專利名稱：高爐時間布料設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高爐煉鐵自動控制系統(tǒng)，尤其涉及ー種優(yōu)化的高爐時間布料設(shè)備。
背景技術(shù)：
高爐是高爐煉鐵流程的主體，自爐體上部裝入鐵礦石、燃料和溶劑，從下部鼓入空氣燃燒燃料，產(chǎn)生大量高溫還原性氣體向上運動，爐料在下降過程中經(jīng)過加熱、還原、熔化、造渣等一系列物理化學過程，最終生成液態(tài)爐渣和生鉄。物料的配比與放置位置對高爐的運行有重要影響，精確的物料布放，對高爐運行有著重要意義。無料鐘爐頂通過料流調(diào)節(jié)閥的開度控制料流控制物料速度，通過布料溜槽的傾動和旋轉(zhuǎn)控制物料布放的位置，其中溜槽的控制方式有重量和時間方式。其中，重量方式在讀取預(yù)先設(shè)定的布料矩陣之后，將矩陣中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為重量參數(shù)，在布料時，把設(shè)定重量的物料放置在設(shè)定的位置。而時間方式，在讀取預(yù)先設(shè)定的布料矩陣之后，將矩陣中數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)圈數(shù)，在布料時，在設(shè)定的角度旋轉(zhuǎn)設(shè)定的圈數(shù)，從而達到在特定位置布放特定重量物料的目的。實際應(yīng)用中因為重量方式能更準確的布放物料，生產(chǎn)中大多數(shù)情況采用重量方式，但是重量方式對稱量設(shè)備的穩(wěn)定非常依賴，在實際生產(chǎn)中，高爐壓カ變化，料罐上物料的堆積，經(jīng)常影響稱量的穩(wěn)定，而造成布料的不穩(wěn)定。時間方式對稱量設(shè)備不依賴，然而，傳統(tǒng)的時間方式按照圈數(shù)控制物料布放，精度很差，同時也限制了布料矩陣的形式，有效值必須是合理的自然數(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明g在提出一 種能夠以時間方式對溜槽進行精確控制的高爐時間布料設(shè)備。根據(jù)本發(fā)明的ー實施例，提出ー種高爐時間布料設(shè)備，包括:布料矩陣處理模塊，讀取布料矩陣數(shù)據(jù)，判斷布料矩陣數(shù)據(jù)的合法性并對布料矩陣數(shù)據(jù)進行預(yù)處理；布料時間判斷模塊，根據(jù)溜槽的槽下稱量的料重，基于料流調(diào)節(jié)閥開度與布料時間的關(guān)系函數(shù)，或者基于分段經(jīng)驗函數(shù)來計算布料時間并產(chǎn)生布料時間參數(shù)，布料參數(shù)值對應(yīng)溜槽的檔位；時間布料控制模塊，連接到布料矩陣處理模塊和布料時間判斷模塊，根據(jù)布料矩陣處理模塊進行預(yù)處理后的布料矩陣數(shù)據(jù)和布料時間判斷模塊計算的布料時間對溜槽的布料動作進行控制，在開始布料后，時間布料控制模塊控制溜槽持續(xù)旋轉(zhuǎn)，以料流調(diào)節(jié)閥開到設(shè)定位置為布料開始點開始持續(xù)計時，與布料時間參數(shù)進行比較，當布料時間到達布料參數(shù)，則根據(jù)該布料參數(shù)對應(yīng)的溜槽的檔位對溜槽進行傾動調(diào)節(jié)。在一個實施例中，布料矩陣處理模塊讀取矩陣數(shù)據(jù)后根據(jù)矩陣數(shù)據(jù)的每列數(shù)值計算每檔角度所對應(yīng)的重量或者時間分配百分比。在一個實施例中，布料矩陣處理模塊采用的料流調(diào)節(jié)閥開度與布料時間的關(guān)系函數(shù)為:Y = a(X+b)2+c ；其中Y為槽下稱量的初始料重，X為料流調(diào)節(jié)閥開度，a、b、c為在曲線擬系數(shù)。在一個實施例中，時間布料控制模塊對溜槽的傾動調(diào)節(jié)精度為秒級。本發(fā)明的高爐時間布料設(shè)備大大提高傳統(tǒng)時間方式的控制精度，擴大了時間方式適用范圍，降低爐頂布料對稱量設(shè)備的依賴，從而提高爐頂運行的穩(wěn)定性。


圖1掲示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的高爐時間布料設(shè)備的結(jié)構(gòu)框圖。圖2掲示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的高爐時間布料設(shè)備的布料矩陣處理模塊的控制邏輯。圖3掲示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的高爐時間布料設(shè)備的布料過程的控制邏輯。圖4a和圖4b掲示了根據(jù)本發(fā)明的一實施例的高爐時間布料設(shè)備的溜槽傾動動作的控制邏輯。
具體實施例方式參考圖1所示，本發(fā)明掲示了ー種高爐時間布料設(shè)備，包括三個模塊:布料矩陣處理模塊102、布料時間判斷模塊104和時間布料控制模塊106。布料矩陣處理模 塊102讀取布料矩陣數(shù)據(jù)，判斷布料矩陣數(shù)據(jù)的合法性并對布料矩陣數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。傳統(tǒng)布料矩陣要求矩陣內(nèi)數(shù)據(jù)為自然數(shù)，并且每行的數(shù)據(jù)之和為固定值，比如說14，代表預(yù)期的布料總?cè)?shù)。在本發(fā)明中，對于布料矩陣數(shù)據(jù)中的每行數(shù)據(jù)不存在總和的限制，數(shù)值更自由，可以是任何自然數(shù)，每列數(shù)值代表的是每檔角度對應(yīng)的重量或者時間百分比。布料矩陣處理模塊102讀取矩陣中每列的數(shù)值，進行合法性判斷后，計算出每檔角度所對應(yīng)的重量或者時間分配百分比。在一個實施例中，布料矩陣處理模塊102讀取矩陣數(shù)據(jù)后根據(jù)矩陣數(shù)據(jù)的每列數(shù)值計算每檔角度所對應(yīng)的重量或者時間分配百分比。圖2掲示了布料矩陣處理模塊102的控制邏輯。如圖2所示，布料矩陣處理模塊102采集如下的三個參數(shù)來對布料時間參數(shù)進行清零操作:溜槽布料結(jié)束、溜槽上傾輸出和溜槽手動布料停止。上述的三個參數(shù)通過圖2所示的邏輯運算后對布料時間參數(shù)進行清零操作。布料矩陣處理模塊102還采集如下的三個參數(shù)來產(chǎn)生布料時間參數(shù)，以時間方式控制溜槽:布料時間方式狀態(tài)、fcg開關(guān)狀態(tài)和溜槽手動狀態(tài)。上述的三個參數(shù)通過圖2所示的邏輯運算后產(chǎn)生布料時間參數(shù)并以時間方式控制溜槽。布料時間判斷模塊104根據(jù)溜槽的槽下稱量的料重，基于料流調(diào)節(jié)閥開度與布料時間的關(guān)系函數(shù)，或者基于分段經(jīng)驗函數(shù)來計算布料時間并產(chǎn)生布料時間參數(shù)，布料參數(shù)值對應(yīng)溜槽的檔位。在一個實施例中，布料矩陣處理模塊104采用的料流調(diào)節(jié)閥開度與布料時間的關(guān)系函數(shù)為:Y = a(X+b)2+c ;其中Y為槽下稱量的初始料重，X為料流調(diào)節(jié)閥開度，a、b、c為在曲線擬系數(shù)。a、b、c系數(shù)通常是在布料實驗中由計算機進行曲線擬合而來，在高爐可能不具備這種條件的時候可以用簡化的分段經(jīng)驗函數(shù)代替。時間布料控制模塊106連接到布料矩陣處理模塊102和布料時間判斷模塊104，時間布料控制模塊106根據(jù)布料矩陣處理模塊102進行預(yù)處理后的布料矩陣數(shù)據(jù)和布料時間判斷模塊計算104的布料時間對溜槽的布料動作進行控制。在開始布料后，時間布料控制模塊106控制溜槽持續(xù)旋轉(zhuǎn)，以料流調(diào)節(jié)閥開到設(shè)定位置為布料開始點開始持續(xù)計吋，與布料時間參數(shù)進行比較，當布料時間到達布料參數(shù)，則根據(jù)該布料參數(shù)對應(yīng)的溜槽的檔位對溜槽進行傾動調(diào)節(jié)。在一個實施例中，時間布料控制模塊106對溜槽的傾動調(diào)節(jié)精度為秒級。而在傳統(tǒng)的布料控制中，對溜槽的傾動調(diào)節(jié)的精度為精確到圈數(shù)。圖3、圖4a和圖4b掲示了高爐時間布料設(shè)備的布料過程的控制邏輯以及溜槽傾動動作的控制邏輯。參考圖3所示，高爐時間布料設(shè)備的布料過程的控制邏輯如下:開始布料過程，以時間方式計時。在時間計時的方式下，布料時間達到布料時間參數(shù)的設(shè)定值，則對溜槽進行檔位切換，對溜槽進行傾動動作的調(diào)整。上面已經(jīng)介紹了，布料時間參數(shù)對應(yīng)于溜槽的檔位。對于布料時間參數(shù)的判斷采用IFON邏輯進行判斷。查詢布料重量方式狀態(tài)，查詢布料重量方式狀態(tài)的步驟反復(fù)執(zhí)行，由IEND邏輯控制。查詢布料重量方式狀態(tài)包括如下的過程:溜槽動作前讀重量信號，使得布料開始重量=實際重量；溜槽動作前計算，使得每圈重量=布料開始重量/設(shè)定的有效圈數(shù)；布料實際圈數(shù)=(布料開始重 量-實際重量)/每圈重量。上述的過程由IFON邏輯結(jié)合圖3所示的邏輯進行控制。參考圖4a和圖4b所示，高爐時間布料設(shè)備的溜槽傾動動作的控制邏輯如下:溜槽布料動作開始。選擇布料方式:多環(huán)布料方式、單環(huán)布料方式、點環(huán)布料方式的其中之一，該選擇由條件邏輯IFON控制。在多環(huán)布料方式下，首先設(shè)定布料的圈數(shù)，可以設(shè)定i =布料實際圈數(shù)。對布料實際圈數(shù)的上限進行判斷，如果大于20圏，則將布料實際圈數(shù)設(shè)定為20圏。由條件判斷邏輯IF-THEN來實現(xiàn)布料實際圈數(shù)的上限的判斷。設(shè)定當前圈數(shù)計數(shù)，利用notch將當前圈數(shù)i設(shè)定為i>0。對是否設(shè)定成功進行條件判斷，條件判斷利用IF-ELSE邏輯。如果設(shè)定成功，則進入IFON分支，如果設(shè)定失敗，則進入ELSE分支，在ELSE分支下對溜槽傾動角度信號進行清零。在IFON分支下，對溜槽傾動角度信號j進行設(shè)定。首先利用notch將當前的溜槽傾動角度信號j設(shè)定為-1。之后在開始溜槽布料后將溜槽傾動角度信號j置I。上述的過程由IEND邏輯控制進行循環(huán)。在單環(huán)布料方式下，將溜槽設(shè)定角度設(shè)定為=溜槽單環(huán)設(shè)定角度。在點環(huán)布料方式下，將溜槽設(shè)定角度設(shè)定為=溜槽點布料傾動角度。上述的過程在圖4a中掲示。參考圖4b所示，在一個實施例中，一共對11個溜槽進行控制，使用11路溜槽傾動角度信號，分別標記為溜槽傾動角度I信號 溜槽傾動角度11信號。根據(jù)圖4b中所掲示的邏輯，分別將溜槽設(shè)定角度設(shè)定為溜槽設(shè)定角度=溜槽傾動角度I 溜槽傾動角度11。上述的過程由IEND邏輯循環(huán)控制。然后設(shè)定傾動角度差=溜槽傾動實際角度-溜槽設(shè)定角度。
利用IF-ELSE邏輯進行判斷，判斷的條件如下:是否傾動角度差 <=溜槽減速角，如果成立，則將溜槽低速點置1，該邏輯由IF-THEN邏輯實現(xiàn)；是否傾動角度差 <=溜槽惰轉(zhuǎn)角，如果成立，則將溜槽停止點置1，該邏輯由IF-THEN邏輯實現(xiàn)。如果上述的兩個條件都不成立，即傾動角度差>溜槽減速角并且傾動角度差>溜槽惰轉(zhuǎn)角，則由ELSE語句將11個溜槽傾動角度信號清零、溜槽低速點置O、溜槽惰轉(zhuǎn)點置O0上述過程由IEND語句控制循環(huán)。本發(fā)明的高爐時間布料設(shè)備大大提高傳統(tǒng)時間方式的控制精度，擴大了時間方式適用范圍，降低爐頂布料 對稱量設(shè)備的依賴，從而提高爐頂運行的穩(wěn)定性。
權(quán)利要求
1.一種高爐時間布料設(shè)備，其特征在于，包括: 布料矩陣處理模塊，讀取布料矩陣數(shù)據(jù)，判斷布料矩陣數(shù)據(jù)的合法性并對布料矩陣數(shù)據(jù)進行預(yù)處理； 布料時間判斷模塊，根據(jù)溜槽的槽下稱量的料重，基于料流調(diào)節(jié)閥開度與布料時間的關(guān)系函數(shù)，或者基于分段經(jīng)驗函數(shù)來計算布料時間并產(chǎn)生布料時間參數(shù)，所述布料參數(shù)值對應(yīng)溜槽的檔位； 時間布料控制模塊，連接到所述布料矩陣處理模塊和布料時間判斷模塊，根據(jù)布料矩陣處理模塊進行預(yù)處理后的布料矩陣數(shù)據(jù)和布料時間判斷模塊計算的布料時間對溜槽的布料動作進行控制，在開始布料后，時間布料控制模塊控制溜槽持續(xù)旋轉(zhuǎn)，以料流調(diào)節(jié)閥開到設(shè)定位置為布料開始點開始持續(xù)計時，與布料時間參數(shù)進行比較，當布料時間到達布料參數(shù)，則根據(jù)該布料參數(shù)對應(yīng)的溜槽的檔位對溜槽進行傾動調(diào)節(jié)。
2.按權(quán)利要求1所述的高爐時間布料設(shè)備，其特征在干， 所述布料矩陣處理模塊讀取矩陣數(shù)據(jù)后根據(jù)矩陣數(shù)據(jù)的每列數(shù)值計算每檔角度所對應(yīng)的重量或者時間分配百分比。
3.按權(quán)利要求1所述的高爐時間布料設(shè)備，其特征在于，所述布料矩陣處理模塊采用的料流調(diào)節(jié)閥開度與布料時間的關(guān)系函數(shù)為: Y = a (X+b) 2+c ； 其中Y為槽下稱量的初始料重，X為料流調(diào)節(jié)閥開度，a、b、c為在曲線擬系數(shù)。
4.按權(quán)利要求1所述的高爐時 間布料設(shè)備，其特征在于，所述時間布料控制模塊對溜槽的傾動調(diào)節(jié)精度為秒級。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種高爐時間布料設(shè)備，包括布料矩陣處理模塊，讀取布料矩陣數(shù)據(jù)，判斷布料矩陣數(shù)據(jù)的合法性并對布料矩陣數(shù)據(jù)進行預(yù)處理。布料時間判斷模塊，根據(jù)溜槽的槽下稱量的料重，基于料流調(diào)節(jié)閥開度與布料時間的關(guān)系函數(shù)，或者基于分段經(jīng)驗函數(shù)來計算布料時間并產(chǎn)生布料時間參數(shù)，布料參數(shù)值對應(yīng)溜槽的檔位。時間布料控制模塊，根據(jù)布料矩陣處理模塊進行預(yù)處理后的布料矩陣數(shù)據(jù)和布料時間判斷模塊計算的布料時間對溜槽的布料動作進行控制，時間布料控制模塊控制溜槽持續(xù)旋轉(zhuǎn)，以料流調(diào)節(jié)閥開到設(shè)定位置為布料開始點開始持續(xù)計時，當布料時間到達布料參數(shù)，則根據(jù)該布料參數(shù)對應(yīng)的溜槽的檔位對溜槽進行傾動調(diào)節(jié)。
文檔編號C21B7/20GK103088174SQ201110338379
公開日2013年5月8日 申請日期2011年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月31日
發(fā)明者楊曉波, 王強, 錢榮, 尚金瑞, 惠學軍 申請人:上海寶信軟件股份有限公司