CN108955260A - 烧结系统主抽风机控制方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开一种烧结系统主抽风机控制方法、装置及系统，该方法通过获取烧结台车当前烧结周期的料层厚度和烧结终点；根据料层厚度计算料层的垂直烧结速度；根据垂直烧结速度计算主抽风机的期望功率；根据期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算实际功率与期望功率的偏差百分比；确定烧结终点与理想烧结终点的超前或滞后距离；根据超前或滞后距离和偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率，可快速找到烧结终点与主抽风机功率的契合点，显著减少调节主抽风机功率的时间，提升调节效率。

Description

烧结系统主抽风机控制方法、装置及系统

技术领域

申请涉及烧结技术领域，尤其涉及一种烧结系统主抽风机控制方法、装置及系统。

背景技术

烧结系统是冶金等行业中常见的系统。请参阅图1，现有的烧结系统通常主要包括：配料室1、皮带机2、一次混合机3、二次混合机4、圆辊给料机5、九辊布料机6、烧结台车7、点火风机8、引火风机9、主抽风机10、单辊破碎机11以及环冷机12。配料室1由多个矿槽组成，每个矿槽装有一种来自原料场的原料，原料具体包括铁原料、溶剂、燃料、返矿和杂料等。在烧结过程中，各矿槽将多种原料按一定比例卸料到皮带机2上，皮带机2将各种原料汇集输送至一次混合机3中，加水后进行一次混合。然后，再将一次混合后的原料输送至二次混合机4，进行二次混合造球，形成混匀料。之后，将混匀料输送到圆辊给料机5，经由九辊布料机6将混匀料均匀散布在烧结台车7上。利用点火风机8和引火风机9为混匀料点火，将混匀料焙烧成烧结矿。烧结完成后，得到的烧结矿经单辊破碎机11破碎后，进入环冷机12冷却，最后经筛分整粒后输送至高炉或成品矿仓。其中，烧结过程需要的氧气由主抽风机10提供，烧结台车7下方设置有多个竖直并排的风箱13，风箱13下方设置有水平的管道14，管道14与主抽风机10相连，由主抽风机10产生的负压风量为烧结过程提供氧气。

在常规的烧结过程中，主抽风机始终以额定功率运行，而主抽风机的额定功率常常超出实际生产所需要的功率，因此电能损耗严重。为此，越来越多的烧结系统中，开始设置主抽风机变频器，采用对主抽风机进行变频控制的方式，调节主抽风机的功率，使主抽风机的功率与实际的烧结状态相适应，以减少主抽风机的电能损耗。现有的烧结系统主抽风机变频控制方法，通常模拟手动调节的方式，按照预设的固定模式，对调节主抽风机变频器的频率进行调节，每次调高或调低固定的频率值，以此调节主抽风机的功率。

然而，发明人在实现本发明的过程中发现，现有的烧结系统主抽风机控制方法，需要实时观察烧结矿质量，根据烧结矿质量，试探性地对主抽风机变频器的频率进行调节和修正，需要较长的时间才能将主抽风机变频器的频率调节至合适的频率，调节效率低。

发明内容

本申请提供了一种烧结系统主抽风机控制方法、装置及系统，以解决现有的烧结系统主抽风机控制方法，对主抽风机功率的调节效率低的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种烧结系统主抽风机控制方法，所述方法包括：

获取烧结台车当前烧结周期的料层厚度和烧结终点；

根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度；

根据所述垂直烧结速度，以及垂直烧结速度与主抽风机功率之间的关系，计算主抽风机的期望功率；

根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比；

确定所述烧结终点相对于理想烧结终点的超前或滞后距离；

根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率。

可选的，根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度，包括：

根据

计算料层的垂直烧结速度V_⊥，其中，h是料层厚度，L是烧结台车的长度，V_台是烧结台车速度。

可选的，根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度，包括：

根据

E＝S·h·V_台·ρ

计算当前烧结周期的烧结物料量计算值E，其中，S是烧结台车的宽度，h是料层厚度，V_台是烧结台车速度，ρ是烧结物料密度；

获取当前烧结周期的烧结物料量检测值；

计算所述烧结物料量检测值与所述烧结物料量计算值的物料量差值；

判断所述物料量差值是否小于预设物料量阈值；

如果所述物料量差值小于预设物料量阈值，计算所述烧结物料量检测值与所述烧结物料量计算值的平均值；

根据

计算料层的垂直烧结速度V_⊥，其中，E_平均是烧结物料量检测值与烧结物料量计算值的平均值，S是烧结台车的宽度，L是烧结台车的长度，ρ是烧结物料密度。

可选的，根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比，包括：

根据

计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比W_差％，其中，W是主抽风机的实际功率，W_期望是主抽风机的期望功率。

可选的，根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比，包括：

根据

计算主抽风机的预测功率W₁，其中，h₀是料层厚度的预设参考值，h是料层厚度，W₀是与料层厚度的预设参考值h₀对应的主抽风机功率的预设参考值；

计算所述期望功率与所述预测功率的功率差值；

判断所述功率差值是否小于预设功率阈值；

如果所述功率差值小于预设功率阈值，根据

计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比W_差％，其中，W是主抽风机的实际功率，W_期望是主抽风机的期望功率。

可选的，根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率，包括：

根据所述超前或滞后距离确定烧结终点的位置类别；

根据所述偏差百分比确定所述实际功率与所述期望功率的偏差级别；

根据所述位置类别和所述偏差级别，确定频率的调节策略；

根据所述调节策略对主抽风机的频率进行调节。

可选的，根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率，包括：

根据所述超前或滞后距离确定烧结终点的位置类别；

根据所述位置类别，确定备选调节策略；

根据所述偏差百分比，在所述备选调节策略中选择最终调节策略；

根据所述最终调节策略对主抽风机的频率进行调节。

第二方面，本申请实施例提供一种烧结系统主抽风机控制装置，所述装置包括：

获取单元，用于获取烧结台车当前烧结周期的料层厚度和烧结终点；

速度计算单元，用于根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度；

功率计算单元，用于根据所述垂直烧结速度，以及垂直烧结速度与主抽风机功率之间的关系，计算主抽风机的期望功率；

偏差计算单元，用于根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比；

确定单元，用于确定所述烧结终点相对于理想烧结终点的超前或滞后距离；

调节单元，用于根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率。

可选的，所述速度计算单元用于：

根据

计算料层的垂直烧结速度V_⊥，其中，h是料层厚度，L是烧结台车的长度，V_台是烧结台车速度。

可选的，所述速度计算单元包括：

物料量计算子单元，用于根据

E＝S·h·V_台·ρ

计算当前烧结周期的烧结物料量计算值E，其中，S是烧结台车的宽度，h是料层厚度，V_台是烧结台车速度，ρ是烧结物料密度；

物料量获取子单元，用于获取当前烧结周期的烧结物料量检测值；

第一差值计算子单元，用于计算所述烧结物料量检测值与所述烧结物料量计算值的物料量差值；

第一判断子单元，用于判断所述物料量差值是否小于预设物料量阈值；

平均值计算子单元，用于如果所述物料量差值小于预设物料量阈值，计算所述烧结物料量检测值与所述烧结物料量计算值的平均值；

速度计算子单元，用于根据

计算料层的垂直烧结速度V_⊥，其中，E_平均是烧结物料量检测值与烧结物料量计算值的平均值，S是烧结台车的宽度，L是烧结台车的长度，ρ是烧结物料密度。

可选的，所述偏差计算单元用于：

根据

计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比W_差％，其中，W是主抽风机的实际功率，W_期望是主抽风机的期望功率。

可选的，所述偏差计算单元，包括：

预测功率计算子单元，用于根据

计算主抽风机的预测功率W₁，其中，h₀是料层厚度的预设参考值，h是料层厚度，W₀是与料层厚度的预设参考值h₀对应的主抽风机功率的预设参考值；

第二差值计算子单元，用于计算所述期望功率与所述预测功率的功率差值；

第二判断子单元，用于判断所述功率差值是否小于预设功率阈值；

偏差计算子单元，用于如果所述功率差值小于预设功率阈值，根据

计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比W_差％，其中，W是主抽风机的实际功率，W_期望是主抽风机的期望功率。

可选的，所述调节单元，包括：

第一确定单元，用于根据所述超前或滞后距离确定烧结终点的位置类别；

第二确定单元，用于根据所述偏差百分比确定所述实际功率与所述期望功率的偏差级别；

第三确定单元，用于根据所述位置类别和所述偏差级别，确定频率的调节策略；

调节子单元，用于根据所述调节策略对主抽风机的频率进行调节。

可选的，所述调节单元，包括：

第一确定单元，用于根据所述超前或滞后距离确定烧结终点的位置类别；

第二确定单元，用于根据所述位置类别，确定备选调节策略；

选择子单元，用于根据所述偏差百分比，在所述备选调节策略中选择最终调节策略；

调节子单元，用于根据所述最终调节策略对主抽风机的频率进行调节。

第三方面，本申请实施例还提供一种烧结系统主抽风机控制系统，所述系统包括：

检测组件、变频驱动子系统和控制器，所述检测组件包括：料层厚度检测装置和烧结终点检测装置，所述料层厚度检测装置和所述烧结终点检测装置设置于烧结系统的烧结台车上；

所述控制器包括：

获取单元，用于借助所述料层厚度检测装置，获取烧结台车当前烧结周期的料层厚度，借助所述烧结终点检测装置，获取烧结台车当前烧结周期的烧结终点；

速度计算单元，用于根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度；

功率计算单元，用于根据所述垂直烧结速度，以及垂直烧结速度与主抽风机功率之间的关系，计算主抽风机的期望功率；

偏差计算单元，用于根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比；

确定单元，用于确定所述烧结终点相对于理想烧结终点的超前或滞后距离；

调节单元，用于根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，指令所述变频驱动子系统调节主抽风机变频器的频率。

本发明实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在本发明的实施例中，通过获取烧结台车当前烧结周期的料层厚度和烧结终点，根据料层厚度计算料层的垂直烧结速度；然后，根据垂直烧结速度计算主抽风机的期望功率，之后，根据期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算实际功率与期望功率的偏差百分比；确定烧结终点与理想烧结终点的超前或滞后距离；最后，根据超前或滞后距离和偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率，本发明实施例能够根据料层厚度和烧结终点，快速找到主抽风机的期望功率，从而根据主抽风机的期望功率得到实际功率与期望功率的偏差百分比，并根据偏差百分比，以及烧结终点与理想烧结终点的超前或滞后距离，对主抽风机变频器的频率进行调节，快速找到烧结终点与主抽风机功率的契合点，显著减少调节主抽风机功率的时间，提升调节效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是烧结系统的整体示意图。

图2是本发明烧结系统主抽风机控制系统第一实施例的示意图。

图3是本发明烧结系统主抽风机控制系统第二实施例的示意图。

图4是本发明烧结系统主抽风机控制系统第二实施例中数据库构建单元的结构图。

图5是本发明烧结系统主抽风机控制方法第一实施例的流程图。

图6是本发明烧结系统主抽风机控制方法第一实施例中调节主抽风机变频器的频率的一种方法的流程图。

图7是本发明烧结系统主抽风机控制方法第一实施例中调节主抽风机变频器的频率的另一种方法的流程图。

图8是本发明烧结系统主抽风机控制方法第二实施例的流程图。

图9是本发明烧结系统主抽风机控制方法第三实施例的流程图。

图10是本发明烧结系统主抽风机控制装置的结构图。

图11是本发明烧结系统主抽风机控制装置的速度计算单元的结构图。

图12是本发明烧结系统主抽风机控制装置的偏差计算单元的结构图。

图13是本发明烧结系统主抽风机控制装置的调节单元的结构图。

图14是本发明烧结系统主抽风机控制装置的另一种调节单元的结构图。

具体实施方式

在钢铁冶炼技术中，原料在进入高炉冶炼之前，需要经过烧结系统处理，将各种粉状含铁原料配入适量的燃料和熔剂，加入适量的水，经混合和造球后，散布在烧结台车上进行焙烧，使其发生一系列物理化学变化，形成容易冶炼的烧结矿，这一过程称之为烧结。

在烧结过程中，料层烧透时对应的风箱位置称为烧结终点，烧结终点是衡量烧结矿产量和质量的重要指标。在保证烧结矿质量的前提下，为了提升烧结矿的产量，需要将烧结终点控制在理想烧结终点。根据业内的经验，理想烧结终点通常在烧结台车下方的倒数第二个风箱附近。在实际生产中，为了适应生产需要，有时需要改变烧结台车上料层的厚度。一旦料层的厚度发生变化，在其他条件不变的情况下，垂直烧结速度会产生变化，使得烧结终点也会产生变化，这就需要对主抽风机的功率进行相应的调节，以控制烧结终点不偏离理想烧结终点。

传统的方法中，一般采用调节烧结台车速度的方式，对烧结终点进行调节。如果烧结终点相对于理想烧结终点超前，说明烧结料还未达到理想烧结终点就已经烧透，因此，需要加快烧结台车的运行速度。如果烧结终点相对于理想烧结终点滞后，说明烧结料还未完全烧透，就已经被运送到烧结台车的卸料端被卸下，因此，需要减慢烧结台车的运行速度。此外，在调节烧结台车的运行速度的同时，主抽风机以额定功率运行，通过调节主抽风机的风门开度的方式，调节负压风量，以调节烧结料的垂直烧结速度。该方法响应速度快，可有效控制烧结终点。但是，参阅图1，由于烧结台车7的速度与九辊布料机6及单辊破碎机11的运行都有关系，一旦烧结台车7的速度改变，也需要相应对九辊布料机6及单辊破碎机11进行调节，影响烧结工艺的效率和烧结矿的产量，因此，烧结台车7的速度不宜频繁改变。同时，该方法中，由于主抽风机10始终以额定功率运行，通过调节主抽风机10的风门开度的方式，调节负压风量，风门在没有全开的状态下，会导致主抽风机10电能的浪费。因此，在现阶段节能减排的大趋势下，该种调节烧结终点的方法已经逐渐被淘汰。

目前，在烧结系统中，为了减少主抽风机电能的浪费，越来越多的主抽风机都设置有主抽风机变频器，通过控制主抽风机变频器的频率来调节主抽风机的功率，从而调节负压风量，以配合烧结过程的实际需要，保证烧结终点不偏离理想烧结终点。在这种控制方式下，主抽风机的风门可以始终保持全开或者接近全开的状态，不再以调节主抽风机的风门开度的方式调节负压风量，而是根据实际工况，通过调节主抽风机功率的方式调节负压风量，因此，主抽风机无需始终以额定功率运行，只要主抽风机功率适应生产需要即可，从而可以显著地降低电能的消耗。而现有的调节主抽风机功率的方式，需要实时观察烧结矿质量，根据烧结矿质量，试探性地对主抽风机变频器的频率进行调节和修正，需要较长的时间才能将主抽风机变频器的频率调节至合适的频率，调节效率低。本发明实施例能够根据料层厚度和实时数据库，快速预测出一个主抽风机的目标功率，在目标功率的基础上对主抽风机的功率进行调节，以提升调节效率。

图2是本发明烧结系统主抽风机控制系统第一实施例的示意图，该系统包括：检测组件、变频驱动子系统201和控制器100，所述检测组件包括：料层厚度检测装置91和烧结终点检测装置94，所述料层厚度检测装置91和所述烧结终点检测装置94设置于烧结系统的烧结台车7上。变频驱动子系统201与主抽风机变频器连接，用于调节主抽风机变频器的频率。控制器100根据料层厚度检测装置91检测到的料层厚度，以及实时数据库700中的数据，计算主抽风机的期望功率，再根据期望功率和实际功率计算偏差百分比，根据烧结终点检测装置94检测到的烧结终点，确定所述烧结终点相对于理想烧结终点的超前或滞后距离，最后根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，指令所述变频驱动子系统201调节主抽风机变频器的频率。其中，所述控制器100包括：

获取单元101，用于借助所述料层厚度检测装置，获取烧结台车当前烧结周期的料层厚度，借助所述烧结终点检测装置，获取烧结台车当前烧结周期的烧结终点。

速度计算单元102，用于根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度。

功率计算单元103，用于根据所述垂直烧结速度，以及垂直烧结速度与主抽风机功率之间的关系，计算主抽风机的期望功率。

偏差计算单元104，用于根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比。

确定单元105，用于确定所述烧结终点相对于理想烧结终点的超前或滞后距离。

调节单元106，用于根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，指令所述变频驱动子系统调节主抽风机变频器的频率。

图3是本发明烧结系统主抽风机控制系统第二实施例的示意图，在上一实施例的基础上，所述控制器100还包括：实时数据库构建单元600，用于构建实时数据库700，如图4所示，所述实时数据库构建单元600包括：

烧结状态数据获取子单元108，用于借助检测组件，按照预设的检测周期，对烧结系统进行检测，实时获取每个检测周期的烧结状态数据，将所述烧结状态数据存储至实时数据库，所述烧结状态数据包括管道风量、主抽风机功率以及烧结终点。

第一拟合子单元109，用于每隔第一预设数量个检测周期，根据所述第一预设数量个检测周期内获取的所述主抽风机功率和所述管道风量进行曲线拟合，得到所述主抽风机功率和所述管道风量的线性表达式

其中，W是主抽风机功率，Q_管道是管道风量，a₀、a₁、a₂、a₃是主抽风机功率W与管道风量Q_管道之间的线性相关系数。

速度计算子单元110，用于根据所述第一预设数量个检测周期内获取的料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算所述第一预设数量个检测周期内的垂直烧结速度。

第二拟合子单元111，用于根据所述第一预设数量个检测周期内获取的所述管道风量和所述垂直烧结速度进行曲线拟合，得到所述管道风量和所述垂直烧结速度的线性表达式

其中，Q_管道是管道风量，V_⊥是垂直烧结速度，b₀、b₁、b₂、b₃、b₄是管道风量Q_管道与垂直烧结速度V_⊥之间的线性相关系数。

辨识子单元112，用于根据所述主抽风机功率和所述管道风量的线性表达式，以及所述管道风量和所述垂直烧结速度的线性表达式，辨识a₀、a₁、a₂、a₃，以及b₀、b₁、b₂、b₃、b₄的值，将本次得到的a₀、a₁、a₂、a₃，以及b₀、b₁、b₂、b₃、b₄的值存储至所述实时数据库。

图5是本发明烧结系统主抽风机控制方法第一实施例的流程图，该方法包括如下步骤：

步骤S101、获取烧结台车当前烧结周期的料层厚度和烧结终点。

其中，料层厚度指的是当前均匀散布在烧结台车上的烧结料，即混匀料的料层厚度。具体实施时，请参阅图2，可以在烧结系统中设置检测组件，检测组件可以包括设置在烧结台车7上的料层厚度检测装置91和烧结终点监测装置94。料层厚度检测装置91可以对烧结台车7上的烧结料的厚度进行检测，烧结终点监测装置94可以对烧结台车7上的烧结料的烧结终点的位置进行检测。

步骤S102、根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度。

作为示例，在本实施例或本发明其他某些实施例中，根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度，包括：

根据

计算料层的垂直烧结速度V_⊥，其中，h是料层厚度，L是烧结台车的长度，V_台是烧结台车速度。在本申请实施例中，烧结台车的长度L为一个固定值，烧结台车的速度V_台车也始终保持一个恒定值，因此，可以根据当前料层厚度h₂，计算出当前料层的垂直烧结速度V_⊥。

步骤S103、根据所述垂直烧结速度，以及垂直烧结速度与主抽风机功率之间的关系，计算主抽风机的期望功率。

其中，垂直烧结速度与主抽风机功率之间的关系可以通过实时数据库得到，本实施例中，构建所述实时数据库的方法如下：

按照预设的检测周期，对烧结系统进行检测，实时获取每个检测周期的烧结状态数据，将所述烧结状态数据存储至实时数据库，所述烧结状态数据包括管道风量、主抽风机功率以及烧结终点；

每隔第一预设数量个检测周期，根据所述第一预设数量个检测周期内获取的所述主抽风机功率和所述管道风量进行曲线拟合，空气在管道内运行的过程中，基于机械能守恒规律，根据伯努利方程，这里考虑一部分内能损耗、管道漏风带走的动能，以及主抽风机自身的能量损耗，得到所述主抽风机功率和所述管道风量的线性表达式

W＝a₀+a₁Q_管道+a₂Q² _管道+a₃Q³ _管道；

其中，W是主抽风机功率，Q_管道是管道风量，a₀、a₁、a₂、a₃是主抽风机功率W与管道风量Q_管道之间的线性相关系数，当料层厚度变化时，a₀、a₁、a₂、a₃是变化的，因此，需要每隔第一预设数量个检测周期对a₀、a₁、a₂、a₃进行辨识。

烧结状态数据还可以包括管道负压，此处也可以每隔第一预设数量个检测周期，根据所述第一预设数量个检测周期内获取的所述主抽风机功率和所述管道负压进行曲线拟合，得到管道负压与主抽风机功率之间的线性表达式

其中，P_管道是管道负压。

根据所述第一预设数量个检测周期内获取的料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算所述第一预设数量个检测周期内的垂直烧结速度。

当物料状态稳定时，可以将料层阻力看作是定值，因此可将管道风量拟合成只与垂直烧结速度相关的表达式，为了保证拟合的准确性，这里以四次函数形式拟合曲线，根据所述第一预设数量个检测周期内获取的所述管道风量和所述垂直烧结速度进行曲线拟合，得到所述管道风量和所述垂直烧结速度的线性表达式

其中，Q_管道是管道风量，V_⊥是垂直烧结速度，b₀、b₁、b₂、b₃、b₄是管道风量Q_管道与垂直烧结速度V_⊥之间的线性相关系数。

此处也可以根据所述第一预设数量个检测周期内获取的所述管道负压和所述垂直烧结速度进行曲线拟合，得到所述管道风量和所述垂直烧结速度的线性表达式，此处不再赘述。

根据所述主抽风机功率和所述管道风量的线性表达式，以及所述管道风量和所述垂直烧结速度的线性表达式，辨识a₀、a₁、a₂、a₃，以及b₀、b₁、b₂、b₃、b₄的值。其中，辨识a₀、a₁、a₂、a₃，以及b₀、b₁、b₂、b₃、b₄的值的方法有很多，如最小二乘法辨识法、梯度校正辨识法、最大似然辨识法以及智能辨识算法等等。

当然，也可以根据所述主抽风机功率和所述管道负压的线性表达式，以及所述管道负压和所述垂直烧结速度的线性表达式，辨识a₀、a₁、a₂、a₃，以及b₀、b₁、b₂、b₃、b₄的值。

将本次得到的a₀、a₁、a₂、a₃，以及b₀、b₁、b₂、b₃、b₄的值存储至所述实时数据库。每次得到的a₀、a₁、a₂、a₃，以及b₀、b₁、b₂、b₃、b₄在实时数据库内都有对应的时间标签，以区分哪一次得到的数据是最新值。

作为示例，在本实施例或本发明其他某些实施例中，构建所述实时数据库的方法如下：以1min为一个检测周期，每隔1min，获取管道风量、管道负压、主抽风机功率以及烧结终点。

每10个检测周期，根据10个检测周期内，获取的10组所述主抽风机功率和所述管道风量，生成所述主抽风机功率和所述管道风量的第一拟合曲线，所述第一拟合曲线的线性表达式为

W＝a₀+a₁Q_管道+a₂Q² _管道+a₃Q³ _管道。

根据10个检测周期内获取的10个料层厚度，通过

计算10个检测周期内的10个垂直烧结速度。

根据10个检测周期获取的所述管道风量和垂直烧结速度，生成所述管道风量和所述垂直烧结速度的第二拟合曲线，所述第二拟合曲线的线性表达式为

根据第一拟合曲线和第二拟合曲线，利用最小二乘法辨识法，计算出a₀、a₁、a₂、a₃，以及b₀、b₁、b₂、b₃、b₄的值。

将本次得到的a₀、a₁、a₂、a₃，以及b₀、b₁、b₂、b₃、b₄的值存储至所述实时数据库。本发明实施例提供的烧结系统主抽风机控制方法，可以每隔20个检测周期对主抽风机变频器进行一次调节。

具体实施时，参阅图4，可以在管道14内设置流量仪92，用于检测管道14内的风量。在管道14内设置负压检测仪93，用于检测管道14内的负压。在烧结台车7上设置烧结终点检测装置94，用于检测烧结终点位置。

本实施例中，主抽风机的期望功率指的是某一料层厚度下，当烧结系统处于运行稳定的状态，能够保证烧结终点位于理想烧结终点的情况下，主抽风机所需要的理想功率。可以通过预先设置的实时数据库，将烧结系统处于运行稳定的状态时的一些数据存储在实时数据库中，在料层厚度等烧结物料状态发生变化时，根据当前料层的厚度计算垂直烧结速度，再根据实时数据库中，垂直烧结速度与主抽风机功率之间的关系，计算出当前料层厚度下，主抽风机功率的一个预测的理想值，即主抽风机的期望功率。

步骤S104、根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比。

在本实施例或本发明其他某些实施例中，根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比，包括：

根据

计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比W_差％，其中，W是主抽风机的实际功率，W_期望是主抽风机的期望功率。该步骤根据主抽风机的实际功率和期望功率的差值占主抽风机的实际功率的百分比，来衡量期望功率与实际功率的接近程度。

步骤S105、确定所述烧结终点相对于理想烧结终点的超前或滞后距离。

其中，烧结终点相对于理想烧结终点的超前或滞后距离，可以按照大于或小于一个风箱这样的方式来衡量。

步骤S106、根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率。

该步骤根据超前或滞后距离和偏差百分比，对主抽风机变频器的频率进行调节，烧结终点提前理想烧结终点的距离较大，便可适当调小主抽风机变频器的频率，烧结终点相对于理想烧结终点滞后，便可适当调大主抽风机变频器的频率。实际功率与期望功率的偏差百分比较大，对主抽风机变频器的频率调节幅度便可设置得较大一些，实际功率与期望功率的偏差百分比较小，对主抽风机变频器的频率调节幅度便可设置得较小一些。

如图6所示，在本实施例或本发明其他某些实施例中，根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率，包括：

步骤S1061、根据所述超前或滞后距离确定烧结终点的位置类别。

其中，烧结终点相对于理想烧结终点的超前或滞后距离可以划分为多种不同的位置类别，比如：烧结终点提前距离大于一个风箱、烧结终点提前距离小于一个风箱，以及烧结终点滞后等。

步骤S1062、根据所述偏差百分比确定所述实际功率与所述期望功率的偏差级别。

其中，偏差百分可以划分为多个范围，例如W_差％>10％，0＜W_差％<10％，-10％＜W_差％<0，W_差％<-10％。

步骤S1063、根据所述位置类别和所述偏差级别，确定频率的调节策略。

步骤S1064、根据所述调节策略对主抽风机的频率进行调节。

其中，具体的调节策略可根据位置类别和偏差级别进行设置，例如：频率减小3Hz，频率增大2Hz等。

在本实施例或本发明其他某些实施例中，位置类别、偏差级别与对应的调节策略的对应表如表1：

表1

如图7所示，在本实施例或本发明其他某些实施例中，根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率，也可以包括：

步骤S1071、根据所述超前或滞后距离确定烧结终点的位置类别。

步骤S1072、根据所述位置类别，确定备选调节策略。

步骤S1073、根据所述偏差百分比，在所述备选调节策略中选择最终调节策略。

步骤S1074、根据所述最终调节策略对主抽风机的频率进行调节。

该调节主抽风机变频器的频率的方法与图6方法的不同之处在于，首先确定烧结终点的位置类别，根据所述位置类别，确定备选调节策略。确定了烧结终点的位置类别即确定了备选调节策略是频率增大还是频率减小，再根据偏差百分比，确定调节的幅度，与图6根据位置类别和偏差级别确定频率的调节策略相比，步骤更为简便，对主抽风机变频器的调节更加具有针对性，调节效率更高。

图8是本发明烧结系统主抽风机控制方法第二实施例的流程图，在该第二实施例中，根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度包括：

步骤S1021、根据

E＝S·h·V_台·ρ

计算当前烧结周期的烧结物料量计算值E，其中，S是烧结台车的宽度，h是料层厚度，V_台是烧结台车速度，ρ是烧结物料密度。

步骤S1022、获取当前烧结周期的烧结物料量检测值。

步骤S1023、计算所述烧结物料量检测值与所述烧结物料量计算值的物料量差值。

步骤S1024、判断所述物料量差值是否小于预设物料量阈值。

步骤S1025、如果所述物料量差值小于预设物料量阈值，计算所述烧结物料量检测值与所述烧结物料量计算值的平均值。

步骤S1026、根据

计算料层的垂直烧结速度V_⊥，其中，E_平均是烧结物料量检测值与烧结物料量计算值的平均值，S是烧结台车的宽度，L是烧结台车的长度，ρ是烧结物料密度。其中，烧结台车的宽度，烧结台车的长度，烧结物料密度均为已知值。如果所述物料量差值大于或等于预设物料量阈值，可再次重复步骤S1022至步骤S1024的步骤。其余步骤均与第一实施例相同，此处不再赘述。

本发明烧结系统主抽风机控制方法第二实施例，通过计算的方法得到一个烧结物料量计算值，再根据检测的方法直接检测出一个烧结物料量的检测值，烧结物料量的检测方法可以采用现有技术实现，在烧结物料量的检测值和烧结物料量计算值的差值小于预设物料量阈值的时候，即烧结物料量的检测值和烧结物料量计算值较为接近时，根据二者的平均值，计算料层的垂直烧结速度，相比于直接根据料层的厚度计算垂直烧结速度，降低了由于检测到的料层厚度的误差，导致垂直烧结速度的计算出现较大误差的问题，提升计算的精度。

图9是本发明烧结系统主抽风机控制方法第三实施例的流程图，根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比，包括：

步骤S1041、根据

计算主抽风机的预测功率W₁，其中，h₀是料层厚度的预设参考值，h是料层厚度，W₀是与料层厚度的预设参考值h₀对应的主抽风机功率的预设参考值。

步骤S1042、计算所述期望功率与所述预测功率的功率差值。

步骤S1043、判断所述功率差值是否小于预设功率阈值。

步骤S1044、如果所述功率差值小于预设功率阈值，根据

计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比W_差％，其中，W是主抽风机的实际功率，W_期望是主抽风机的期望功率。如果所述功率差值大于或等于预设功率阈值，则可以选取另一组料层厚度的预设参考值，以及对应的主抽风机功率的预设参考值，再次重复步骤S1041至步骤S1043的步骤。其余步骤均与第一实施例相同，此处不再赘述。

本发明烧结系统主抽风机控制方法第三实施例，根据料层厚度的预设参考值，以及对应的主抽风机功率的预设参考值，得到一个预测功率，然后将该预测功率与期望功率比较，再二者的差值小于预设功率阈值的情况下，利用实际功率与期望功率计算偏差百分比，与直接利用实际功率与期望功率计算偏差百分比相比，得到的结果更为精确。

图10是根据本发明一示例性实施例示出的烧结系统主抽风机控制装置的结构示意图，

所述装置包括：

获取单元101，用于获取烧结台车当前烧结周期的料层厚度和烧结终点。

速度计算单元102，用于根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度。

功率计算单元103，用于根据所述垂直烧结速度，以及垂直烧结速度与主抽风机功率之间的关系，计算主抽风机的期望功率。

偏差计算单元104，用于根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比。

确定单元105，用于确定所述烧结终点相对于理想烧结终点的超前或滞后距离。

调节单元106，用于根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率。

在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述速度计算单元102用于：

根据

计算料层的垂直烧结速度V_⊥，其中，h是料层厚度，L是烧结台车的长度，V_台是烧结台车速度。

如图11所示，在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述速度计算单元102包括：

物料量计算子单元1021，用于根据

E＝S·h·V_台·ρ

计算当前烧结周期的烧结物料量计算值E，其中，S是烧结台车的宽度，h是料层厚度，V_台是烧结台车速度，ρ是烧结物料密度。

物料量获取子单元1022，用于获取当前烧结周期的烧结物料量检测值。

第一差值计算子单元1023，用于计算所述烧结物料量检测值与所述烧结物料量计算值的物料量差值。

第一判断子单元1024，用于判断所述物料量差值是否小于预设物料量阈值。

平均值计算子单元1025，用于如果所述物料量差值小于预设物料量阈值，计算所述烧结物料量检测值与所述烧结物料量计算值的平均值。

速度计算子单元1026，用于根据

计算料层的垂直烧结速度V_⊥，其中，E_平均是烧结物料量检测值与烧结物料量计算值的平均值，S是烧结台车的宽度，L是烧结台车的长度，ρ是烧结物料密度。

在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述偏差计算单元104用于：

根据

计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比W_差％，其中，W是主抽风机的实际功率，W_期望是主抽风机的期望功率。

如图12所示，在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述偏差计算单元104，包括：

预测功率计算子单元1041，用于根据

计算主抽风机的预测功率W₁，其中，h₀是料层厚度的预设参考值，h是料层厚度，W₀是与料层厚度的预设参考值h₀对应的主抽风机功率的预设参考值。

第二差值计算子单元1042，用于计算所述期望功率与所述预测功率的功率差值。

第二判断子单元1043，用于判断所述功率差值是否小于预设功率阈值。

偏差计算子单元1044，用于如果所述功率差值小于预设功率阈值，根据

计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比W_差％，其中，W是主抽风机的实际功率，W_期望是主抽风机的期望功率。

如图13所示，在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述调节单元106，包括：

第一确定单元1061，用于根据所述超前或滞后距离确定烧结终点的位置类别。

第二确定单元1062，用于根据所述偏差百分比确定所述实际功率与所述期望功率的偏差级别。

第三确定单元1063，用于根据所述位置类别和所述偏差级别，确定频率的调节策略。

调节子单元1064，用于根据所述调节策略对主抽风机的频率进行调节。

如图14所示，在本实施例或本发明其他某些实施例中，所述调节单元106，包括：

第一确定单元1061，用于根据所述超前或滞后距离确定烧结终点的位置类别。

第二确定单元1062，用于根据所述位置类别，确定备选调节策略。

选择子单元1065，用于根据所述偏差百分比，在所述备选调节策略中选择最终调节策略。

调节子单元1064，用于根据所述最终调节策略对主抽风机的频率进行调节。

具体实现中，本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本发明提供的烧结系统主抽风机控制方法的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-onlymemory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：randomaccessmemory，简称：RAM)等。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于烧结系统主抽风机控制装置实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (15)

1.一种烧结系统主抽风机控制方法，其特征在于，所述方法包括：

获取烧结台车当前烧结周期的料层厚度和烧结终点；

根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度；

根据所述垂直烧结速度，以及垂直烧结速度与主抽风机功率之间的关系，计算主抽风机的期望功率；

根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比；

确定所述烧结终点相对于理想烧结终点的超前或滞后距离；

根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度，包括：

根据

计算料层的垂直烧结速度V_⊥，其中，h是料层厚度，L是烧结台车的长度，V_台是烧结台车速度。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度，包括：

根据

E＝S·h·V_台·ρ

计算当前烧结周期的烧结物料量计算值E，其中，S是烧结台车的宽度，h是料层厚度，V_台是烧结台车速度，ρ是烧结物料密度；

获取当前烧结周期的烧结物料量检测值；

计算所述烧结物料量检测值与所述烧结物料量计算值的物料量差值；

判断所述物料量差值是否小于预设物料量阈值；

如果所述物料量差值小于预设物料量阈值，计算所述烧结物料量检测值与所述烧结物料量计算值的平均值；

根据

计算料层的垂直烧结速度V_⊥，其中，E_平均是烧结物料量检测值与烧结物料量计算值的平均值，S是烧结台车的宽度，L是烧结台车的长度，ρ是烧结物料密度。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比，包括：

根据

计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比W_差％，其中，W是主抽风机的实际功率，W_期望是主抽风机的期望功率。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比，包括：

根据

计算主抽风机的预测功率W₁，其中，h₀是料层厚度的预设参考值，h是料层厚度，W₀是与料层厚度的预设参考值h₀对应的主抽风机功率的预设参考值；

计算所述期望功率与所述预测功率的功率差值；

判断所述功率差值是否小于预设功率阈值；

如果所述功率差值小于预设功率阈值，根据

计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比W_差％，其中，W是主抽风机的实际功率，W_期望是主抽风机的期望功率。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率，包括：

根据所述超前或滞后距离确定烧结终点的位置类别；

根据所述偏差百分比确定所述实际功率与所述期望功率的偏差级别；

根据所述位置类别和所述偏差级别，确定频率的调节策略；

根据所述调节策略对主抽风机的频率进行调节。

7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率，包括：

根据所述超前或滞后距离确定烧结终点的位置类别；

根据所述位置类别，确定备选调节策略；

根据所述偏差百分比，在所述备选调节策略中选择最终调节策略；

根据所述最终调节策略对主抽风机的频率进行调节。

8.一种烧结系统主抽风机控制装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取烧结台车当前烧结周期的料层厚度和烧结终点；

速度计算单元，用于根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度；

功率计算单元，用于根据所述垂直烧结速度，以及垂直烧结速度与主抽风机功率之间的关系，计算主抽风机的期望功率；

偏差计算单元，用于根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比；

确定单元，用于确定所述烧结终点相对于理想烧结终点的超前或滞后距离；

调节单元，用于根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，调节主抽风机变频器的频率。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述速度计算单元用于：

根据

计算料层的垂直烧结速度V_⊥，其中，h是料层厚度，L是烧结台车的长度，V_台是烧结台车速度。

10.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述速度计算单元包括：

物料量计算子单元，用于根据

E＝S·h·V_台·ρ

计算当前烧结周期的烧结物料量计算值E，其中，S是烧结台车的宽度，h是料层厚度，V_台是烧结台车速度，ρ是烧结物料密度；

物料量获取子单元，用于获取当前烧结周期的烧结物料量检测值；

第一差值计算子单元，用于计算所述烧结物料量检测值与所述烧结物料量计算值的物料量差值；

第一判断子单元，用于判断所述物料量差值是否小于预设物料量阈值；

平均值计算子单元，用于如果所述物料量差值小于预设物料量阈值，计算所述烧结物料量检测值与所述烧结物料量计算值的平均值；

速度计算子单元，用于根据

计算料层的垂直烧结速度V_⊥，其中，E_平均是烧结物料量检测值与烧结物料量计算值的平均值，S是烧结台车的宽度，L是烧结台车的长度，ρ是烧结物料密度。

11.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述偏差计算单元用于：

根据

计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比W_差％，其中，W是主抽风机的实际功率，W_期望是主抽风机的期望功率。

12.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述偏差计算单元，包括：

预测功率计算子单元，用于根据

计算主抽风机的预测功率W₁，其中，h₀是料层厚度的预设参考值，h是料层厚度，W₀是与料层厚度的预设参考值h₀对应的主抽风机功率的预设参考值；

第二差值计算子单元，用于计算所述期望功率与所述预测功率的功率差值；

第二判断子单元，用于判断所述功率差值是否小于预设功率阈值；

偏差计算子单元，用于如果所述功率差值小于预设功率阈值，根据

计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比W_差％，其中，W是主抽风机的实际功率，W_期望是主抽风机的期望功率。

13.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调节单元，包括：

第一确定单元，用于根据所述超前或滞后距离确定烧结终点的位置类别；

第二确定单元，用于根据所述偏差百分比确定所述实际功率与所述期望功率的偏差级别；

第三确定单元，用于根据所述位置类别和所述偏差级别，确定频率的调节策略；

调节子单元，用于根据所述调节策略对主抽风机的频率进行调节。

14.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述调节单元，包括：

第一确定单元，用于根据所述超前或滞后距离确定烧结终点的位置类别；

第二确定单元，用于根据所述位置类别，确定备选调节策略；

选择子单元，用于根据所述偏差百分比，在所述备选调节策略中选择最终调节策略；

调节子单元，用于根据所述最终调节策略对主抽风机的频率进行调节。

15.一种烧结系统主抽风机控制系统，其特征在于，所述系统包括：

检测组件、变频驱动子系统和控制器，所述检测组件包括：料层厚度检测装置和烧结终点检测装置，所述料层厚度检测装置和所述烧结终点检测装置设置于烧结系统的烧结台车上；

所述控制器包括：

获取单元，用于借助所述料层厚度检测装置，获取烧结台车当前烧结周期的料层厚度，借助所述烧结终点检测装置，获取烧结台车当前烧结周期的烧结终点；

速度计算单元，用于根据所述料层厚度，以及料层厚度与垂直烧结速度之间的关系，计算料层的垂直烧结速度；

功率计算单元，用于根据所述垂直烧结速度，以及垂直烧结速度与主抽风机功率之间的关系，计算主抽风机的期望功率；

偏差计算单元，用于根据所述期望功率，以及主抽风机的实际功率，计算所述实际功率与所述期望功率的偏差百分比；

确定单元，用于确定所述烧结终点相对于理想烧结终点的超前或滞后距离；

调节单元，用于根据所述超前或滞后距离和所述偏差百分比，以及预设的调节规则，指令所述变频驱动子系统调节主抽风机变频器的频率。