CN111118249B - 一种转炉倾动设备运行转矩同步的检测方法与检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种转炉倾动设备运行转矩同步的检测方法，包括：获取倾动设备的运行参数，包括主变频器的给定转矩和N台从电机各自的输出转矩；依次判断给定转矩与每一台电机的输出转矩之间的第一差值的绝对值是否全部小于等于给定转矩的7％，以及判断任意两台从电机之间的输出转矩的第二差值的绝对值是否全部小于等于给定转矩的4％；若否，输出表征转矩同步性良好的第一否定结果或第二否定结果；当检测到至少一个否定结果时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息。通过上述方案，能够及时预警主从电机的转矩同步问题，降低了传动设备损坏的几率，提高了服役寿命。

Description

一种转炉倾动设备运行转矩同步的检测方法与检测系统

技术领域

本申请涉及钢铁冶炼设备技术领域，尤其涉及一种转炉倾动设备运行转矩同步的检测方法与检测系统。

背景技术

炼钢转炉通常是由四台一样的交流异步调频电机共同咬合在一台齿轮箱上以驱动转炉倾动，完成转炉兑铁水、出钢、加料、维修等工艺操作。每台电机分别由一样的AFE变频器控制，四台AFE变频器采用转矩主从控制，一台变频器作为主变频器，其它三台变频器作为从变频器。从电机的转矩跟随主电机的转矩，通过各自变频器的比例积分PI值进行动态调整转矩跟随。这种多电机的主从控制可以减少转炉的转动惯量，提高转炉倾动过程中的稳定性，但需要保证多台电机之间的转矩同步和力矩均衡。

所有的变频器在转炉刚投产运行时都要调整一个初始的PI值，以满足现场当时的电机动态控制或静态控制。但经过2至5年的服役磨损，设备间隙、负载等将不可避免的产生变化，前期调整的PI值已经不能满足四台电机转矩同步的要求，那么四台电机驱动转矩同步性的下降必然会增大设备负载对机械传动系统的冲击，从而降低设备使用寿命，甚至造成减速机齿轮损坏或电机驱动端轴损坏，造成事故停机。此时应当根据电机的转矩同步情况，对PI值进行调整。但对于转炉倾动设备来说，目前控制系统中并无专用的转矩同步检测模块，通常是依靠现场作业人员根据控制系统实时反馈的电机参数，人为的判断当前电机的转矩同步性控制情况，从而决定是否对变频器的PI值进行调整。现有的监控方法的问题是没有形成定量标准去检测当前倾动电机的转矩同步控制情况，不同的现场作业人员存在不同的判断标准，且具有不同的判断水平；并且，由于电机参数是实时记录的，对转矩同步的人为监控无法保证实时关注，及时记录，因此不能第一时间监控到倾动电机的转矩同步性下降到影响设备使用的情况，从而加快了设备的损坏。因此，亟需形成一种自动、定量、实时的检测倾动电机转矩同步性的检测方法，以及时预警倾动电机的转矩同步控制，减少设备的损耗，提高设备的服役寿命。

发明内容

本发明提供了一种转炉倾动电机运行转矩同步的检测方法与检测系统，以解决或者部分解决现有的人工判断倾动电机的转矩同步的标准不统一，监控不实时，不能及时预警转矩同步性变差的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种转炉的倾动设备运行转矩同步的检测方法，其特征在于，转炉倾动设备包括一台主变频器与N台从变频器，主变频器连接主电机，N台从变频器分别连接一台从电机，N≥2且为正整数，检测方法包括：

获取倾动设备的运行参数，运行参数包括主变频器的给定转矩和N台从电机各自的输出转矩；

判断运行参数是否满足预设条件，获得判断结果，具体包括：

依次判断给定转矩与每一台从变频器的输出转矩之间的第一差值的绝对值是否全部小于等于给定转矩的7％；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第一肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第一否定结果；

依次判断任意两台从变频器之间的输出转矩的第二差值的绝对值是否全部小于等于给定转矩的4％；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第二肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第二否定结果；

当检测到至少一种否定结果时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息。

进一步的，运行参数还包括：

主电机和N台从电机各自的电机转速反馈值；

判断运行参数是否满足预设条件，获得判断结果，具体包括：

在转炉倾动时，判断第三差值的绝对值大于35转/分钟的次数是否超过3次，第三差值是在预设时间间隔里，任意两台电机之间的电机转速反馈值的实时差值；

若是，获得用于表征转矩同步性良好的第三否定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第三肯定结果。

可选的，预设时间间隔为30秒～60秒。

如前述的技术方案，判断运行参数是否满足预设条件，获得判断结果，具体包括：

当主变频器的给定转矩变为0，且从电机的电机转速反馈值随之变为0时，延迟2～3秒后检测从电机的输出转矩是否为0；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第四肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第四否定结果。

如前述的技术方案，当检测到至少一种否定结果时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息，具体包括：

若检测到一种否定结果时，生成表征转矩一致性需关注的提示信息；

若检测到两种否定结果时，生成表征转矩一致性稍差的提示信息；

若检测到三种否定结果时，生成表征转矩一致性较差的提示信息；

若检测到四种否定结果时，生成表征转矩一致性需要调整的提示信息。

如前述的技术方案，当检测到至少一种否定结果时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息，具体包括：

若检测到第一否定结果、第二否定结果、第三否定结果中的至少一种时，生成表征倾动电机的动态跟随性需要关注和/或调整的提示信息；

若检测到第四否定结果，生成表征倾动电机的静态稳定性需要关注和/或调整的提示信息。

本发明还提供了一种转炉倾动电机运行转矩同步的检测系统，其特征在于，转炉倾动设备包括一台主变频器与N台从变频器，主变频器连接主电机，N台从变频器分别连接一台从电机，N≥2且为正整数，检测系统包括：

获取模块，用于获取倾动电机的运行参数，运行参数包括主电机的给定转矩和N台从电机各自的输出转矩；

判断模块，用于判断运行参数是否满足预设条件，获得判断结果，具体包括：

依次判断给定转矩与每一台从变频器的输出转矩之间的第一差值的绝对值是否全部小于等于给定转矩的7％；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第一肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第一否定结果；

依次判断任意两台从变频器之间的输出转矩的第二差值的绝对值是否全部小于等于给定转矩的4％；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第二肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第二否定结果；

生成模块，用于当检测到至少一种否定结果时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息。

本发明还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现上述技术方案中任一项检测方法的步骤。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述技术方案中任一项检测方法的步骤。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种转炉倾动电机运行转矩同步的检测方法，首先通过比较主变频器的给定转矩和从电机各自的输出转矩之间的差值绝对值是否在7％以内，以此为距判断主电机与从电机之间的转矩同步是否满足要求；另一方面，由于从电机的转矩设定值均是跟随主变频器的给定转矩，然后各个从变频器根据各自的PI值进行运算以实现对主电机的转矩跟随，由于每一套从变频器和从电机的安装精度、尺寸精度和性能均有区别，因此还要判断从电机各自的输出转矩之间的差值绝对值是否在4％以内，以确保从电机相互之间的转矩同步；当检测到上述至少一个差值的绝对值大于判断阈值时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息。通过上述的技术方案，实现了对主电机和从电机之间的转矩同步的实时、自动、定量的判断，以第一时间对倾动电机之间的同步性变化进行预警，能够有效的降低了因为转矩不同步产生电气、机械传动设备损坏的几率，保证转矩同步一直保持高一致性，减少了设备的维护，提高了设备的服役寿命。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的检测转炉倾动转矩同步的设备连接图；

图2示出了根据本发明一个实施例的主变频器的给定转矩实时变化曲线图；

图3示出了根据本发明一个实施例的3号变频器检测转矩同步性良好的逻辑控制框图；

图4示出了根据本发明一个实施例的3号变频器检测转矩同步性需要关注或调整的逻辑控制框图；

图5示出了根据本发明一个实施例的转炉倾动设备运行转矩同步的检测方法流程图；

图6示出了根据本发明一个实施例的转炉倾动设备运行转矩同步的检测系统框图；

附图标记说明：

1、主变频器；2,3,4、从变频器；11,21,31,41、电机；12,22,32,42、速度编码器；5、PLC；6、Wincc上位机。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

炼钢转炉旋转运行由4台完全一样的交流电机同时驱动，4台交流电机共同咬合在一台齿轮箱上驱动转炉倾动，电机的转轴需要先经齿轮箱减速，齿轮箱齿轮啮合在转炉的转轴齿轮上，从而使转炉的倾动速度可以达到比较容易控制的范围。每台电机分别由一样的AFE变频器控制，四台AFE变频器采用转矩主从控制，一台变频器作为主变频器，其它三台变频器作为从变频器。主变频器接收PLC给定的速度，接收速度编码器反馈的速度，形成速度闭环，主变频器通过检测主电机的电流与速度，形成转矩闭环，控制主电机运行。主变频器通过光纤通讯传送转矩给其它三台从变频器，从变频器接收到主变频器的转矩驱动从电机运行，形成转矩闭环，从变频器的速度跟随转矩而变化。如附图1所示，本发明中直接涉及的转炉倾动设备的核心元件如下：

变频器：四台相同的变频器分别采集四台电机实际的输出转矩、实际运行速度，通过通讯传送给PLC；主变频器1接收PLC给定速度、启动停止信号；主变频器1传送给定转矩、启停命令给其它三台从变频器(2,3,4)；从变频器(2,3,4)接收主变频器1启停命令和给定的转矩。其中，主变频器1采用速度控制，从变频器(2,3,4)以纳秒级的延时跟随主变频器1的转矩以期达到同时均匀的出力，4台变频器均投入直接转矩控制，通过光纤组成环形结构来完成变频器之间的通讯。

可编程逻辑控制器PLC(5)：PLC通过PROFIBUS-DP协议分别与主变频器和三台从变频器建立通信连接；PLC传送给定速度给主变频器，传送启动停止信号给主变频器；通过预先编译的程序，根据变频器从电机采集/反馈的数据对四台电机转矩一致性进行分析判断，并将判断结果上传到Wincc上位机。

电机(11,21,31,41)：四台电机驱动倾动负载运行，四台速度编码器分别安装于电机非驱动端固定。

速度编码器(12,22,32,42)：四台速度编码器分别传送四台电机速度给四台变频器。

Wincc上位机6：与PLC通过以太网通讯，采集PLC发送的倾动电机转矩一致性检测的信息。

总的来说，四台变频器指定一台为主变频器，主变频器与PLC建立通信连接，PLC发送启动停止命令、速度给主变频器，控制主变频器输出，主变频器控制电机运行，产生动态转矩，作为其它三台从变频器的给定转矩，其它三台从变频器通过光纤通讯接收到给定转矩，同时这三台从变频器也接收到主变频器的启停命令。通过转矩同步控制，四台电机输出转矩同步，控制倾动负载运行。由于从电机的转矩跟随主电机的转矩，因此通过各自变频器的PI值进行动态调整转矩跟随。

在转炉的倾动设备刚投入运行使用时，PI值调整后满足现场同步使用要求，但经过2至5年的使用磨损，前期的PI值可能不满足四台电机转矩同步的要求，那么四台电机驱动转矩不同步必然会造成负载对传动系统的冲击，对设备造成损坏。

为了避免上述情况的发生，如何及时发现倾动电机输出转矩同步的一致性效果至关重要。通过四台变频器分别检测四台电机的实际输出转矩，而倾动系统负载属于旋转负载，负载运行转矩处于动态实时变化，说明主变频器的给定转矩实时变化，总是处于上升或下降的变化转矩，如附图2所示，那么从电机的转矩的跟随也时刻变化。

在本申请的方案应用以前是依靠现场作业人员根据Wincc监控实时反馈的电机运行参数，人为的判断当前电机的转矩同步性控制情况，从而决定是否对变频器的PI值进行调整。但这种人为判断，不同的技术人员由于技术水平的差异，存在不同的判断标准，因此原有的监控方法实时性差，不能及时有效的预警倾动电机转矩同步变差的情况。基于此，在一个可选的实施例中，发明人提出了一种能够实时监控电机转矩同步情况的方法，具体如下：

一种转炉倾动设备运行转矩同步的检测方法，转炉倾动设备包括一台主变频器与N台从变频器，主变频器连接主电机，N台从变频器分别连接一台从电机，N≥2且为正整数，如附图3所示，具体步骤如下：

S51：获取倾动设备的运行参数，运行参数包括主变频器的给定转矩和N台从电机各自的输出转矩；

S52：判断运行参数否满足预设条件，给出表征转矩同步性良好的肯定结果或否定结果，具体包括：

依次判断给定转矩与每一台从变频器的输出转矩之间的第一差值的绝对值是否全部小于等于给定转矩的7％；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第一肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第一否定结果；

依次判断任意两台从变频器之间的输出转矩的第二差值的绝对值是否全部小于等于给定转矩的4％；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第二肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第二否定结果；

S53：当检测到至少一种否定结果时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息。

值得一提的是，主从变频器的选择并不是固定的，在对变频器的相应参数设置完成后，变频器主从的选择可以根据计算机的指令来完成，变频器若被计算机置为主则该变频器在主机宏下工作，若被置为从则在从机宏下工作，主从之间的通讯则由变频器通过光纤环网自行完成，计算机只负责对主机的控制。据此可以灵活调整电机配置，以在主变频器或主电机出现故障时，依然能够设置其他的变频器和电机进行代替。因此，上述方案不仅可以应用在一主三从的转炉倾动电机系统，也可以应用在一主N从的转炉倾动电机系统。

在上述方案中的倾动设备的运行参数，是通过变频器采集的实际运行参数，包括主变频器的给定转矩值，监控从电机运行获得的输出转矩反馈值，以及四台电机的速度反馈值等。这些数据通过数据通信传送给PLC，由PLC完成对运行参数是否满足预设条件的判断。根据实际需要，PLC既可以对实时采集的运行参数进行判断，也可以根据一定的时间间隔，采集运行参数进行判断，在此不做具体限定。

在本实施例中，通过采集主变频器的给定转矩和各个从电机的输出转矩，通过PLC编程进行两方面的判断，首先是判断主电机与N个从电机之间的转矩一致性或同步性，大概流程如下：

根据实时获取的给定转矩与每个从电机的输出转矩，分别计算给定转矩与每一台从电机的输出转矩之间的差值的绝对值，即主电机的给定转矩要与每一台从电机的输出转矩进行判断；本实施例中的判断条件设置为差值的绝对值在给定转矩的7％以内(此判断阈值是结合大量的现场设备运行状况统计分析得到的，将偏差控制在这个范围内能够使现场设备的振动和噪音处于合理水平)，若所有计算得到的差值绝对值均在这个范围之内，表明当前情况下，主电机和所有从电机之间的转矩同步性是可接受的，PLC将根据判断结果确定一个表征主从电机之间的转矩同步性良好的肯定结果，该肯定结果可以是一种布尔量信号，也可以是其他类型的判断信息，在此不做具体限定；如果判断发现存在一个以上的差值绝对值超过了给定转矩的7％，说明当前主电机和对应的从电机之间的转矩差大于或小于7％，此时PLC将根据判断结果确定一个表征主从电机之间的转矩同步性良好的否定结果。如果需要进一步提高转矩同步的敏感度，也可以将判断条件设置为差值的绝对值在给定转矩的5％，或4％以内。

上述的判断是针对主电机和从电机之间的转矩偏差是否在预设范围以内，而发明人发现，为了保证整个电机系统的输出转矩的一致性，控制任意两台从电机之间的转矩偏差不超过预设范围也非常重要，各个从电机对应的从变频器根据从主变频器处接收到的给定转矩，根据各自的PI值进行相应的计算，以实现对主电机的转矩跟随。即使从变频器相同，参数设置相同，对应的从电机也完全相同，但由于变频器加工精度、安装精度的差异和电机性能差异往往会造成相同的变频器及其参数设置不能得到同步的电机出力，因此不同的从变频器之间可能也存在较大的转矩偏差，例如，一个从变频器的输出转矩超出给定转矩的6％，而另一个低于给定转矩的6％，造成两个电机之间的输出转矩差距超过了12％，这显然是不利于转炉倾动设备的同步控制。因此，任意两台从电机之间的输出转矩偏差的控制要严于主从电机之间的转矩偏差；在本实施例中，需要依次计算N台从电机之间的所有两两组合的输出转矩偏差。通过研究确定，任意两个从电机之间的输出转矩偏差的绝对值不应超过给定转矩的4％，优选可以是3％，2.5％。如此，可以及时监控从电机之间的转矩同步，和前述主从电机的判断条件结合起来，最大化的保证所有电机之间的转矩一致性。

在完成对运行参数的判断后，根据具体的判断结果，向Wincc上位机输出对应的提示信息。在本实施例中，在没有判断出任何一种否定结果，即所有从电机的输出转矩与给定转矩之间的偏差绝对值不大于给定转矩的7％，且从电机之间的输出转矩的偏差绝对值不大于给定转矩的4％，PLC将会发送表征主从电机的转矩同步性控制良好的消息至Wincc上位机；若检测到任何一种否定结果，PLC将发送表征主从电机的转矩同步性需要关注，和/或对应的变频器需要调整的提示信息。

在本实施例中公开了一种转炉倾动电机运行转矩同步的检测方法，首先通过比较主变频器的给定转矩和从电机各自的输出转矩之间的差值绝对值是否在7％以内，以此为距判断主电机与从电机之间的转矩同步是否满足要求；另一方面，由于从电机的转矩设定值均是跟随主变频器的给定转矩，然后各个从变频器根据各自的PI值进行运算以实现对主电机的转矩跟随，由于每一套从变频器和从电机的安装精度、尺寸精度和性能均有区别，因此还要判断从电机各自的输出转矩之间的差值绝对值是否在4％以内，以确保从电机相互之间的转矩同步；当检测到上述至少一个差值的绝对值大于判断阈值时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息。通过上述的技术方案，实现了对主电机和从电机之间的转矩同步的实时、自动、定量的判断，以第一时间对倾动电机之间的同步性变化进行预警，能够有效的降低了因为转矩不同步产生电气、机械传动设备损坏的几率，保证转矩同步一直保持高一致性，减少了设备的维护，提高了设备的服役寿命。

前述实施例是通过监控给定转矩和输出转矩之间的关系，监控主从电机的同步性，另一方面，也可以从速度编码器反馈的电机转速反馈值这一方面去检测主从电机对转炉倾动控制的一致性，具体如下：

基于前述实施例相同的发明构思，在一个可选的实施例中，在S51步骤中获取的运行参数还包括：

主电机和N台从电机各自的电机转速反馈值；

判断运行参数是否满足预设条件，获得判断结果，具体包括：

在转炉倾动时，判断第三差值的绝对值大于35转/分钟的次数是否超过3次，第三差值是在预设时间间隔里，任意两台电机之间的电机转速反馈值的实时差值；

若是，获得用于表征转矩同步性良好的第三否定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第三肯定结果。

如前所述，电机转轴需要经过齿轮箱减速，然后转炉的转轴通过啮合齿轮箱齿轮进行倾动，现有钢厂的转炉配备的齿轮箱均具有减速功能。在经过长时间的服役运行后，齿轮箱中的齿轮由于长期磨损，导致齿轮之间的间隙增大，啮合精度下降，而此时会导致：主从电机之间的转矩变化不大，仍然在前述实施例要求的偏差范围之内，但不同的电机之间的电机转速变化会增大，从而也对转炉的倾动控制的同步性产生不利影响。因此监控电机转速的变化幅度可以判断齿轮箱中的齿轮的磨损状况，从而掌握因为齿轮箱齿轮磨损导致的电机同步性能降低的问题。

具体判断过程简述如下：在一定预设时间间隔中，PLC先选择一个变频器或电机做参照基础，然后实时计算该电机的电机转速反馈值与其余电机的电机转速反馈值的偏差，当检测到选定电机与某一个电机之间的转速偏差绝对值大于35r/min的情况在预设时间间隔内超过了3次，PLC则记录该选定电机的转矩一致性需要关注；当选定电机与其余电机对比完成后，PLC再重新选择另一个变频器或电机做参照基础，然后在按照上述的流程进行判断，直到全部电机两两之间的电机转速反馈值的判断完成。

最后，PLC可以根据最终记录情况，综合判断得出齿轮箱中具体是与哪一台电机连接的齿轮最可能存在过多的磨损，已经对主从电机对转炉倾动同步控制造成了不利影响。此时PLC向Wincc上位机发出相应的提示信息，以提醒技术人员检查齿轮箱中对应齿轮的服役情况，以确保主从电机对转炉倾动的同步一致性。可选的，预设时间间隔为30秒～60秒，优选时间间隔可以是30秒，40秒或50秒。

前述两个实施例分别从转矩和电机速度两方面监控主从电机之间的同步控制，并且是在电机的动态跟随方面去监控主从电机的运行转矩同步。同时，在主变频器给定转矩为0，从电机输出转矩随之变化为0这一静态稳定控制方面，也需要保证其转矩的同步一致性控制。

故而，基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，S52：判断运行参数否满足预设条件，获得判断结果，具体包括：

当主变频器的给定转矩变为0，且从电机的电机转速反馈值随之变为0时，延迟2～3秒后检测从电机的输出转矩是否为0；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第四肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第四否定结果。

通常来说，当主变频器的给定转矩变为0时，从电机的电机转速反馈值随之变化为0；但此刻从电机的输出转矩还没有归零，因此再延迟2～3秒，检测从电机的输出转矩是否为0。从电机的输出转矩的延迟时间可以用来评价从变频器的静态稳定同步控制是否满足需求，若超过3秒输出转矩仍未归零，说明此变频器设置的PI值对电机的静态控制能力不佳，需要进行调整。延迟时间也不能设置的太短，这是由于在一些特殊情况下，比如某一时刻转炉产生了异常载荷，导致电机输出转矩没有及时归零，但这不是由于转矩同步性控制变差所导致的问题，所以检测的延迟时间在2s以上，优选时间可以是2s或2.5s。

在本实施例中，对N台从电机的输出转矩是否为0的检测是独立进行的，当检测到任何一台电机的输出转矩在超过预设的延迟时间后仍未归零，PLC给出表征转矩同步性良好的否定结果。

基于前述实施例相同的发明构思，在一个可选的实施例中，S53：当检测到至少一种否定结果时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息，具体包括：

若检测到一种否定结果时，生成表征转矩一致性需关注的提示信息；

若检测到两种否定结果时，生成表征转矩一致性稍差的提示信息；

若检测到三种否定结果时，生成表征转矩一致性较差的提示信息；

若检测到四种否定结果时，生成表征转矩一致性需要调整的提示信息。

又或者，在另一个可选的实施例中，S53的步骤还可以是：

若检测到第一否定结果、第二否定结果、第三否定结果中的至少一种时，生成表征倾动电机的动态跟随性需要关注和/或调整的提示信息；

若检测到第四否定结果，生成表征倾动电机的静态稳定性需要关注和/或调整的提示信息。

上述提醒信息中还可以包括具体的不满足判断条件的电机信息或变频器信息，以更加直观的提醒作业人员是否对相应的设备进行调整，例如，若检测到主变频器的给定转矩与3号电机反馈的输出转矩的差值绝对值超过给定转矩的7％，提示信息为：3号从电机与主电机的转矩跟随一致性需要关注。

为了简洁、清晰的说明本发明中的检测判断逻辑，在一个可选的实施例中，以3号电机和3号变频器为主体，论述上述实施例的具体实施原理，其中1号变频器为主变频器，2、3、4为从变频器，具体如下：

1、电机运行转矩同步性控制良好的判断过程如下：

(1)1号变频器的给定转矩与3号变频器的反馈转矩的差值绝对值为5％，小于等于7％；这里的3号变频器的反馈转矩来源于从3号电机采集到的输出转矩；

(2)3号变频器的反馈转矩与2号、4号变频器的反馈转矩的差值绝对值分别为2％和3％，均小于等于4％；

(3)转炉开始倾动时，预设间隔时间设为30秒，即每30s内检测3号变频器分别与1号变频器、2号变频器和4号变频器之间的电机转速反馈值的差值的绝对值大于35r/min的次数均小于3次；

(4)在1号变频器给定转矩为0，3号变频器反馈电机转速为0时，延迟2s检测3号变频器的反馈转矩，此时反馈转矩为0。

上述(1)～(4)为“且”关系，由于全部判断结果均是表征转矩同步性良好的肯定结果，因此PLC生成并向Wincc上位机输出：“3号电机输出转矩跟随效果良好”，整个检测判断逻辑控制框图如附图4所示。

2、电机运行转矩同步性控制需要关注/调整的判断过程如下：

(1)1号变频器的给定转矩与3号变频器的反馈转矩的差值绝对值为8％，超过了7％；

(2)3号变频器的反馈转矩与2号变频器的反馈转矩的差值绝对值超过了4％，或者3号变频器的反馈转矩与4号变频器的反馈转矩的差值绝对值超过了4％；

(3)转炉开始倾动时，预设间隔时间设为30秒，检测到3号变频器与1号变频器之间的电机转速反馈值的差值的绝对值大于35r/min的次数超过了3次，或者3号变频器与2号变频器之间的电机转速反馈值的差值的绝对值大于35r/min的次数超过了3次，或者3号变频器与4号变频器之间的电机转速反馈值的差值的绝对值大于35r/min的次数超过了3次；

(4)在1号变频器给定转矩为0，3号变频器反馈电机转速为0时，延迟2s检测3号变频器的反馈转矩，此时反馈转矩不为0。

上述(1)～(4)并不限定于全部满足，而是“或”的关系，根据实际的(1)～(4)检测到的表征转矩同步性良好的否定结果的分布情况，PLC生成并向Wincc上位机输出不同的提醒信息，具体逻辑控制框图如附图5所示。

基于前述实施例相同的发明构思，在一个可选的实施例中，提供了一种转炉倾动电机运行转矩同步的检测系统，其特征在于，转炉倾动设备包括一台主变频器与N台从变频器，主变频器连接主电机，N台从变频器分别连接一台从电机，N≥2且为正整数，检测系统包括：

获取模块，用于获取倾动电机的运行参数，运行参数包括主电机的给定转矩和N台从电机各自的输出转矩；

判断模块，用于判断运行参数是否满足预设条件，获得判断结果，具体包括：

依次判断给定转矩与每一台从变频器的输出转矩之间的第一差值的绝对值是否全部小于等于给定转矩的7％；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第一肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第一否定结果；

依次判断任意两台从变频器之间的输出转矩的第二差值的绝对值是否全部小于等于给定转矩的4％；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第二肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第二否定结果；

生成模块，用于当检测到至少一种否定结果时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，提供了一种转炉，包括Wincc上位机6、可编程逻辑控制器PLC5、一台主变频器1、三台从变频器(2,3,4)和四台电机(11,21,31,41)，每台电机上安装有速度编码器(12,22,32,42)；

主变频器1和三台从变频器(2,3,4)分别与一台电机和所述电机对应的速度编码器建立通信连接；主变频器1和三台从变频器(2,3,4)之间通过光纤建立通信连接；可编程逻辑控制器PLC5通过PROFIBUS-DP协议分别与主变频器1和三台从变频器(2,3,4)建立通信连接；Wincc上位机6与可编程逻辑控制器PLC5通过以太网建立通信连接；

可编程逻辑控制器PLC5用于实现前述实施例中任一种检测方法的步骤。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现前述实施例中任一种检测方法的步骤。

基于前述实施例相同的发明构思，在又一个可选的实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述实施例中任一种检测方法的步骤。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种转炉倾动电机运行转矩同步的检测方法，首先通过比较主变频器的给定转矩和从电机各自的输出转矩之间的差值绝对值是否在7％以内，以此为距判断主电机与从电机之间的转矩同步是否满足要求；另一方面，由于从电机的转矩设定值均是跟随主变频器的给定转矩，然后各个从变频器根据各自的PI值进行运算以实现对主电机的转矩跟随，由于每一套从变频器和从电机的安装精度、尺寸精度和性能均有区别，因此还要判断从电机各自的输出转矩之间的差值绝对值是否在4％以内，以确保从电机相互之间的转矩同步；当检测到上述至少一个差值的绝对值大于判断阈值时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息。通过上述的技术方案，实现了对主电机和从电机之间的转矩同步的实时、自动、定量的判断，以第一时间对倾动电机之间的同步性变化进行预警，能够有效的降低了因为转矩不同步产生电气、机械传动设备损坏的几率，保证转矩同步一直保持高一致性，减少了设备的维护，提高了设备的服役寿命。

进一步的，通过判断在预设时间间隔里N+1个电机转速反馈值的两两之间的第三差值的绝对值大于35转/分钟的次数是否超过三次，以判断对应的电机连接的齿轮箱齿轮是否因为过度磨损而影响转炉倾动的同步一致性，从而进一步保证了倾动电机之间的转矩同步一致性。

进一步的，通过主变频器的给定转矩变为0时，从电机的电机转速反馈值随之变化为0时，延迟2～3秒检测从电机的输出转矩是否为0，通过该技术手段可以判断当前变频器的PI设定值是否满足电机倾动的静态稳定性，与前述方案结合起来，从倾动电机的动态跟随和静态稳定两方面共同保证了转矩同步一致性。

综合上述的判断手段，根据预设的控制逻辑和实时的判断结果，向技术人员输出对应的提醒信息，从而能够第一时间监控到电机转矩同步的异常情况，以及时调整设备参数，减少设备磨损，提高设备服役寿命。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种转炉的倾动设备运行转矩同步的检测方法，其特征在于，所述转炉倾动设备包括一台主变频器与N台从变频器，所述主变频器连接主电机，所述N台从变频器分别连接一台从电机，N≥2且为正整数；所述主变频器与所述N台从变频器通过光纤进行通讯；所述检测方法包括：

获取所述倾动设备的运行参数，所述运行参数包括主变频器的给定转矩和N台从电机各自的输出转矩；

判断所述运行参数是否满足预设条件，获得判断结果，具体包括：

依次判断所述给定转矩与每一台从变频器的输出转矩之间的第一差值的绝对值是否全部小于等于所述给定转矩的7％；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第一肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第一否定结果；

依次判断任意两台从变频器之间的输出转矩的第二差值的绝对值是否全部小于等于所述给定转矩的4％；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第二肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第二否定结果；

当检测到至少一种否定结果时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息。

2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述运行参数还包括：

所述主电机和所述N台从电机各自的电机转速反馈值；

所述判断所述运行参数是否满足预设条件，获得判断结果，具体包括：

在转炉倾动时，判断第三差值的绝对值大于35转/分钟的次数是否超过3次，所述第三差值是在预设时间间隔里，任意两台电机之间的电机转速反馈值的实时差值；

若是，获得用于表征转矩同步性良好的第三否定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第三肯定结果。

3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述预设时间间隔为30秒～60秒。

4.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述判断所述运行参数是否满足预设条件，获得判断结果，具体包括：

当所述主变频器的所述给定转矩变为0，且从电机的所述电机转速反馈值随之变为0时，延迟2～3秒后检测所述从电机的输出转矩是否为0；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第四肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第四否定结果。

5.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述当检测到至少一种否定结果时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息，具体包括：

若检测到一种否定结果时，生成表征转矩一致性需关注的提示信息；

若检测到两种否定结果时，生成表征转矩一致性稍差的提示信息；

若检测到三种否定结果时，生成表征转矩一致性较差的提示信息；

若检测到四种否定结果时，生成表征转矩一致性需要调整的提示信息。

6.如权利要求4所述的检测方法，其特征在于，所述当检测到至少一种否定结果时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息，具体包括：

若检测到第一否定结果、第二否定结果、第三否定结果中的至少一种时，生成表征所述倾动电机的动态跟随性需要关注和/或调整的提示信息；

若检测到第四否定结果，生成表征所述倾动电机的静态稳定性需要关注和/或调整的提示信息。

7.一种转炉倾动电机运行转矩同步的检测系统，其特征在于，所述转炉倾动设备包括一台主变频器与N台从变频器，所述主变频器连接主电机，所述N台从变频器分别连接一台从电机，N≥2且为正整数；所述主变频器与所述N台从变频器通过光纤进行通讯；所述检测系统包括：

获取模块，用于获取所述倾动电机的运行参数，所述运行参数包括主电机的给定转矩和所述N台从电机各自的输出转矩；

判断模块，用于判断所述运行参数是否满足预设条件，获得判断结果，具体包括：

依次判断所述给定转矩与每一台从变频器的输出转矩之间的第一差值的绝对值是否全部小于等于所述给定转矩的7％；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第一肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第一否定结果；

依次判断任意两台从变频器之间的输出转矩的第二差值的绝对值是否全部小于等于所述给定转矩的4％；若是，获得用于表征转矩同步性良好的第二肯定结果；若否，获得用于表征转矩同步性良好的第二否定结果；

生成模块，用于当检测到至少一种否定结果时，生成用于表征所有电机之间的转矩同步相关的提示信息。

8.一种转炉，其特征在于，包括Wincc上位机、可编程逻辑控制器PLC、一台主变频器、三台从变频器和四台电机，每台电机上安装有速度编码器；

所述主变频器和三台所述从变频器分别与一台电机和所述电机上的速度编码器建立通信连接；所述主变频器和三台所述从变频器之间通过光纤建立通信连接；所述可编程逻辑控制器PLC通过PROFIBUS-DP协议分别与所述主变频器和三台所述从变频器建立通信连接；所述Wincc上位机与所述可编程逻辑控制器PLC通过以太网建立通信连接；

所述可编程逻辑控制器PLC用于实现权利要求1-6中任一项所述检测方法的步骤。

9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-6中任一项所述检测方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述检测方法的步骤。

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