专利名称：一种探尺跟随料面控制方法
技术领域：
本发明涉及高炉炉顶及上料系统，特别是涉及高炉炉顶和上料系统中的一种探尺跟随料面控制方法。
背景技术：
探尺是炼铁厂高炉炉顶及上料系统的重要组成部分。在工作过程中，它能准确的指示料面高度和分布状况，因此对整个高炉系统的高效、安全运行起着重要作用。目前，国内大型高炉的探尺大多是采用交流异步电机传动，以交流调速变频器为核心控制单元，探尺以恒定的转速或是恒定的转矩下放到料面，检测到料面后自动转换为扶尺模式使探尺正 立并能跟随料面，探尺跟随料面时，探尺采取恒定转矩的控制方式，即调速变频器输出一恒定向上的拉力，探尺在拉力的作用下能够更随料面缓慢下降，链条在拉力的作用下能保持紧绷的状态，拉力大小的设定显得非常重要，拉力设定过大，可能会出现卡尺的情况，探尺无法跟随料面；拉力设定过小，链条无法紧绷，测量误差增大；探尺是一种被动跟随料面的方式，依靠探尺自身的重力完成跟随料面的任务，此种方式最大的缺陷是拉力大小的设定非常困难，决定拉力大小的因素有很多，如探尺的质量、链条的质量、链条与滚筒的摩擦力等，特别是出现塌料的状况时，探尺会在重力的作用下被动跟随料面，在这个过程中，由于重力大于拉力，探尺将作加速运动，这将导致严重的倒锤和埋锤的事故。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是提供一种探尺跟随料面的控制方法，通过本技术方案，能够有效的减少探尺跟随料面时的测量误差，并减少埋锤事故的发生几率。为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是一种探尺跟随料面控制方法，所述变频器作为核心的控制单元，完成放尺、跟随料面及提尺工作，PLC控制器作为指令发出单元，通过硬接线或是总线的方式与变频器进行通讯，向变频器发出启动测量的命令，增量型编码器测量电机的实际转速，按以下步骤进行
(1)当炉顶完成布料，PLC控制器向变频器发出启动命令；
(2)变频器运行，探尺抱闸打开，探尺以恒速的控制方式下降；
(3)变频器监测电机的转矩，当转矩发生突变时，变频器判断探尺已经到达料面，变频器会将探尺略微向上提起，再放下探尺的方式，主动跟随料面直至到达料线。所述步骤(2)中所述恒速为0. 15m/s -0. 25m/s。采用上述技术方案后的有益效果是将被动的跟随方式改为主动的方式，探尺到达料面后，以微小的幅度进行点测料面，探尺的运行状态完全由变频器进行控制，这样能保持链条的紧绷，并避免因塌料造成的埋尺。
图I是本发明的探尺跟随料面控制方法的流程图。图2是本发明的控尺跟随料面控制装置结构图。图中，I变频器、2 PLC控制器、3增量型编码器、4电机、5探尺。
具体实施例方式下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步的说明。如图I和图2中所示，本发明涉及的一种探尺跟随料面控制方法，所述变频器I作为核心的控制单元，完成放尺、跟随料面及提尺工作，PLC控制器2作为指令发出单元，通过硬接线或是总线的方式与变频器2进行通讯，向变频器2发出启动测量的命令，增量型编码器3测量电机4的实际转速，按以下具体步骤进行
(I探尺下放阶段
变频器I松开抱闸，采用速度控制，使探尺5匀速下降，此时探尺I下降速度设定为Setpnl,方向向下，大小约为0. 2m/s，探尺I将会迅速加速到给定速度，在发出放尺指令后2s,变频器I开始监测电机转矩Tmact。(2)探尺一次到达料面阶段
当电机转矩Tmact小于设定的转矩电机转矩Tdlm时，变频器I即认为探尺5到达了料面，此过程中为了防止干扰，出现误判的情况，转矩的判断加入2s的延时时间，当电机转矩Tmact小于设定的电机转矩Tdlm后，并延时2s，探尺进入一次到料面状态。(3)探尺一次到料面后提尺阶段
当探尺5进入一次到料面状态,探尺的设定速度改变为Setpn2, Setpn2方向向上,大小约为0. lm/s, Setpn2设定的持续时间为2s ;探尺5在下放阶段速度较快，而且炉内料面并不平整，容易出现倒尺现象，因此在探尺5第一次到达料面后，加入提尺阶段，重新将探尺5提离料面，以解决倒尺问题，并使链条紧绷。(4)探尺第一次到料面后平衡阶段
探尺5速度到达Setpn2后，并延时2s，探尺5已经离开料面，便进入探尺5 —次到料面后的平衡阶段；此阶段内探尺5设定的速度改变为Setpn3，Setpn3的大小为Om/s，探尺悬浮与料面上空，变频器I输出的电机转矩Tmact与探尺重力、链条摩擦力相平衡，转矩的大小为Txf。(5)探尺第一次到料面后放尺阶段
经过短暂的悬浮后，探尺5需要重新回到料面，探尺进入放尺阶段；探尺的设定速度仍然为Setpn3，大小为Om/s，但将变频器I输出的转矩Tmact限制为Tfc，Tfc=O. 85*Txf，在这种情况下，变频器I输出转矩不足以克服探尺重力，探尺的平衡状态被打破，作下探运动，探尺将再次回到料面，进入第二次到达料面阶段。(6)探尺第二次到达料面阶段
探尺5再次到达料面，受到料面对其向上的支撑力，探尺的速度慢慢减小为Om/s，探尺的速度可以由增量型编码器3检测出，以此作为判断探尺5 二次到达料面依据。因此增量型编码器3在这个跟随系统的构成中发挥极为重要的作用，在判断探尺5 二次到达料面时还需要加入延时的作用，因为从平衡到下放的过程，探尺是由静止开始作加速运动，延时就是为了避开开始的加速阶段。(7)探尺二次到料面后提尺阶段一旦探尺进入二次到料面状态，探尺5的设定速度改变为Setpn4,Setpn4方向向上,大小约为0. 05m/s，Setpn4设定的持续时间为2s ;此次为探尺5 二次到达料面后的主动提尺，目的是将探尺5微微提起，链条一直处于紧绷状态。(8)探尺第二次到料面后平衡阶段
探尺速度到达Setpn4后，并延时2s，探尺5已经离开料面，便进入探尺5 二次到料面后的平衡阶段。此阶段内探尺设定的速度改变为Setpn3，Setpn3的大小为Om/s。探尺5悬浮与料面上空，变频器I输出的转矩Tmact与探尺重力，链条摩擦力相平衡，转矩的大小为Txf0此阶段与第四阶段相同。(9)探尺第二次到料面后放尺阶段
经过短暂的悬浮后，探尺5需要重新回到料面，探尺5进入放尺阶段。探尺5的设定速度仍然为Setpn3，大小为Om/s，但将变频器I输出的转矩Tmact限制为Tfc，Tfc=O. 85*Txf ；在这种情况下，变频器I输出转矩不足以克服探尺重力，探尺5的平衡状态被打破，作下探·运动，探尺5将再次回到料面。此阶段与第5阶段的区别在于探尺下放的时间被限定为了5s,即5s后探尺5还没有抵达料面，变频器I将强制结束本过程，转而进入提尺阶段。在探尺5第二次抵达料面后，探尺将进行反复的提尺、平衡和放尺的过程，直至探尺5到达设定的料线，接收到PLC控制器2发出的提尺指令。传统的探尺5被动跟随料面的方式，主要依靠探尺5的自身重力跟随料面，跟随状态不可控制，容易出现倒尺和埋尺的事故。本发明的一种探尺跟随料面控制方法，彻底改变了原有方式，探尺5在到达料面后主动作幅度微小的提放动作，非常有效的解决了以上问题。以上所述，仅为本发明的较佳可行实施例而已，并非用以限定本发明的保护范围。
权利要求
1.一种探尺跟随料面控制方法，所述变频器作为核心的控制单元，完成放尺、跟随料面及提尺工作，PLC控制器作为指令发出单元，通过硬接线或是总线的方式与变频器进行通讯，向变频器发出启动测量的命令，增量型编码器测量电机的实际转速，其特征在于，按以下步骤进行 (1)当炉顶完成布料，PLC控制器向变频器发出启动命令； (2)变频器运行，探尺抱闸打开，探尺以恒速的控制方式下降； (3)变频器监测电机的转矩，当转矩发生突变时，变频器判断探尺已经到达料面，变频器会将探尺略微向上提起，再放下探尺的方式，主动跟随料面直至到达料线。
2.根据权利要求I所述的一种探尺跟随料面控制方法，其特征在于，所述步骤(2)中所述恒速为 0. 15m/s -0. 25m/s0
全文摘要
本发明涉及的一种探尺跟随料面控制方法，所述交流变频器控制完成放尺、跟随料面及提尺工作，PLC控制器作出指令，通过与变频器进行通讯，向变频器发出启动测量的命令，增量型编码器测量电机的实际转速，按以下步骤进行(1)当炉顶完成布料，PLC控制器向变频器发出启动命令；(2)变频器运行，探尺抱闸打开，探尺以恒速的控制方式下降；(3)变频器监测电机转矩，转矩突变，变频器判断探尺已经到达料面，探尺略微向上提起，再放下探尺直至到达料线；通过本技术方案，将被动的跟随方式改为主动的方式，探尺到达料面后，以微小的幅度进行点测料面，探尺的运行状态完全由变频器进行控制，保持链条的紧绷，并避免因塌料造成的埋尺。
文档编号C21B5/00GK102796834SQ20121020280
公开日2012年11月28日 申请日期2012年6月19日 优先权日2012年6月19日
发明者吴晨 申请人:中冶南方工程技术有限公司