電爐的電極功率控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提出一種電爐的電極功率控制方法，包括以下步驟：檢測(cè)電爐的電極的實(shí)際功率；根據(jù)電爐的電極的設(shè)定功率和實(shí)際功率得到設(shè)定功率和實(shí)際功率之間的控制誤差和誤差變化率；根據(jù)最近一段時(shí)間的控制誤差（取均值）對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行修正；根據(jù)修正后的控制參數(shù)調(diào)整電極的升/降幅值以使電極的實(shí)際功率達(dá)到設(shè)定功率。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電爐的電極功率控制方法，根據(jù)控制誤差實(shí)時(shí)地修正控制參數(shù)，進(jìn)而對(duì)電極的升/降幅值進(jìn)行實(shí)時(shí)地調(diào)整以使電極的實(shí)際功率達(dá)到設(shè)定功率，可在爐況波動(dòng)較大時(shí)，具有調(diào)整精度高，適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，控制效果精確，避免頻繁的手動(dòng)干預(yù)，降低人力成本。本發(fā)明還提出了一種電爐的電極功率控制系統(tǒng)。
【專利說(shuō)明】電爐的電極功率控制方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及冶金【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種電爐的電極功率控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，電爐在冶煉工藝中具有廣泛的應(yīng)用，如鉛鋅冶煉中的保溫電爐，銅冶煉中的貧化、沉降電爐，鎳鐵冶煉中的熔煉電爐等。電爐運(yùn)行是否平穩(wěn)，常常對(duì)整個(gè)工藝流程及最終產(chǎn)品有著至關(guān)重要的影響。
[0003]然而電爐作為被控制對(duì)象，由于其具有強(qiáng)非線性、時(shí)變形和多變量特性，因此建模困難，控制非常復(fù)雜。目前一些冶煉廠采用常規(guī)的反響調(diào)節(jié)結(jié)合死區(qū)方法進(jìn)行控制，但是其算法比較簡(jiǎn)單，雖然在一定程度上實(shí)現(xiàn)了功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)，但是在爐況波動(dòng)較大時(shí)，該方法的適應(yīng)性差，控制效果難以保障，手動(dòng)干預(yù)操作頻繁。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決上述技術(shù)問(wèn)題之一。
[0005]為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出一種電爐的電極功率控制方法。該方法具有控制精度高、抗干擾能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)。
[0006]本發(fā)明的另一目的在于提出一種電爐的電極功率控制系統(tǒng)。
[0007]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明第一方面的實(shí)施例提出了一種電爐的電極功率控制方法，包括以下步驟:檢測(cè)所述電爐的電極的實(shí)際功率；根據(jù)所述電爐的電極的設(shè)定功率和所述實(shí)際功率得到所述設(shè)定功率和所述實(shí)際功率之間的控制誤差和誤差變化率；根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的所述控制誤差的均值對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行修正；以及根據(jù)修正后的控制參數(shù)調(diào)整所述電極的升/降幅值以使所述電極的實(shí)際功率達(dá)到所述設(shè)定功率。
[0008]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電爐的電極功率控制方法,通過(guò)設(shè)定功率和電極實(shí)際功率之間的控制誤差，評(píng)估控制效果，并可根據(jù)控制效果修正控制參數(shù)，進(jìn)而根據(jù)修正后的控制參數(shù)對(duì)電極的升/降幅值進(jìn)行實(shí)時(shí)地調(diào)整以使電極的實(shí)際功率達(dá)到設(shè)定功率，該方法可在爐況波動(dòng)較大時(shí)，具有調(diào)整精度高，適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，控制效果精確，避免頻繁的手動(dòng)干預(yù)，降低人力成本。
[0009]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的電爐的電極功率控制方法還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0010]在一些示例中，所述控制參數(shù)包括第一控制參數(shù)和第二控制參數(shù)，其中，根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的所述控制誤差的均值對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行修正，進(jìn)一步包括:如果所述控制誤差的均值大于第一閾值，則將修正后的第一控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第一控制參數(shù)與第一修正參數(shù)之和，將修正后的第二控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第二控制參數(shù)與第二修正參數(shù)之和；如果所述控制誤差的均值小于第二閾值，則將修正后的第一控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第一控制參數(shù)與第一修正參數(shù)之差，將修正后的第二控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第二控制參數(shù)與第二修正參數(shù)之差。[0011 ] 在一些示例中，所述第一修正參數(shù)和所述第二修正參數(shù)的值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值得到。
[0012]在一些示例中，所述電極的升/降幅值為所述修正后的第一控制參數(shù)和控制誤差之積以及所述修正后的第二控制參數(shù)和誤差變化率之積的和。
[0013]本發(fā)明第二方面的實(shí)施例提供了一種電爐的電極功率控制系統(tǒng)，包括:用于檢測(cè)電爐的電極的實(shí)際功率的電極功率檢測(cè)裝置；處理器，所述處理器與所述電極功率檢測(cè)裝置相連，以根據(jù)所述電爐的電極的設(shè)定功率和所述實(shí)際功率得到所述設(shè)定功率和所述實(shí)際功率之間的控制誤差和誤差變化率；調(diào)整裝置，用于根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的所述控制誤差的均值對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行修正；以及控制器，用于根據(jù)修正后的控制參數(shù)調(diào)整所述電極的升/降幅值以使所述電極的實(shí)際功率達(dá)到所述設(shè)定功率。
[0014]根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電爐的電極功率控制系統(tǒng),通過(guò)設(shè)定功率和電極實(shí)際功率之間的控制誤差的均值，評(píng)估控制效果，并可根據(jù)控制效果修正控制參數(shù)，進(jìn)而根據(jù)修正后的控制參數(shù)對(duì)電極的升/降幅值進(jìn)行實(shí)時(shí)地調(diào)整以使電極的實(shí)際功率達(dá)到設(shè)定功率，該系統(tǒng)可在爐況波動(dòng)較大時(shí)，具有調(diào)整精度高，適應(yīng)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，控制效果精確，避免頻繁的手動(dòng)干預(yù)，降低人力成本。
[0015]另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的電爐的電極功率控制系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0016]在一些示例中，所述控制參數(shù)包括第一控制參數(shù)和第二控制參數(shù)，其中，所述調(diào)整裝置用于在所述控制誤差的均值大于第一閾值時(shí)，將修正后的第一控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第一控制參數(shù)與第一修正參數(shù)之和，將修正后的第二控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第二控制參數(shù)與第二修正參數(shù)之和，并在所述控制誤差的均值小于第二閾值時(shí)，將修正后的第一控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第一控制參數(shù)與第一修正參數(shù)之差，將修正后的第二控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第二控制參數(shù)與第二修正參數(shù)之差。
[0017]在一些示例中，所述第一修正參數(shù)和所述第二修正參數(shù)的值根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)得到。
[0018]在一些示例中，所述電極的升/降幅值為所述修正后的第一控制參數(shù)和控制誤差之積以及所述修正后的第二控制參數(shù)和誤差變化率之積的和。
[0019]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0021]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電爐的電極功率控制方法的流程圖；
[0022]圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的電爐的電極功率控制方法的流程圖；以及
[0023]圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電爐的電極功率控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0025]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于
附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。
[0026]在本發(fā)明的描述中，需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。
[0027]以下結(jié)合附圖描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電爐的電極功率控制方法及系統(tǒng)。
[0028]圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電爐的電極功率控制方法的流程圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的電爐的電極功率控制方法，包括如下步驟:
[0029]步驟SlOl:檢測(cè)電爐(例如電弧爐)的電極的實(shí)際功率，實(shí)際功率記為:P(t)。
[0030]步驟S102:根據(jù)電爐的電極的設(shè)定功率和實(shí)際功率得到設(shè)定功率和實(shí)際功率之間的控制誤差和誤差變化率。其中，設(shè)定功率記為:Ps(t)。
[0031]具體地說(shuō)，在設(shè)定電爐的電極的功率值之后，可根據(jù)設(shè)定功率Ps (t)和上述檢測(cè)到的電爐的電極的實(shí)際功率p(t)得到兩者之間的控制誤差e(t)和誤差變化率de(t)。
[0032]例如可通過(guò)如下公式計(jì)算得到控制誤差e (t)和誤差變化率de (t)。
[0033]即:e(t)=Ps(t)-P(t),de (t) =ei (t) _ei (t_l),其中,t 表示時(shí)間,例如每隔 I 分鐘計(jì)算一次控制誤差e (t)和誤差變化率de (t)，則ei (t_l)表示ei (t)在上一個(gè)I分鐘之前的控制誤差，de(t)表示這個(gè)I分鐘內(nèi)的誤差變化率。
[0034]步驟S103:根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的所述控制誤差的均值對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行修正，即根據(jù)控制誤差e(t)在最近一段時(shí)間內(nèi)的均值ea(t)對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行修正。
[0035]作為一個(gè)具體的示例，控制參數(shù)包括第一控制參數(shù)和第二控制參數(shù)，第一控制參數(shù)記為:kl，第二控制參數(shù)記為:k2，則根據(jù)控制誤差e(t)在最近一段時(shí)間內(nèi)(如2個(gè)小時(shí))的均值ea(t)，對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行修正，進(jìn)一步包括:
[0036]如果控制誤差的均值(即誤差均值ea(t))大于第一閾值，記為_(kāi)a，則將修正后的第一控制參數(shù)kl調(diào)整為修正前的第一控制參數(shù)kl與第一修正參數(shù)△ kl之和，將修正后的第二控制參數(shù)k2調(diào)整為修正前的第二控制參數(shù)k2與第二修正參數(shù)Λ k2之和。
[0037]如果控制誤差的均值(即誤差均值ea(t))小于第二閾值，記為a，則將修正后的第一控制參數(shù)kl調(diào)整為修正前的第一控制參數(shù)kl與第一修正參數(shù)△ kl之差，將修正后的第二控制參數(shù)k2調(diào)整為修正前的第二控制參數(shù)k2與第二修正參數(shù)Λ k2之差。
[0038]也就是說(shuō)，根據(jù)控制誤差均值ea(t)評(píng)估對(duì)電爐的電極的控制效果，從而根據(jù)控制效果實(shí)時(shí)修正控制參數(shù)。例如:可以按照表1確定第一修正參數(shù)Akl和第二修正參數(shù)Ak2，其中，如果誤差均值ea(t)大于第一閾值_a，則將kl=kl+al，k2=k2+bl。如果誤差均值 ea(t)小于第二閾值 a,則 kl=kl_al, k2=k2_bl。、[0039]表1
[0040]
【權(quán)利要求】
1.一種電爐的電極功率控制方法，其特征在于，包括以下步驟: 檢測(cè)所述電爐的電極的實(shí)際功率； 根據(jù)所述電爐的電極的設(shè)定功率和所述實(shí)際功率得到所述設(shè)定功率和所述實(shí)際功率之間的控制誤差和誤差變化率； 根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的所述控制誤差的均值對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行修正；以及根據(jù)修正后的控制參數(shù)調(diào)整所述電極的升/降幅值以使所述電極的實(shí)際功率達(dá)到所述設(shè)定功率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電爐的電極功率控制方法，其特征在于，所述控制參數(shù)包括第一控制參數(shù)和第二控制參數(shù)，其中，根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的所述控制誤差的均值對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行修正，進(jìn)一步包括: 如果所述控制誤差的均值大于第一閾值，則將修正后的第一控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第一控制參數(shù)與第一修正參數(shù)之和，將修正后的第二控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第二控制參數(shù)與第二修正參數(shù)之和； 如果所述控制誤差的均值小于第二閾值，則將修正后的第一控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第一控制參數(shù)與第一修正參數(shù)之差，將修正后的第二控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第二控制參數(shù)與第二修正參數(shù)之差。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電爐的電極功率控制方法，其特征在于，所述第一修正參數(shù)和所述第二修正參數(shù)的值根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值得到。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的電爐的電極功率控制方法，其特征在于，所述電極的升/降幅值為所述修正后的第一控制參數(shù)和控制誤差之積以及所述修正后的第二控制參數(shù)和誤差變化率之積的和。
5.—種電爐的電極功率控制系統(tǒng),其特征在于,包括: 用于檢測(cè)電爐的電極的實(shí)際功率的電極功率檢測(cè)裝置； 處理器，所述處理器與所述電極功率檢測(cè)裝置相連，以根據(jù)所述電爐的電極的設(shè)定功率和所述實(shí)際功率得到所述設(shè)定功率和所述實(shí)際功率之間的控制誤差和誤差變化率； 調(diào)整裝置，用于根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)的所述控制誤差的均值對(duì)控制參數(shù)進(jìn)行修正；以及控制器，用于根據(jù)修正后的控制參數(shù)調(diào)整所述電極的升/降幅值以使所述電極的實(shí)際功率達(dá)到所述設(shè)定功率。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電爐的電極功率控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制參數(shù)包括第一控制參數(shù)和第二控制參數(shù)，其中，所述調(diào)整裝置用于在所述控制誤差的均值大于第一閾值時(shí)，將修正后的第一控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第一控制參數(shù)與第一修正參數(shù)之和，將修正后的第二控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第二控制參數(shù)與第二修正參數(shù)之和，并在所述控制誤差的均值小于第二閾值時(shí)，將修正后的第一控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第一控制參數(shù)與第一修正參數(shù)之差，將修正后的第二控制參數(shù)調(diào)整為修正前的第二控制參數(shù)與第二修正參數(shù)之差。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電爐的電極功率控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第一修正參數(shù)和所述第二修正參數(shù)的值根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試經(jīng)驗(yàn)得到。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的電爐的電極功率控制系統(tǒng)，其特征在于，所述電極的升/降幅值為所述修正后的第一控制參數(shù)和控制誤差之積以及所述修正后的第二控制參數(shù)和誤差變化率之積的和.。
【文檔編號(hào)】F27D19/00GK103471412SQ201310447006
【公開(kāi)日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月26日
【發(fā)明者】李剛 申請(qǐng)人:中國(guó)恩菲工程技術(shù)有限公司