[發明專利]TRT高爐頂壓控制布料過程前饋控制仿真方法及系統

有效

• 申請號: 201210182278.6
• 申請日: 2012-06-05
• 公開（公告）號: CN102676714A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 萬磊;李清忠;葉理德
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: C21B5/00
• 分類號: C21B5/00;C21B5/06
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.一種TRT高爐頂壓控制布料過程前饋控制仿真方法，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、接口；

2）通過各部件類仿真模塊的接口將部件類仿真模塊按實際TRT系統進行連接，并調節各模塊參數使系統達到穩態；

3）分析實際TRT系統布料過程的特點和控制方法，增加2個程序類仿真模塊，分別為布料干擾模塊和前饋控制模塊；布料干擾模塊用于仿真布料過程對高爐頂壓的影響；前饋控制模塊用于仿真實際PLC控制器對靜葉的控制；

其中前饋控制模塊在布料時根據爐料類型、布料時間、布料檔位及周期計算出煤氣流量的減小量，同時根據靜葉的流量特性曲線計算出靜葉所對應該煤氣減小量的開度，在布料時提前利用靜葉的流量特性曲線控制靜葉開度；

4）設置系統仿真參數，進行仿真運算。

2.根據權利要求1所述的TRT高爐頂壓控制布料過程前饋控制仿真方法，其特征在于：所述步驟1）中的部件類仿真模塊包括：

邊界A：為第一定壓節點，模擬進入高爐的熱風的壓力；

管道A：包括a節管道，每節管道包括一個固定開度的閥門和一個容器；

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閥連接；設置第一調節閥的初始開度，且第一調節閥的開度由所述的布料干擾模塊控制；

管道B：包括b節管道，每節管道包括一個固定開度的閥門和一個容器；

靜葉：包括第二調節閥，第二調節閥的開度由所述的前饋控制模塊控制；

邊界B：為第二定壓節點，模擬經過靜葉之后的管網煤氣壓力；

邊界A、管道A、高爐模型、管道B、靜葉和邊界B順次連接。

3.根據權利要求2所述的TRT高爐頂壓控制布料過程前饋控制仿真方法，其特征在于：所述的前饋控制模塊具體控制過程為：

設???????????????????????????????????????????????為單位時間內由于布料所引起的通過第一調節閥的煤氣減少量；為時刻通過第一調節閥的煤氣減少總量；為布料周期；為流量修正系數，與布料檔位和周期有關；

隨著布料的進行，料面的孔隙度隨時間逐漸恢復，通過料面的煤氣量則也會隨之逐漸恢復，設單位時間內該恢復系數為，與爐料類型及布料檔位有關，當時間時：

，

當時間時：

，

根據上述公式可計算出在整個布料周期以及布料完成的一段時間內通過第一調節閥的煤氣減少量，根據及靜葉的流量特性曲線計算出靜葉所對應的開度，提前控制靜葉開度。

4.根據權利要求1至3中任意一項所述的TRT高爐頂壓控制布料過程前饋控制仿真方法，其特征在于：它還包括步驟5）將仿真結果與預期效果比較，對系統仿真參數進行調試，以獲得最佳控制參數。

5.一種TRT高爐頂壓控制布料過程前饋控制仿真系統，其特征在于：它包括部件類模塊和程序類模塊；

其中部件類仿真模塊包括：

邊界A：為第一定壓節點，模擬進入高爐的熱風的壓力；

管道A：包括a節管道，每節管道包括一個固定開度的閥門和一個容器；

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閥連接；設置第一調節閥的初始開度，且第一調節閥的開度由所述的布料干擾模塊控制；

管道B：包括b節管道，每節管道包括一個固定開度的閥門和一個容器；

靜葉：包括第二調節閥，第二調節閥的開度由所述的前饋控制模塊控制；

邊界B：為第二定壓節點，模擬經過靜葉之后的管網煤氣壓力；

邊界A、管道A、高爐模型、管道B、靜葉和邊界B順次連接；

程序類模塊包括：

布料干擾模塊，用于仿真布料過程對高爐頂壓的影響，并控制第一調節閥的開度；

前饋控制模塊，用于仿真實際PLC控制器對靜葉的控制，在布料時根據爐料類型、布料時間、布料檔位及周期計算出煤氣流量的減小量，同時根據靜葉的流量特性曲線計算出靜葉所對應該煤氣減小量的開度，在布料時提前利用靜葉的流量特性曲線控制靜葉開度。

6.根據權利要求5所述的TRT高爐頂壓控制布料過程前饋控制仿真系統，其特征在于：它是基于Modelica語言建立的。