一種基于減壓閥組的中小型高爐爐頂壓力控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于高爐煉鐵的爐頂壓力控制領(lǐng)域，尤其涉及一種基于減壓閥組的中小型 高爐爐頂壓力控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 減壓閥組是控制高爐爐頂壓力、保證高壓操作的關(guān)鍵設(shè)備。它在電液伺服控制系 統(tǒng)的配合下，通過精確、及時(shí)調(diào)整減壓閥的開度來調(diào)整爐頂壓力，使高爐在穩(wěn)定的爐頂壓力 下正常生產(chǎn)。減壓閥組由兩個(gè)及以上調(diào)節(jié)閥組成，每個(gè)調(diào)節(jié)閥配有一個(gè)執(zhí)行器和閥位變送 器等。
[0003] 電液伺服控制系統(tǒng)有伺服控制器、電液伺服閥和液壓油站等組成。伺服控制器接 收來自中控的指令信號和實(shí)際的位置信號，并進(jìn)行綜合、比較、校正和放大后生成一標(biāo)準(zhǔn) (電流、電壓）信號，并將標(biāo)準(zhǔn)（電流、電壓）信號送入電液伺服閥。電液伺服閥按一定的比 例將標(biāo)準(zhǔn)（電流、電壓）信號轉(zhuǎn)變成液壓油量，液壓缸接受伺服閥輸出的壓力油，使活塞按 要求進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從而來控制氣閥門的開合，以及開合的層度。
[0004] 但是現(xiàn)有技術(shù)中伺服控制系統(tǒng)的氣閥組的開合速度較慢，通常在接收到新的氣閥 調(diào)整信號時(shí)，前一輪的氣閥組調(diào)整還沒有完成，氣閥組調(diào)節(jié)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例的目的在于提供一種基于減壓閥組的中小型高爐爐頂壓力控制方 法，以解決現(xiàn)有技術(shù)方案氣閥組調(diào)節(jié)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性較差的問題。
[0006] 本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于減壓閥組的中小型高爐爐頂壓力控制方 法，所述方法包括以下步驟：
[0007] 控制器接收高爐爐頂壓力傳感器傳遞過來的壓力測量值；將所述壓力測量值和預(yù) 存的壓力預(yù)設(shè)值輸入比例-積分-微分PID運(yùn)算，獲得氣閥設(shè)定值；接收伺服控制系統(tǒng)中減 壓閥返回的氣閥測量值；根據(jù)所述氣閥設(shè)定值和所述氣閥測量值，通過PID運(yùn)算計(jì)算得到 此時(shí)的氣閥控制值；根據(jù)所述氣閥控制值控制減壓閥。
[0008] 本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于減壓閥組的中小型高爐爐頂壓力控制方法的有益 效果包括：通過氣壓測量值和氣壓設(shè)定值來獲取氣閥設(shè)定值，并基于氣閥測量值獲取氣閥 控制值，從而構(gòu)成了一個(gè)雙閉環(huán)PID控制，提高了伺服控制系統(tǒng)中氣閥組調(diào)節(jié)的及時(shí)性和 準(zhǔn)確性。
【附圖說明】
[0009] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述 中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些 實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附 圖獲得其他的附圖。
[0010] 圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于減壓閥組的中小型高爐爐頂壓力控制方法 的流程圖；
[0011] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于減壓閥組的中小型高爐爐頂壓力控制方法 的流程圖；
[0012] 圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種基于減壓閥組的中小型高爐爐頂壓力控制方法 的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0014] 為了說明本發(fā)明所述的技術(shù)方案，下面通過具體實(shí)施例來進(jìn)行說明。
[0015] 實(shí)施例一
[0016] 如圖1所示為本發(fā)明提供的基于減壓閥組的中小型高爐爐頂壓力控制方法的流 程圖，所述方法包括以下步驟：
[0017] 在步驟201中，控制器接收高爐爐頂壓力傳感器傳遞過來的壓力測量值。
[0018] 在具體實(shí)現(xiàn)中，所述控制器可以是可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，簡寫為：PLC)或者是分布式控制系統(tǒng)（Distributed Control System，縮寫為： DCS) 〇
[0019] 在步驟202中，將所述壓力測量值和預(yù)存的壓力預(yù)設(shè)值輸入比例-積分-微分 (proportion integration-differentiation.，簡寫為：PID)運(yùn)算，獲得氣閥設(shè)定值。
[0020] 在步驟203中，接收伺服控制系統(tǒng)中減壓閥返回的氣閥測量值。
[0021] 在步驟204中，根據(jù)所述氣閥設(shè)定值和所述氣閥測量值，通過PID運(yùn)算計(jì)算得到此 時(shí)的氣閥控制值。
[0022] 其原理和爐頂氣壓控制類似，即氣閥的狀態(tài)和爐頂氣壓都是處于一個(gè)變動(dòng)狀態(tài)， 其測量值都是實(shí)時(shí)的從相應(yīng)傳感器中獲取的，而預(yù)存的壓力預(yù)設(shè)值可以是事先存儲在控制 器中的，也可以是在啟動(dòng)時(shí)由操作人員輸入的；相比較的，伺服液壓系統(tǒng)的氣閥設(shè)定值，則 是基于壓力預(yù)設(shè)值和壓力測量值計(jì)算得到的。
[0023] 本實(shí)施例中，步驟204的計(jì)算過程可以是在控制器中完成，也可以是在液壓伺服 控制系統(tǒng)中完成，在此并不做特殊限定。
[0024] 在步驟205中，根據(jù)所述氣閥控制值控制減壓閥。
[0025] 所述控制減壓閥具體包括：液壓伺服控制系統(tǒng)通過內(nèi)部的電液伺服閥裝置，輸出 相應(yīng)液壓信號給減壓閥組，增大或者減小減壓閥組的開度，進(jìn)而提高或者降低高爐頂壓測 量值。
[0026] 本發(fā)明實(shí)施例通過氣壓測量值和氣壓設(shè)定值來獲取氣閥設(shè)定值，并基于氣閥測量 值獲取氣閥控制值，從而構(gòu)成了一個(gè)雙閉環(huán)PID控制，解決了現(xiàn)有技術(shù)中氣閥組調(diào)節(jié)的及 時(shí)性和準(zhǔn)確性較差的問題。
[0027] 實(shí)施例二
[0028] 如圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于減壓閥組的中小型高爐爐頂壓力控制方 法的流程圖，在本實(shí)施例中，計(jì)算氣閥設(shè)定值的過程由PLC來完成，而計(jì)算氣閥控制值的過 程由液壓伺服控制系統(tǒng)來完成，本實(shí)施例中進(jìn)一步公開PID運(yùn)算方法。所述方法具體包括 流程如下：
[0029] 在步驟301中，爐頂氣壓傳感器傳遞壓力測量值給PLC。
[0030] 在步驟302中，PLC根據(jù)壓力測量值和壓力預(yù)設(shè)值，經(jīng)由PID運(yùn)算方法計(jì)算獲得氣 閥設(shè)定值。
[0031] 用于獲取氣閥設(shè)定值的PID運(yùn)算方法具體為利用公式（1)計(jì)算得到：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于減壓閥組的中小型高爐爐頂壓力控制方法，其特征在于，所述方法包括： 控制器接收高爐爐頂壓力傳感器傳遞過來的壓力測量值； 將所述壓力測量值和預(yù)存的壓力預(yù)設(shè)值輸入比例-積分-微分PID運(yùn)算，獲得氣閥設(shè) 定值； 接收伺服控制系統(tǒng)中減壓閥返回的氣閥測量值； 根據(jù)所述氣閥設(shè)定值和所述氣閥測量值，通過PID運(yùn)算計(jì)算得到此時(shí)的氣閥控制值； 根據(jù)所述氣閥控制值控制減壓閥。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用于獲取氣閥設(shè)定值的PID運(yùn)算具體為：
其中，ei (t)為氣壓測量值和氣壓預(yù)設(shè)值的差值，KP1為比例放大系數(shù)，Tn為積分時(shí)間常 數(shù)，Tdl為微分時(shí)間常數(shù)，所述Kpl、Tn和Tdl的值是由PID算法調(diào)試獲得；Ult為氣閥設(shè)定值。
3. 如權(quán)利要求1或2任一所述的方法，其特征在于，用于獲取氣閥控制值的PID運(yùn)算具 體為：
其中，e2(t)為氣閥測量值和所述氣閥設(shè)定值的差值，Kp2為比例放大系數(shù)，Ti2為積分時(shí) 間常數(shù)，Td2為微分時(shí)間常數(shù)，所述Kp2、Ti2和Td2的值是由PID算法調(diào)試獲得；u2t為氣閥控 制值。
4. 如權(quán)要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述氣閥設(shè)定值和所述氣閥 測量值，通過PID運(yùn)算計(jì)算得到此時(shí)的氣閥控制值，具體包括： 減壓閥組的控制系統(tǒng)接收所述控制器傳遞來的氣閥設(shè)定值； 所述減壓閥組的控制系統(tǒng)獲取氣閥傳感器返回的氣閥測量值； 根據(jù)所述氣閥設(shè)定值和所述氣閥測量值，通過PID運(yùn)算計(jì)算得到此時(shí)的氣閥控制值。
5. 如權(quán)利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述伺服控制系統(tǒng)具體為液壓伺服 控制系統(tǒng)。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述液壓伺服控制系統(tǒng)根據(jù)所述氣閥控制 值來控制減壓閥，具體包括： 液壓伺服控制系統(tǒng)通過內(nèi)部的電液伺服閥裝置，輸出相應(yīng)液壓信號給減壓閥組，增大 或者減小減壓閥組的開度，進(jìn)而提高或者降低高爐頂壓測量值。
7. 如權(quán)利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述方法適用于鍋爐容積規(guī)模小于 等于 1800m3。
8. 如權(quán)利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述氣閥控制值具體為4?20mADC 或0?10VDC的標(biāo)準(zhǔn)電信號。
9. 如權(quán)利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述氣閥測量值還傳遞給所述控制 器，所述將所述壓力測量值和預(yù)存的壓力預(yù)設(shè)值輸入比例-積分-微分PID運(yùn)算，獲得氣閥 設(shè)定值，還包括： 將所述壓力測量值、預(yù)存的壓力預(yù)設(shè)值和氣閥測量值輸入比例-積分-微分PID運(yùn)算， 獲得氣閥設(shè)定值。
【專利摘要】本發(fā)明屬于高爐煉鐵的爐頂壓力控制領(lǐng)域，提供了一種基于減壓閥組的中小型高爐爐頂壓力控制方法，包括：控制器接收高爐爐頂壓力傳感器傳遞過來的壓力測量值；將所述壓力測量值和預(yù)存的壓力預(yù)設(shè)值輸入比例-積分-微分PID運(yùn)算，獲得氣閥設(shè)定值；接收伺服控制系統(tǒng)中減壓閥返回的氣閥測量值；根據(jù)所述氣閥設(shè)定值和所述氣閥測量值，通過PID運(yùn)算計(jì)算得到此時(shí)的氣閥控制值；根據(jù)所述氣閥控制值控制減壓閥。通過氣壓測量值和氣壓設(shè)定值來獲取氣閥設(shè)定值，并基于氣閥測量值獲取氣閥控制值，從而構(gòu)成了一個(gè)雙閉環(huán)PID控制，提高了氣閥組調(diào)節(jié)的及時(shí)性和準(zhǔn)確性。
【IPC分類】C21B5-06
【公開號】CN104611485
【申請?zhí)枴緾N201410855296
【發(fā)明人】呂兵兵
【申請人】中冶南方工程技術(shù)有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月31日