[發(fā)明專利]一種燒結(jié)混合料料槽料位控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110032570.5
• 申請日: 2011-01-30
• 公開（公告）號: CN102103370A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡寶成;劉福龍;田超;楊繼紅;張國敏;張漾;周林
• 申請（專利權(quán)）人: 唐山鋼鐵集團(tuán)微爾自動化有限公司;唐山鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司;河北鋼鐵集團(tuán)有限公司
• 主分類號: G05B19/05
• 分類號: G05B19/05;G05D9/12
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 13108
• 代理人: 曹淑敏;陳長庚

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種燒結(jié)混合料料槽料位控制方法，屬于冶金燒結(jié)生產(chǎn)控制技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

燒結(jié)生產(chǎn)是將含鐵粉狀原料加工成塊狀燒結(jié)礦的過程，以滿足高爐煉鐵生產(chǎn)，生產(chǎn)中要將各種原料混合在一起，稱為混合料，輸送給燒結(jié)機(jī)燒結(jié)成塊狀。基本工藝過程是在配料室將各種所需粉狀原料通過給料設(shè)備按比例投放到皮帶上，經(jīng)混合設(shè)備混合制粒形成混合料，再用皮帶輸送到混合料槽緩沖，混合料槽下部有圓輥給料器將混合料排放到燒結(jié)機(jī)臺車上點(diǎn)燃燒結(jié)成塊狀。現(xiàn)代化的燒結(jié)機(jī)作業(yè)是連續(xù)進(jìn)行的，要求混合料的供應(yīng)也要保持連續(xù)，混合料在混合料槽中要保持一定的量，當(dāng)配料環(huán)節(jié)發(fā)生波動時保證混合料的供應(yīng)不斷續(xù)不堆料。因此要控制混合料料槽料位，滿足燒結(jié)生產(chǎn)的連續(xù)進(jìn)行。混合料槽料位的檢測是通過對料槽中料的重量檢測實(shí)現(xiàn)的，保持料槽料位穩(wěn)定即保持料槽中重量穩(wěn)定。工藝設(shè)計中，混合料槽設(shè)計成一個大型料斗電子稱。通常由操作人員通過人工調(diào)整混合料配料量使料槽料位保持在一個區(qū)間，對操作工經(jīng)驗(yàn)要求較高，勞動強(qiáng)度較大。現(xiàn)在一些控制系統(tǒng)中嘗試使用PID控制，但由于以下原因效果均不理想。1、配料流程是一個大滯后系統(tǒng)，配料室配料后要經(jīng)過較長時間才能到達(dá)混合料槽，這個時間在不同的工廠條件下會有不同，一般在十幾分鐘到幾十分鐘，系統(tǒng)滯后較大。簡單的PID控制常會造成斷料或堆料，不得不人工干預(yù)。2、混合料槽重量計量因環(huán)境惡劣靈敏度不高。直接使用料槽重量做控制目標(biāo)值會有較大誤差。3、混合料量設(shè)定值的變化直接造成各種原料配料設(shè)定值的變化，頻繁的較大波動影響混合料成分的穩(wěn)定性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提供一種燒結(jié)混合料料槽料位控制方法，消除系統(tǒng)大滯后帶來的控制誤差，有效減少了控制波動，調(diào)試方便，解決背景技術(shù)中存在的上述問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種燒結(jié)混合料料槽料位控制方法，使用數(shù)組跟蹤記錄混合料在整個配料流程中的重量分布，以及預(yù)測料槽排出料重量，動態(tài)預(yù)測料位變化趨勢，提前調(diào)整混合料量，消除系統(tǒng)大滯后帶來的控制誤差；加長料槽重量檢測數(shù)據(jù)濾波周期，減少控制波動。

更具體的工藝步驟：1、建立一個料槽重量數(shù)組，以秒為單位連續(xù)記錄一段時間內(nèi)料槽的重量；2、建立一個混合料重量數(shù)組，記錄混合料從配料室開始到混合料槽的重量，按每秒時間段記錄混合料重量并不斷更新，隨著混合料在配料流程中前進(jìn)，數(shù)據(jù)在數(shù)組中前移；3、計算混合料進(jìn)入料槽前一段時間內(nèi)的重量，計算數(shù)組最后連續(xù)多個元素的數(shù)據(jù)和即為此時間段內(nèi)即將進(jìn)入料槽的混合料重量；4、推算相同時間段內(nèi)混合料槽排出料的重量（這個量是無法計量的），用燒結(jié)機(jī)當(dāng)前的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和臺車幾何尺寸計算即將排出料的體積，乘以理論堆比重，得到預(yù)測的排出料的重量；5、預(yù)測混合料槽進(jìn)出料量差，計算上述時間段內(nèi)進(jìn)料出料差，由于預(yù)測出料值與實(shí)際重量會有誤差，直接計算的進(jìn)出料差不能反映實(shí)際情況，在原料成分不發(fā)生變化或變化微小時，預(yù)測出料值與實(shí)際重量誤差是穩(wěn)定的，因此，穩(wěn)態(tài)時實(shí)際進(jìn)出料差值與預(yù)測值是在一定范圍內(nèi)穩(wěn)定的，即，當(dāng)預(yù)測的差值發(fā)生變化時，進(jìn)出料重量不再平衡；6、取控制周期為T,T為60s的整數(shù)倍；7、利用料槽重量數(shù)組計算當(dāng)前60s內(nèi)平均重量，作為控制反饋值Gpv；8、控制算法如下：

比例控制輸出=（Gsp-Gpv）╳KP

積分控制輸出=（Gsp-Gpv）╳KP/KI

微分控制輸出=△Ｅ＇?╳?KD

控制輸出=上周期控制輸出+比例控制輸出+積分控制輸出+微分控制輸出

其中:??Gsp為料位設(shè)定值

Gpv為經(jīng)濾波的料位反饋值

△Ｅ＇=（上周期預(yù)測進(jìn)出料差值－本周期預(yù)測進(jìn)出料差值）

比例系數(shù)?KP以（T/系統(tǒng)滯后時間）為基數(shù)調(diào)整

積分系數(shù)?KI>1

微分系數(shù)?KD以（1/預(yù)測的周期數(shù)）為基數(shù)調(diào)整。

本發(fā)明基于PLC控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制，即可以獨(dú)立自成系統(tǒng)，與配料及燒結(jié)機(jī)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換通過通訊實(shí)現(xiàn)，也可嵌入配料系統(tǒng)中，作為其中控制功能的一部分實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明使用數(shù)組跟蹤記錄混合料在整個配料流程中的重量分布，以及預(yù)測料槽排出料重量，動態(tài)預(yù)測料位變化趨勢，為提前調(diào)整混合料量提供了手段，消除系統(tǒng)大滯后帶來的控制誤差；加長料槽重量檢測數(shù)據(jù)濾波周期，有效減少了控制波動；控制參數(shù)具有實(shí)際推導(dǎo)意義，調(diào)試方便。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施實(shí)例的控制流程框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖，通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。