一种高炉料罐状态监测系统及方法
【专利摘要】一种高炉料罐状态监测系统及方法，属于冶金业高炉上料控制【技术领域】。在高炉料罐底部安装加速度传感器，通过信号转换器转换成可编程控制器接受的标准模拟量信号，经过可编程控制器的量程转换处理，得到管道外壁的振动值。通过对管道外壁的振动值的变化和料罐状态的判断，使用可编程控制器程序处理，得到高炉料罐料空信号。这种监测系统替代了通过核仪表检测料罐料空系统，优点在于更加安全环保，无辐射，对人体没有任何伤害。
【专利说明】一种高炉料罐状态监测系统及方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于冶金业高炉料罐放料控制【技术领域】，提供了一种新型的判断高炉料罐 料空的方法。
【背景技术】
[0002] 对于冶金业来说，高炉料罐放料控制在冶金炼铁业有着极其重要的作用，是保证 高炉料线和布料均匀的关键。目前，国内许多钢铁企业采用核仪表判断料罐的料空，而核仪 表在工作时对人体有辐射伤害。作业人员对料罐进行检修时需要拆装核仪表，手续繁琐，若 操作不当容易出现放射性物质泄漏事故。使用高炉料罐振动检测判断料空的方法精度较 高，且安全环保，无辐射，对人体没有任何伤害。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是提供一种新型的监测高炉料罐状态的系统及方法。该系统简单， 安全，具有很高的实用意义。
[0004] 高炉料罐状态监测系统包括加速度传感器、信号转换器、可编程控制器、数据处理 器及数据存储器；加速度传感器安装于高炉料罐底部下密封阀的下方斜管道外壁，加速度 传感器、信号转换器、可编程控制器、数据处理器与数据存储器顺次连接，加速度传感器用 来检测料罐放料时管道外壁的振动强度，检测的振动强度信号通过信号转换器转换成可编 程控制器接受的模拟量信号，然后由可编程控制器将模拟量信号量程转换，得到料罐放料 时管道外壁的振动值，数据处理器通过振动值与数据存储器中存储的振动值阈值进行比 较，判断高炉料罐状态。
[0005] 高炉料罐状态监测方法，包括以下步骤：
[0006] 步骤一、数据初始化：
[0007] 1.最小放料时间的计算
[0008] 料罐在放料过程中都有设定圈数Q和溜槽转动角度显示B(0-360度）。
[0009] 首先我们使用可编程控制器编写程序计算出溜槽转动一圈的时间T。溜槽转动时 记录角度显示B，当溜槽第一次到1度时，开始计时；当角度第51次到1度时，溜槽转动50 圈，停止计时；得到溜槽转动50圈的时间T5tl，计算出溜槽一圈所用时间：
[0010] 7" = ? 最小放料时间：TMIN =QXT50
[0011] 2.振动值的阈值确定方法
[0012] 收集料罐在放料时管道外壁的振动值数据，在料罐下密封阀开到位后开 始采集振动值数据，在达到最小放料时间时停止采集振动值数据；取振动值最大值 为Amax，最小值为Amin;振动值的量程为0?A;可以通过以下公式计算出振动值阈值 Asn=--...............-x為/.ιλ' 土( ^x2%)在实际设定时,可根据放料时间和最小放料时间的差 % 值大小调节设定。
[0013] 步骤二、数据监测：高炉料罐的上密封阀关、下密封阀开、节流阀打开时，确定放料 开始，时间控制器开始计时。加速度传感器将正在放料料罐的振动数据通过信号转换器及 可编程控制器将数据转化为振动值，当时间控制器的计时时间超过最初设定最小放料时间 时，将可编程控制器转化的振动数值与数据存储器中初始化的料罐振动值阈值下限进行比 较；当振动值小于料罐振动值阈值下限时，可编程序控制器发出报警信号。
【专利附图】
【附图说明】
[0014] 图1为料空判断系统原理图
[0015] 图2为料空判断方法流程图。
[0016] 图3为放料异常处理流程图。
[0017] 图4为串罐式无料钟炉顶系统图
【具体实施方式】
[0018] 某座2650m3高炉，是并罐式无料钟炉顶。在料罐下密封阀的下方斜管道外壁安装 加速度传感器，经可编程控制器量程转换为量程最大16000的振动值。北罐放料时振动值 ΑΜΑ)?= 7〇〇〇,aMIM=1OOO;北罐放料时南罐振动值AM= 21〇〇 ;根据以上计算公式得到ASD= 2625±320。
【权利要求】
1. 一种高炉料罐状态监测系统，其特征在于：监测系统包括加速度传感器、信号转换 器、可编程控制器、数据处理器及数据存储器；加速度传感器安装于高炉料罐底部下密封阀 的下方斜管道外壁，加速度传感器、信号转换器、可编程控制器、数据处理器与数据存储器 顺次连接，加速度传感器用来检测料罐放料时管道外壁的振动强度，检测的振动强度信号 通过信号转换器转换成可编程控制器接受的模拟量信号，然后由可编程控制器将模拟量信 号量程转换，得到料罐放料时管道外壁的振动值，数据处理器通过振动值与数据存储器中 存储的振动值阈值进行比较，判断高炉料罐状态。
2. -种高炉料罐状态监测方法，其特征在于： 步骤一、数据初始化： 最小放料时间的计算：料罐在放料过程中都有设定圈数Q和溜槽转动角度显示B，角度 显示B的范围为0-360度，计算出溜槽一圈所用时间T ;得到最小放料时间：Tmin = QXT ; 振动值的阈值确定方法：收集料罐在放料时管道外壁的振动值数据，在料罐下密封阀 开到位后开始采集振动值数据，在达到最小放料时间时停止采集振动值数据；取振动值最 大值为Amx，最小值为Amin ;振动值的量程为0?A ;可以通过以下公式计算出振动值阈值
步骤二、数据监测：高炉料罐的上密封阀关、下密封阀开、节流阀打开时，确定放料开 始，时间控制器开始计时；加速度传感器将正在放料料罐的振动数据通过信号转换器及可 编程控制器将数据转化为振动值，当时间控制器的计时时间超过最初设定最小放料时间 时，将可编程控制器转化的振动数值与数据存储器中初始化的料罐振动值阈值下限进行比 较；当振动值小于料罐振动值阈值下限时，可编程序控制器发出报警信号。
3. 如权利要求2所述的高炉料罐状态监测方法，其特征在于：所述的出溜槽一圈所用 时间T的计算方法为，溜槽转动时记录角度显示B，当溜槽第一次到1度时，开始计时；当角 度第51次到1度时，溜槽转动50圈，停止计时；得到溜槽转动50圈的时间T5tl，计算出溜槽 一圈所用时间：
【文档编号】C21B7/24GK104357610SQ201410586304
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年10月26日 优先权日:2014年10月26日
【发明者】袁宇, 刘海涛, 王坤, 邢文来, 王维君, 廉野, 韦节辉, 王凤杰, 李腾, 史东磊 申请人:北京首钢自动化信息技术有限公司