CN110032221A - 一种电极升降液压控制参数的自整定方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电极升降液压控制参数的自整定方法及系统，该方法包括：获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线；根据所述升降速度曲线，计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数；根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节。本发明提供的技术方案，能够实现石墨电极升降时自动获取液压系统的控制参数及根据所述控制参数对液压升降系统的运行速度进行自动调节。整个过程不需要停产几个小时，人员也不用去高温区域。这样可以经常更正系统控制参数，使系统始终运行在最佳工作状态，能够降低电能消耗及石墨电极消耗，减少机械冲击等。

Description

一种电极升降液压控制参数的自整定方法及系统
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种电极升降液压控制参数的自整定方法及系统。
背景技术
电弧炉、精炼炉电极升降控制系统，其控制模型及控制精度，对提高冶炼效率，降低电能及石墨电极消耗，起着至关重要的作用。
电极升降控制系统需面对A、B、C(或1、2、3)相三根石墨电极的液压升降系统，然而，由于三相液压系统的特性差别，导致三相电极升降特性曲线不尽相同。比如液压阀的死区问题，且三相液压阀死区也不尽相同。三相升降速率也不尽相同，比如，同样3V上升，或者同样3V下降，其速度各不相同。且随着时间推移，各相的液压死区及运行特性曲线也会发生变化，这就给控制系统带来挑战。
针对这个情况，申请人通过人工测试，对液压系统升降速度进行测试，并测试出液压阀死区。针对不同的特性曲线，计算出控制模型中的死区补偿参数，比例系统，微分时间及积分时间。
例如：划定电极1000毫米的区域。依次给A相(1相)电极1V、2V...10V的电压，给定1V时，观察其运行1000毫米所用的时间，同理测试2V一直到10V，然后用1000毫米除以秒数，得出在不同电压下其上升速度。然后测试B相，C相。接下来给-1V、-2V...-10V，测试下降的速度。得出速度后，描绘出运行曲线，反推出液压阀的运行死区，根据运行曲线，带入公式，计算出比例系数，积分时间等等一系列参数。也就是说，如果液压系统运行速度低于模型要求，则做补偿提高其速度。如果高于模型要求，则补偿减低其速度。
但该方法需要等待石墨电极近千度的高温冷却下来，人工标记，随着时间的推移，液压系统在应用过程中特性改变，导致之前标定的参数，已经不能很好的服务于系统。此时只能培训用户，按照申请人的方法再进行测试。该测试需要停产几个小时，电极冷却后才能标定运行距离，效率低下。并且测试出运行速度后，如何计算匹配控制系统的参数，是申请人的保密技术，还需客户发送数据，申请人计算完成后再返回给客户，操作繁琐，客户体验度不高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种电极升降液压控制参数的自整定方法及系统，以解决现有技术中石墨电极升降时无法自动获取液压系统的控制参数及根据所述控制参数对液压升降系统的运行速度进行自动调节的问题。
为实现以上目的，本发明采用如下技术方案：
一种电极升降液压控制参数的自整定方法，适用于电弧炉或精炼炉中，包括：
获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线；
根据所述升降速度曲线，计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数；
根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节。
优选地，所述获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线，包括：
按预设精度，提取所述预设电压区间内的不同电压值；
获取三相石墨电极在所述不同电压值下的上升速度或者下降速度；
根据所述上升速度或者下降速度，计算所述三相石墨电极在所述预设电压区间内的升降速度曲线。
优选地，所述预设电压区间为[-10V，+10V]，所述预设精度为1V；
所述获取三相石墨电极在所述不同电压值下的上升速度或者下降速度，包括：
分别获取三相石墨电极分别在-1V、-2V、-3V、-4V、-5V、-6V、-7V、-8V、-9V、-10V下的下降速度，及+1V、+2V、+3V、+4V、+5V、+6V、+7V、+8V、+9V、+10V下的上升速度。
优选地，所述获取三相石墨电极在所述不同电压值下的上升速度或者下降速度，具体为：
对任一相石墨电极，执行以下步骤：
设置参数i、j，并将所述参数i、j初始化为i＝-1，j＝+1；
控制该相石墨电极上升到上限位置后，使其在iV的电压下下降到预设距离位置处，计算该相石墨电极在iV的电压下的下降速度；
控制该相石墨电极在jV的电压下从所述预设距离位置处上升到所述上限位置后，计算该相石墨电极在jV的电压下的上升速度；
i＝i-1，j＝j+1，重复上述步骤直至i＝-10，j＝10。
优选地，所述计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数，包括：
根据所述升降速度曲线，得到任一相石墨电极在任一电压值下的升降速度；
计算所述升降速度与标准速度之间的比值；
所述根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节，包括：
根据所述比值，对所述液压升降系统预存的标准速度进行补偿。
优选地，所述根据所述比值，对所述液压升降系统预存的标准速度进行补偿，包括：
若所述升降速度低于所述标准速度，则根据所述比值，补偿提高所述标准速度；
若所述升降速度高于所述标准速度，则根据所述比值，补偿降低所述标准速度。
优选地，通过测距传感器获取所述三相石墨电极的升降位置；
所述升降位置包括：上限位置，和，预设距离位置处。
所述测距传感器包括以下项中的至少一种：
激光测距传感器、拉绳传感器、编码器。
优选地，所述获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线之前，还包括：
判断当前电弧炉或精炼炉的工作状态是否为冶炼中，若是，获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线，否则，保持当前电弧炉或精炼炉的工作状态。
优选地，所述控制参数，至少包括：
比例系数、速度因数、死区。
另外，本发明还提出了一种电极升降液压控制参数的自整定系统，适用于电弧炉或精炼炉中，包括：
获取模块，用于获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线；
计算模块，用于根据所述升降速度曲线，计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数；
调节模块，用于根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节。
本发明采用以上技术方案，至少具备以下有益效果：
通过获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线，根据所述升降速度曲线，计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数，根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节，从而实现了石墨电极升降时自动获取液压系统的控制参数及根据所述控制参数对液压升降系统的运行速度进行自动调节。整个过程不需要停产几个小时，人员也不用去高温区域。这样可以经常更正系统控制参数，使系统始终运行在最佳工作状态，能够降低电能消耗及石墨电极消耗，减少机械冲击等。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种电极升降液压控制参数的自整定方法的流程图；
图2为本发明另一实施例提供的一种电极升降液压控制参数的自整定方法的流程图；
图3为本发明一实施例提供的一种电极升降液压控制参数的自整定系统的示意框图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
参见图1，本发明一实施例提供的一种电极升降液压控制参数的自整定方法，适用于电弧炉或精炼炉中，包括：
步骤S11、获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线；
步骤S12、根据所述升降速度曲线，计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数；
步骤S13、根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线，根据所述升降速度曲线，计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数，根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节，从而实现了石墨电极升降时自动获取液压系统的控制参数及根据所述控制参数对液压升降系统的运行速度进行自动调节。整个过程不需要停产几个小时，人员也不用去高温区域。这样可以经常更正系统控制参数，使系统始终运行在最佳工作状态，能够降低电能消耗及石墨电极消耗，减少机械冲击等。
优选地，所述获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线，包括：
按预设精度，提取所述预设电压区间内的不同电压值；
获取三相石墨电极在所述不同电压值下的上升速度或者下降速度；
根据所述上升速度或者下降速度，计算所述三相石墨电极在所述预设电压区间内的升降速度曲线。
优选地，所述预设电压区间为[-10V，+10V]，所述预设精度为1V；
所述获取三相石墨电极在所述不同电压值下的上升速度或者下降速度，包括：
分别获取三相石墨电极分别在-1V、-2V、-3V、-4V、-5V、-6V、-7V、-8V、-9V、-10V下的下降速度，及+1V、+2V、+3V、+4V、+5V、+6V、+7V、+8V、+9V、+10V下的上升速度。
优选地，所述获取三相石墨电极在所述不同电压值下的上升速度或者下降速度，具体为：
对任一相石墨电极，执行以下步骤：
设置参数i、j，并将所述参数i、j初始化为i＝-1，j＝+1；
控制该相石墨电极上升到上限位置后，使其在iV的电压下下降到预设距离位置处，计算该相石墨电极在iV的电压下的下降速度；
控制该相石墨电极在jV的电压下从所述预设距离位置处上升到所述上限位置后，计算该相石墨电极在jV的电压下的上升速度；
i＝i-1，j＝j+1，重复上述步骤直至i＝-10，j＝10。
可以理解的是，所述预设距离位置处根据用户需要进行设置，例如设置为距离上限位置1000mm位置处。
可以理解的是，系统接收到测试命令后，三相石墨电极升至上限位置处。并将测距传感器的位置信息置0。上限位置到达后，电极在-1V电压下下降并以毫秒计时。当下降到距离上限位置1000mm位置处时，记录时间为T1，由此得出-1V下降时速度为SD1＝1000/T1。然后电极再在+1V电压下从所述1000mm位置处上升到上限位置处，记录时间为T2，由此得出+1V上升时速度为SU1＝1000/T2。以此类推，依次测试出-1V～-10V电压下的下降速度SD1～SD10，以及+1～+10V下的上升速度SU1～SU10。
优选地，所述计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数，包括：
根据所述升降速度曲线，得到任一相石墨电极在任一电压值下的升降速度；
计算所述升降速度与标准速度之间的比值；
所述根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节，包括：
根据所述比值，对所述液压升降系统预存的标准速度进行补偿。
例如，假设测试出-1V、-2V、-3V、-4V、-5V、-6V、-7V、-8V、-9V、-10V下的下降速度分别为SD1～SD10，以及+1V、+2V、+3V、+4V、+5V、+6V、+7V、+8V、+9V、+10V下的上升速度分别为SU1～SU10。
当系统计算出SD1～SD10以及SU1～SU10，得出mm/s的运行速度后，将此速度根据冶炼曲线的不同进行“标定”。比如第一相石墨电极的升降速度曲线的标准速度SSD1为14mm/s，而测试速度SD1为7mm/s，则根据比值F＝SD1/SSD1＝0.5对标准速度SSD1进行补偿。
优选地，所述根据所述比值，对所述液压升降系统预存的标准速度进行补偿，包括：
若所述升降速度低于所述标准速度，则根据所述比值，补偿提高所述标准速度；
若所述升降速度高于所述标准速度，则根据所述比值，补偿降低所述标准速度。
优选地，通过测距传感器获取所述三相石墨电极的升降位置；
所述升降位置包括：上限位置，和，预设距离位置处。
所述测距传感器包括以下项中的至少一种：
激光测距传感器、拉绳传感器、编码器。
优选地，所述获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线之前，还包括：
判断当前电弧炉或精炼炉的工作状态是否为冶炼中，若是，获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线，否则，保持当前电弧炉或精炼炉的工作状态。
优选地，所述控制参数，至少包括：
比例系数、速度因数、死区。
参见图2，本发明一实施例提供的一种电极升降液压控制参数的自整定方法，适用于电弧炉或精炼炉中，包括：
步骤S21、判断当前电弧炉或精炼炉的工作状态是否为冶炼中，若是，跳转到步骤S22，否则，保持当前电弧炉或精炼炉的工作状态；
步骤S22、分别获取三相石墨电极分别在-1V、-2V、-3V、-4V、-5V、-6V、-7V、-8V、-9V、-10V下的下降速度，及+1V、+2V、+3V、+4V、+5V、+6V、+7V、+8V、+9V、+10V下的上升速度；
步骤S23、对任一相石墨电极，设置参数i、j，并将所述参数i、j初始化为i＝-1，j＝+1；
步骤S24、控制该相石墨电极上升到上限位置后，使其在iV的电压下下降到预设距离位置处，计算该相石墨电极在iV的电压下的下降速度；
步骤S25、控制该相石墨电极在jV的电压下从所述预设距离位置处上升到所述上限位置后，计算该相石墨电极在jV的电压下的上升速度；
步骤S26、i＝i-1，j＝j+1，重复上述步骤直至i＝-10，j＝10；
步骤S27、根据所述升降速度曲线，计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数；
步骤S28、根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线，根据所述升降速度曲线，计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数，根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节，从而实现了石墨电极升降时自动获取液压系统的控制参数及根据所述控制参数对液压升降系统的运行速度进行自动调节。整个过程不需要停产几个小时，人员也不用去高温区域。这样可以经常更正系统控制参数，使系统始终运行在最佳工作状态，能够降低电能消耗及石墨电极消耗，减少机械冲击等。
另外，参见图3，本发明还提出了一种电极升降液压控制参数的自整定系统100，适用于电弧炉或精炼炉中，包括：
获取模块101，用于获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线；
计算模块102，用于根据所述升降速度曲线，计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数；
调节模块103，用于根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节。
可以理解的是，本实施例提供的技术方案，通过获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线，根据所述升降速度曲线，计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数，根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节，从而实现了石墨电极升降时自动获取液压系统的控制参数及根据所述控制参数对液压升降系统的运行速度进行自动调节。整个过程不需要停产几个小时，人员也不用去高温区域。这样可以经常更正系统控制参数，使系统始终运行在最佳工作状态，能够降低电能消耗及石墨电极消耗，减少机械冲击等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。

Claims (10)

1.一种电极升降液压控制参数的自整定方法，适用于电弧炉或精炼炉中，其特征在于，包括：
获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线；
根据所述升降速度曲线，计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数；
根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线，包括：
按预设精度，提取所述预设电压区间内的不同电压值；
获取三相石墨电极在所述不同电压值下的上升速度或者下降速度；
根据所述上升速度或者下降速度，计算所述三相石墨电极在所述预设电压区间内的升降速度曲线。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述预设电压区间为[-10V，+10V]，所述预设精度为1V；
所述获取三相石墨电极在所述不同电压值下的上升速度或者下降速度，包括：
分别获取三相石墨电极分别在-1V、-2V、-3V、-4V、-5V、-6V、-7V、-8V、-9V、-10V下的下降速度，及+1V、+2V、+3V、+4V、+5V、+6V、+7V、+8V、+9V、+10V下的上升速度。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述获取三相石墨电极在所述不同电压值下的上升速度或者下降速度，具体为：
对任一相石墨电极，执行以下步骤：
设置参数i、j，并将所述参数i、j初始化为i＝-1，j＝+1；
控制该相石墨电极上升到上限位置后，使其在iV的电压下下降到预设距离位置处，计算该相石墨电极在iV的电压下的下降速度；
控制该相石墨电极在jV的电压下从所述预设距离位置处上升到所述上限位置后，计算该相石墨电极在jV的电压下的上升速度；
i＝i-1，j＝j+1，重复上述步骤直至i＝-10，j＝10。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数，包括：
根据所述升降速度曲线，得到任一相石墨电极在任一电压值下的升降速度；
计算所述升降速度与标准速度之间的比值；
所述根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节，包括：
根据所述比值，对所述液压升降系统预存的标准速度进行补偿。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述比值，对所述液压升降系统预存的标准速度进行补偿，包括：
若所述升降速度低于所述标准速度，则根据所述比值，补偿提高所述标准速度；
若所述升降速度高于所述标准速度，则根据所述比值，补偿降低所述标准速度。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
通过测距传感器获取所述三相石墨电极的升降位置；
所述升降位置包括：上限位置，和，预设距离位置处。
所述测距传感器包括以下项中的至少一种：
激光测距传感器、拉绳传感器、编码器。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线之前，还包括：
判断当前电弧炉或精炼炉的工作状态是否为冶炼中，若是，获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线，否则，保持当前电弧炉或精炼炉的工作状态。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制参数，至少包括：
比例系数、速度因数、死区。
10.一种电极升降液压控制参数的自整定系统，适用于电弧炉或精炼炉中，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取三相石墨电极在预设电压区间内的升降速度曲线；
计算模块，用于根据所述升降速度曲线，计算当前电弧炉或精炼炉的液压升降系统的控制参数；
调节模块，用于根据所述控制参数，对所述液压升降系统的运行速度进行调节。
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