CN102402231B

CN102402231B - 一种电振下料控制方法及系统

Info

Publication number: CN102402231B
Application number: CN 201110281565
Authority: CN
Inventors: 徐运东; 黄怀富; 张宏伟
Original assignee: Shougang Corp; Hebei Shougang Qianan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Beijing Shougang Co Ltd
Priority date: 2011-09-21
Filing date: 2011-09-21
Publication date: 2013-09-25
Anticipated expiration: 2031-09-21
Also published as: CN102402231A

Abstract

公开了一种电振下料控制方法及系统，所述方法包括当连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q1、Q2的绝对值大于预先设定的控制限D时，根据E2=E1±KD对下料落差值E2进行修正；所述E1为下料提前量；所述K为修复系数，K的取值范围控制在0.5-1。所述系统包括计算模块，判断模块，修正模块，控制模块，报警模块以及设置模块。本发明提供的一种电振下料控制方法及系统能够大幅度提高炼钢过程中的下料控制精度，有效提高对钢水成分的调控能力。

Description

一种电振下料控制方法及系统

技术领域

本发明属于冶金电振下料控制技术领域，具体是一种电振下料控制方法及系统。

背景技术

冶金行业炼钢厂铁合金及散料系统电振下料控制装置是控制钢水成分的重要设备，由料斗、电振设备、称重装置、以及电振电气控制系统组成。由于下料的电振给料机在下料时滞后作用比较明显，如果按称量设备的实际读数控制下料设备的启停，必然导致下料过量。一般解决方法是，由大到小间接控制合金的流量，给料机停止的瞬间，合金的流量越小，越容易提高下料控制的精确程度，通过控制电振给料机先高速、后低速运行，提前关闭电振，使下料量基本接近设定值。为此，控制设计中引用了电振控制的强弱振切换值、强振速度、弱振速度、落差值的概念。以上参数的确定可以采用实验方法，对多次重复下料的数据进行统计学处理，以获得最佳值。但这种方法确定最佳值后，由于物料或者设备的轻微变化，会引起偏差的变化，而设定值却不能及时调整，导致生产过程中满足控制要求的下料命中率较低。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有生产过程中满足控制要求的下料命中率较低的问题，提供一种电振下料控制方法及系统。

根据本发明的一个方面，提供一种电振下料控制方法包括：

当连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q1、Q2同为正数，且均大于预先设定的控制限D时，根据E2=E1+KD对下料落差值E2进行修正；

当连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q1、Q2同为负数，且均小于预先设定的负控制限-D时，根据E2=E1?KD对下料落差值E2进行修正；

所述E1为下料提前量；

所述K为修正系数，K的取值范围控制在0.5-1。

进一步，当称量仪器显示值PI与设定下料量Ps相差E1时，停止振料，延时N秒后，采集称量仪器的最终读数Pa，得到最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q1；

当称量仪器显示值PI与设定下料量Ps相差E1时，停止振料，延时N秒后，采集称量仪器的最终读数Pa，得到最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q2。

进一步，当下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q超过规格限2D时，对偏差值Q超过规格限2D的次数进行累加，累加次数超过指定次数后进行报警提示。

进一步，对下料落差值E2的最大值Emax和最小值Emin进行限制；在对下料落差值E2进行修正时，当修正后的下料落差值E2大于最大值Emax时，下料落差值E2=Emax，当修正后的下料落差值E2小于最小值Emin时，下料落差值E2=Emin。

根据本发明的另一个方面，提供一种电振下料控制系统包括：

判断模块、修正模块；

所述修正模块在所述判断模块判断连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q1、Q2同为正数，且均大于预先设定的控制限D时，根据E2=E1+KD对下料落差值E2进行修正；在所述判断模块判断连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的差值Q1、Q2同为负数，且均小于预先设定的负控制限-D时，根据E2=E1-KD对下料落差值E2进行修正；所述E1为下料提前量；所述K为修正系数，K的取值范围控制在0.5-1。

进一步，控制模块、计算模块，所述控制模块在下料时，控制称量仪器显示值PI与设定下料量Ps相差E1时，系统停止振料，在系统停止振料延时N秒后，通过所述计算模块采集称量仪器的最终读数Pa，计算得到最终下料量Pa与设定下料量Ps之间偏差值Q1；所述控制模块在下料时，控制称量仪器显示值PI与设定下料量Ps相差E1时，系统停止振料，在系统停止振料延时N秒后，通过所述计算模块采集称量仪器的最终读数Pa，计算得到最终下料量Pa与设定下料量Ps之间偏差值Q2。

进一步，报警模块，当所述判断模块判断下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q超过规格限2D时，所述报警模块对偏差值Q超过规格限2D的次数进行累加，累加次数超过指定次数后进行报警提示。

进一步，设置模块，所述设置模块对下料落差值E2的最大值Emax和最小值Emin进行限定；在所述修正模块对下料落差值E2进行修正时，当所述判断模块判断修正后的下料落差值E2大于最大值Emax时，控制下料落差值E2=Emax，当所述判断模块判断修正后的下料落差值E2小于最小值Emin时，控制下料落差值E2=Emin。

本发明提供的一种电振下料控制方法及系统根据以往下料称量的偏差值的变化趋势，修正下次称量的下料落差值E2，对下料控制误差进行补偿，排除个别下料异常对下料落差值E2修正的影响，对修正下料落差值E2后仍无法达到下料精度命中率做出报警提示。本发明能够大幅度提高炼钢过程中的下料控制精度，为炼钢过程钢水合金化调整的稳定性提供了良好条件，避免因散料合金下料异常导致的钢水级别改判或降级的情况发生，有效提高对钢水成分的调控能力。减轻了维护工作量、提高了生产效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种电振下料控制方法的工作原理示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电振下料控制系统的结构框图；

图3为本发明实施例提供的一种电振下料控制方法的程序设计流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供的一种电振下料控制方法包括：

步骤一：对E1值、K值、控制限D以及规格限2D进行提前设定。其中通过实验统计的方法得到下料提前量E1，E1初始值的大小确定，与电振设备角度调整及物料的颗粒流动性相关，例如下料的设定值是以Kg为单位，一般设置下料落差值E为2-6Kg的某个数值，下料试验后观察偏差值Q，Q接近于0的E值，就是相对合适的落差值，投入控制方法后，系统将会自动调整E值，使Q稳定在控制限范围以内。K为修正系数，K的取值范围控制在0.5-1。

步骤二：当称量仪器显示值PI与设定下料量Ps相差E1时，停止振料，延时N秒，一般设置在3-10秒，视实际设备而定，目的是为了使称量系统返回的重量值是一个稳定的数值，因为电振停止后可能会有惯性余震，称量数值会有变化，延时的目的就是等称量数值稳定后再采集，避免误差。采集称量仪器最终下料量Pa，并计算出最终下料量Pa与设定下料量Ps的偏差值Q1=Pa-Ps。

步骤三：当称量仪器显示值PI与设定下料量Ps相差E1时，停止振料，延时N秒，一般设置在3-10秒，视实际设备而定，目的是为了使称量系统返回的重量值是一个稳定的数值，因为电振停止后可能会有惯性余震，称量数值会有变化，延时的目的就是等称量数值稳定后再采集，避免误差。采集称量仪器最终下料量Pa，并计算出最终下料量Pa与设定下料量Ps的偏差值Q2=Pa-Ps。

步骤四：对偏差值与预先设定的控制限D进行比较，并判断是否对下料落差值E2进行修正以及给出对下料落差值E2进行修正的方法。

当连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的差值Q1、Q2同为正数，且均大于预先设定的控制限D时，根据E2=E1+KD对下料落差值E2进行修正。

当连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的差值Q1、Q2同为负数，且均小于预先设定的负控制限-D时，根据E2=E1-KD下料落差值E2进行修正。

当连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的差值Q1、Q2的绝对值均小于预先设定的控制限D时，不进行下料落差值E2的修正。

对下料落差值E2的最大值Emax和最小值Emin进行限定。在对下料落差值E2进行修正时，当修正后的下料落差值E2大于最大值Emax时，下料落差值E2=Emax，当修正后的下料落差值E2小于最小值Emin时，下料落差值E2=Emin。

其中K为修复系数，K的取值范围控制在0.5-1。

步骤五：报警提示，当下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q超过规格限2D时，对偏差值Q超过规格限2D的次数进行累加，累加次数超过指定次数后进行报警提示。指定次数一般设置在5-10次之间，视实际对电振控制的精度要求而定，精度要求高设置报警次数小。目的是使系统自动识别出，修订后的下料落差量E2已达到最大值Emax或最小值Emin仍然无法达到规格限2D范围以内的现状，有效提高对下料异常的可探测度，进行设备维修与调整的响应。

使用控制限D与修复系数K的乘积作为修正量，这样既可以使系统自动调节又避免了下料偏差值异常时出现过量调整。

如图2所示，本发明还提供了一种电振下料控制系统，包括计算模块，判断模块，修正模块，控制模块，报警模块以及设置模块。

通过实验统计的方法得到下料提前量E1。E1初始值的大小确定，与电振设备角度调整及物料的颗粒流动性相关，例如下料的设定值是以Kg为单位，一般设置下料落差值E为2-6Kg的某个数值，下料试验后观察偏差值Q，Q接近于0的E值，就是相对合适的落差值，投入控制方法后，系统将会自动调整E值，使Q稳定在控制限范围以内。K为修正系数，K的取值范围控制在0.5-1。通过设置模块设置E1值与K值，同时设置控制限D以及规格限2D。

控制模块、计算模块，控制模块在下料时，控制称量仪器显示值PI与设定下料量Ps相差E1时，系统停止振料，在系统停止振料延时N秒后，一般设置在3-10秒，视实际设备而定，目的是为了使称量系统返回的重量值是一个稳定的数值，因为电振停止后可能会有惯性余震，称量数值会有变化，延时的目的就是等称量数值稳定后再采集，避免误差。然后通过计算模块采集称量仪器的最终读数Pa，计算得到最终下料量Pa与设定下料量Ps之间偏差值Q1；控制模块在下料时，控制称量仪器显示值PI与设定下料量Ps相差E1时，系统停止振料，在系统停止振料延时N秒后，一般设置在3-10秒，视实际设备而定，目的是为了使称量系统返回的重量值是一个稳定的数值，因为电振停止后可能会有惯性余震，称量数值会有变化，延时的目的就是等称量数值稳定后再采集，避免误差。然后通过计算模块采集称量仪器的最终读数Pa，计算得到最终下料量Pa与设定下料量Ps之间偏差值Q2。

判断模块、修正模块，修正模块在判断模块判断连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q1、Q2同为正数，且均大于预先设定的控制限D时，根据E2=E1+KD对下料落差值E2进行修正。在所述判断模块判断连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的差值Q1、Q2同为负数，且均小于预先设定的负控制限-D时，根据E2=E1-KD对下料落差值E2进行修正。

设置模块，设置模块对下料落差值E2的最大值Emax和最小值Emin进行限定。在修正模块对下料落差值E2进行修正时，当判断模块判断修正后的下料落差值E2大于最大值Emax时，控制下料落差值E2=Emax，当判断模块判断修正后的下料落差值E2小于最小值Emin时，控制下料落差值E2=Emin。报警模块，通过报警模块操作界面选择修正及报警提示功能选项，当所述判断模块判断下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q超过规格限2D时，所述报警模块对偏差值Q超过规格限2D的次数进行累加，累加次数超过指定次数后进行报警提示。

根据上述修正公式E2=E1±KD进行下料是一个无限逼近下料命中范围的过程，公式中的两个参数对该系统的性能至关重要，即下料提前量E1和修正系数K。E1选择太大或太小，则系统达到稳定前的下料次数就比较大；如果K选择过小，系统达到稳定之前的下料次数也比较大，如果K选择过大，可能会出现一个震荡过程，因此E1应该通试验统计的方法得到，K值一般在0.5-1的范围选择。该系统的优点是，一旦趋于稳定，将不再需要调整。如果物料粒度和设备发生变化，系统可以进行适应性调节。该系统投入运行后，进行的连续跟踪观察表明，系统运行稳定，下料控制命中率由原来的31.8%，稳定在目前的98.3%左右。

设置两个连续偏差值Q1、Q2的目的是为了判断系统目前是在一个稳定过量或者欠量下料状态下，从而做出调整，同时也避免单次的异常状况（如卡料、极限开关误动等）发生对下料稳定的影响。

当偏差控制报警出现时，说明系统已经没有办法通过自适应调整来满足命中控制规格的要求，需要进行硬件设备方面的调整和维修。

本发明提供的一种电振下料方法及系统简单实用，自动判断以往下料称量的偏差值的变化趋势，修正下次称量的下料落差值E2，对下料控制误差进行补偿，能够排除个别下料异常对下料落差值E2修正的影响，对修正下料落差值E2后仍无法达到下料精度命中率做出报警提示。有效避免个别突发故障对下料精度自动调整的影响、大幅度提高且稳定下料精度命中率，为转炉自动化炼钢、精炼炉成份控制起重要保证作用。

为了使本发明的目的、技术方案和优点描述的更清晰，以下结合具体的实例加以说明。

如图3所示，本实施例述的自适应精确控制电振下料是这样实现的。

参数设置如下：

Q1，Q2：记录连续两次的下料偏差值；

△：下料偏差值；

Pa：实际下料重量；

Ps：设定下料重量；

E：落差值，初始值画面设定；

K：修正系数；

D：控制限；

Emax：最大落差值（当落差值达到最大时，不许继续增加）；

Emin：最小落差值（当落差值达到最小时，不许继续减小）。

程序执行步骤如下：

步骤一：Q1，Q2的初始值设置为0。

步骤二：下料结束后，下料偏差值△=Pa-Ps记录于Q1;

步骤三：Q1，Q2与控制限D进行比较。如果超出了正控制限的范围，就对落差值执行E=E1+K*D。如果超出了负控制限D的范围，就对落差值执行E=E1-K*D。如果在控制限D以内时不执行修正。落差值E修正达到最大或最小落差值限制值时，E=Emax或E=Emin。

步骤四：当偏差值超出控制限2D的规格限范围时，根据E=E1±KD执行修正，对修正后偏差值仍未达到规格限范围的次数进行累加，累加次数超过限定次数后进行报警提示。如果有一次修正后的偏差值在控制限D范围内时次数累计复位置零。

步骤五：修正后，Q1记录于Q2，Q2=Q1。

返回至步骤二执行下一个下料周期。

操作画面增加用于显示是否使用该功能选项，显示连续几次无法满足规格要求，连续偏差不能得到控制时做出报警提示。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种电振下料控制方法，其特征在于，包括：

当称量仪器显示值PI与设定下料量Ps相差E1时，停止振料，延时N秒后，采集称量仪器的最终读数Pa，得到最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q1；

当称量仪器显示值PI与设定下料量Ps相差E1时，停止振料，延时N秒后，采集称量仪器的最终读数Pa，得到最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q2；

当连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q1、Q2同为负数，且均小于预先设定的负控制限-D时，根据E2=E1-KD对下料落差值E2进行修正；

所述E1为下料提前量；

所述K为修正系数，K的取值范围控制在0.5-1。

2.如权利要求1所述的一种电振下料控制方法，其特征在于，还包括：

当下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q超过规格限2D时，对偏差值Q超过规格限2D的次数进行累加，累加次数超过指定次数后进行报警提示。

3.如权利要求1所述的一种电振下料控制方法，其特征在于，还包括：

对下料落差值E2的最大值Emax和最小值Emin进行限制；在对下料落差值E2进行修正时，当修正后的下料落差值E2大于最大值Emax时，下料落差值E2=Emax，当修正后的下料落差值E2小于最小值Emin时，下料落差值E2=Emin。

4.一种电振下料控制系统，其特征在于，包括：

控制模块、计算模块、判断模块及修正模块；

所述控制模块在下料时，控制称量仪器显示值PI与设定下料量Ps相差E1时，系统停止振料，在系统停止振料延时N秒后，通过所述计算模块采集称量仪器的最终读数Pa，计算得到最终下料量Pa与设定下料量Ps之间偏差值Q1；所述控制模块在下料时，控制称量仪器显示值PI与设定下料量Ps相差E1时，系统停止振料，在系统停止振料延时N秒后，通过所述计算模块采集称量仪器的最终读数Pa，计算得到最终下料量Pa与设定下料量Ps之间偏差值Q2；所述修正模块在所述判断模块判断连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q1、Q2同为正数，且均大于预先设定的控制限D时，根据E2=E1+KD对下料落差值E2进行修正；在所述判断模块判断连续两次最终下料量Pa与设定下料量Ps之间的差值Q1、Q2同为负数，且均小于预先设定的负控制限-D时，根据E2=E1-KD下料落差值E2进行修正；所述E1为下料提前量；所述K为修正系数，K的取值范围控制在0.5-1。

5.如权利要求4所述的一种电振下料控制系统，其特征在于，还包括：

报警模块，当所述判断模块判断下料量Pa与设定下料量Ps之间的偏差值Q超过规格限2D时，所述报警模块对偏差值Q超过规格限2D的次数进行累加，累加次数超过指定次数后进行报警提示。

6.如权利要求4所述的一种电振下料控制系统，其特征在于，还包括：

设置模块，所述设置模块对下料落差值E2的最大值Emax和最小值Emin进行限定；在所述修正模块对下料落差值E2进行修正时，当所述判断模块判断修正后的下料落差值E2大于最大值Emax时，控制下料落差值E2=Emax，当所述判断模块判断修正后的下料落差值E2小于最小值Emin时，控制下料落差值E2=Emin。