CN107908202A - 一种aod炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法，属于冶金自动化控制技术领域。本发明的步骤为：步骤一：首先设定起始流量值和流量设定值；步骤二：功能函数先分布达到阶段目标设定值；步骤三：目标设定值与现场采集的实际流量通过流量控制PID模块运算；步骤四：经PID运算，根据不同要求对环缝的冷却气体进行切换；步骤五：设定冷却气体的压力；步骤六：将缓冲罐分成七路支管接到环缝接口；步骤七：通过流量控制PID模块1～7，分别经过流量设定函数控制模块1～7的运算；步骤八：经七个流量控制PID模块通过流量调节阀1～7将气体实际流量控制在流量设定值。本发明可以使保护气体切换到目标值的速度加快，并且节约成本。

Description

一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法
技术领域
本发明涉及冶金自动化控制技术领域，更具体地说，涉及一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法。
背景技术
AOD炉生产中在炉子的底侧部装有向熔池水平方向吹入气体的喷枪，喷枪由内管及外管两层组成，内管导入主吹炼气体，内管与外管之间的环形缝隙导入Ar、N2或空气起冷却作用以保护喷枪。
目前，AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制均通过PLC来完成，将实际采集的流量值与流量设定值在PLC中通过PID调节来控制调节阀的开度。参与流量控制的设定值，通过画面窗口直接设定给PID调节，不同工作状态下流量设定值切换时，有流量阶跃变化，易导致调节振荡，引起风枪烧毁。
发明内容
1、要解决的问题
针对现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供了一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法，可以解决保护气体切换到目标值的速度慢以及保护气体的浪费问题。
2、技术方案
为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：
一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法，其步骤为：
步骤一：首先设定起始流量值和流量设定值；
步骤二：再通过功能函数先分布达到阶段目标设定值；
步骤三：目标设定值与现场采集的实际流量通过流量控制PID模块运算；
步骤四：经PID运算，首先将环缝气体如氩气和氮气，气体切换模块中设置了气动切断阀，根据不同要求对环缝的冷却气体进行切换；
步骤五：气体稳压模块内设置了压力检测和压力调节阀，在操作画面上设定冷却气体的压力；
步骤六：将调整后的压力再送到缓冲罐，通过缓冲罐分成七路支管接到环缝接口，每路风枪环缝支管设置切断阀、质量流量计、流量调节阀和压力检测；
步骤七：通过流量控制PID模块1～7，分别经过流量设定函数控制模块1～7的运算；
步骤八：经七个流量控制PID模块通过流量调节阀1～7将气体实际流量控制在工艺要求的流量设定值。
作为本发明的进一步改进，所述的功能函数的表达式为f(t)＝0，t<0；f(t)＝f(x)t，t>＝0。
作为本发明的进一步改进，所述的AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制通过控制方法和硬件设备相结合的方式，对环缝的保护气体在硬件设备和软件上设计双重保护。
作为本发明的进一步改进，所述的软件上设置气体切换自动运行，硬件设计选型时，选择在气源故障时阀门的动作要确保冷却气体能通过风枪支管环缝。
作为本发明的进一步改进，所述的控制系统还设置气源备用切换回路，当气体压力低于一定压力时自动切换到备用气源回路。
3、有益效果
相比于现有技术，本发明的有益效果为：
(1)本发明的一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法，通过本方法可以保护设备，快速将保护气体切换到目标值，以保护风枪的安全。
(2)本发明的一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法，本方法节约保护气体的消耗量，AOD炉从吹炼位转到风枪露出位时，也须快速将保护气体切换到目标值，也可节约成本。
附图说明
图1为本发明的工作原理图；
图2为本发明的功能框图。
具体实施方式
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步进行描述：
实施例1
本实施例中的一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法，其步骤为：
步骤一：首先设定起始流量值和流量设定值；
步骤二：再通过功能函数先分布达到阶段目标设定值；
步骤三：目标设定值与现场采集的实际流量通过流量控制PID模块运算；
步骤四：经PID运算，首先将环缝气体如氩气和氮气，气体切换模块中设置了气动切断阀，根据不同要求对环缝的冷却气体进行切换；
步骤五：气体稳压模块内设置了压力检测和压力调节阀，在操作画面上设定冷却气体的压力；
步骤六：将调整后的压力再送到缓冲罐，通过缓冲罐分成七路支管接到环缝接口，每路风枪环缝支管设置切断阀、质量流量计、流量调节阀和压力检测；
步骤七：通过流量控制PID模块1～7，分别经过流量设定函数控制模块1～7的运算；
步骤八：经七个流量控制PID模块通过流量调节阀1～7将气体实际流量控制在工艺要求的流量设定值。
本实施例的一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制系统通过控制方法和硬件设备相结合的方式，对环缝的保护气体在硬件设备和软件上设计双重保护。
为了克服现有的AOD炉侧吹风枪支管环缝流量调节在流量阶跃变化时易导致调节振荡，风枪易烧毁。本发明提供一种新型的控制方法，根据起始流量和最终流量设定值，通过功能函数分步到达目标设定值，直至最终流量设定值，气体设定流量渐进的切换到最终流量设定值，弱化流量阶跃变化引起的振荡，经PID运算输出控制流量调节的开度，延长了风枪的寿命，节约费用，提高了生产效率。
同时在AOD炉侧吹风枪支管环缝流量调节中，为了稳定环缝流量调节，在总管设置压力调节，稳定气体压力的波动，为了防止气源压力对阀门控制的影响，设置了备用切换回路，当压缩空气压力低于一定压力时自动切换到备用气源回路，保护风枪调节阀的正常动作。极端情况下，当压缩空气和备用气源回路压力均不能满足风枪调节阀的正常动作时，为了防止事故的发生，同时保护设备安全，在硬件设计选型时，选择在气源故障时阀门的动作要确保冷却气体能通过风枪支管环缝，保护风枪的安全。
图1为AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制原理图，环缝气体可以用氩气、氮气或压缩空气，气体切换模块中设置了气动切断阀，根据不同要求对环缝的冷却气体进行切换；气体稳压模块内设置了压力检测和压力调节阀，操作人员可在操作画面上设定冷却气体的压力，将调整后的压力再送到缓冲罐，通过缓冲罐分成七路支管接到环缝接口，每路风枪环缝支管设置切断阀、质量流量计、流量调节阀和压力检测，经流量控制PID模块将气体实际流量控制在工艺要求的流量设定值。
图2中的功能函数将起始流量以某一函数关系增大或减小，将目标值渐进达到流量设定值，目标值与现场采集的实际流量通过流量控制PID模块运算，把实际流量控制在目标值要求的范围内。功能函数表达式:f(t)＝0，t<0；f(t)＝f(x)t，t>＝0。表示从t＝0时间开始，目标值以某一功能函数速率随时间而变化的函数。
本发明的一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法，通过本方法可以保护设备，快速将保护气体切换到目标值，以保护风枪的安全。本方法节约保护气体的消耗量，AOD炉从吹炼位转到风枪露出位时，也须快速将保护气体切换到目标值，也可节约成本。
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的方法并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法，其特征在于：其步骤为：
步骤一：首先设定起始流量值和流量设定值；
步骤二：再通过功能函数先分布达到阶段目标设定值；
步骤三：目标设定值与现场采集的实际流量通过流量控制PID模块运算；
步骤四：经PID运算，首先将环缝气体如氩气和氮气，气体切换模块中设置了气动切断阀，根据不同要求对环缝的冷却气体进行切换；
步骤五：气体稳压模块内设置了压力检测和压力调节阀，在操作画面上设定冷却气体的压力；
步骤六：将调整后的压力再送到缓冲罐，通过缓冲罐分成七路支管接到环缝接口，每路风枪环缝支管设置切断阀、质量流量计、流量调节阀和压力检测；
步骤七：通过流量控制PID模块1～7，分别经过流量设定函数控制模块1～7的运算；
步骤八：经七个流量控制PID模块通过流量调节阀1～7将气体实际流量控制在工艺要求的流量设定值。
2.根据权利要求1所述的一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法，其特征在于：所述的功能函数的表达式为f(t)＝0，t<0；f(t)＝f(x)t，t>＝0。
3.根据权利要求1所述的一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法，其特征在于：所述的AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制通过控制方法和硬件设备相结合的方式，对环缝的保护气体在硬件设备和软件上设计双重保护。
4.根据权利要求1或3所述的一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法，其特征在于：所述的软件上设置气体切换自动运行，硬件设计选型时，选择在气源故障时阀门的动作要确保冷却气体能通过风枪支管环缝。
5.根据权利要求1所述的一种AOD炉侧吹风枪支管环缝流量控制方法，其特征在于：所述的控制系统还设置气源备用切换回路，当气体压力低于一定压力时自动切换到备用气源回路。
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