CN102796834A

CN102796834A - 一种探尺跟随料面控制方法

Info

Publication number: CN102796834A
Application number: CN2012102028036A
Authority: CN
Inventors: 吴晨
Original assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Current assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2012-11-28

Abstract

本发明涉及的一种探尺跟随料面控制方法，所述交流变频器控制完成放尺、跟随料面及提尺工作，PLC控制器作出指令，通过与变频器进行通讯，向变频器发出启动测量的命令，增量型编码器测量电机的实际转速，按以下步骤进行：（1）当炉顶完成布料，PLC控制器向变频器发出启动命令；（2）变频器运行，探尺抱闸打开，探尺以恒速的控制方式下降；（3）变频器监测电机转矩，转矩突变，变频器判断探尺已经到达料面，探尺略微向上提起，再放下探尺直至到达料线；通过本技术方案，将被动的跟随方式改为主动的方式，探尺到达料面后，以微小的幅度进行点测料面，探尺的运行状态完全由变频器进行控制，保持链条的紧绷，并避免因塌料造成的埋尺。

Description

一种探尺跟随料面控制方法

技术领域

本发明涉及高炉炉顶及上料系统，特别是涉及高炉炉顶和上料系统中的一种探尺跟随料面控制方法。

背景技术

探尺是炼铁厂高炉炉顶及上料系统的重要组成部分。在工作过程中，它能准确的指示料面高度和分布状况，因此对整个高炉系统的高效、安全运行起着重要作用。目前，国内大型高炉的探尺大多是采用交流异步电机传动，以交流调速变频器为核心控制单元，探尺以恒定的转速或是恒定的转矩下放到料面，检测到料面后自动转换为扶尺模式使探尺正立并能跟随料面，探尺跟随料面时，探尺采取恒定转矩的控制方式，即调速变频器输出一恒定向上的拉力，探尺在拉力的作用下能够更随料面缓慢下降，链条在拉力的作用下能保持紧绷的状态，拉力大小的设定显得非常重要，拉力设定过大，可能会出现卡尺的情况，探尺无法跟随料面；拉力设定过小，链条无法紧绷，测量误差增大；探尺是一种被动跟随料面的方式，依靠探尺自身的重力完成跟随料面的任务，此种方式最大的缺陷是拉力大小的设定非常困难，决定拉力大小的因素有很多，如探尺的质量、链条的质量、链条与滚筒的摩擦力等，特别是出现塌料的状况时，探尺会在重力的作用下被动跟随料面，在这个过程中，由于重力大于拉力，探尺将作加速运动，这将导致严重的倒锤和埋锤的事故。

发明内容

有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是：提供一种探尺跟随料面的控制方法，通过本技术方案，能够有效的减少探尺跟随料面时的测量误差，并减少埋锤事故的发生几率。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种探尺跟随料面控制方法，所述变频器作为核心的控制单元，完成放尺、跟随料面及提尺工作，PLC控制器作为指令发出单元，通过硬接线或是总线的方式与变频器进行通讯，向变频器发出启动测量的命令，增量型编码器测量电机的实际转速，按以下步骤进行：

（1）当炉顶完成布料，PLC控制器向变频器发出启动命令；

（2）变频器运行，探尺抱闸打开，探尺以恒速的控制方式下降；

（3）变频器监测电机的转矩，当转矩发生突变时，变频器判断探尺已经到达料面，变频器会将探尺略微向上提起，再放下探尺的方式，主动跟随料面直至到达料线。

所述步骤（2）中所述恒速为0.15m/s -0.25m/s。

采用上述技术方案后的有益效果是：将被动的跟随方式改为主动的方式，探尺到达料面后，以微小的幅度进行点测料面，探尺的运行状态完全由变频器进行控制，这样能保持链条的紧绷，并避免因塌料造成的埋尺。

附图说明

图1是本发明的探尺跟随料面控制方法的流程图。

图2是本发明的控尺跟随料面控制装置结构图。

图中，1变频器、2 PLC控制器、3增量型编码器、4电机、5探尺。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步的说明。

如图1和图2中所示，本发明涉及的一种探尺跟随料面控制方法，所述变频器1作为核心的控制单元，完成放尺、跟随料面及提尺工作，PLC控制器2作为指令发出单元，通过硬接线或是总线的方式与变频器2进行通讯，向变频器2发出启动测量的命令，增量型编码器3测量电机4的实际转速，按以下具体步骤进行：

（1探尺下放阶段

变频器1松开抱闸，采用速度控制，使探尺5匀速下降，此时探尺1下降速度设定为Setpn1,方向向下，大小约为0.2m/s，探尺1将会迅速加速到给定速度，在发出放尺指令后2s，变频器1开始监测电机转矩Tmact。

（2）探尺一次到达料面阶段

当电机转矩Tmact小于设定的转矩电机转矩Tdlm时，变频器1即认为探尺5到达了料面，此过程中为了防止干扰，出现误判的情况，转矩的判断加入2s的延时时间，当电机转矩Tmact小于设定的电机转矩Tdlm后，并延时2s，探尺进入一次到料面状态。

（3）探尺一次到料面后提尺阶段

当探尺5进入一次到料面状态，探尺的设定速度改变为Setpn2，Setpn2方向向上，大小约为0.1m/s，Setpn2设定的持续时间为2s；探尺5在下放阶段速度较快，而且炉内料面并不平整，容易出现倒尺现象，因此在探尺5第一次到达料面后，加入提尺阶段，重新将探尺5提离料面，以解决倒尺问题，并使链条紧绷。

（4）探尺第一次到料面后平衡阶段

探尺5速度到达Setpn2后，并延时2s，探尺5已经离开料面，便进入探尺5一次到料面后的平衡阶段；此阶段内探尺5设定的速度改变为Setpn3，Setpn3的大小为0m/s，探尺悬浮与料面上空，变频器1输出的电机转矩Tmact与探尺重力、链条摩擦力相平衡，转矩的大小为Txf。

（5）探尺第一次到料面后放尺阶段

经过短暂的悬浮后，探尺5需要重新回到料面，探尺进入放尺阶段；探尺的设定速度仍然为Setpn3，大小为0m/s，但将变频器1输出的转矩Tmact限制为Tfc，Tfc=0.85*Txf，在这种情况下，变频器1输出转矩不足以克服探尺重力，探尺的平衡状态被打破，作下探运动，探尺将再次回到料面，进入第二次到达料面阶段。

（6）探尺第二次到达料面阶段

探尺5再次到达料面，受到料面对其向上的支撑力，探尺的速度慢慢减小为0m/s，探尺的速度可以由增量型编码器3检测出，以此作为判断探尺5二次到达料面依据。因此增量型编码器3在这个跟随系统的构成中发挥极为重要的作用，在判断探尺5二次到达料面时还需要加入延时的作用，因为从平衡到下放的过程，探尺是由静止开始作加速运动，延时就是为了避开开始的加速阶段。

（7）探尺二次到料面后提尺阶段

一旦探尺进入二次到料面状态，探尺5的设定速度改变为Setpn4，Setpn4方向向上，大小约为0.05m/s，Setpn4设定的持续时间为2s；此次为探尺5二次到达料面后的主动提尺，目的是将探尺5微微提起，链条一直处于紧绷状态。

（8）探尺第二次到料面后平衡阶段

探尺速度到达Setpn4后，并延时2s，探尺5已经离开料面，便进入探尺5二次到料面后的平衡阶段。此阶段内探尺设定的速度改变为Setpn3，Setpn3的大小为0m/s。探尺5悬浮与料面上空，变频器1输出的转矩Tmact与探尺重力，链条摩擦力相平衡，转矩的大小为Txf。此阶段与第四阶段相同。

（9）探尺第二次到料面后放尺阶段

经过短暂的悬浮后，探尺5需要重新回到料面，探尺5进入放尺阶段。探尺5的设定速度仍然为Setpn3，大小为0m/s，但将变频器1输出的转矩Tmact限制为Tfc，Tfc=0.85*Txf；在这种情况下，变频器1输出转矩不足以克服探尺重力，探尺5的平衡状态被打破，作下探运动，探尺5将再次回到料面。此阶段与第5阶段的区别在于探尺下放的时间被限定为了5s，即5s后探尺5还没有抵达料面，变频器1将强制结束本过程，转而进入提尺阶段。

在探尺5第二次抵达料面后，探尺将进行反复的提尺、平衡和放尺的过程，直至探尺5到达设定的料线，接收到PLC控制器2发出的提尺指令。

传统的探尺5被动跟随料面的方式，主要依靠探尺5的自身重力跟随料面，跟随状态不可控制，容易出现倒尺和埋尺的事故。

本发明的一种探尺跟随料面控制方法，彻底改变了原有方式，探尺5在到达料面后主动作幅度微小的提放动作，非常有效的解决了以上问题。

以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例而已，并非用以限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种探尺跟随料面控制方法，所述变频器作为核心的控制单元，完成放尺、跟随料面及提尺工作，PLC控制器作为指令发出单元，通过硬接线或是总线的方式与变频器进行通讯，向变频器发出启动测量的命令，增量型编码器测量电机的实际转速，其特征在于，按以下步骤进行：

（1）当炉顶完成布料，PLC控制器向变频器发出启动命令；

2.根据权利要求1所述的一种探尺跟随料面控制方法，其特征在于，所述步骤（2）中所述恒速为0.15m/s -0.25m/s。