專利名稱：高爐?；撍D(zhuǎn)鼓速度控制系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高爐渣處理技木，尤其涉及高爐?；撍D(zhuǎn)鼓速度控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
?；撍D(zhuǎn)鼓是廣泛應(yīng)用于高爐渣處理系統(tǒng)的水渣分離設(shè)備，轉(zhuǎn)鼓要滿足控制要求，即轉(zhuǎn)鼓的速度必須跟高爐出渣量相匹配。若速度響應(yīng)過快，爐渣的含水量較多，會影響水渣產(chǎn)品質(zhì)量；速度響應(yīng)過慢，則會導(dǎo)致留在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的爐渣量過多，造成轉(zhuǎn)鼓堵轉(zhuǎn)停機，影響聞爐生廣。現(xiàn)有的脫水轉(zhuǎn)鼓速度控制方法，主要有如下兩種
I)采取固定速度的方法，根據(jù)生產(chǎn)人員的經(jīng)驗手動改變轉(zhuǎn)鼓的速度，轉(zhuǎn)鼓速度不能根據(jù)渣量大小自動調(diào)節(jié)，不僅對產(chǎn)品質(zhì)量及整個渣處理控制系統(tǒng)的可靠穩(wěn)定運行會造成影響，也不符合節(jié)能環(huán)保要求。2)采用速度自動調(diào)節(jié)的方法，但采取的是開環(huán)控制，系統(tǒng)穩(wěn)定性差，對系統(tǒng)機械設(shè)備、電氣設(shè)備的性能要求更高，對于那些透水性差及出鐵后期渣量大的高爐渣，往往控制效果不好。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供ー種高爐粒化脫水轉(zhuǎn)鼓速度控制系統(tǒng)及方法，以提高轉(zhuǎn)速控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及自適應(yīng)能力，保證水渣的產(chǎn)品質(zhì)量及控制系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運行。為達到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實現(xiàn)的
ー種高爐?；撍D(zhuǎn)鼓速度控制裝置，其主要包括
可編程控制器PLC，用于轉(zhuǎn)鼓電機的啟動及速度調(diào)節(jié)控制；上位機，用于畫面監(jiān)控以實現(xiàn)對轉(zhuǎn)鼓運行狀態(tài)、運行速度進行監(jiān)控以及下達轉(zhuǎn)鼓控制指令；所述PLC和上位機通過以太網(wǎng)相連接；
液位檢測裝置，用于測量轉(zhuǎn)鼓液位，并將其轉(zhuǎn)換為模擬信號輸入所述PLC ;
速度檢測裝置，用于測量轉(zhuǎn)鼓速度，并將所述轉(zhuǎn)鼓速度轉(zhuǎn)換成模擬信號輸入所述PLC ；變頻器，分別與所述PLC和轉(zhuǎn)鼓電機相連，用于實現(xiàn)變頻器與所述PLC之間的信號交接，以及根據(jù)所述PLC計算出的給定速度值調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓電機的轉(zhuǎn)速。其中，所述系統(tǒng)進ー步包括與變頻器相連的就地操作箱，供檢修、應(yīng)急時對轉(zhuǎn)鼓速度進行控制。所述變頻器與所述PLC之間的信號交接的方式為向所述PLC傳送所述變頻器的運行、故障、電流、轉(zhuǎn)矩信號，并接收所述PLC下達的指令；或，將PLC作為主站，變頻器作為從站，通過現(xiàn)場總線方式實現(xiàn)所述PLC與變頻器之間的信號交接。所述液位檢測裝置為液位計，其將轉(zhuǎn)鼓液位轉(zhuǎn)換成4 20mA的模擬量信號經(jīng)控制電纜傳入所述PLC。
所述速度檢測裝置為速度傳感器，其將轉(zhuǎn)鼓速度轉(zhuǎn)換成4 20mA的模擬量信號經(jīng)控制電纜傳入PLC。
ー種高爐?；撍D(zhuǎn)鼓速度控制方法，包括如下步驟
A、對PLC采集到的轉(zhuǎn)鼓水位、轉(zhuǎn)矩及速度信號進行濾波的步驟；
B、確定轉(zhuǎn)鼓速度的給定值的步驟；
C、確定反饋偏差e的值的步驟；
D、計算PID控制器輸出給變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓速度值的步驟；
E、將所述速度偏差e作為PID控制器的輸入，PID控制器經(jīng)過比例、積分、微分計算，將輸出值送入變頻器，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓速度的自動調(diào)節(jié)
其中，步驟B所述確定轉(zhuǎn)鼓速度的給定值的過程為根據(jù)轉(zhuǎn)矩-速度曲線給出的速度與負荷轉(zhuǎn)矩的關(guān)系7 =ブ(乃函數(shù)，以及液位-速度曲線給出的速度與液位的關(guān)系「= ■/“)函數(shù)，將上述兩條曲線疊加，得到轉(zhuǎn)鼓所需的給定值な=プの+/(ム)。步驟C中確定反饋偏差e的值的過程具體為所述給定值な與PLC采集的轉(zhuǎn)鼓實際速度げ之間的偏差〃=げ。步驟D所述計算PID控制器輸出給變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓速度值的步驟，包括
Dl :根據(jù)具體情況，設(shè)定一閾值ど>0 ；
D2 :當(dāng)偏差值I e I大于此閾值即N丨> ど，采用H)控制避免過大的超調(diào)；
D3 :當(dāng)偏差值kl小于等于此閾值,采用PID控制；
D4 :采用積分分離PID控制算法，得出PID輸出至變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓速度值
權(quán)利要求
1.一種高爐粒化脫水轉(zhuǎn)鼓速度控制系統(tǒng)，其特征在于，其主要包括 可編程控制器PLC，用于轉(zhuǎn)鼓電機的啟動及速度調(diào)節(jié)控制；上位機，用于畫面監(jiān)控以實現(xiàn)對轉(zhuǎn)鼓運行狀態(tài)、運行速度進行監(jiān)控以及下達轉(zhuǎn)鼓控制指令；所述PLC和上位機通過以太網(wǎng)相連接； 液位檢測裝置，用于測量轉(zhuǎn)鼓液位，并將其轉(zhuǎn)換為模擬信號輸入所述PLC ; 速度檢測裝置，用于測量轉(zhuǎn)鼓速度，并將所述轉(zhuǎn)鼓速度轉(zhuǎn)換成模擬信號輸入所述PLC ； 變頻器，分別與所述PLC和轉(zhuǎn)鼓電機相連，用于實現(xiàn)變頻器與所述PLC之間的信號交接，以及根據(jù)所述PLC計算出的給定速度值調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓電機的轉(zhuǎn)速。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐粒化脫水轉(zhuǎn)鼓速度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)進一步包括與變頻器相連的就地操作箱，供檢修、應(yīng)急時對轉(zhuǎn)鼓速度進行控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐?；撍D(zhuǎn)鼓速度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述變頻器與所述PLC之間的信號交接的方式為向所述PLC傳送所述變頻器的運行、故障、電流、轉(zhuǎn)矩信號，并接收所述PLC下達的指令；或，將PLC作為主站，變頻器作為從站，通過現(xiàn)場總線方式實現(xiàn)所述PLC與變頻器之間的信號交接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐?；撍D(zhuǎn)鼓速度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述液位檢測裝置為液位計，其將轉(zhuǎn)鼓液位轉(zhuǎn)換成4 20mA的模擬量信號經(jīng)控制電纜傳入所述PLC。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高爐?；撍D(zhuǎn)鼓速度控制系統(tǒng)，其特征在于，所述速度檢測裝置為速度傳感器，其將轉(zhuǎn)鼓速度轉(zhuǎn)換成4 20mA的模擬量信號經(jīng)控制電纜傳入PLC。
6.一種高爐?；撍D(zhuǎn)鼓速度控制方法，其特征在于，包括如下步驟 A、對PLC采集到的轉(zhuǎn)鼓水位、轉(zhuǎn)矩及速度信號進行濾波的步驟； B、確定轉(zhuǎn)鼓速度的給定值的步驟； C、確定反饋偏差 的值的步驟； D、計算PID控制器輸出給變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓速度值的步驟； E、將所述速度偏差e作為PID控制器的輸入，PID控制器經(jīng)過比例、積分、微分計算，將輸出值送入變頻器，從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)鼓速度的自動調(diào)節(jié) 根據(jù)權(quán)利要求6所述的高爐?；撍D(zhuǎn)鼓速度控制方法，其特征在于，步驟B所述確定轉(zhuǎn)鼓速度的給定值的過程為根據(jù)轉(zhuǎn)矩-速度曲線給出的速度與負荷轉(zhuǎn)矩的關(guān)系F =函數(shù)，以及液位-速度曲線給出的速度與液位的關(guān)系礦=/( 函數(shù)，將上述兩條曲線疊加，得到轉(zhuǎn)鼓所需的給定值咋=/(乃+/(幻。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高爐?；撍D(zhuǎn)鼓速度控制方法，其特征在于，步驟C中確定反饋偏差e的值的過程具體為所述給定值吃與PLC采集的轉(zhuǎn)鼓實際速度療之間的偏差s = Vg — P。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高爐?；撍D(zhuǎn)鼓速度控制方法，其特征在于，步驟D所述計算PID控制器輸出給變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓速度值的步驟，包括 Dl :根據(jù)具體情況，設(shè)定一閾值e >0 ； D2 :當(dāng)偏差值NI大于此閾值即卜丨>〖，采用ro控制避免過大的超調(diào)； D3 :當(dāng)偏差值NI小于等于此閾值Ie，采用PID控制；D4 :采用積分分離PID控制算法，得出PID輸出至變頻器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓速度值
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高爐?；撍D(zhuǎn)鼓速度控制系統(tǒng)及方法，通過液位傳感器、速度傳感器、變頻器將控制轉(zhuǎn)鼓所需的轉(zhuǎn)鼓液位、轉(zhuǎn)鼓速度、負載轉(zhuǎn)矩信號采集到PLC中，在所述PLC中通過遞推平均濾波法對所述采集信號進行濾波處理，以保證信號的可靠性；再根據(jù)速度-液位函數(shù)模型及速度-轉(zhuǎn)矩函數(shù)模型，計算出轉(zhuǎn)鼓所需的速度；最后采用閉環(huán)控制方法對轉(zhuǎn)鼓速度進行控制。采用本發(fā)明的速度控制系統(tǒng)及方法，能夠根據(jù)高爐出渣量的大小，自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)鼓速度，保證水渣的產(chǎn)品質(zhì)量及整個控制系統(tǒng)的持續(xù)穩(wěn)定運行。
文檔編號C21B3/08GK102660656SQ20121011552
公開日2012年9月12日 申請日期2012年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月19日
發(fā)明者時文飛, 蘇瑞淼 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司