CN103034161A - 一种大型环冷机卸矿自动控制的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种大型环冷机卸矿自动控制的方法，在PLC编程中构建移动平均计算处理程序的模型与卸料槽槽位移动平均控制模型：输入变量1为环冷机速度V，计算移动平均周期T；输入变量2为卸料槽料位D，周值T内的移动平均值，基于对设定的卸料槽料位的进行调节控制，最终的控制信号板式卸矿机的频率输出值；卸料矿槽料位控制器程序：①设计卸料槽料位的上下限对话框；②设计对卸料槽料位的连锁和解锁选择对话框；③矿机的设定速度由中控在烧结仪表画面输入；④位超上限，提速比例为上限值差值占上限值的百分比；料位超下限，降速比例为下限值差值占下限值的百分比；板式给矿机速度设定值的调整程序；转到自动控制。

Description

一种大型环冷机卸矿自动控制的方法

技术领域

本发明涉及钢铁的铁烧结矿生产，尤其适宜大型环冷机卸矿的自动控制方法。

背景技术

烧结就是将铁精粉、富矿粉、冶金废料、焦粉、熔剂等按一定配比混匀并配加一定水分处理后在烧结机上点火、抽风烧结，利用混合料中的焦粉将混合料熔结形成高炉炼铁所需原料的过程。环冷机是烧结厂的主要设备，环冷机卸矿系统主要设备包括环冷机、卸料槽、板式给矿机。

目前国内外大型环冷机卸矿的自动控制一般采简单的PID参数调节控制的技术，缺点较多，主要是由于环冷机卸矿的周期性造成控制器输出呈波状，且波动较大。由于自控输出波幅较大，实际无法实现，目前现有技术实际使用中多是操作者人工调节，缺点：①需要在操作上配合人力实时对卸料槽料位值进行监控，以人工调整板式给矿机机速；②由于在对板式给矿机机速控制中人为干预过多，对卸料槽料位控制经常出现过低的情况，易于造成环冷机卸料矿槽磨损增加；板式给矿机出矿不均匀，影响筛分效率。

本发明的构思及创新点：引入环冷机卸料周期做为移动平均周期对卸料槽槽位进行移动平均处理后做为板式给矿机速度调整的输入变量；通过调整板式给矿机速度来对卸料槽槽位实现控制，放弃了较为复杂的传统PID参数调节的方法，采用（移动平均处理后的）卸料槽槽位超限比例来对板式给矿机速度进行相同比例的调整输出；每3分钟对（移动平均处理后的）卸料槽位超限报警进行自检，如报警连续超过5秒，则自动调整板式给矿机初始设定值达到自适应调速的目的。

发明内容

本发明的目在于：在环冷机卸料槽料位的程序中增加卸料的输入变量及进行移动平均计算处理；对卸料机槽料位的控制改用上下限超出比例的控制方法。

本发明的目的是这样实现的：一种大型环冷机卸矿自动控制的方法，在PLC编程中使用卸料矿槽料位的实时信号的处理程序、卸料矿槽料位控制器程序、板式给矿机速度设定值的调整程序，即转换为自动控制；

其1构建移动平均计算处理程序的模型：

移动平均周期T的计算公式：

$T=\frac{60\×\mathrm{\π}\×d}{N\×V}$

上式中：d-C环冷机运动轨迹直径，m；N-C环冷机台车总数，个；V-环冷机速度，m/min；

移动平均计算处理的程序在任意时间点A₀，得到两个变量值，即卸料槽料位D₀和环冷机速度V₀，根椐V₀计算出移动平均周期T，从A₀点之前T秒内得出卸料槽料位的平均值

然后将

输入变量；

$\stackrel{\‾}{D_0}=\frac{D_T+D_{T-1}+D_{T-2}+\·\·\·+D_2+D_1+D_0}{T}$

上式中-D_T、D_T-1、D_T-2、…、D₂、D₁、D₀-A₀的卸料槽料位值；其中卸料槽槽位移动平均控制模型：

输入变量1：环冷机速度V→计算移动平均周期T；

输入变量2：卸料槽料位D→周值T内的移动平均值

→基于对设定的卸料槽料位的进行调节控制→最终的控制信号板式卸矿机的频率输出值；

其2卸料矿槽料位控制器程序：

①设计料位的上下限对话框，输入上限值D_上和下限值D_下；

②设计料位的连锁和解锁对话框，正常时连锁控制，非正常时选择解锁；

③板式给矿机的设定速度V₀由中控在烧结仪表画面对话框输入，并赋值给板式给矿机输出速度V；

④料位超上限，提速比例为实际料位值与上限值差值占上限值的百分比，即：

则

⑤料位超下限，降速比例为实际料位值与下限值差值占下限值的百分比，即：则

其3板式给矿机速度设定值的调整程序：

①板式给矿机的设定速度V₀由中控在烧结仪表画面对话框输入，并赋值给板式给矿机初始速度V；

②设计卸料槽槽位报警计时器,在低料位报警时间t连续超过5秒，即自动将板式给矿机速度的设定值ν₀下调0.5Hz,并赋值给板式给矿机输出速度V,即：

且t≥5秒，则V₀＝V₀-0.5,V=V₀；在高料位报警时间连续超过5秒，即自动将板式给矿机速度的设定值ν₀上调0.5Hz,并赋值给板式给矿机输出速度V,即：

且t≥5秒，则V₀＝V₀+0.5,V=V₀；

其4自动控制：系统顺停或停机，由中控和手动控制，运行稳定，采用控制器，对卸料矿槽料位上、下限值进行设定，输入矿机的初始设定值，选择卸料矿槽料位连锁控制，即转换为自动控制。

本发明的方法一是在环冷机卸料槽控制器自动调节控制的自动控制程序中增加对环冷机机速等卸料特点的因素等输入变量，原理是对原输入信号-即卸料槽料位的实时信号进行移动平均计算处理；二是对卸料机槽料位的控制放弃使用PI调节的方法，而改用上下限超出比例的控制方法有效解决了大型烧结机的环冷机卸矿系统实现自动控制的难题。在430烧结机使用该方法完全实现了环冷机卸料系统的自动化控制，效果良好，同时环冷机卸料矿槽料位值可始终控制在较适宜吨位水平，自控系统可靠性较高，至今未发生因程序和电气设备方面的故障，冷-1皮带的料流较平稳，成-3皮带秤曲线波动明显减小，筛分效率大为提高，彰显技术进步。

附图说明

本发明结合附图作进一步说明。

附图1为烧结工艺流程示意图；

如图所示：烧结是将铁料、生石灰、白云石、焦粉按配比输出到配料皮带上，经两次混合混匀、加水、制粒后铺到烧结机上，再经点火炉点火、抽风，形成烧结矿饼，经破碎、冷却、筛分、整粒，生产出成品烧结矿。

附图2为环冷机卸矿自动控制工艺流程示意图；

如图所示：环冷机卸矿系统：包括环冷机、卸料槽、板式给矿机，烧结机上烧结好的烧结饼，经单辊破碎机破碎后，进入环冷机冷却，冷却后烧结矿排入卸料槽中，板式给矿机在卸料槽底部将料拉出，经皮带运输机运往筛分系统。该方法由计算环冷机卸料周期T和计算卸料槽槽位的移动平均值

两个提前计算单元，以及卸料槽槽位控制程序和超限报警计时器计算程序两个控制器单元组成，手动和自动相结合，实现了易于操控的特点。

具体实施方式

本发明将结合实施例作进一步说明。

实施例

在PLC编程中使用卸料矿槽料位的实时信号的处理程序和卸料矿槽料位控制器程序；

1）PLC条件：

①环冷机卸料矿槽称重传感器信号反馈值D；

②环冷机电机频率信号反馈值V；

③板式给矿机电机频率反馈值；

2）PLC编程：

①卸料矿槽料位的实时信号进行移动平均计算处理的程序；

移动平均周期T

$T=\frac{60\×\mathrm{\π}\×d}{N\×V}$

上式中：d——C环冷机运动轨迹直径，m；

N——C环冷机台车总数，个；

V——环冷机速度，m/min；

计算移动平均周期的实质是将环冷机间歇式的卸料的因素考虑在内，周期T实质就是环冷机每辆台车的卸料周期，它是随着环冷机机速的变化在不断改变的一个变量值。

②移动平均处理模型的建立，无论在任意时间点A₀，都可以得到两个变量值，即卸料槽料位实时信号D₀和环冷机速度V₀——根椐V₀计算出在移动平均周期T内，从A₀时间点之前T秒内的所有卸料槽料位平均得到在一个卸料周期内的卸料槽料位平均值然后将

做为控制器的输入变量。

$\stackrel{\‾}{D_0}=\frac{D_T+D_{T-1}+D_{T-2}+\·\·\·+D_2+D_1+D_0}{T}$

上式中——D_T、D_T-1、D_T-2、…、D₂、D₁、D₀——A₀时间点之前T秒内每秒的卸料槽料位值。

卸料槽槽位移动平均控制模型：

（输入变量1）环冷机速度V→计算移动平均周期T；

（输入变量2）卸料槽料位D→周值T内的移动平均值

→基于对设定的卸料槽料位的进行调节控制→最终的控制信号板式卸矿机的频率输出值。

3）环冷机卸料矿槽料位控制器程序；

①设计一个卸料槽料位控制的上下限对话框。

②设计一个对卸料槽料位控制的连锁和解锁选择对话框。正常生产时连锁控制，非正常时，可选择解锁，即板式给矿机机速由手动设定，不跟卸料矿槽料位值变化。

③板式给矿机的设定速度由中控在烧结仪表画面输入。

④当卸料槽料位超上限，即控制器输出板式机速提速的控制信号，提速比例为卸料槽实际料位值与上限值差值占上限值的百分比；当卸料槽料位超下限，即控制器输出板式机速降速的控制信号，降速比例为卸料槽实际料位值与下限值差值占下限值的百分比。

⑤每3分钟记时：当卸料矿槽料位在3分钟检测时间内低料位报警时间连续超过5秒，即自动将板式给矿机速度的设定值ν₀下调0.5Hz。

当卸料矿槽料位在3分钟检测时间内高料位报警时间连续超过5秒，即自动将板式给矿机速度的设定值ν₀上调0.5Hz。

4）自动控制方法：系统顺停或停机后应选择环冷机卸料矿槽料位解锁，然后将卸料矿槽拉空后将板式给矿机机速降到零；开机后，卸料矿槽仍保持解锁状态，板式给矿机机速由中控工在控制画面上手动控制，待系统运行稳定后，打开卸料矿槽料位控制器，对卸料矿槽料位上、下限值进行设定，输入板式给矿机机速的初始设定值，将再选择卸料矿槽料位连锁控制，转换到自动控制。

Claims (1)

1.一种大型环冷机卸矿自动控制的方法，其特征在于：在PLC编程中使用卸料矿槽料位的实时信号的处理程序、卸料矿槽料位控制器程序、板式给矿机速度设定值的调整程序，即转换为自动控制；

其1构建移动平均计算处理程序的模型：

移动平均周期T的计算公式：

$T=\frac{60\×\mathrm{\π}\×d}{N\×V}$

上式中：d-C环冷机运动轨迹直径，m；N-C环冷机台车总数，个；V-环冷机速度，m/min；

移动平均计算处理的程序在任意时间点A₀，得到两个变量值，即卸料槽料位D₀和环冷机速度V₀，根椐V₀计算出移动平均周期T，从A₀点之前T秒内得出卸料槽料位的平均值

然后将

输入变量；

$\stackrel{\‾}{D_0}=\frac{D_T+D_{T-1}+D_{T-2}+\·\·\·+D_2+D_1+D_0}{T}$

上式中-D_T、D_T-1、D_T-2、…、D₂、D₁、D₀-A₀的卸料槽料位值；其中卸料槽槽位移动平均控制模型：

输入变量1：环冷机速度V→计算移动平均周期T；

输入变量2：卸料槽料位D→周值T内的移动平均值

→基于对设定的卸料槽料位的进行调节控制→最终的控制信号板式卸矿机的频率输出值；

其2卸料矿槽料位控制器程序：

①设计料位的上下限对话框，输入上限值D上和下限值D下；

②设计料位的连锁和解锁对话框，正常时连锁控制，非正常时选择解锁；

③板式给矿机的设定速度V₀由中控在烧结仪表画面对话框输入，并赋值给板式给矿机输出速度V；

④料位超上限，提速比例为实际料位值与上限值差值占上限值的百分比，即：

则

⑤料位超下限，降速比例为实际料位值与下限值差值占下限值的百分比，即：则

其3板式给矿机速度设定值的调整程序：

①板式给矿机的设定速度V₀由中控在烧结仪表画面对话框输入，并赋值给板式给矿机初始速度V；

②设计卸料槽槽位报警计时器,在低料位报警时间t连续超过5秒，即自动将板式给矿机速度的设定值ν₀下调0.5Hz,并赋值给板式给矿机输出速度V,即：

且t≥5秒，则V₀＝V₀-0.5,V=V₀；在高料位报警时间连续超过5秒，即自动将板式给矿机速度的设定值ν₀上调0.5Hz,并赋值给板式给矿机输出速度V,即：

且t≥5秒，则V₀＝V₀+0.5,V=V₀；

其4自动控制：系统顺停或停机，由中控和手动控制，运行稳定，采用控制器，对卸料矿槽料位上、下限值进行设定，输入矿机的初始设定值，选择卸料矿槽料位连锁控制，即转换为自动控制。

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