放尺，準(zhǔn)備提尺。
[0051]一種高爐爐頂探尺的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括以下模塊:
[0052]速度控制模式下放尺模塊，用于在探尺滿足放尺條件時(shí)，變頻器切換至速度控制模式，當(dāng)探尺重錘的深度小于深度設(shè)定值時(shí)，采用速度閉環(huán)的方式控制勻速放尺，速度設(shè)定為第一速度設(shè)定值Vse;ti，待探尺重錘的深度達(dá)到深度設(shè)定值，速度設(shè)定值設(shè)定為第二速度設(shè)定值V
set2 ? 其中V set2 <Vsetl；
[0053]捕捉料面模塊，用于開始放尺N秒后，實(shí)時(shí)判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流是否發(fā)生突變，若電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流發(fā)生突變減小，則變頻器切換至轉(zhuǎn)矩控制模式，否則一直采用速度控制模式；
[0054]轉(zhuǎn)矩控制模式下扶尺和浮尺模塊，
[0055]停止模塊，用于當(dāng)探尺到達(dá)設(shè)定料線并收到布料指令，或者探尺達(dá)到下極限，則停止放尺，準(zhǔn)備提尺；
[0056]其中轉(zhuǎn)矩控制模式下扶尺和浮尺模塊包括:
[0057]重量補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)料面深度對(duì)探尺鏈條的重量進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)時(shí)計(jì)算得到力矩設(shè)定值Tsrtl和T srt2，其中Tsrtl為防倒垂力矩，T srt2為浮尺力矩；T srtl和T srt2滿足以下關(guān)系:
[0058]Tsetl>重錘重量+下放的鏈條重量-摩擦阻力，
[0059]下放的鏈條重量-摩擦阻力<Tset2<重錘重量+下放的鏈條重量-摩擦阻力；
[0060]跟隨模塊，用于在進(jìn)入轉(zhuǎn)矩控制模式后，首先將力矩給定值設(shè)定為Tsrtl，作用時(shí)間為，用于拉直重錘和鏈條，隨后將力矩給定值設(shè)定為Tsrt2，探尺開始跟隨料面；
[0061]力矩調(diào)整模塊，用于在浮尺力矩1；&的作用下，探尺隨料面下降，記錄料面深度，計(jì)算料面的下降速度，若探尺長(zhǎng)時(shí)間沒有下降速度，則適當(dāng)減小Tsrt2的作用力大??；待探尺開始下降后，將Tsrt2按照重量補(bǔ)償模塊中的公式恢復(fù)；
[0062]速度控制模塊，用于實(shí)時(shí)判斷料面的下降速度是否超過速度閾值，若超過則回到速度控制模式下放尺模塊。
[0063]本發(fā)明方法和系統(tǒng)控制原理如下:
[0064]當(dāng)探尺提尺時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩與探尺重錘及鏈條重力力矩方向相反，且與重錘的運(yùn)動(dòng)方向相同，此時(shí)變頻器處于速度閉環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài)，電機(jī)拖動(dòng)重錘及鏈條提升，開始以一定高速度提升，探尺到一定位置時(shí)，降低提升速度，以確保停的位置準(zhǔn)確，力矩關(guān)系為:
[0065]M電機(jī)^ M重錘+M鏈條+M阻力，
[0066]其中Mwa為電機(jī)力矩，Mms為重錘力矩，M鏈條為鏈條力矩，M阻力為阻力力矩。
[0067]當(dāng)探尺放尺時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩與探尺重錘及鏈條的重力力矩方向相反，但與重錘運(yùn)動(dòng)方向相反，此時(shí)變頻器處于速度閉環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài)，在電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩M電機(jī)的調(diào)節(jié)下，重錘以恒速Vsrtl下落一段時(shí)間，為防止探尺急速撞擊料面造成倒垂，待探尺深度達(dá)到Im料線時(shí)，速度設(shè)定值切換為Vsrt2 (Vset2<Vsetl)，整個(gè)過程力矩關(guān)系為:
[0068]M電機(jī)+M阻力^ M麵+M鏈條。
[0069]當(dāng)探尺重錘低速接觸料面時(shí)，由于料面支撐力矩的作用，電機(jī)驅(qū)動(dòng)力矩Mwa迅速減小，此時(shí)可以通過電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流和轉(zhuǎn)矩的突變，來判斷探尺到達(dá)料面，接觸到料面后，重錘直立于料面而不至于傾斜或倒下，則必須有一短時(shí)向上的力矩(力矩作用時(shí)間拉起鏈條即可，毫秒級(jí)設(shè)定值)將鏈條和重錘拉直，力矩關(guān)系為:
[0070]M電機(jī)> M麵+M鏈條+M阻力；
[0071]鏈條和重錘被拉直后，再用一個(gè)合適的拉力Mwa拉住重錘，保證重錘隨料面的下降而自動(dòng)跟隨下降，其力矩關(guān)系為:
[0072]M電機(jī)+M阻力+1%力=M麵+M鏈條；
[0073]即:M電機(jī)+M阻力< M重錘+M鏈條，且M電機(jī)>M釀，因?yàn)榇藭r(shí)下降速度很小，有時(shí)幾乎為0，變頻器在速度閉環(huán)調(diào)節(jié)狀態(tài)是做不到的，且M1^和Μρω隨著料線的變化而有規(guī)律的變換，所以在浮尺跟蹤料面情況下，需要將變頻器工作在變力矩的轉(zhuǎn)矩模式下，根據(jù)探尺的下放深度和摩擦擾動(dòng)來補(bǔ)償電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。
[0074]綜上，本發(fā)明提出的雙閉環(huán)探尺控制方法，實(shí)現(xiàn)探尺放尺過程的平穩(wěn)性，捕捉料面的準(zhǔn)確性，確保探尺不倒垂，減小對(duì)探尺本身的機(jī)械沖擊，跟隨料面實(shí)時(shí)性和閉環(huán)特性，能應(yīng)對(duì)塌料滑料坐料等異常爐況，可以很好滿足高爐正常生產(chǎn)。
[0075]以上實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明的計(jì)算思想和特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于上述實(shí)施例。所以，凡依據(jù)本發(fā)明所揭示的原理、設(shè)計(jì)思路所作的等同變化或修飾，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高爐爐頂探尺的雙閉環(huán)控制方法，其特征在于:它包括以下步驟: 51、速度控制模式下放尺: 在探尺滿足放尺條件時(shí)，變頻器切換至速度控制模式，當(dāng)探尺重錘的深度小于深度設(shè)定值時(shí)，采用速度閉環(huán)的方式控制勻速放尺，速度設(shè)定為第一速度設(shè)定值Vsrtl，待探尺重錘的深度達(dá)到深度設(shè)定值，速度設(shè)定值設(shè)定為第二速度設(shè)定值Vsrt2;其中V set2<vsetl； 52、捕捉料面: 開始放尺N秒后，實(shí)時(shí)判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流是否發(fā)生突變，若電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流發(fā)生突變減小，則變頻器切換至轉(zhuǎn)矩控制模式，否則一直采用速度控制模式； 53、轉(zhuǎn)矩控制模式下扶尺和浮尺: (1)根據(jù)料面深度對(duì)探尺鏈條的重量進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)時(shí)計(jì)算得到力矩設(shè)定值Tsrtl和Tset2,其中Tsrtl為防倒垂力矩，T srt2為浮尺力矩；T srtl和T srt2滿足以下關(guān)系: Tsetl>重錘重量+下放的鏈條重量-摩擦阻力， 下放的鏈條重量-摩擦阻力<Tse;t2〈重錘重量+下放的鏈條重量-摩擦阻力； (2)在進(jìn)入轉(zhuǎn)矩控制模式后，首先將力矩給定值設(shè)定為Tsrtl，作用時(shí)間為h，用于拉直重錘和鏈條，隨后將力矩給定值設(shè)定為Tsrt2，探尺開始跟隨料面； (3)在浮尺力矩Tsrt2的作用下，探尺隨料面下降，記錄料面深度，計(jì)算料面的下降速度，若探尺長(zhǎng)時(shí)間沒有下降速度，則適當(dāng)減小Tsrt2的作用力大??；待探尺開始下降后，將Tsrt2按照(I)中的公式恢復(fù)； (4)實(shí)時(shí)判斷料面的下降速度是否超過速度閾值，若超過則回到SI; 54、當(dāng)探尺到達(dá)設(shè)定料線并收到布料指令，或者探尺達(dá)到下極限，則停止放尺，準(zhǔn)備提尺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高爐爐頂探尺的雙閉環(huán)控制方法，其特征在于:所述的S2電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流發(fā)生突變減小的標(biāo)志為轉(zhuǎn)矩電流〈0.1OAo
3.一種高爐爐頂探尺的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括以下模塊: 速度控制模式下放尺模塊，用于在探尺滿足放尺條件時(shí)，變頻器切換至速度控制模式，當(dāng)探尺重錘的深度小于深度設(shè)定值時(shí)，采用速度閉環(huán)的方式控制勻速放尺，速度設(shè)定為第一速度設(shè)定值VsrtI，待探尺重錘的深度達(dá)到深度設(shè)定值，速度設(shè)定值設(shè)定為第二速度設(shè)定Vset2; 其中V set2 <Vsetl； 捕捉料面模塊，用于開始放尺N秒后，實(shí)時(shí)判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流是否發(fā)生突變，若電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流發(fā)生突變減小，則變頻器切換至轉(zhuǎn)矩控制模式，否則一直采用速度控制模式； 轉(zhuǎn)矩控制模式下扶尺和浮尺模塊， 停止模塊，用于當(dāng)探尺到達(dá)設(shè)定料線并收到布料指令，或者探尺達(dá)到下極限，則停止放尺，準(zhǔn)備提尺； 其中轉(zhuǎn)矩控制模式下扶尺和浮尺模塊包括: 重量補(bǔ)償模塊，用于根據(jù)料面深度對(duì)探尺鏈條的重量進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)時(shí)計(jì)算得到力矩設(shè)定值Tsrtl和T srt2，其中Tsrtl為防倒垂力矩，T srt2為浮尺力矩；T srtl和T srt2滿足以下關(guān)系: Tsetl>重錘重量+下放的鏈條重量-摩擦阻力， 下放的鏈條重量-摩擦阻力<Tse;t2〈重錘重量+下放的鏈條重量-摩擦阻力； 跟隨模塊，用于在進(jìn)入轉(zhuǎn)矩控制模式后，首先將力矩給定值設(shè)定為Tsrtl，作用時(shí)間為ti，用于拉直重錘和鏈條，隨后將力矩給定值設(shè)定為Tsrt2，探尺開始跟隨料面； 力矩調(diào)整模塊，用于在浮尺力矩Tsrt2的作用下，探尺隨料面下降，記錄料面深度，計(jì)算料面的下降速度，若探尺長(zhǎng)時(shí)間沒有下降速度，則適當(dāng)減小Tsrt2的作用力大小；待探尺開始下降后，將Tsrt2按照重量補(bǔ)償模塊中的公式恢復(fù)； 速度控制模塊，用于實(shí)時(shí)判斷料面的下降速度是否超過速度閾值，若超過則回到速度控制模式下放尺模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高爐爐頂探尺的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的S2電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流發(fā)生突變減小的標(biāo)志為轉(zhuǎn)矩電流〈0.1OAo
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高爐爐頂探尺的雙閉環(huán)控制方法，速度控制模式下放尺；實(shí)時(shí)判斷電機(jī)的轉(zhuǎn)矩電流是否發(fā)生突變，若電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流發(fā)生突變減小，則變頻器切換至轉(zhuǎn)矩控制模式，否則一直采用速度控制模式；轉(zhuǎn)矩控制模式下扶尺和浮尺；當(dāng)探尺到達(dá)設(shè)定料線并收到布料指令，或者探尺達(dá)到下極限，則停止放尺，準(zhǔn)備提尺。本發(fā)明采用速度閉環(huán)控制的方式實(shí)現(xiàn)勻速放尺，通過切換放尺速度，探尺沖擊料面，避免倒垂；結(jié)合料面深度和鏈條的重量，采用實(shí)時(shí)修改防倒垂力矩和浮尺力矩設(shè)定值的變力矩控制的方式完成探尺防倒垂控制和跟隨料面控制，通過對(duì)速度的閉環(huán)檢測(cè)，判斷摩擦力的大小而調(diào)整浮尺力矩的作用大小，保證探尺不倒垂且實(shí)時(shí)跟隨料面。
【IPC分類】C21B7-24, C21B7-00
【公開號(hào)】CN104531925
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410708275
【發(fā)明人】馬智慧, 周衛(wèi)東, 任朝暉, 陳海峰
【申請(qǐng)人】中冶南方工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年11月26日