CN106705672B - 一种环冷机辅助控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

一种环冷机辅助控制装置及方法，属于冶金工业测控技术领域；包括：高温物位扫描仪、环冷机速度检测装置、数据采集单元和中央控制器；中央控制器计算控制区间；在生产过程中，中央控制器计算经过烧结机料厚检测装置下方的料块体积与t1时间后相同时间内经过耐高温物位扫描仪下方的料块体积比，根据体积比与控制区间关系向厂级控制系统发送联调比例偏差信号，并将经过耐高温物位扫描仪下方的料块体积发送给厂级控制系统；本发明根据实际物料作为冷风机送风量调节的前馈条件，及时补偿因冷却物料量变化对冷却风量的需求，提高控制质量；通过对比物料在烧结机台车上与环冷机台车上体积的变化为烧结机‑环冷机速度联调比例提供修正依据。

Description

一种环冷机辅助控制装置及方法

技术领域

本发明属于冶金工业测控技术领域，具体涉及一种环冷机辅助控制装置及方法。

背景技术

在烧结生产过程中，配合料在烧结机台车上烧结成块，经单辊破碎机破碎成小块掉落到环冷机台车上，在此过程中，物料的堆比发生了变化。环冷机台车上物料的冷却主要是靠各段冷风机向环冷机台车上的物料不断输送新鲜的空气以达到风冷的效果，环冷机的冷却效果影响因素很多，主要有环冷机给料量，环冷机给料温度，冷风机送风量，环冷机速度等。一般的，根据整个工艺生产情况，环冷机速度是跟前面的烧结机速度联锁的，即与烧结生产能力相匹配，而冷却效果的保障基本都是通过调节冷风机送风量来实现的。冷却风机送风量的调节基本都是粗放的，与温度相关的时延较大的调节。

烧结机环冷机速度联调主要依靠理论计算做比例联调，无法针对料量变化进行实施调整，由于物料在烧结机台车上的走行时间很长，这种控制方式在环冷机上物料量还没有变化时就开始调整环冷机速度，发生超调现象，给环冷机控制带来不必要的扰动以至频繁操作风门，增加不必要的工作量。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明提供一种环冷机辅助控制装置及方法。

本发明的技术方案：

一种环冷机辅助控制装置，包括：

耐高温物位扫描仪、环冷机速度检测装置和环冷机辅助控制器；所述环冷机辅助控制器包括：数据采集单元和中央控制器；

所述耐高温物位扫描仪通过支架设置在环冷机台车的上方，环冷机速度检测装置安装在环冷机传动摩擦板上；所述耐高温物位扫描仪的输出端和环冷机速度检测装置的输出端分别通过数据采集单元连接中央控制器，中央控制器连接厂级控制系统。

所述耐高温物位扫描仪的高度使耐高温物位扫描仪的扫描范围能够覆盖整个环冷机台车。

采用环冷机辅助控制装置的环冷机辅助控制方法，包括如下步骤：

步骤1：在中央控制器中设定参数，所述参数包括：烧结机台车结构、烧结机台车尺寸、环冷机台车结构和环冷机台车尺寸；

步骤2：耐高温物位扫描仪和环冷机速度检测装置分别实时采集环冷机中料面高度形状和环冷机速度v2，并通过数据采集单元发送给中央控制器；

步骤3：中央控制器接收环冷机中料面高度形状和环冷机速度v2；

步骤4：环冷机辅助控制器实时通过厂级控制系统获取烧结机料厚检测装置采集的烧结机台车料厚和烧结机速度v1；

步骤5：当生产稳定即原料配比和烧结矿产量保持不变的情况下，中央控制器计算烧结机台车和环冷机台车料块体积比K，并依此得到控制区间K±5％：

步骤5-1：中央控制器根据烧结机台车结构、烧结机台车尺寸、烧结机台车料厚以及烧结机速度v1计算t时间内经过烧结机料厚检测装置下方的料块体积V1；同时根据环冷机台车结构、环冷机尺寸、料面高度形状以及环冷机速度v2计算出t时间内经过环冷机耐高温物位扫描仪下方的料块体积V2；其中，t时间是根据工况预设的时间参数；

步骤5-2：中央控制器重复执行步骤5-1，得到多组V1和V2，并分别计算V1和V2的比值，得到多个K*＝V1/V2；

步骤5-3：中央控制器计算多个K*的平均值K，并将K±5％作为控制区间存储。

步骤6：中央控制器根据烧结机速度v1和环冷机速度v2计算相同料块从烧结机料厚检测装置下方传送到耐高温物位扫描仪下方的延时时间t1；

步骤7：生产过程中，中央控制器根据烧结机台车结构、烧结机台车尺寸、烧结机台车料厚以及烧结机速度v1实时计算t′时间内经过烧结机料厚检测装置下方的料块体积V1′，t1时间后，中央控制器根据环冷机台车结构、环冷机尺寸、料面高度形状以及环冷机速度v2实时计算t′时间内经过耐高温物位扫描仪下方的料块体积V2′；

步骤8：中央控制器计算V1′/V2′，并判断V1′/V2′是否在控制区间[K-5％，K+5％]内，是，执行步骤10，否则，向厂级控制系统发送联调比例偏差信号，并执行步骤9；

步骤9：厂级控制系统根据联调比例偏差信号对环冷机速度v2进行调整：当V1′/V2′＞K+5％时，厂级控制系统根据联调比例偏差信号逐步减小环冷机速度v2，使烧结机-环冷机联调比例信号S增大；当V1′/V2′＜K-5％，厂级控制系统根据联调比例偏差信号逐步增加环冷机速度v2，使烧结机-环冷机联调比例信号S减小；所述S＝v1/v2；

步骤10：中央控制器将V2′发送给厂级控制系统，厂级控制系统根据V2′和冷却风机位置实时调整各冷风机送风量。

有益效果：本发明的一种环冷机辅助控制装置及方法与现有技术相比，具有如下优势：

(1)根据实际物料作为冷风机送风量调节的前馈条件，及时补偿因冷却物料量变化对冷却风量的需求，提高控制质量，减少动态偏差，结合温度检测的反馈控制，保障环冷机的运行效果；

(2)通过对比物料在烧结机台车上与环冷机台车上体积的变化为烧结机-环冷机速度联调比例提供修正依据；通过物料体积的检测，为冷却风机送风量提供一个合理可靠的前馈条件，提高控制的效率与精度，使环冷机的冷却更加高效。

附图说明

图1本发明一种实施方式的一种环冷机辅助控制装置结构示意图；

图2本发明一种实施方式的环冷机的俯视图；

图3本发明一种实施方式的环冷机的剖视图；

图4本发明一种实施方式的烧结机的俯视图；

图5本发明一种实施方式的烧结机的剖视图；

图中：1-耐高温物位扫描仪，2-环冷机速度检测装置，3-环冷机辅助控制器，4-环冷机台车，5-烧结机台车料厚检测装置，6-烧结机台车，7-支架；

图6本发明一种实施方式的一种环冷机辅助控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种实施方式作详细说明。

如图1所示，本实施方式的一种环冷机辅助控制装置，包括：

耐高温物位扫描仪、环冷机速度检测装置和环冷机辅助控制器；所述环冷机辅助控制器包括：数据采集单元和中央控制器；

所述耐高温物位扫描仪输出端和环冷机速度检测装置输出端分别通过数据采集单元连接中央控制器，中央控制器与厂级控制系统相连。

如图2-3所示，所述耐高温物位扫描仪1通过支架7设置在环冷机台车4的上方，其高度使扫描范围能够覆盖整个环冷机台车，用于检测物料堆积的形状与高度；环冷机辅助控制器3放置在环冷机台车附近。环冷机速度检测装置2安装在环冷机传动摩擦板上。

如图4-5所示，烧结机台车料厚检测装置5安装于烧结机台6车上方，用于检测烧结机台车中料厚，并发送给厂级控制系统。

所述耐高温物位扫描仪1采用型号为APM-3D的物位计；所述环冷机速度检测装置2使用专利号为ZL 2013.2.053698.8的速度检测装置，专利申请日为2013年08月22日；数据采集单元即I/O单元采用IBIL24AI4-PAC；中央控制器采用ILC470ETH1TX。

如图6所示，采用环冷机辅助控制装置的环冷机辅助控制方法，包括如下步骤：

步骤1：在中央控制器中设定预设参数，所述预设参数包括：烧结机台车结构，烧结机台车尺寸，环冷机台车结构，环冷机台车尺寸；

步骤2：耐高温物位扫描仪和环冷机速度检测装置分别实时采集环冷机中料面高度形状和环冷机速度v2，并通过数据采集单元发送给中央控制器；

步骤3：中央控制器接收环冷机中料面高度形状和环冷机速度v2；

步骤4：环冷机辅助控制器实时通过厂级控制系统获取烧结机料厚检测装置采集的烧结机台车料厚和烧结机速度v1；

步骤5：当生产稳定即原料配比和烧结矿产量保持不变的情况下，中央控制器计算烧结机台车和环冷机台车料块体积比K，并依此得到控制区间K±5％：

步骤5-1：中央控制器根据烧结机台车结构、烧结机台车尺寸、烧结机台车料厚以及烧结机速度v1计算t时间内经过烧结机料厚检测装置下方的料块体积V1；同时根据环冷机台车结构、环冷机尺寸、料面高度形状以及环冷机速度v2计算出t时间内经过环冷机耐高温物位扫描仪下方的料块体积V2；其中，t时间是根据工况预设的时间参数；本实施方式中，在生产稳定的情况下，标定时间即t为1小时，标定完成后自动结束，切换至成产状态。

步骤5-2：中央控制器重复执行步骤5-1，得到多组V1和V2，并分别计算V1和V2的比值，得到多个K*＝V1/V2；

步骤5-3：中央控制器计算多个K*的平均值K，并将K±5％作为控制区间存储。

步骤6：中央控制器根据烧结机速度v1和环冷机速度v2计算相同料块从烧结机料厚检测装置下方传送到耐高温物位扫描仪下方的延时时间t1；

步骤7：生产过程中，中央控制器根据烧结机台车结构、烧结机台车尺寸、烧结机台车料厚以及烧结机速度v1实时计算t′时间内经过烧结机料厚检测装置下方的料块体积V1′，t1时间后，环冷机辅助控制器根据环冷机台车结构、环冷机尺寸、料面高度形状以及环冷机速度v2实时计算t′时间内经过耐高温物位扫描仪下方的料块体积V2′；

步骤8：中央控制器计算V1′/V2′，并判断V1′/V2′是否在控制区间[K-5％，K+5％]内，是，执行步骤10，否则，当V1′/V2′＞K+5％时，向厂级控制系统发送减小环冷机速度v2的联调比例偏差信号，并执行步骤9；当V1′/V2′＞K+5％时，向厂级控制系统发送增加环冷机速度v2的联调比例偏差信号，并执行步骤9；

步骤9：厂级控制系统根据联调比例偏差信号对环冷机速度v2进行调整：当V1′/V2′＞K+5％时，厂级控制系统根据联调比例偏差信号逐步减小环冷机速度v2，使烧结机-环冷机联调比例信号S增大；当V1′/V2′＜K-5％，厂级控制系统根据联调比例偏差信号逐步增加环冷机速度v2，使烧结机-环冷机联调比例信号S减小；所述S＝v1/v2。

步骤10：中央控制器将V2′发送给厂级控制系统，厂级控制系统根据V2′和冷却风机位置实时调整各冷风机送风量。

Claims (4)

1.一种环冷机辅助控制装置的环冷机辅助控制方法，其特征在于，

所述环冷机辅助控制装置包括：耐高温物位扫描仪、环冷机速度检测装置和环冷机辅助控制器；所述耐高温物位扫描仪通过支架设置在环冷机台车的上方，环冷机速度检测装置安装在环冷机传动摩擦板上；所述耐高温物位扫描仪输出端和环冷机速度检测装置输出端分别连接环冷机辅助控制器，环冷机辅助控制器与厂级控制系统相连接；所述环冷机辅助控制器包括：数据采集单元和中央控制器；所述耐高温物位扫描仪的输出端和环冷机速度检测装置的输出端分别通过数据采集单元连接中央控制器，中央控制器连接厂级控制系统；

所述环冷机辅助控制装置的环冷机辅助控制方法包括如下步骤：

步骤1：在环冷机辅助控制器中设定参数，所述参数包括：烧结机台车结构、烧结机台车尺寸、环冷机台车结构和环冷机台车尺寸；

步骤2：耐高温物位扫描仪和环冷机速度检测装置分别实时采集环冷机中料面高度形状信息和环冷机速度v2，并发送给环冷机辅助控制器；

步骤3：环冷机辅助控制器接收环冷机中料面高度形状信息和环冷机速度v2；

步骤4：环冷机辅助控制器实时通过厂级控制系统获取烧结机料厚检测装置采集的烧结机台车料厚和烧结机速度v1；

步骤5：当生产稳定即原料配比和烧结矿产量保持不变的情况下，环冷机辅助控制器计算相同时间内经过烧结机料厚检测装置下方和耐高温物位扫描仪下方的料块体积比K，并依此得到控制区间K±5％；

步骤6：环冷机辅助控制器根据烧结机速度v1和环冷机速度v2计算相同料块从烧结机料厚检测装置下方传送到耐高温物位扫描仪下方的延时时间t1；

步骤7：生产过程中，环冷机辅助控制器根据烧结机台车结构、烧结机台车尺寸、烧结机台车料厚以及烧结机速度v1实时计算t'时间内经过烧结机料厚检测装置下方的料块体积V1'，t1时间后，环冷机辅助控制器根据环冷机台车结构、环冷机尺寸、料面高度形状以及环冷机速度v2实时计算t'时间内经过耐高温物位扫描仪下方的料块体积V2'；

步骤8：环冷机辅助控制器计算V1'/V2'，并判断V1'/V2'是否在控制区间[K-5％，K+5％]内，是，执行步骤10，否则，向厂级控制系统发送联调比例偏差信号，并执行步骤9；

步骤9：厂级控制系统根据联调比例偏差信号对环冷机速度v2进行调整；

步骤10：环冷机辅助控制器将V2'发送给厂级控制系统，厂级控制系统根据V2'和冷却风机位置实时调整各冷风机送风量。

2.根据权利要求1所述的环冷机辅助控制方法，其特征在于，步骤5具体包括：

步骤5-1：环冷机辅助控制器根据烧结机台车结构、烧结机台车尺寸、烧结机台车料厚以及烧结机速度v1计算t时间内经过烧结机料厚检测装置下方的料块体积V1；同时，根据环冷机台车结构、环冷机尺寸、料面高度形状以及环冷机速度v2计算出t时间内经过环冷机耐高温物位扫描仪下方的料块体积V2；其中，t时间是根据工况预设的时间参数；

步骤5-2：环冷机辅助控制器重复执行步骤5-1，得到多组V1和V2，并分别计算V1和V2的比值，得到多个K*＝V1/V2；

步骤5-3：环冷机辅助控制器计算多个K*的平均值K，并将K±5％作为控制区间存储。

3.根据权利要求1所述的环冷机辅助控制方法，其特征在于，所述步骤9具体为：当V1'/V2'＞K+5％时，厂级控制系统根据联调比例偏差信号逐步减小环冷机速度v2，使烧结机-环冷机联调比例信号S增大；当V1'/V2'＜K-5％，厂级控制系统根据联调比例偏差信号逐步增加环冷机速度v2，使烧结机-环冷机联调比例信号S减小；所述S＝v1/v2。

4.根据权利要求1所述的环冷机辅助控制方法，其特征在于，所述耐高温物位扫描仪的高度使耐高温物位扫描仪的扫描范围能够覆盖整个环冷机台车。

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