放尺，準備提尺。
[0051]一種高爐爐頂探尺的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，包括以下模塊:
[0052]速度控制模式下放尺模塊，用于在探尺滿足放尺條件時，變頻器切換至速度控制模式，當探尺重錘的深度小于深度設定值時，采用速度閉環(huán)的方式控制勻速放尺，速度設定為第一速度設定值Vse;ti，待探尺重錘的深度達到深度設定值，速度設定值設定為第二速度設定值V
set2 ? 其中V set2 <Vsetl；
[0053]捕捉料面模塊，用于開始放尺N秒后，實時判斷電機的轉矩電流是否發(fā)生突變，若電機轉矩電流發(fā)生突變減小，則變頻器切換至轉矩控制模式，否則一直采用速度控制模式；
[0054]轉矩控制模式下扶尺和浮尺模塊，
[0055]停止模塊，用于當探尺到達設定料線并收到布料指令，或者探尺達到下極限，則停止放尺，準備提尺；
[0056]其中轉矩控制模式下扶尺和浮尺模塊包括:
[0057]重量補償模塊，用于根據料面深度對探尺鏈條的重量進行補償，實時計算得到力矩設定值Tsrtl和T srt2，其中Tsrtl為防倒垂力矩，T srt2為浮尺力矩；T srtl和T srt2滿足以下關系:
[0058]Tsetl>重錘重量+下放的鏈條重量-摩擦阻力，
[0059]下放的鏈條重量-摩擦阻力<Tset2<重錘重量+下放的鏈條重量-摩擦阻力；
[0060]跟隨模塊，用于在進入轉矩控制模式后，首先將力矩給定值設定為Tsrtl，作用時間為，用于拉直重錘和鏈條，隨后將力矩給定值設定為Tsrt2，探尺開始跟隨料面；
[0061]力矩調整模塊，用于在浮尺力矩1；&的作用下，探尺隨料面下降，記錄料面深度，計算料面的下降速度，若探尺長時間沒有下降速度，則適當減小Tsrt2的作用力大??；待探尺開始下降后，將Tsrt2按照重量補償模塊中的公式恢復；
[0062]速度控制模塊，用于實時判斷料面的下降速度是否超過速度閾值，若超過則回到速度控制模式下放尺模塊。
[0063]本發(fā)明方法和系統(tǒng)控制原理如下:
[0064]當探尺提尺時，電機驅動力矩與探尺重錘及鏈條重力力矩方向相反，且與重錘的運動方向相同，此時變頻器處于速度閉環(huán)調節(jié)狀態(tài)，電機拖動重錘及鏈條提升，開始以一定高速度提升，探尺到一定位置時，降低提升速度，以確保停的位置準確，力矩關系為:
[0065]M電機^ M重錘+M鏈條+M阻力，
[0066]其中Mwa為電機力矩，Mms為重錘力矩，M鏈條為鏈條力矩，M阻力為阻力力矩。
[0067]當探尺放尺時，電機驅動力矩與探尺重錘及鏈條的重力力矩方向相反，但與重錘運動方向相反，此時變頻器處于速度閉環(huán)調節(jié)狀態(tài)，在電機驅動力矩M電機的調節(jié)下，重錘以恒速Vsrtl下落一段時間，為防止探尺急速撞擊料面造成倒垂，待探尺深度達到Im料線時，速度設定值切換為Vsrt2 (Vset2<Vsetl)，整個過程力矩關系為:
[0068]M電機+M阻力^ M麵+M鏈條。
[0069]當探尺重錘低速接觸料面時，由于料面支撐力矩的作用，電機驅動力矩Mwa迅速減小，此時可以通過電機轉矩電流和轉矩的突變，來判斷探尺到達料面，接觸到料面后，重錘直立于料面而不至于傾斜或倒下，則必須有一短時向上的力矩(力矩作用時間拉起鏈條即可，毫秒級設定值)將鏈條和重錘拉直，力矩關系為:
[0070]M電機> M麵+M鏈條+M阻力；
[0071]鏈條和重錘被拉直后，再用一個合適的拉力Mwa拉住重錘，保證重錘隨料面的下降而自動跟隨下降，其力矩關系為:
[0072]M電機+M阻力+1%力=M麵+M鏈條；
[0073]即:M電機+M阻力< M重錘+M鏈條，且M電機>M釀，因為此時下降速度很小，有時幾乎為0，變頻器在速度閉環(huán)調節(jié)狀態(tài)是做不到的，且M1^和Μρω隨著料線的變化而有規(guī)律的變換，所以在浮尺跟蹤料面情況下，需要將變頻器工作在變力矩的轉矩模式下，根據探尺的下放深度和摩擦擾動來補償電機的輸出轉矩。
[0074]綜上，本發(fā)明提出的雙閉環(huán)探尺控制方法，實現探尺放尺過程的平穩(wěn)性，捕捉料面的準確性，確保探尺不倒垂，減小對探尺本身的機械沖擊，跟隨料面實時性和閉環(huán)特性，能應對塌料滑料坐料等異常爐況，可以很好滿足高爐正常生產。
[0075]以上實施例僅用于說明本發(fā)明的計算思想和特點，其目的在于使本領域內的技術人員能夠了解本發(fā)明的內容并據以實施，本發(fā)明的保護范圍不限于上述實施例。所以，凡依據本發(fā)明所揭示的原理、設計思路所作的等同變化或修飾，均在本發(fā)明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種高爐爐頂探尺的雙閉環(huán)控制方法，其特征在于:它包括以下步驟: 51、速度控制模式下放尺: 在探尺滿足放尺條件時，變頻器切換至速度控制模式，當探尺重錘的深度小于深度設定值時，采用速度閉環(huán)的方式控制勻速放尺，速度設定為第一速度設定值Vsrtl，待探尺重錘的深度達到深度設定值，速度設定值設定為第二速度設定值Vsrt2;其中V set2<vsetl； 52、捕捉料面: 開始放尺N秒后，實時判斷電機的轉矩電流是否發(fā)生突變，若電機轉矩電流發(fā)生突變減小，則變頻器切換至轉矩控制模式，否則一直采用速度控制模式； 53、轉矩控制模式下扶尺和浮尺: (1)根據料面深度對探尺鏈條的重量進行補償，實時計算得到力矩設定值Tsrtl和Tset2,其中Tsrtl為防倒垂力矩，T srt2為浮尺力矩；T srtl和T srt2滿足以下關系: Tsetl>重錘重量+下放的鏈條重量-摩擦阻力， 下放的鏈條重量-摩擦阻力<Tse;t2〈重錘重量+下放的鏈條重量-摩擦阻力； (2)在進入轉矩控制模式后，首先將力矩給定值設定為Tsrtl，作用時間為h，用于拉直重錘和鏈條，隨后將力矩給定值設定為Tsrt2，探尺開始跟隨料面； (3)在浮尺力矩Tsrt2的作用下，探尺隨料面下降，記錄料面深度，計算料面的下降速度，若探尺長時間沒有下降速度，則適當減小Tsrt2的作用力大小；待探尺開始下降后，將Tsrt2按照(I)中的公式恢復； (4)實時判斷料面的下降速度是否超過速度閾值，若超過則回到SI; 54、當探尺到達設定料線并收到布料指令，或者探尺達到下極限，則停止放尺，準備提尺。
2.根據權利要求1所述的一種高爐爐頂探尺的雙閉環(huán)控制方法，其特征在于:所述的S2電機轉矩電流發(fā)生突變減小的標志為轉矩電流〈0.1OAo
3.一種高爐爐頂探尺的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:它包括以下模塊: 速度控制模式下放尺模塊，用于在探尺滿足放尺條件時，變頻器切換至速度控制模式，當探尺重錘的深度小于深度設定值時，采用速度閉環(huán)的方式控制勻速放尺，速度設定為第一速度設定值VsrtI，待探尺重錘的深度達到深度設定值，速度設定值設定為第二速度設定Vset2; 其中V set2 <Vsetl； 捕捉料面模塊，用于開始放尺N秒后，實時判斷電機的轉矩電流是否發(fā)生突變，若電機轉矩電流發(fā)生突變減小，則變頻器切換至轉矩控制模式，否則一直采用速度控制模式； 轉矩控制模式下扶尺和浮尺模塊， 停止模塊，用于當探尺到達設定料線并收到布料指令，或者探尺達到下極限，則停止放尺，準備提尺； 其中轉矩控制模式下扶尺和浮尺模塊包括: 重量補償模塊，用于根據料面深度對探尺鏈條的重量進行補償，實時計算得到力矩設定值Tsrtl和T srt2，其中Tsrtl為防倒垂力矩，T srt2為浮尺力矩；T srtl和T srt2滿足以下關系: Tsetl>重錘重量+下放的鏈條重量-摩擦阻力， 下放的鏈條重量-摩擦阻力<Tse;t2〈重錘重量+下放的鏈條重量-摩擦阻力； 跟隨模塊，用于在進入轉矩控制模式后，首先將力矩給定值設定為Tsrtl，作用時間為ti，用于拉直重錘和鏈條，隨后將力矩給定值設定為Tsrt2，探尺開始跟隨料面； 力矩調整模塊，用于在浮尺力矩Tsrt2的作用下，探尺隨料面下降，記錄料面深度，計算料面的下降速度，若探尺長時間沒有下降速度，則適當減小Tsrt2的作用力大??；待探尺開始下降后，將Tsrt2按照重量補償模塊中的公式恢復； 速度控制模塊，用于實時判斷料面的下降速度是否超過速度閾值，若超過則回到速度控制模式下放尺模塊。
4.根據權利要求3所述的一種高爐爐頂探尺的雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，其特征在于:所述的S2電機轉矩電流發(fā)生突變減小的標志為轉矩電流〈0.1OAo
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高爐爐頂探尺的雙閉環(huán)控制方法，速度控制模式下放尺；實時判斷電機的轉矩電流是否發(fā)生突變，若電機轉矩電流發(fā)生突變減小，則變頻器切換至轉矩控制模式，否則一直采用速度控制模式；轉矩控制模式下扶尺和浮尺；當探尺到達設定料線并收到布料指令，或者探尺達到下極限，則停止放尺，準備提尺。本發(fā)明采用速度閉環(huán)控制的方式實現勻速放尺，通過切換放尺速度，探尺沖擊料面，避免倒垂；結合料面深度和鏈條的重量，采用實時修改防倒垂力矩和浮尺力矩設定值的變力矩控制的方式完成探尺防倒垂控制和跟隨料面控制，通過對速度的閉環(huán)檢測，判斷摩擦力的大小而調整浮尺力矩的作用大小，保證探尺不倒垂且實時跟隨料面。
【IPC分類】C21B7-24, C21B7-00
【公開號】CN104531925
【申請?zhí)枴緾N201410708275
【發(fā)明人】馬智慧, 周衛(wèi)東, 任朝暉, 陳海峰
【申請人】中冶南方工程技術有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2014年11月26日