1中的标准流量值由根据工艺要求现场手动烘烤实验确定的流量值。
3.根据权利要求1所述的钢包烘烤控制中小流量标定控制方法，其特征在于：
所述方法通过标定控制系统实现，所述控制系统包括：
小流量控制输入模块，用以将控制器模块采集到的现场流量检测信号标定为实际的流量数值；
配置数据库，用以存储控制参数；存在于配置数据库中的各控制参数是在手动控制情况下根据各温度曲线现场实际测量得到的控制参数，
这些控制参数即是小流量阶段各时间段内的煤气管路的通断时间间隔；
分析运算系统，用于控制器将当前的目标流量值与标准的流量值做比值运算，判断当前的状态；如果低于标准的流量值，即进入小流量控制运算程序部分，并在小流量控制运算程序中根据当前烘烤的曲线和当前的时间段，选择在配置数据库中运算查找当前应该输出的控制参数；
小流量控制输出模块，用于控制器模块将运算得到的数字量信号转化为实际控制的时间间隔信号，对煤气管路的通断时间进行控制，继而来控制钢包内的温度。
4.根据权利要求3所述的钢包烘烤控制中小流量标定控制方法，其特征在于：
所述配置数据库存在的配置数据库中的各控制参数是在手动控制情况下根据各温度曲线现场实际测量得到的控制参数。
5.根据权利要求3所述的钢包烘烤控制中小流量标定控制方法，其特征在于：
所述小流量控制输入模块是控制器模块把现场采集到的4-20毫安流量信号标定为实际的流量数值。
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