專利名稱：Trt高爐頂壓控制沖壓過程反饋控制仿真方法及系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及冶金行業(yè)中TRT高爐頂壓控制領域。
背景技術：
TRT 是 Top Gas Pressure Recovery Turbine unit 的縮寫，被稱作高爐煤氣余壓發(fā)電裝置，它利用高爐產(chǎn)生的高溫高壓煤氣推動透平機，進而帶動發(fā)電機發(fā)電。據(jù)統(tǒng)計，TRT可回收高爐煤氣中30%-40%的能量。與高爐傳統(tǒng)的減壓閥組相比，可更好的穩(wěn)定高爐頂壓，還極大的減小了減壓閥組帶來的噪聲污染。TRT不僅能為鋼鐵企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益，同時也是節(jié)能減排的標桿工程。典型的TRTエ藝流程如附圖
I所示。TRT在控制高爐頂壓的過程中，正常情況下只需常規(guī)PID即可較好的穩(wěn)定高爐頂 壓，但是高爐在沖壓時會對高爐頂壓造成強烈的擾動，此時僅靠常規(guī)PID控制已不能將頂壓波動維持在一個較小的范圍，這樣勢必對高爐的正常生產(chǎn)產(chǎn)生一定的影響，但目前并沒有很好的控制方案解決沖壓過程對爐頂壓力的影響，同時由于高爐生產(chǎn)的連續(xù)性等特殊要求，如果工程師在線測試不同的控制方案，則肯定會對高爐的正常產(chǎn)生較大的影響，甚至發(fā)生各種比較危險的后果。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供ー種TRT高爐頂壓控制沖壓過程反饋控制仿真方法及系統(tǒng)，能夠在仿真系統(tǒng)中進行調試，避免直接在生產(chǎn)線上測試造成影響。本發(fā)明為解決上述技術問題所采取的技術方案為ー種TRT高爐頂壓控制沖壓過程反饋控制仿真方法，其特征在于它包括以下步驟
1)針對TRT系統(tǒng)的各組成部分，分別建立各部件類仿真模塊，并為各部件類仿真模塊編輯和設計參數(shù)、接ロ ；
2)通過各部件類仿真模塊的接ロ將部件類仿真模塊按實際TRT系統(tǒng)進行連接，并調節(jié)各模塊參數(shù)使系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)；
3)分析實際TRT系統(tǒng)沖壓過程的特點和控制方法，増加2個程序類仿真模塊，分別為沖壓干擾模塊和PID反饋控制模塊，沖壓干擾模塊用于仿真沖壓過程對高爐頂壓的影響，PID反饋控制模塊用于仿真實際PLC控制器對靜葉的控制；
其中P I D反饋控制模塊將頂壓設定值KO與反饋值ご(O進行比較構成控制偏差K*)
e(f) = r(￡) - c(i)(I),
再將控制偏差按比例、微分、積分運算后通過線性組合構成控制量u(t)
權利要求
1.ー種TRT高爐頂壓控制沖壓過程反饋控制仿真方法，其特征在干它包括以下步驟 1)針對TRT系統(tǒng)的各組成部分，分別建立各部件類仿真模塊，并為各部件類仿真模塊編輯和設計參數(shù)、接ロ ； 2)通過各部件類仿真模塊的接ロ將部件類仿真模塊按實際TRT系統(tǒng)進行連接，并調節(jié)各模塊參數(shù)使系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)； 3)分析實際TRT系統(tǒng)沖壓過程的特點和控制方法，増加2個程序類仿真模塊，分別為沖壓干擾模塊和PID反饋控制模塊，沖壓干擾模塊用于仿真沖壓過程對高爐頂壓的影響，PID反饋控制模塊用于仿真實際PLC控制器對靜葉的控制； 其中P I D反饋控制模塊將頂壓設定值I與反饋值c(0進行比較構成控制偏差<1):
2.根據(jù)權利要求I所述的TRT高爐頂壓控制沖壓過程反饋控制仿真方法，其特征在于所述步驟I)中的部件類仿真模塊包括 邊界A :為第一定壓節(jié)點，模擬進入高爐的熱風的壓カ； 管道A :包括a節(jié)管道，每節(jié)管道包括ー個固定開度的閥門和ー個容器； 高爐模型包括上容器和下容器，上容器和下容器之間由第一調節(jié)閥連接；第ー調節(jié)閥的開度為固定值； 管道B:包括b節(jié)管道，每節(jié)管道包括ー個固定開度的閥門和ー個容器； 靜葉包括第二調節(jié)閥，第二調節(jié)閥的開度由所述的PID反饋控制模塊輸出的控制量u(t)控制； 邊界B :為第二定壓節(jié)點，模擬經(jīng)過靜葉之后的管網(wǎng)煤氣壓カ； 沖壓閥沖壓閥的開關由所述的沖壓干擾模塊控制； 沖壓罐包括ー個容器； 邊界A、管道A、高爐模型、管道B、靜葉和邊界B順次連接，管道B與靜葉之間分出ー個分支與沖壓閥連接，沖壓閥的另一端與沖壓罐連接； PID反饋控制模塊中的頂壓設定值KO由エ藝專業(yè)確定；反饋值Ki)為實際所測得高爐頂壓值，即高爐模型中上容器壓カ值。
3.根據(jù)權利要求I或2所述的TRT高爐頂壓控制沖壓過程反饋控制仿真方法，其特征在于它還包括步驟5)將仿真結果與預期效果比較，對系統(tǒng)仿真參數(shù)進行調試，以獲得最佳控制參數(shù)。
4.根據(jù)權利要求3所述的TRT高爐頂壓控制沖壓過程反饋控制仿真方法，其特征在于所述步驟5)將仿真結果與預期效果比較，具體是比較高爐模型的上容器的頂部壓力實際值與其設定值。
5.ー種TRT高爐頂壓控制沖壓過程反饋控制仿真系統(tǒng)，其特征在于它包括部件類模塊和程序類模塊； 其中部件類模塊包括 邊界A :為第一定壓節(jié)點，模擬進入高爐的熱風的壓カ； 管道A :包括a節(jié)管道，每節(jié)管道包括ー個固定開度的閥門和ー個容器； 高爐模型包括上容器和下容器，上容器和下容器之間由第一調節(jié)閥連接；第ー調節(jié)閥的開度為固定值； 管道B :包括b節(jié)管道，每節(jié)管道包括ー個固定開度的閥門和ー個容器； 靜葉包括第二調節(jié)閥； 邊界B :為第二定壓節(jié)點，模擬經(jīng)過靜葉之后的管網(wǎng)煤氣壓カ； 沖壓閥為ー個具備開關功能的閥門； 沖壓罐包括ー個容器； 邊界A、管道A、高爐模型、管道B、靜葉和邊界B順次連接，管道B與靜葉之間分出ー個分支與沖壓閥連接，沖壓閥的另一端與沖壓罐連接； 程序類模塊包括 沖壓干擾模塊，用于仿真沖壓過程對高爐頂壓的影響，控制沖壓閥的開關； PID反饋控制模塊，用于仿真實際PLC控制器對靜葉的控制； 其中PID反饋控制模塊將頂壓設定值r 與反饋值迸行比較構成控制偏差
6.根據(jù)權利要求5所述的TRT高爐頂壓控制沖壓過程反饋控制仿真系統(tǒng)，其特征在于它是基于Modelica語言建立的。
全文摘要
本發(fā)明提供TRT高爐頂壓控制沖壓過程反饋控制仿真方法，包括步驟1)對TRT系統(tǒng)的各組成部分，分別建立部件類仿真模塊，并為各部件類仿真模塊編輯和設計參數(shù)、接口；2)通過各部件類仿真模塊的接口將其按實際TRT系統(tǒng)進行連接，并調節(jié)各模塊參數(shù)使系統(tǒng)達到穩(wěn)態(tài)；3)分析實際TRT系統(tǒng)沖壓過程的特點和控制方法，增加沖壓干擾模塊和PID反饋控制模塊，沖壓干擾模塊用于仿真沖壓過程對高爐頂壓的影響，PID反饋控制模塊用于仿真實際PLC控制器對靜葉的控制；4)設置系統(tǒng)仿真參數(shù)，進行仿真運算。通過對高爐沖壓過程建立反饋仿真系統(tǒng)和方法，以確定更為合理的控制方案，避免直接在線測試不同的控制方案，對高爐的正常產(chǎn)生的影響。
文檔編號C21B5/00GK102676715SQ201210182279
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月5日 優(yōu)先權日2012年6月5日
發(fā)明者萬磊, 葉理德, 李清忠 申請人:中冶南方工程技術有限公司