一種探尺防倒錘控制方法技術

本發(fā)明專利技術涉及高爐爐頂系統(tǒng)，特別是一種探尺防倒錘控制方法，其依次包括以下步驟：首先滾筒帶動探尺以第一給定速度勻速下降；當探尺到達料面區(qū)域邊界，ＰＬＣ通過安裝在減速機上的絕對值型編碼器讀取到探尺到達料面區(qū)域邊界的信號，然后ＰＬＣ給變頻器發(fā)出指令，變頻器收到指令后，開始控制異步變頻電機減速，異步變頻電機帶動齒輪減速機及滾筒減速，滾筒帶動探尺減速；當探尺減速到第二給定速度，ＰＬＣ根據(jù)讀取到的數(shù)據(jù)運算得出異步變頻電機修正轉矩，然后將異步變頻電機修正轉矩值傳給變頻器，變頻器根據(jù)異步變頻電機的原轉矩設置值及修正轉矩值控制探尺勻速下降；當探尺到達料面后，異步變頻電機在變頻器控制下轉換輸出轉矩為扶尺轉矩，探尺跟隨料面動作。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及高爐爐頂系統(tǒng)，特別是。
技術介紹
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。國內大高爐的探尺大多是采用交流異步電機傳動，以交流調速變頻器為核心控制單元，采取轉矩控制的方法即給定恒定轉矩讓探尺下放，檢測到料面后自動轉換為扶尺模式使重錘正立并能跟隨料面。但料面的分布并不是一個平面，而是外高內低的一個斜面，且下放過程是一個開環(huán)的轉矩控制，下放速度不受控制，隨著下放深度的增加，鏈條質量也隨之增加，下放的速度會越來越快，所以在探尺下放到料面的時候很容易出現(xiàn)倒錘的現(xiàn)象，這就造成測量的誤差，也可能造成設備的誤動作。適當增加下放時的轉矩，可以減慢下放的速度，從而減少倒錘的次數(shù)。但速度過慢可能出現(xiàn)卡尺現(xiàn)象，導致探尺無法正常使用；又有可能拖慢布料的時間，特別是在匱料時，影響高爐上料的速度。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種探尺防倒錘的控制方法，本方法能解決快速放尺和倒錘之間的矛盾，保證了探測料面的準確性，又兼顧了探測料面的快速性。 本專利技術所采用的技術方案是，其不同之處在于其依次包括以下步驟 步驟1)、首先滾筒帶動探尺以第一給定速度勻速下降； 步驟2)、當探尺到達料面區(qū)域邊界，PLC通過安裝在減速機上的絕對值型編碼器讀取到探尺到達料面區(qū)域邊界的信號，然后PLC給變頻器發(fā)出指令，變頻器收到指令后，開始控制異步變頻電機減速，異步變頻電機帶動齒輪減速機及滾筒減速，滾筒帶動探尺減速； 步驟3)、當探尺減速到第二給定速度，PLC根據(jù)讀取到的數(shù)據(jù)運算得出異步變頻電機修正轉矩，然后將異步變頻電機修正轉矩值傳給變頻器，變頻器根據(jù)異步變頻電機的原轉矩設置值及修正轉矩值控制探尺勻速下降； 步驟4)、當探尺到達料面后，異步變頻電機在變頻器控制下轉換輸出轉矩為扶尺轉矩，探尺跟隨料面動作。 按以上方案，所述步驟1)的具體步驟為先開抱閘，然后變頻器采用速度控制模式控制異步變頻電機，異步變頻電機通過齒輪減速機帶動滾筒轉動，從而使?jié)L筒帶動探尺以第一給定速度勻速下降。 按以上方案，所述步驟3)的具體步驟為當探尺減速到第二給定速度后，增量型編碼器將與探尺第二給定速度對應的異步變頻電機轉速信號發(fā)送給變頻器，PLC通過硬接線或總線方式與變頻器進行通訊從而實時獲得變頻器的工作狀態(tài)，變頻器的工作狀態(tài)包括工作電流、輸出頻率，PLC根據(jù)讀取到的數(shù)據(jù)運算得出異步變頻電機修正轉矩值并將其傳送 給變頻器，變頻器根據(jù)異步變頻電機原轉矩設置值及異步變頻電機修正轉矩值控制探尺勻 速下降。 本控制系統(tǒng)用到的工作模式有兩種帶測速機的速度控制和轉矩控制。速度控制 模式為變頻器根據(jù)給定速度，調節(jié)觸發(fā)脈沖，達到恒速的目的；轉矩控制模式變頻器根 據(jù)給定轉矩或是電機電流，調節(jié)觸發(fā)脈沖，達到恒轉矩的目的。變頻器輸出頻率(T50HZ可 調。PLC通過硬接線或是總線的方式與變頻器進行通訊，實時獲得變頻器的工作狀態(tài)，包括 工作電流、輸出頻率，根據(jù)讀得數(shù)據(jù)運算得出變頻器修正轉矩，然后傳遞給變頻器。增量型 編碼器與變頻電機同軸連接，變頻器通過計算其反饋回的脈沖數(shù)，計算電機的實際轉速，以 實現(xiàn)速度的閉環(huán)控制。絕對值型編碼器安裝在減速機上，通過總線與PLC連接，PLC讀取編 碼器數(shù)據(jù)，計算得出探尺實際深度。變頻器是通過整流模塊將380V交流電轉換為直流電， 再通過逆變模塊將直流電轉換為頻率和電壓都可調的交流電。 本專利技術的優(yōu)點探尺下放過程中采用轉矩控制和速度控制相結合的方法，所以下 放速度可以控制；本專利技術加入PLC控制，引入料面區(qū)域，實現(xiàn)放尺速度逐漸減慢，最后平穩(wěn) 到達料面。附圖說明 圖l是系統(tǒng)控制流程圖； 圖2是控制系統(tǒng)結構圖。具體實施例方式如圖1所示，，其依次包括以下步驟 步驟1)、首先滾筒帶動探尺以第一給定速度勻速下降； 步驟2)、當探尺到達料面區(qū)域邊界，PLC通過安裝在減速機上的絕對值型編碼器 讀取到探尺到達料面區(qū)域邊界的信號，然后PLC給變頻器發(fā)出指令，變頻器收到指令后， 開始控制異步變頻電機減速，異步變頻電機帶動齒輪減速機及滾筒減速，滾筒帶動探尺減 速； 步驟3)、當探尺減速到第二給定速度，PLC根據(jù)讀取到的數(shù)據(jù)運算得出異步變頻 電機修正轉矩，然后將異步變頻電機修正轉矩值傳給變頻器，變頻器根據(jù)異步變頻電機的 原轉矩設置值及修正轉矩值控制探尺勻速下降； 步驟4)、當探尺到達料面后，異步變頻電機在變頻器控制下轉換輸出轉矩為扶尺 轉矩，探尺跟隨料面動作，此時探尺鏈條緊繃且探尺能夠跟隨料面。 其中，步驟1)可按以下具體步驟進行先開抱閘，然后變頻器采用速度控制模式 控制異步變頻電機，異步變頻電機通過齒輪減速機帶動滾筒轉動，從而使?jié)L筒帶動探尺以 第一給定速度勻速下降。 其中，步驟3)可按以下具體步驟進行當探尺減速到第二給定速度后，增量型編 碼器將與探尺第二給定速度對應的異步變頻電機轉速信號發(fā)送給變頻器，PLC通過硬接線 或總線方式與變頻器進行通訊從而實時獲得變頻器的工作狀態(tài)，變頻器的工作狀態(tài)包括工 作電流、輸出頻率，PLC根據(jù)讀取到的數(shù)據(jù)運算得出異步變頻電機修正轉矩值并將其傳送給4變頻器，變頻器根據(jù)異步變頻電機原轉矩設置值及異步變頻電機修正轉矩值控制探尺勻速 下降。 下面對本專利技術的具體實施方式作進一步詳細說明。 1.探尺下放第一階段 變頻器松開抱閘，采用速度控制，使探尺勻速下降。此時下降速度可以設定較大， 為Setpnl，讓探尺較為迅速的接近料面。探尺在靜止時，速度n = 0m/s。 一旦抱閘打開，重 錘開始按照變頻器內設定曲線加速至設定速度Setpnl，這個過程的加速時間為0. 5s左右。 當速度穩(wěn)定后，重錘速度n " Setpnl， Setpnl給定在0. 4m/s左右，也可以根據(jù)實際情況進 行調整。 2.探尺下放第二階段 —旦探尺到達料面區(qū)域，PLC便給變頻器發(fā)出指令。變頻器收到指令后，立即調整 給定速度為Setpn2， Setpn2 < Setpnl，給定在0. 15m/s左右。重錘速度由n " Setpnl按 照S型曲線減速至n " Setpn2，完成探尺下放的第二階段。 3.探尺下放第三階段 重錘速度到達Setpn2后，系統(tǒng)便轉換為轉矩控制。探尺的整個下放過程中，PLC 都在實時監(jiān)測電機的轉矩，因為前二階段都是恒速控制，重錘處于受力平衡階段，其重力等 于鏈條的張力。鏈條的張力又由滑動摩擦力和電機的向上提升力組成，所以電機的轉矩T 也基本上恒定不變。重錘速度為Setpnl時，電機轉矩為Tl ;重錘速度為Setpn2時，電機轉 矩為T2。變頻器控制模式切換后，設定轉矩SetpTl略小于T2，使探尺還能繼續(xù)按照勻速下 降。此時再引入附加轉矩Tadd，克服探尺下降，鏈條質量不斷增加，導致速度越來越快的問 題。 4.探尺下放第四階段 探尺到達料面后，SetpT轉換為扶尺轉矩，保證探尺鏈條緊繃，且能夠跟隨料面。取 消掉附加轉矩Tadd。 料面區(qū)域的解釋說明PLC記錄下上次探尺到料線后每把探尺的實際深度，根據(jù) 上一罐所布料的品種(焦炭、礦石、小礦、小焦)推算出現(xiàn)在料面的大致深度。在這里引入 料面區(qū)域的概念，從推算出的料面深度往上0. 5m的這一段距離為料面本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種探尺防倒錘控制方法，其特征在于：其依次包括以下步驟：　　步驟１）、首先滾筒帶動探尺以第一給定速度勻速下降；　　步驟２）、當探尺到達料面區(qū)域邊界，ＰＬＣ通過安裝在減速機上的絕對值型編碼器讀取到探尺到達料面區(qū)域邊界的信號，然后ＰＬＣ給變頻器發(fā)出指令，變頻器收到指令后，開始控制異步變頻電機減速，異步變頻電機帶動齒輪減速機及滾筒減速，滾筒帶動探尺減速；　　步驟３）、當探尺減速到第二給定速度，ＰＬＣ根據(jù)讀取到的數(shù)據(jù)運算得出異步變頻電機修正轉矩，然后將異步變頻電機修正轉矩值傳給變頻器，變頻器根據(jù)異步變頻電機的原轉矩設置值及修正轉矩值控制探尺勻速下降；　　步驟４）、當探尺到達料面后，異步變頻電機在變頻器控制下轉換輸出轉矩為扶尺轉矩，探尺跟隨料面動作。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：吳晨，
申請(專利權)人：中冶南方工程技術有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：83[中國|武漢]