專利名稱：一種高爐連續供料控制方法
技術領域：
本發明涉及工業高爐冶煉自動化控制領域，特別是高爐供料順序的控制。
背景技術：
大型高爐配、供料系統是高爐生產的關鍵環節，高爐供料控制作為高爐自動化的
核心之一，其能運行性能，直接影響到整個高爐的鐵水品質、生產效率和經濟效益。 目前，生產上為了精確控制鐵水品質，對于每一個礦批都必須由燒結、球團、塊礦、
雜礦等不同的原料嚴格地按照確定的配料重量通過稱量斗配置而成。配好的礦批通過皮帶
送到爐頂后按照設定的布料參數在各角度將一定量的原料布入高爐的不同區域。 高爐所用各種礦石原料的品位、成分也會隨著原料批次的不同而發生變化。各高
爐根據自身的爐況、原料情況和生產習慣要求各種礦石原料按照不同的先后順序放在皮帶
上運往高爐。為了最大限度地發揮高爐的生產效率，必須保障上料速率，對于同一批次的礦
石原料，要求在皮帶上前后銜接，既不能出現空隙影響供料速率，也不能出現重疊使礦石原
料因在皮帶上堆積而灑落。因此必須根據各參加稱量的稱量斗的放料順序及其相對位置準
確地控制各稱量斗閘門開閉的時間，使各稱量斗中的礦石原料能夠按照要求的順序連續地
放置在皮帶上運往高爐，最終被布到要求的區域。 由于通常2000m3以上的高爐會設置14個以上的礦石稱量斗用于稱取原料，每一 批礦石原料會選擇其中的幾個稱量斗進行稱量(根據工藝要求一般為7-9個礦石稱量斗)， 下一批礦石原料可能會選擇其它的稱量斗進行稱量。在14個稱量斗中任選7-9個稱量斗進 行全排列，共有P^+P^+P^種可能的情況，如果考慮各種特殊情況則可能性更加繁多。如 果控制系統采用枚舉法一一列舉對各種情況并提供對應的控制功能，不僅會使系統過于復 雜，而且會消耗大量的系統資源，也增加了故障率。現有的控制系統一般采用枚舉法，列舉 幾個最常用的順序，并提供對應的控制功能。由于高爐生產狀況的千變萬化，采用枚舉法所 能提供的供料順序方式相對于生產的需要而言非常有限。在一定程度上限制了對爐況的調 節手段。
發明內容
本發明針對現有的大型高爐供料系統對于同一批次的礦石原料，要求在皮帶上前
后銜接，既不能出現空隙影響生產效率，也不能出現重疊使礦石原料在皮帶上堆積而灑落，
且同一批次中各種不同礦石的排列順序因各種生產因素的影響而具有多樣性等問題。提供
一種能夠按照任意指定的順序連續供料的控制方法。既保障了高爐的供料速率和生產效
率，同時也最大限度地為及時調節爐況提供了豐富的手段。 為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是采用這樣的 步驟1構建一個虛擬稱量斗控制模塊，掛入高爐PLC系統；所述虛擬稱量斗控制模 塊中順序存儲編號為Q、 C2、 C3……Cn的n個稱量斗模型，每個稱量斗模型模擬實際稱量斗 的包括所處空間位置、機械狀態、信號輸入輸出在內的全部狀態特性；
步驟2構建一個稱量斗放料時間計算模塊，掛入高爐PLC系統；該稱量斗放料時 間計算模塊順序讀取所述虛擬稱量斗控制模塊中稱量斗模型Q、C2、C3……Cn的空間位置狀 態，計算并存儲稱量斗模型Q、 C2、 C3……Cn的開始放料時間； 步驟3構建一個稱量斗放料模塊，掛入高爐PLC系統；所述稱量斗放料模塊讀取稱 量斗放料時間計算模塊內設置的稱量斗模型Q、 C2、 C3……Cn的開始放料時間，在到達該稱 量斗模型的開始放料時間時，依次向該稱量斗模型發出"開始放料"指令，使稱量斗模型Q、 C2、 C3……Cn內的礦石原料按照1 n的順依次排放在皮帶上； 步驟4建立實際稱量斗與虛擬稱量斗控制模塊中稱量斗模型的映射，將供料順序 為1-j的實際稱量斗Dp D2、 D3……Dj(j <= n)的狀態特征值賦予虛擬稱量斗控制模塊中 的稱量斗模型Q、C2、C3……Cn; 步驟5調用稱量斗放料時間計算模塊計算實際稱量斗Dp D2、 D3……Dj的開斗時 間； 步驟6調用稱量斗放料模塊，控制實際的稱量斗D^D^W……Dj放料；
步驟7再次向高爐供應礦石原料時，重復步驟4至步驟6。
本發明與現有技術相比，具有以下主要的優點 其一、可以實現按任意順序向高爐供料，最大限度地為及時調節爐況提供了豐富 的手段，保障了鐵水的品質。 其二、可以實現同一料批的連續供料，保障了高爐的供料速率和生產效率。 其三、與枚舉法相比，采用放料模型的方式更為簡單，以不變應萬變，極大地減少
了消耗的系統資源，運行效率更高，可靠性更有保障。
下面結合附圖和具體實施方式
對本發明的技術方案作進一步具體說明。
圖1是本發明所涉及的系統結構框圖。
圖2為本發明的控制步驟流程圖。
具體實施例方式
如圖1所示，虛擬稱量斗控制模塊、稱量斗放料時間計算模塊、稱量斗放料模塊掛 在高爐PLC系統中，虛擬稱量斗控制模塊包含稱量斗模型Q、C2、C3……Cn。在虛擬稱量斗控 制模塊中設定的稱量斗模型Q、 C2、 C3……Cn的放料順序是固定的，稱量斗放料時間計算模 塊按照該順序計算稱量斗模型Q、 C2、 C3……Cn的放料時間。而實際生產中，各種稱量斗之 間的放料順序按照實際的生產要求不同而變化。在本實施例中，稱量斗的先后順序排列為 D2、D5、D4……D2。，因此，將先后順序排列為D2、D5、D4……D2。的稱量斗分別映射虛擬稱量斗控 制模塊中的Q、 C2、 C3……C22稱量斗模型，即，將稱量斗D2、 D5、 D4……D20的外部狀態值分別
賦予Q、 C2、 C3……(:22，虛擬稱量斗控制模塊接收稱量斗放料模塊的指令后分別先后向實際
稱量斗D2、 D5、 D4……D2。的順序發出"開始下料"指令。
參考圖2所示的流程圖，本發明的控制步驟為 步驟1、構建一個虛擬稱量斗控制模塊，掛入高爐PLC系統；所述虛擬稱量斗控制 模塊中順序存儲編號為&、 C2、 C3……Cn的n個稱量斗模型，每個稱量斗模型模擬實際稱量斗的包括所處空間位置、機械狀態、信號輸入輸出在內的全部狀態特性； 步驟2、構建一個稱量斗放料時間計算模塊；該稱量斗放料時間計算模塊順序讀 取所述虛擬稱量斗控制模塊中稱量斗模型&、 C2、 C3……Cn的空間位置，對應計算并存儲稱 量斗模型Q、 C2、 C3……Cn的開始放料時間；計算稱量斗模型Q、 C2、 C3……Cn的開始放料時 間的方法為令Li(l+l <= i <=n)為稱量斗模型&與稱量斗模型C卜工之間的距離，稱量 斗模型&開始放料后要延時一段延時時間1\后，稱量斗模型Ci+1再開始放料，延時時間1\ =L乂v，其中v表示皮帶的運行速度； 步驟3、構建一個稱量斗放料模塊，所述稱量斗放料模塊讀取稱量斗放料時間計算 模塊內設置的稱量斗模型Q、 C2、 C3……Cn的開始放料時間，在到達該稱量斗模型的開始放 料時間時，依次向該稱量斗模型發出"開始放料"指令，使稱量斗模型Q、 C2、 C3……Cn內的 礦石原料按照1 n的順依次排放在皮帶上； 步驟4、建立供料順序為1-j的實際稱量斗Dp^、D3……D」(j <= n)與虛擬稱量 斗控制模塊的映射，將實際稱量斗DpD2、D3……Dj(j <=n)的所有外部狀態按順序依次放
入稱量斗模型Q、C2、C3……c;中。 步驟5、調用稱量斗放料時間計算模塊計算實際稱量斗Dp D2、 D3……Dj的開斗時 間； 步驟6、調用稱量斗放料模塊，控制實際的稱量斗DpD^W……Dj放料；
步驟7、再次向高爐供應礦石原料時，重復步驟4至步驟6。 最后所應說明的是，以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案而非限制，盡管 參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發 明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，其均應涵 蓋在本發明的權利要求范圍當中。
權利要求
一種高爐連續供料控制方法，它基于高爐PLC系統，其特征在于包括如下步驟步驟1、構建一個虛擬稱量斗控制模塊，掛入高爐PLC系統；所述虛擬稱量斗控制模塊中順序存儲編號為C1、C2、C3……Cn的n個稱量斗模型，每個稱量斗模型模擬實際稱量斗的包括所處空間位置、機械狀態、信號輸入輸出在內的全部狀態特性；步驟2、構建一個稱量斗放料時間計算模塊，掛入高爐PLC系統；該稱量斗放料時間計算模塊順序讀取所述虛擬稱量斗控制模塊中稱量斗模型C1、C2、C3……Cn的空間位置狀態，計算并存儲稱量斗模型C1、C2、C3……Cn的開始放料時間；步驟3、構建一個稱量斗放料模塊，掛入高爐PLC系統；所述稱量斗放料模塊讀取虛擬稱量斗放料時間計算模塊內設置的稱量斗模型C1、C2、C3……Cn的開始放料時間，在到達該稱量斗模型的開始放料時間時，依次向該稱量斗模型發出“開始放料”指令，使稱量斗C1、C2、C3……Cn內的礦石原料按照1～n的順依次排放在皮帶上；步驟4、建立實際稱量斗與虛擬稱量斗控制模塊中稱量斗模型的映射，將供料順序為1-j的實際稱量斗D1、D2、D3……Dj(j＜＝n)的狀態特征值賦予虛擬稱量斗控制模塊中的稱量斗模型C1、C2、C3……Cn；步驟5、調用稱量斗放料時間計算模塊計算實際稱量斗D1、D2、D3……Dj的開斗時間；步驟6、調用稱量斗放料模塊，控制實際的稱量斗D1、D2、D3……Dj放料；步驟7、再次向高爐供應礦石原料時，重復步驟4至步驟6。
全文摘要
本發明針對現有的大型高爐供料系統對于同一批次的礦石原料，要求在皮帶上前后銜接，既不能出現空隙影響生產效率，也不能出現重疊使礦石原料在皮帶上堆積而灑落，且同一批次中各種不同礦石的排列順序因各種生產因素的影響而具有多樣性等問題，提供一種能夠按照任意指定順序連續供料的控制方法。本發明在高爐PLC系統中構建了虛擬稱量斗控制模塊、稱量斗放料時間計算模塊、稱量斗放料模塊掛，建立了實際稱量斗與虛擬稱量斗控制模塊所控制的稱量斗模型之間的映射。本發明既保障了高爐的供料速率和生產效率，同時也最大限度地為及時調節爐況提供了豐富的手段。
文檔編號G05B19/05GK101763061SQ200910312470
公開日2010年6月30日 申請日期2009年12月29日 優先權日2009年12月29日
發明者葉理德, 周登科, 徐岸非, 趙菁 申請人:中冶南方工程技術有限公司