專利名稱：一種多品種焦炭篩分非線性控制裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種篩分處理裝置和方法，尤其涉及一種焦炭篩分控制裝置和方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代化大型冶金企業(yè)中，高爐使用的入爐焦炭須通過篩分處理來提高焦炭篩分質(zhì)量已成為一種不可或缺的有效手段，焦炭篩分效率的高低、穩(wěn)定會直接影響高爐的穩(wěn)定
與高產(chǎn)。目前，在涉及高爐焦炭篩分控制技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，常用的是采用手動定式化的焦炭篩 分控制方法，即PLC (可編程序控制器)依據(jù)穩(wěn)定的高爐焦炭原料質(zhì)量信息設(shè)定單位時間通過入爐焦炭的噸位數(shù)(或稱為焦炭給定重量)，手動調(diào)整篩分調(diào)節(jié)控制器(PID)，調(diào)節(jié)料流閘門的開度和振動篩的振動頻率初始時全開料流閘門，振動篩全頻振動，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的單位時間通過入爐焦炭的噸位數(shù)的95%時，關(guān)小料流閘門，當(dāng)達(dá)到設(shè)定的單位時間通過入爐焦炭的噸位數(shù)100%時,關(guān)閉料流閘門,振動篩停止振動。上述手動定式化的焦炭篩分控制方法中，料流閘門的開度和振動篩的振動頻率大小取決于根據(jù)穩(wěn)定的焦炭原料質(zhì)量信息而設(shè)定的單位時間通過入爐焦炭的噸位數(shù)。然而，在實際生產(chǎn)過程中，越來越多的企業(yè)采購的焦炭原料品種、規(guī)格、產(chǎn)地呈多樣化，導(dǎo)致高爐焦炭原料質(zhì)量波動大。鑒于焦炭原料的強(qiáng)度、粒度、水分等質(zhì)量要素的變量均會直接影響焦炭篩分效率，顯而易見，當(dāng)高爐焦炭原料質(zhì)量要素發(fā)生變化的情況下，現(xiàn)有的手動定式化的焦炭篩分控制方法缺乏對應(yīng)的實時控制手段，其必然導(dǎo)致焦炭篩分質(zhì)量不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響聞爐的穩(wěn)定與聞廣，還會因為返焦過多，造成生廣成本的提聞、能源消耗的增大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種多品種焦炭篩分非線性控制裝置和方法，采用該裝置和方法能夠根據(jù)焦炭的不同品種和質(zhì)量，實時調(diào)整篩分調(diào)節(jié)控制器，進(jìn)而實時調(diào)節(jié)料流閘門開度和振動篩振動頻率，以獲得穩(wěn)定和聞效的焦炭篩分效率，滿足聞爐穩(wěn)定、聞廣的要求，降低生產(chǎn)成本。本發(fā)明根據(jù)上述發(fā)明目的，提供了一種多品種焦炭篩分非線性控制裝置，其與一料流閥門和一振動篩分別連接，該多品種焦炭篩分非線性控制裝置包括一振動篩控制調(diào)節(jié)器，其與所述料流閥門和振動篩分別連接，控制料流閥門的開度和振動篩的振動頻率；一 PLC，其與所述振動篩控制調(diào)節(jié)器連接，向其輸送控制信號；一模糊控制模塊，其包括一數(shù)據(jù)采集子模塊，一焦炭質(zhì)量評價子模塊，一專家?guī)?，一模糊推理子模塊和一數(shù)據(jù)輸出子模塊，其中所述數(shù)據(jù)采集子模塊采集焦炭的原料信息，并將該原料信息傳輸至所述子焦炭質(zhì)量評價模塊；所述焦炭質(zhì)量評價子模塊根據(jù)所述原料信息對焦炭進(jìn)行評價，并將評價等級輸出；所述專家?guī)靸?nèi)存儲有一定范圍的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值;所述模糊推理子模塊根據(jù)焦炭質(zhì)量評價子模塊輸出的不同評價等級，從專家?guī)靸?nèi)選取不同的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值與評價等級進(jìn)行匹配，并將匹配結(jié)果輸出至所述數(shù)據(jù)輸出子模塊；所述數(shù)據(jù)輸出子模塊與所述PLC連接，其接收模糊推理子模塊的匹配結(jié)果，并將其傳輸至所述PLC。所述專家?guī)靸?nèi)存儲的焦炭流量控制值為260_350t/h，閘門開度控制值為70% -95%，振動頻率控制值為670-960HZ。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了采用該多品種焦炭篩分非線性控制裝置進(jìn)行非線性控制的方法，其包括下列步驟(I)數(shù)據(jù)采集子模塊采集當(dāng)前批次焦炭的原料信息，所述原料信息包括粒度；(2)焦炭質(zhì)量評價子模塊根據(jù)原料信息，將焦炭質(zhì)量評價為A、B、C、D和E五個等級，并將評價結(jié)果輸出，其中A等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例> 80% ；B等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例為70% -79%;C等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例為60% -69% ；D等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例為50% -59% ；E等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例為40% -49% ;所述a級顆粒的粒度為25-40mm ；(3)模糊推理子模塊根據(jù)接收到的評價結(jié)果，將其與不同的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值與評價等級進(jìn)行匹配，其中A等級匹配模糊推理子模塊根據(jù)接收到的評價結(jié)果，將其與不同的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值與評價等級進(jìn)行匹配，其中A等級匹配焦炭流量控制值330-350t/h，閘門開度控制值89% -95%，振動頻率控制值670-700Hz ;B等級匹配焦炭流量控制值310_329t/h，閘門開度控制值83% -88%，振動頻率控制值701-750HZ ；C等級匹配焦炭流量控制值290_309t/h,閘門開度控制值為78% -82%，振動頻率控制值751-810HZ ；D等級匹配焦炭流量控制值274-289t/h，閘門開度控制值74% -77%，振動頻率控制值809_880Hz ;E等級匹配焦炭流量控制值260-273t/h，閘門開度控制值70% -73%，振動頻率控制值881_960Hz ；(4)數(shù)據(jù)輸出子模塊將對應(yīng)的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值傳輸給PLC，由PLC向振動篩控制調(diào)節(jié)器發(fā)出控制信號，再由振動篩控制調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)料流閥門的開度和振動篩的振動頻率，使其達(dá)到控制目標(biāo)。需要說明的是，焦炭流量控制值是與閘門開度控制值和振動頻率控制值相關(guān)的，焦炭流量控制值是通過調(diào)節(jié)閘門開度和振動頻率實現(xiàn)的。本發(fā)明所述的多品種焦炭篩分非線性控制裝置和方法通過采用上述技術(shù)方案，能夠根據(jù)不同種類和品質(zhì)的焦炭原料的特性，實時檢測、判別焦炭原料信息，進(jìn)而采取對應(yīng)的控制方法，采用本發(fā)明所述的技術(shù)方案能夠使焦炭的篩分效率達(dá)到且穩(wěn)定在85%以上。


圖I是本發(fā)明所述的多品種焦炭篩分非線性控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。
圖2是本發(fā)明所述的多品種焦炭篩分非線性控制裝置的流程圖。
具體實施例方式如圖I所示，本實施例中，多品種焦炭篩分非線性控制裝置與料流閥門和7振動篩5分別連接，焦炭從焦炭料槽4送出。該多品種焦炭篩分非線性控制裝置包括振動篩控制調(diào)節(jié)器(PID) 3，其與料流閥門7和振動篩5分別連接，控制料流閥門7的開度和振動篩5的振動頻率；PLC1與振動篩控制調(diào)節(jié)器3連接，向其輸送控制信號，此外PLCl還與電子稱6連接，接收電子稱6稱量焦炭的流量值；模糊控制模塊2包括數(shù)據(jù)采集子模塊、焦炭質(zhì)量評價子模塊、專家?guī)臁⒛：评碜幽K和數(shù)據(jù)輸出子模塊，其中數(shù)據(jù)采集子模塊采集焦炭的原料信息，并將該原料信息傳輸至所述子焦炭質(zhì)量評價模塊，焦炭質(zhì)量評價子模塊根據(jù)原料信息對焦炭進(jìn)行評價，并將評價等級輸出，專家?guī)靸?nèi)存儲有一定范圍的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值，模糊推理子模塊根據(jù)焦炭質(zhì)量評價子模塊輸出的不同評價等級，從專家?guī)靸?nèi)選取不同的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值與評 價等級進(jìn)行匹配，并將匹配結(jié)果輸出至數(shù)據(jù)輸出子模塊，數(shù)據(jù)輸出子模塊將其接收自模糊推理子模塊的匹配結(jié)果傳輸至給PLC1，由PLCl傳輸給振動篩控制調(diào)節(jié)器3，再由振動篩控制調(diào)節(jié)器3調(diào)節(jié)料流閥門7的開度和振動篩5的振動頻率，從而完成實時控制。采用如圖I所示的裝置按照圖2所示的步驟進(jìn)行控制(I)數(shù)據(jù)采集子模塊采集當(dāng)前批次焦炭的原料信息，所述原料信息包括粒度、強(qiáng)度和水分；(2)焦炭質(zhì)量評價子模塊根據(jù)原料信息，將焦炭質(zhì)量評價為A、B、C、D和E五個評價等級，并將評價結(jié)果輸出，其中A等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例> 80% ；B等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例為70% -79%；C等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例為60% -69% ；D等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例為50% -59% ；E等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例為40% -49% ;所述a級顆粒的粒度為25-40mm ；(3)模糊推理子模塊根據(jù)接收到的評價結(jié)果，將其與不同的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值與評價等級進(jìn)行匹配，其中A等級匹配模糊推理子模塊根據(jù)接收到的評價結(jié)果，將其與不同的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值與評價等級進(jìn)行匹配，其中A等級匹配焦炭流量控制值330-350t/h，閘門開度控制值89% -95%,振動頻率控制值670-700Hz ；B等級匹配焦炭流量控制值310_329t/h，閘門開度控制值83% -88%，振動頻率控制值701-750HZ ；C等級匹配焦炭流量控制值290_309t/h,閘門開度控制值為78% -82%，振動頻率控制值751-810HZ ；D等級匹配焦炭流量控制值274-289t/h，閘門開度控制值74% -77%,振動頻率控制值809_880Hz ；E等級匹配焦炭流量控制值260-273t/h，閘門開度控制值70% -73%，振動頻率控制值881_960Hz ；(4)數(shù)據(jù)輸出子模塊將對應(yīng)的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值傳輸給PLC，由PLC向振動篩控制調(diào)節(jié)器發(fā)出控制信號，再由振動篩控制調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)料流閥門的開度和振動篩的振動頻率，使其達(dá)到控制目標(biāo)。表I列出了本案實施例1-3中采集到的焦炭原料信息以及與之相匹配的控制參數(shù)，并列出了最終測得的篩分綜合效率。
表I.
權(quán)利要求
1.一種多品種焦炭篩分非線性控制裝置，其與一料流閥門和一振動篩分別連接，其特征在于，包括 一振動篩控制調(diào)節(jié)器，其與所述料流閥門和振動篩分別連接，控制料流閥門的開度和振動篩的振動頻率； 一 PLC，其與所述振動篩控制調(diào)節(jié)器連接，向其輸送控制信號； 一模糊控制模塊，其包括一數(shù)據(jù)采集子模塊，一焦炭質(zhì)量評價子模塊，一專家?guī)?，一模糊推理子模塊和一數(shù)據(jù)輸出子模塊，其中 所述數(shù)據(jù)采集子模塊采集焦炭的原料信息，并將該原料信息傳輸至所述子焦炭質(zhì)量評價模塊； 所述焦炭質(zhì)量評價子模塊根據(jù)所述原料信息對焦炭進(jìn)行評價，并將評價等級輸出； 所述專家?guī)靸?nèi)存儲有一定范圍的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值； 所述模糊推理子模塊根據(jù)焦炭質(zhì)量評價子模塊輸出的不同評價等級，從專家?guī)靸?nèi)選取不同的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值與評價等級進(jìn)行匹配，并將匹配結(jié)果輸出至所述數(shù)據(jù)輸出子模塊； 所述數(shù)據(jù)輸出子模塊與所述PLC連接，其接收模糊推理子模塊的匹配結(jié)果，并將其傳輸至所述PLC。
2.如權(quán)利要求I所述的多品種焦炭篩分非線性控制裝置，其特征在于，所述專家?guī)靸?nèi)存儲的焦炭流量控制值為260-350t/h，閘門開度控制值為70% -95%，振動頻率控制值為670-960Hz。
3.采用如權(quán)利要求I所述的多品種焦炭篩分非線性控制裝置進(jìn)行非線性控制的方法，其特征在于，包括下列步驟 (1)數(shù)據(jù)采集子模塊采集當(dāng)前批次焦炭的原料信息，所述原料信息包括粒度； (2)焦炭質(zhì)量評價子模塊根據(jù)原料信息，將焦炭質(zhì)量評價為A、B、C、D和E五個等級，并將評價結(jié)果輸出，其中A等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例> 80% ;B等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例為70% -79% ；C等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例為60% -69% ；D等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例為50% -59% ；E等級對應(yīng)的原料信息為a級顆粒占總顆粒的比例為40% -49% ;所述a級顆粒的粒度為25-40mm ； (3)模糊推理子模塊根據(jù)接收到的評價結(jié)果，將其與不同的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值與評價等級進(jìn)行匹配，其中A等級匹配焦炭流量控制值330-350t/h,閘門開度控制值89% _95%，振動頻率控制值670_700Hz ;B等級匹配焦炭流量控制值310-329t/h，閘門開度控制值83% -88%，振動頻率控制值701_750Hz ；C等級匹配焦炭流量控制值290-309t/h，閘門開度控制值為78% -82%，振動頻率控制值751_810Hz ；D等級匹配焦炭流量控制值274-289t/h，閘門開度控制值74 % -77 %，振動頻率控制值809-880Hz ;E等級匹配焦炭流量控制值260-273t/h，閘門開度控制值70% -73 %，振動頻率控制值 881-960HZ ； (4)數(shù)據(jù)輸出子模塊將對應(yīng)的焦炭流量控制值、閘門開度控制值和振動頻率控制值傳輸給PLC，由PLC向振動篩控制調(diào)節(jié)器發(fā)出控制信號，再由振動篩控制調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)料流閥門的開度和振動篩的振動頻率，使其達(dá)到控制目標(biāo)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多品種焦炭篩分非線性控制裝置，其包括一振動篩控制調(diào)節(jié)器，其與所述料流閥門和振動篩分別連接，控制料流閥門的開度和振動篩的振動頻率；一PLC，其與所述振動篩控制調(diào)節(jié)器連接，向其輸送控制信號；一模糊控制模塊，該模糊控制模塊包括一數(shù)據(jù)采集子模塊。相應(yīng)地，本發(fā)明還公開了一種多品種焦炭篩分非線性控制方法。采用本發(fā)明所述的技術(shù)方案，能夠根據(jù)不同種類和品質(zhì)的焦炭原料的特性，實時檢測、判別焦炭原料信息，進(jìn)而采取對應(yīng)的控制方法，能夠使焦炭的篩分效率達(dá)到且穩(wěn)定在85％以上。
文檔編號G05B19/04GK102799116SQ20111013589
公開日2012年11月28日 申請日期2011年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月24日
發(fā)明者何中煒, 江浩杰 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司