PLC實現(xiàn)高爐料流閥自修正控制的研究與應(yīng)用的論文

時間：2021-06-12 17:53:02 論文我要投稿

關(guān)于PLC實現(xiàn)高爐料流閥自修正控制的研究與應(yīng)用的論文

　　摘要：高爐爐頂布料操作是現(xiàn)代高爐生產(chǎn)中重要的操作技術(shù)之一，根據(jù)現(xiàn)代化高爐生產(chǎn)的要求，高爐布料自動控制系統(tǒng)需要實現(xiàn)設(shè)備連鎖控制、溜槽旋轉(zhuǎn)類型控制、溜槽傾動角度控制、料溜閥開度控制、探尺升降控制等多項精確控制功能。本文主要介紹了高爐料流閥在多環(huán)布料時如何通過自修正程序?qū)崿F(xiàn)爐內(nèi)合理布料的研究與應(yīng)用。

關(guān)于PLC實現(xiàn)高爐料流閥自修正控制的研究與應(yīng)用的論文

　　關(guān)鍵詞：料流閥多環(huán)布料自修正

　　1 概述

　　目前，世界上大型高爐多采用無料鐘爐頂，布料方式采用多環(huán)布料，通過溜槽調(diào)整爐料在爐喉的分布，達到煤氣流分布合理，穩(wěn)定爐況，提高煤氣利用率，進而實現(xiàn)高爐穩(wěn)產(chǎn)順行。

　　實現(xiàn)合理的布料控制主要是對爐頂三個角度的穩(wěn)定控制，布料溜槽傾動角α、布料溜槽旋轉(zhuǎn)角β、料流閥開度γ，其中α、β可通過編碼器檢測、PLC程序及變頻器控制實現(xiàn)角度的精確定位，因此，通過料流閥開度γ控制的布料圈數(shù)便成為了制約整個布料系統(tǒng)穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。

　　2 料流閥開度控制原理

　　某鋼廠1080m3高爐爐頂料流閥料流調(diào)節(jié)閥的打開和定位是由液壓驅(qū)動的。通過電磁閥控制液壓缸，料流調(diào)節(jié)閥的開度由一個線性位置變送器檢測。另外，設(shè)2個限位開關(guān)用來檢測料流調(diào)節(jié)閥的打開和關(guān)閉位置。料流閥有三種控制模式，手動、手動定位、自動。

　　在自動模式下，PLC根據(jù)爐頂料單和槽下傳送來的布料代號給出料流調(diào)節(jié)閥的`設(shè)定開度，控制料流調(diào)節(jié)閥打開到設(shè)定開度開始布料，當接受到料罐清空信號，料流調(diào)節(jié)閥首先完全打開才能關(guān)閉。清空信號由γ射線檢測和PLC的定時器共同完成;手動模式下，操作員直接通過監(jiān)控畫面按鈕操作料流調(diào)節(jié)閥的打開，同樣在關(guān)閉料流閥之前應(yīng)將其完全打開;手動定位模式下，操作員首先將所需開度設(shè)定在監(jiān)控畫面的角度手動設(shè)定對話框中，然后點擊監(jiān)控畫面中的手動設(shè)定按鈕，則料流閥便會執(zhí)行該設(shè)定角度，同樣在關(guān)閉料流閥之前應(yīng)將其完全打開。

　　料流調(diào)節(jié)閥的位置檢測由一個內(nèi)置在液壓缸中的線性位置變送器來實現(xiàn)，輸出4~20mA信號對應(yīng)液壓缸行程。為了使料流閥的定位精度達到±1mm的要求，在程序中對料流閥的開關(guān)速度進行處理，料流閥開始以最大速度30mm/s運動，當與目標位置相差較小時，以10mm/s速度運動，這樣可以精確的定位到目標位置。

　　3 料流閥開度自修正控制

　　目前的高爐布料，特別是在大型無料鐘爐頂高爐，主要的布料方式是多環(huán)布料。它實現(xiàn)了等面積布料，對穩(wěn)定爐況、提高煤氣利用、降低焦比起到了明顯作用。合理布料能提高產(chǎn)量，有利于高爐順行，降低燃料消耗。但是由于高爐布料的原料配比、質(zhì)量、粒度變化頻繁，難以保證布料圈數(shù)穩(wěn)定[1]。

　　設(shè)定料批重為W噸，要求布料溜槽旋轉(zhuǎn)N 圈后爐內(nèi)礦石正好布料完成，爐內(nèi)料線斷面上沿高爐直徑方向設(shè)定多個環(huán)位。布料操作時，根據(jù)不同料種、不同爐況要求，在高爐布料設(shè)定圖(圖1)中設(shè)定若干個環(huán)位布料。每個環(huán)位布滿要求的圈數(shù)后，自動轉(zhuǎn)到另一個環(huán)位上，直到N圈全部布完為止。為實現(xiàn)上述過程，對下料流量提出了較嚴格的控制要，不僅要求下料流量均勻，而且對應(yīng)不同批重，不同料種要確定不同的下料流量，使溜槽轉(zhuǎn)N圈后，料頭、料尾相接，因此實現(xiàn)自動控制料流調(diào)節(jié)閥的開度是實現(xiàn)多環(huán)布料的關(guān)鍵[2]。

　　圖1 高爐布料設(shè)定圖

　　料流閥開度設(shè)定值的準確與否是能否保證多環(huán)布料圈數(shù)準確的重要前提。因此，在全自動布料時，根據(jù)料種、料重及前次布料的相關(guān)因素，合理地修正料流閥開度的設(shè)定值是非常必要的。

　　通過高爐開爐布料測試以及正常生產(chǎn)時得出的大量數(shù)據(jù)，得到料流閥自修正公式如下：

　　γ=γ0+(W-W0)*k/Wf

　　其中γ為本次布料料流閥開度目標值，

　　γ0為料流閥開度設(shè)定值，

　　W為本次布料礦石/焦炭實際稱量值，

　　W0為工長料單設(shè)定礦石/焦炭理論稱量值，

　　Wf為高爐理論允許最大稱量值，

　　k為修正系數(shù)。

　　當本次布料圈數(shù)大于理想圈數(shù)時，則應(yīng)增大料流閥開度目標值達到布料邊緣修正，當本次布料圈數(shù)小于理想圈數(shù)時，則應(yīng)減小料流閥開度目標值達到布料中心修正的目的。

　　公式中，γ為計算所得，γ0及W0為工長設(shè)定值，Wf在高爐設(shè)計完成后基本固定，如何得出k值則為本公式關(guān)鍵。