CN104480240A - 高炉布料中料流阀开度的闭环控制方法 - Google Patents

高炉布料中料流阀开度的闭环控制方法 Download PDF

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CN104480240A CN201410717176.9A CN201410717176A CN104480240A CN 104480240 A CN104480240 A CN 104480240A CN 201410717176 A CN201410717176 A CN 201410717176A CN 104480240 A CN104480240 A CN 104480240A
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华长春
李军朋
关新平
张利民
徐夏
王雅洁
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Abstract

本发明公开了一种高炉布料过程中料流阀开度的闭环控制方法，其内容如下：根据料罐的电子秤测重，计算罐内料重，再根据本罐所要求的布料时间，计算料流速度；根据之前测得的料流速度与料流阀开度的对应关系，确定料流阀的开度，开始布料；根据一段时间内料罐内的料重减少量来计算料流的平均速度，把其作为反馈量与期望的料流速度作差得k时刻的差为e(k)；e(k)作为PID控制器的输入，其输出Q(k)用以调节料流阀的开度。本发明克服了传统上根据经验来开环调节料流阀开度以控制料流速度方法的弊端，实现料流阀开度的闭环PID控制，可精确控制料流速度，从而达到期望的料面形状，以达到高炉的顺行。

Description

高炉布料中料流阀开度的闭环控制方法
技术领域
本发明涉及高炉炼铁的自动控制领域，更具体地说是涉及一种高炉布料中料流阀开度的闭环控制方法。
背景技术
高炉布料过程中，炉料通过料流阀从料罐流入溜槽，然后顺溜槽滑出，散落到高炉内部形成料面。高炉料面是否合理均匀，直接影响高炉冶炼的顺行状况。然而，高炉料面的形成与布料过程中的料流速度是否为期望设定的料流速度有直接关系。实际中的料流速度是受料流阀的控制，料流阀的开度大，料流速度就大，料流阀的开度小，则料流速度也小。所以，对料流阀的精确控制，对确保高炉的顺行非常关键。
目前，料流阀开度与料流速度的对应关系都是在开炉期间经过反复测量得到，然后根据这些数据来开环控制料流阀的开度。在实际中料流阀在确定开度状况下，炉料湿度的变化、炉料颗粒大小的变化、炉料种类的变化以及炉内压力的变化等诸因素都会影响料流速度。因此，在高炉布料过程中，要不断调整料流阀的开度，以使料流速度达到期望值。
发明内容
本发明的目的是提供一种料流阀的闭环控制方法，以控制料流速度达到理想状态。
为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种高炉布料中料流阀开度的闭环控制方法，包括如下内容：
根据料罐的电子秤测重，计算罐内料重，再根据本罐所要求的布料时间，计算料流速度；
根据之前测得的料流速度与料流阀开度的对应关系，确定料流阀的开度，开始布料；
根据一段时间内料罐内的料重减少量来计算料流的平均速度，把其作为反馈量与期望的料流速度作差得k时刻的差为e(k)；e(k)作为PID控制器的输入，其输出Q(k)用以调节料流阀的开度。
本发明所述技术方案可达到料流阀的闭环控制，可精确控制料流速度。而且，计算料流平均速度的时间间隔可根据实际情况来选择。如果时间间隔太短，那么计算出的料流平均速度可能意义不大，因为在料流阀开度不变的情况下，由于其他不稳定因素，料流的瞬时速度本身就不固定，所以如果以短时间的料流平均速度作为反馈来调节料流阀开度，反而达不到好的效果。但是，计算料流平均速度的时间间隔也不能太长，因为时间间隔太长，则每次反馈的时间间隔也就太长，那么最后达到期望的料流速度的整个调整时间就会太长。所以，计算实际的料流平均速度的时间间隔要选择合适。
由于采用上述技术方案，本发明提供的一种高炉布料中料流阀开度的闭环控制方法与现有技术相比，本发明具有这样的有益效果：
本发明克服了传统上根据经验来开环调节料流阀开度以控制料流速度方法的弊端，实现料流阀开度的闭环PID控制，可精确控制料流速度，从而达到期望的料面形状，以达到高炉的顺行。
附图说明
图1是本发明的控制原理图；
图2是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
本发明一种高炉布料中料流阀开度的闭环控制方法控制原理如图1所示。在布料过程的一段时间内计算出实际料流速度Vs(k)，实际料流速度Vs(k)作为反馈与期望料流速度Vq(k)作差的e(k)，e(k)作为PID控制器的输入，将PID控制器的输出Q(k)作为料流阀的输入用以调节料流阀的开度，从而改变实际料流速度Vs(k)。
本发明一种高炉布料中料流阀开度的闭环控制方法的流程图如图2所示：其内容包括如下步骤：
步骤S1：满足布料条件，准备布料；
步骤S2：称量料重，根据料罐的电子秤来称量料罐中料的重量；
步骤S3：根据步骤S2中得到的料重和期望的布料时间计算期望的料流速度；溜槽旋转一周的时间是固定的，一般为7.5秒，溜槽的旋转圈数确定，则由此能够知道布料时间；
步骤S4：根据经验值设置料流阀开度；料流阀的开度与料流速度的对应关系在开炉期间能够通过专业仪器测量得到；
步骤S5：开始布料，使料罐中的料通过料流阀掉入旋转的溜槽，最后落入高炉内；
步骤S6：相隔一段时间，计算这段时间内料罐中料的重量减少量；
步骤S7：根据步骤S6得到的料的减少量与相隔时间段相除，计算得到这段时间间隔的实际平均料流速度；
步骤S8：以步骤S7中得到的实际平均料流速度作为反馈与期望料流速度作差得e(k)；
步骤S9：从步骤S8中得到的e(k)作为PID控制器的输入，经PID控制器得到的输出Q(k)用以调节料流阀开度；
步骤S10：返回到步骤S6，重复步骤S6到步骤S10过程，直到布料结束。

Claims (1)

1.一种高炉布料中料流阀开度的闭环控制方法，其特征在于该方法其内容包括如下步骤：
步骤S1：满足布料条件，准备布料；
步骤S2：称量料重，根据料罐的电子秤来称量料罐中料的重量；
步骤S3：根据步骤S2中得到的料重和期望的布料时间计算期望的料流速度；溜槽旋转一周的时间是固定的，一般为7.5秒，溜槽的旋转圈数确定，则由此能够知道布料时间；
步骤S4：根据经验值设置料流阀开度；料流阀的开度与料流速度的对应关系在开炉期间能够通过专业仪器测量得到；
步骤S5：开始布料，使料罐中的料通过料流阀掉入旋转的溜槽，最后落入高炉内；
步骤S6：相隔一段时间，计算这段时间内料罐中料的重量减少量；
步骤S7：根据步骤S6得到的料的减少量与相隔时间段相除，计算得到这段时间间隔的实际平均料流速度；
步骤S8：以步骤S7中得到的实际平均料流速度作为反馈与期望料流速度作差得k时刻的差为e(k)；
步骤S9：从步骤S8中得到的e(k)作为PID控制器的输入，经PID控制器得到的输出Q(k)用以调节料流阀开度；
步骤S10：返回到步骤S6，重复步骤S6到步骤S10过程，直到布料结束。
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刘浩等: "施耐德PLC在高炉炉顶系统中的应用", 《工业控制计算机》 *

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