專利名稱：一種探尺跟隨料面控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高爐爐頂及上料系統(tǒng)，特別是涉及高爐爐頂和上料系統(tǒng)中的一種探尺跟隨料面控制方法。
背景技術(shù)：
探尺是煉鐵廠高爐爐頂及上料系統(tǒng)的重要組成部分。在工作過程中，它能準確的指示料面高度和分布狀況，因此對整個高爐系統(tǒng)的高效、安全運行起著重要作用。目前，國內(nèi)大型高爐的探尺大多是采用交流異步電機傳動，以交流調(diào)速變頻器為核心控制單元，探尺以恒定的轉(zhuǎn)速或是恒定的轉(zhuǎn)矩下放到料面，檢測到料面后自動轉(zhuǎn)換為扶尺模式使探尺正 立并能跟隨料面，探尺跟隨料面時，探尺采取恒定轉(zhuǎn)矩的控制方式，即調(diào)速變頻器輸出一恒定向上的拉力，探尺在拉力的作用下能夠更隨料面緩慢下降，鏈條在拉力的作用下能保持緊繃的狀態(tài)，拉力大小的設(shè)定顯得非常重要，拉力設(shè)定過大，可能會出現(xiàn)卡尺的情況，探尺無法跟隨料面；拉力設(shè)定過小，鏈條無法緊繃，測量誤差增大；探尺是一種被動跟隨料面的方式，依靠探尺自身的重力完成跟隨料面的任務(wù)，此種方式最大的缺陷是拉力大小的設(shè)定非常困難，決定拉力大小的因素有很多，如探尺的質(zhì)量、鏈條的質(zhì)量、鏈條與滾筒的摩擦力等，特別是出現(xiàn)塌料的狀況時，探尺會在重力的作用下被動跟隨料面，在這個過程中，由于重力大于拉力，探尺將作加速運動，這將導(dǎo)致嚴重的倒錘和埋錘的事故。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種探尺跟隨料面的控制方法，通過本技術(shù)方案，能夠有效的減少探尺跟隨料面時的測量誤差，并減少埋錘事故的發(fā)生幾率。為了達到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種探尺跟隨料面控制方法，所述變頻器作為核心的控制單元，完成放尺、跟隨料面及提尺工作，PLC控制器作為指令發(fā)出單元，通過硬接線或是總線的方式與變頻器進行通訊，向變頻器發(fā)出啟動測量的命令，增量型編碼器測量電機的實際轉(zhuǎn)速，按以下步驟進行
(1)當爐頂完成布料，PLC控制器向變頻器發(fā)出啟動命令；
(2)變頻器運行，探尺抱閘打開，探尺以恒速的控制方式下降；
(3)變頻器監(jiān)測電機的轉(zhuǎn)矩，當轉(zhuǎn)矩發(fā)生突變時，變頻器判斷探尺已經(jīng)到達料面，變頻器會將探尺略微向上提起，再放下探尺的方式，主動跟隨料面直至到達料線。所述步驟(2)中所述恒速為0. 15m/s -0. 25m/s。采用上述技術(shù)方案后的有益效果是將被動的跟隨方式改為主動的方式，探尺到達料面后，以微小的幅度進行點測料面，探尺的運行狀態(tài)完全由變頻器進行控制，這樣能保持鏈條的緊繃，并避免因塌料造成的埋尺。


圖I是本發(fā)明的探尺跟隨料面控制方法的流程圖。圖2是本發(fā)明的控尺跟隨料面控制裝置結(jié)構(gòu)圖。圖中，I變頻器、2 PLC控制器、3增量型編碼器、4電機、5探尺。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施例作進一步的說明。如圖I和圖2中所示，本發(fā)明涉及的一種探尺跟隨料面控制方法，所述變頻器I作為核心的控制單元，完成放尺、跟隨料面及提尺工作，PLC控制器2作為指令發(fā)出單元，通過硬接線或是總線的方式與變頻器2進行通訊，向變頻器2發(fā)出啟動測量的命令，增量型編碼器3測量電機4的實際轉(zhuǎn)速，按以下具體步驟進行
(I探尺下放階段
變頻器I松開抱閘，采用速度控制，使探尺5勻速下降，此時探尺I下降速度設(shè)定為Setpnl,方向向下，大小約為0. 2m/s，探尺I將會迅速加速到給定速度，在發(fā)出放尺指令后2s,變頻器I開始監(jiān)測電機轉(zhuǎn)矩Tmact。(2)探尺一次到達料面階段
當電機轉(zhuǎn)矩Tmact小于設(shè)定的轉(zhuǎn)矩電機轉(zhuǎn)矩Tdlm時，變頻器I即認為探尺5到達了料面，此過程中為了防止干擾，出現(xiàn)誤判的情況，轉(zhuǎn)矩的判斷加入2s的延時時間，當電機轉(zhuǎn)矩Tmact小于設(shè)定的電機轉(zhuǎn)矩Tdlm后，并延時2s，探尺進入一次到料面狀態(tài)。(3)探尺一次到料面后提尺階段
當探尺5進入一次到料面狀態(tài),探尺的設(shè)定速度改變?yōu)镾etpn2, Setpn2方向向上,大小約為0. lm/s, Setpn2設(shè)定的持續(xù)時間為2s ;探尺5在下放階段速度較快，而且爐內(nèi)料面并不平整，容易出現(xiàn)倒尺現(xiàn)象，因此在探尺5第一次到達料面后，加入提尺階段，重新將探尺5提離料面，以解決倒尺問題，并使鏈條緊繃。(4)探尺第一次到料面后平衡階段
探尺5速度到達Setpn2后，并延時2s，探尺5已經(jīng)離開料面，便進入探尺5 —次到料面后的平衡階段；此階段內(nèi)探尺5設(shè)定的速度改變?yōu)镾etpn3，Setpn3的大小為Om/s，探尺懸浮與料面上空，變頻器I輸出的電機轉(zhuǎn)矩Tmact與探尺重力、鏈條摩擦力相平衡，轉(zhuǎn)矩的大小為Txf。(5)探尺第一次到料面后放尺階段
經(jīng)過短暫的懸浮后，探尺5需要重新回到料面，探尺進入放尺階段；探尺的設(shè)定速度仍然為Setpn3，大小為Om/s，但將變頻器I輸出的轉(zhuǎn)矩Tmact限制為Tfc，Tfc=O. 85*Txf，在這種情況下，變頻器I輸出轉(zhuǎn)矩不足以克服探尺重力，探尺的平衡狀態(tài)被打破，作下探運動，探尺將再次回到料面，進入第二次到達料面階段。(6)探尺第二次到達料面階段
探尺5再次到達料面，受到料面對其向上的支撐力，探尺的速度慢慢減小為Om/s，探尺的速度可以由增量型編碼器3檢測出，以此作為判斷探尺5 二次到達料面依據(jù)。因此增量型編碼器3在這個跟隨系統(tǒng)的構(gòu)成中發(fā)揮極為重要的作用，在判斷探尺5 二次到達料面時還需要加入延時的作用，因為從平衡到下放的過程，探尺是由靜止開始作加速運動，延時就是為了避開開始的加速階段。(7)探尺二次到料面后提尺階段一旦探尺進入二次到料面狀態(tài)，探尺5的設(shè)定速度改變?yōu)镾etpn4,Setpn4方向向上,大小約為0. 05m/s，Setpn4設(shè)定的持續(xù)時間為2s ;此次為探尺5 二次到達料面后的主動提尺，目的是將探尺5微微提起，鏈條一直處于緊繃狀態(tài)。(8)探尺第二次到料面后平衡階段
探尺速度到達Setpn4后，并延時2s，探尺5已經(jīng)離開料面，便進入探尺5 二次到料面后的平衡階段。此階段內(nèi)探尺設(shè)定的速度改變?yōu)镾etpn3，Setpn3的大小為Om/s。探尺5懸浮與料面上空，變頻器I輸出的轉(zhuǎn)矩Tmact與探尺重力，鏈條摩擦力相平衡，轉(zhuǎn)矩的大小為Txf0此階段與第四階段相同。(9)探尺第二次到料面后放尺階段
經(jīng)過短暫的懸浮后，探尺5需要重新回到料面，探尺5進入放尺階段。探尺5的設(shè)定速度仍然為Setpn3，大小為Om/s，但將變頻器I輸出的轉(zhuǎn)矩Tmact限制為Tfc，Tfc=O. 85*Txf ；在這種情況下，變頻器I輸出轉(zhuǎn)矩不足以克服探尺重力，探尺5的平衡狀態(tài)被打破，作下探·運動，探尺5將再次回到料面。此階段與第5階段的區(qū)別在于探尺下放的時間被限定為了5s,即5s后探尺5還沒有抵達料面，變頻器I將強制結(jié)束本過程，轉(zhuǎn)而進入提尺階段。在探尺5第二次抵達料面后，探尺將進行反復(fù)的提尺、平衡和放尺的過程，直至探尺5到達設(shè)定的料線，接收到PLC控制器2發(fā)出的提尺指令。傳統(tǒng)的探尺5被動跟隨料面的方式，主要依靠探尺5的自身重力跟隨料面，跟隨狀態(tài)不可控制，容易出現(xiàn)倒尺和埋尺的事故。本發(fā)明的一種探尺跟隨料面控制方法，徹底改變了原有方式，探尺5在到達料面后主動作幅度微小的提放動作，非常有效的解決了以上問題。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳可行實施例而已，并非用以限定本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1.一種探尺跟隨料面控制方法，所述變頻器作為核心的控制單元，完成放尺、跟隨料面及提尺工作，PLC控制器作為指令發(fā)出單元，通過硬接線或是總線的方式與變頻器進行通訊，向變頻器發(fā)出啟動測量的命令，增量型編碼器測量電機的實際轉(zhuǎn)速，其特征在于，按以下步驟進行 (1)當爐頂完成布料，PLC控制器向變頻器發(fā)出啟動命令； (2)變頻器運行，探尺抱閘打開，探尺以恒速的控制方式下降； (3)變頻器監(jiān)測電機的轉(zhuǎn)矩，當轉(zhuǎn)矩發(fā)生突變時，變頻器判斷探尺已經(jīng)到達料面，變頻器會將探尺略微向上提起，再放下探尺的方式，主動跟隨料面直至到達料線。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種探尺跟隨料面控制方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述恒速為 0. 15m/s -0. 25m/s0
全文摘要
本發(fā)明涉及的一種探尺跟隨料面控制方法，所述交流變頻器控制完成放尺、跟隨料面及提尺工作，PLC控制器作出指令，通過與變頻器進行通訊，向變頻器發(fā)出啟動測量的命令，增量型編碼器測量電機的實際轉(zhuǎn)速，按以下步驟進行(1)當爐頂完成布料，PLC控制器向變頻器發(fā)出啟動命令；(2)變頻器運行，探尺抱閘打開，探尺以恒速的控制方式下降；(3)變頻器監(jiān)測電機轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)矩突變，變頻器判斷探尺已經(jīng)到達料面，探尺略微向上提起，再放下探尺直至到達料線；通過本技術(shù)方案，將被動的跟隨方式改為主動的方式，探尺到達料面后，以微小的幅度進行點測料面，探尺的運行狀態(tài)完全由變頻器進行控制，保持鏈條的緊繃，并避免因塌料造成的埋尺。
文檔編號C21B5/00GK102796834SQ20121020280
公開日2012年11月28日 申請日期2012年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月19日
發(fā)明者吳晨 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司