高爐布料中料流閥開度的閉環控制方法
【專利摘要】本發明公開了一種高爐布料過程中料流閥開度的閉環控制方法，其內容如下：根據料罐的電子秤測重，計算罐內料重，再根據本罐所要求的布料時間，計算料流速度；根據之前測得的料流速度與料流閥開度的對應關系，確定料流閥的開度，開始布料；根據一段時間內料罐內的料重減少量來計算料流的平均速度，把其作為反饋量與期望的料流速度作差得k時刻的差為e(k)；e(k)作為PID控制器的輸入，其輸出Q(k)用以調節料流閥的開度。本發明克服了傳統上根據經驗來開環調節料流閥開度以控制料流速度方法的弊端，實現料流閥開度的閉環PID控制，可精確控制料流速度，從而達到期望的料面形狀，以達到高爐的順行。
【專利說明】高爐布料中料流閥開度的閉環控制方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及高爐煉鐵的自動控制領域，更具體地說是涉及一種高爐布料中料流閥開度的閉環控制方法。
【背景技術】
[0002]高爐布料過程中，爐料通過料流閥從料罐流入溜槽，然后順溜槽滑出，散落到高爐內部形成料面。高爐料面是否合理均勻，直接影響高爐冶煉的順行狀況。然而，高爐料面的形成與布料過程中的料流速度是否為期望設定的料流速度有直接關系。實際中的料流速度是受料流閥的控制，料流閥的開度大，料流速度就大，料流閥的開度小，則料流速度也小。所以，對料流閥的精確控制，對確保尚爐的順彳丁非常關鍵。
[0003]目前，料流閥開度與料流速度的對應關系都是在開爐期間經過反復測量得到，然后根據這些數據來開環控制料流閥的開度。在實際中料流閥在確定開度狀況下，爐料濕度的變化、爐料顆粒大小的變化、爐料種類的變化以及爐內壓力的變化等諸因素都會影響料流速度。因此，在高爐布料過程中，要不斷調整料流閥的開度，以使料流速度達到期望值。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種料流閥的閉環控制方法，以控制料流速度達到理想狀
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[0005]為實現上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的:
[0006]一種高爐布料中料流閥開度的閉環控制方法，包括如下內容:
[0007]根據料罐的電子秤測重，計算罐內料重，再根據本罐所要求的布料時間，計算料流速度；
[0008]根據之前測得的料流速度與料流閥開度的對應關系，確定料流閥的開度，開始布料；
[0009]根據一段時間內料罐內的料重減少量來計算料流的平均速度，把其作為反饋量與期望的料流速度作差得k時刻的差為e(k) ;e(k)作為PID控制器的輸入，其輸出Q(k)用以調節料流閥的開度。
[0010]本發明所述技術方案可達到料流閥的閉環控制，可精確控制料流速度。而且，計算料流平均速度的時間間隔可根據實際情況來選擇。如果時間間隔太短，那么計算出的料流平均速度可能意義不大，因為在料流閥開度不變的情況下，由于其他不穩定因素，料流的瞬時速度本身就不固定，所以如果以短時間的料流平均速度作為反饋來調節料流閥開度，反而達不到好的效果。但是，計算料流平均速度的時間間隔也不能太長，因為時間間隔太長，則每次反饋的時間間隔也就太長，那么最后達到期望的料流速度的整個調整時間就會太長。所以，計算實際的料流平均速度的時間間隔要選擇合適。
[0011]由于采用上述技術方案，本發明提供的一種高爐布料中料流閥開度的閉環控制方法與現有技術相比，本發明具有這樣的有益效果:
[0012]本發明克服了傳統上根據經驗來開環調節料流閥開度以控制料流速度方法的弊端，實現料流閥開度的閉環PID控制，可精確控制料流速度，從而達到期望的料面形狀，以達到高爐的順行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本發明的控制原理圖；
[0014]圖2是本發明的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖與【具體實施方式】對本發明作進一步詳細描述:
[0016]本發明一種高爐布料中料流閥開度的閉環控制方法控制原理如圖1所示。在布料過程的一段時間內計算出實際料流速度Vs (k)，實際料流速度Vs (k)作為反饋與期望料流速度Vq (k)作差的e(k)，e(k)作為PID控制器的輸入，將PID控制器的輸出Q(k)作為料流閥的輸入用以調節料流閥的開度，從而改變實際料流速度Vs (k)。
[0017]本發明一種高爐布料中料流閥開度的閉環控制方法的流程圖如圖2所示:其內容包括如下步驟:
[0018]步驟S1:滿足布料條件，準備布料；
[0019]步驟S2:稱量料重，根據料罐的電子秤來稱量料罐中料的重量；
[0020]步驟S3:根據步驟S2中得到的料重和期望的布料時間計算期望的料流速度；溜槽旋轉一周的時間是固定的，一般為7.5秒，溜槽的旋轉圈數確定，則由此能夠知道布料時間；
[0021]步驟S4:根據經驗值設置料流閥開度；料流閥的開度與料流速度的對應關系在開爐期間能夠通過專業儀器測量得到；
[0022]步驟S5:開始布料，使料罐中的料通過料流閥掉入旋轉的溜槽，最后落入高爐內；
[0023]步驟S6:相隔一段時間，計算這段時間內料罐中料的重量減少量；
[0024]步驟S7:根據步驟S6得到的料的減少量與相隔時間段相除，計算得到這段時間間隔的實際平均料流速度；
[0025]步驟S8:以步驟S7中得到的實際平均料流速度作為反饋與期望料流速度作差得e(k)；
[0026]步驟S9:從步驟S8中得到的e (k)作為PID控制器的輸入，經PID控制器得到的輸出Q(k)用以調節料流閥開度；
[0027]步驟SlO:返回到步驟S6，重復步驟S6到步驟SlO過程，直到布料結束。
【權利要求】
1.一種高爐布料中料流閥開度的閉環控制方法，其特征在于該方法其內容包括如下步驟: 步驟S1:滿足布料條件，準備布料； 步驟S2:稱量料重，根據料罐的電子秤來稱量料罐中料的重量； 步驟S3:根據步驟S2中得到的料重和期望的布料時間計算期望的料流速度；溜槽旋轉一周的時間是固定的，一般為7.5秒，溜槽的旋轉圈數確定，則由此能夠知道布料時間；步驟S4:根據經驗值設置料流閥開度；料流閥的開度與料流速度的對應關系在開爐期間能夠通過專業儀器測量得到； 步驟S5:開始布料，使料罐中的料通過料流閥掉入旋轉的溜槽，最后落入高爐內； 步驟S6:相隔一段時間，計算這段時間內料罐中料的重量減少量； 步驟S7:根據步驟S6得到的料的減少量與相隔時間段相除，計算得到這段時間間隔的實際平均料流速度； 步驟S8:以步驟S7中得到的實際平均料流速度作為反饋與期望料流速度作差得k時刻的差為e(k)； 步驟S9:從步驟S8中得到的e (k)作為PID控制器的輸入，經PID控制器得到的輸出Q(k)用以調節料流閥開度； 步驟S10:返回到步驟S6，重復步驟S6到步驟S10過程，直到布料結束。
【文檔編號】C21B5/00GK104480240SQ201410717176
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月1日 優先權日:2014年12月1日
【發明者】華長春, 李軍朋, 關新平, 張利民, 徐夏, 王雅潔 申請人:燕山大學