[實用新型]高爐探尺控制裝置

有效

• 申請號: 201220237482.9
• 申請日: 2012-05-25
• 公開（公告）號: CN202717787U
• 公開（公告）日: 2013-02-06
• 發明（設計）人: 馬智慧;周衛東;吳晨;陳海峰
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: C21B7/24
• 分類號: C21B7/24
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

技術領域

本實用新型屬于高爐爐頂系統控制領域，特別涉及高爐探尺控制裝置。

背景技術

探尺是用來檢測高爐內部礦石和焦炭的料面，供冶煉操作人員了解爐內料面情況和判斷爐況的關鍵設備，探尺的可靠運行是高爐順利運行的前提保障。當探尺料線下降至設定料線時，探尺自動提升至待機位，礦石或焦炭按照工藝設定的布料方式布入爐內，待布料完畢，探尺自待機位開始下放探測料面，探尺重錘探到料面后開始跟隨料面，待收到布料指令且料線下降至設定料線后，探尺提至待機位，如此循環。基于探尺的上述動作過程，對探尺的控制提出非常嚴格的要求：探尺的放尺過程一定要平穩，探尺在探測和跟隨料面過程中，不能出現倒尺和埋尺現象，否則，輕則影響料線數據，重則使重錘燒毀或鏈條燒斷，導致探尺無法正常探料。

目前，探尺的控制方式根據電氣控制系統分為以下三類：

（1）單純的機械抱閘式的探尺控制方式：傳統的高爐探尺單靠電機和抱閘來控制重錘的提升和下降，提尺時抱閘打開，同時電機正轉；放尺時抱閘打開，重錘憑借重力做自由下降，依靠速度繼電器或編碼器來判斷重錘下降速度，速度過大時關閉抱閘，然后再打開抱閘使重錘繼續下降。此種控制方式結構簡單，但其抱閘動作過于頻繁易損壞、重錘下降易超速、重錘易埋進料面、重錘易脫落等問題，成為影響高爐生產的頑疾。

（2）直流電機驅動的探尺控制方式：直流電機調速特性穩定，轉矩特性好，調試方便，能很好的完成對探尺的控制，但是直流電機價格昂貴，維護量大，影響了該控制方式的推廣應用。

（3）交流變頻矢量的探尺控制方式：隨著交流變頻矢量控制技術的成熟應用，國內外的大高爐大多采用交流異步電動機傳動，以矢量變頻器為核心控制單元的控制方式。提尺過程均采用了有速度反饋或無速度反饋的速度控制方法，放尺過程的控制方法有兩種：速度控制法和轉矩控制法，以電機電流為標志位的速度控制法在探尺捕捉料面容易產生誤判斷，影響到了探尺的控制效果，而轉矩控制法在探尺放尺的平穩性方面存在先天的不足，易造成探尺飛車故障。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是：提供一種高爐探尺控制裝置，實現放尺過程的快速平穩，捕捉料面準確，跟隨料面實時，能應對塌料滑料坐料等異常爐況，確保探尺控制的快速性、穩定性和安全性。

本實用新型為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種高爐探尺控制裝置，其特征在于：它包括探尺重錘、探尺鏈條、探尺滾筒、減速機、聯軸器及制動器、變頻電機、絕對值編碼器、增量型編碼器、控制器和矢量變頻器；

其中變頻電機的軸承經聯軸器及制動器與減速機機械連接，減速機與探尺滾筒同軸連接，探尺滾筒通過探尺鏈條連接探尺重錘；

變頻電機與變頻器通過動力變頻電纜連接；

增量型編碼器與變頻電機同軸連接用于測量電機轉速，增量型編碼器通過硬接線的方式與矢量變頻器連接用于實現電機轉速的閉環控制；

絕對值編碼器與減速機同軸連接，絕對值編碼器還通過總線或硬接線與控制器連接，控制器通過硬接線或總線與矢量變頻器連接。

按上述方案，所述的控制器為PLC控制器。

本實用新型的有益效果為：

1、采用速度閉環控制的方式實現勻速放尺，保證探尺的平穩；

2、控制器實時獲得矢量變頻器的轉矩電流、輸出頻率等參數，可實時向矢量變頻器下發正轉、反轉指令、切換速度力矩模式指令，寫入速度和力矩的給定值，完成控制器和矢量變頻器對探尺重錘的控制，采用電機轉矩電流突變法來精確捕捉料面；

3、結合料面深度和鏈條的重量，采用實時修改防倒垂力矩和浮尺力矩設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，保證探尺不倒垂、實時跟隨料面；

4、在探尺跟隨料面過程中，通過實時判斷料面的下降速度來判斷高爐是否發生塌料滑料坐料等異常狀況，當下降速度過快時，及時將探尺從跟隨料面的力矩控制模式切換會速度閉環控制的勻速放尺模式，使得探尺繼續平穩放尺、捕捉和跟隨料面，讓探尺可以應對高爐異常爐況，防止探頭被埋。

附圖說明

圖1為本實用新型一實施例的結構圖。

圖2為本實用新型一實施例的控制流程圖。

圖中，1：探尺重錘；2：探尺鏈條；3：探尺滾筒；4：減速機；5：聯軸器和制動器；6：變頻電機；7：絕對值編碼器；8：增量型編碼器；9：PLC控制器；10：矢量變頻器。

具體實施方式

下面結合附圖1、附圖2，通過具體實施例式進行具體描述，但并不作為本實用新型做任何限制的依據。