一种保证料位稳顺的速比随动控制方法与流程

文档序号：11944023阅读：604来源：国知局

本发明涉及一种保证料位稳顺的速比随动控制方法，属于烧结热状态过程控制技术领域。

背景技术：

混合料槽是烧结机的直接前驱装置，料位过高或者料位过低，都会直接影响到烧结生产安全。因此，当料位不正常时，必须实时地对料位进行控制。料槽料位受到进料速度和下料速度的影响，其中，进料速度由配料室的配料总量决定，下料速度由圆辊转速决定。在工业现场，圆辊转速不能直接控制，它跟台车速度和速比的关系如下式所示。

式中，R为速比，V_台为台车速度，V_圆为圆辊转速。理论上，通过调节速比、台车速度或者配料室的配料总量中的任一项都可以实现对混合料槽料位的控制。但是在实际生产中，因为烧结系统的配重直接影响到烧结矿的产量，不能频繁的调动，而且通过改变配重来控制混合料槽料位会产生过大的延迟，所以这种方法是不可取的。传统的控制方法通常采用调节台车速度的方法来改变混合料槽料位，这种控制方式存在较大的时滞，且不符合现场的操作习惯，容易造成烧结过程的混乱。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是，针对烧结热状态过程中，混合料槽的料位过高或者过低，都会直接影响到烧结生产的安全。实际生产中，是通过调节台车速度，实现对烧结终点的控制，一般使其稳定在倒数第二个风箱的位置(如图1的23号风箱)，然而料槽料位主要受圆辊转速的影响，圆辊转速与台车速度存在联动关系，当台车速度变快的时候，圆辊转速也会相应变快，导致料位下降；当台车速度变慢的时候，圆辊转速也会相应变慢，导致料位上升。相对于调节配重和台车速度来说，通过改变速比来改变混合料槽料位具有快速性与时效性。因此，引入速比作为料槽料位的控制量，根据预测的烧结终点变化，相应的改变速比。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：提供了一种保证料位稳顺的速比随动控制方法，包括以下步骤：

(1)在线获取所需的烧结过程风箱废气温度，通过软测量模型计算得到烧结终点的实时值；

(2)根据计算得到的烧结终点实时值及烧结过程中的台车速度、中部风箱温度和终点风箱温度的值，采用神经网络预测模型计算烧结终点预测值，并且得到预测值与设定值的偏差值；

(3)设钢铁厂的实际生产现场的料槽料位总容量固定不变，将料位状态按照料位的波动范围从低到高划分3种工况，所述3种工况分别为低位异常、正常和高位异常；

(4)如果料位状态处于正常工况，则使用模速比糊控制方法控制速比；如果料位状态处于低位异常工况或高位异常工况，则使用速比专家控制方法控制速比；

(5)根据步骤(4)所选择的速比控制方法，根据台车速度变化调节料位，实现料位随台车速度变化的自动控制。

步骤(4)中，所述使用模糊控制方法控制速比包括以下步骤：

(a1)设置过程变量：过程变量包括2个输入变量和1个输出变量，输入变量为烧结终点预测值与设定值的偏差值E，以及偏差的变化率Ec，输出变量为速比的变化量即调节量U；

(a2)确定模糊化过程、论域及模糊变量：

模糊化过程为：E、Ec以及U的模糊化采用的量化因子均为1，隶属度函数均采用三角形隶属函数；

论域为：E∈[-2.0,2.0]，Ec∈[-0.2,0.2]，U∈[-0.5,0.5]；

模糊变量为：E的模糊变量为{NB，NS，O，PS，PB}；

Ec的模糊变量为{NB，NS，O，PS，PB}；

U的模糊变量为{NB，NS，O，PS，PB}；

(a3)将E和Ec模糊化后通过以下查询表得到U：

将U经过清晰化接口进行清晰化，得到速比调节量，即得到速比的设定值。

步骤(4)中，所述使用速比专家控制方法控制速比，使用以下规则：

如果LW<30吨且则ΔR_LW＝-0.5；

如果LW<30吨且则ΔR_LW＝-0.25；

如果LW<30吨且则ΔR_LW＝-0.05；

如果LW<30吨且则ΔR_LW＝0；

如果LW>50吨且则ΔR_LW＝0；

如果LW>50吨且则ΔR_LW＝0.05；

如果LW>50吨且则ΔR_LW＝0.25；

如果LW>50吨且则ΔR_LW＝0.5；

其中LW是当前的料位的测量值，ΔR_LW是速比的设定值，t是时间。

步骤(1)所述在线获取所需的烧结过程风箱废气温度，采样周期为1min，控制周期为1min。

低位异常工况对应的料位波动范围为<30吨，正常工况对应的料位波动范围为30吨～50吨，高位异常工况对应的料位波动范围为>50吨。

本发明基于其技术方案所具有的有益效果在于：本发明的速比随台车速度控制机制可以根据实时的烧结终点的变化所导致的台车速度发生相应改变，而合理地控制料槽料位。料位的正常范围为[30吨，50吨]，当烧结终点提前的时候，由于需要加快台车速度，当台车速度加快，导致料位下降加快，将料位提前控制在较为偏满的区域[40吨，50吨]之间，能够保证料位下降速度变快的时候不会低于正常值；同理，当烧结终点滞后的时候，需要降低台车速度，导致圆辊转速变慢，料位下降减缓，将料位控制在较为低的区间[30吨，40吨]内，能够保证料位下降减缓的时候不会因为进料而高于正常值。这样在烧结终点波动的情况下，随着台车速度的变化，合理的调整速比，保障生产安全，提高系统的实用性。

附图说明

图1是本发明一实施例烧结工艺流程示意图。

图2是本发明的原理框图。

图3为本发明一实施例E的隶属度函数曲线图；

图4为本发明一实施例Ec的隶属度函数曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为烧结工艺流程示意图，烧结过程主要包括烧结配料、混合制粒、偏析布料、点火烧结、破碎筛分等工艺流程。混匀矿、熔剂和燃料按一定配比进行配料，并加入适量返矿以改善透气性，配好的原料按照一定的配比进行一次混合加水和二次混合加水，经混匀制粒后送至混合料料槽，再由布料机均匀平铺在烧结机台车上，台车沿烧结机的轨道向排料端移动。台车上方的点火炉对烧结料层表面进行点火，混合料中固体燃料被点燃，在台车移动过程中，由于下部风箱强制抽风，烧结自上而下进行，通过料层的空气与烧结料中的燃料燃烧所产生的热量，使烧结混合料发生物理和化学反应，混合料自上而下逐渐烧透而得到烧结矿。烧结完的烧结快从机尾落下，破碎后进行筛分和冷却，筛上物送高炉，筛下物作为返矿和铺底料重新参与烧结。

本发明针对的是混合料经混合制粒后送至混合料料槽，再由布料器平铺在烧结机台车上，经点火后，随着台车的移动直到混合料燃烧完全这一过程。在实际烧结过程中，一般将烧结终点控制在23#风箱附近，烧结终点的控制主要是通过调节台车速度实现的，而台车速度又会直接影响圆辊转速，从而引起混合料料槽料位的变化。混合料料槽是烧结机的直接前驱装置，料位过高或者过低，都会直接影响烧结生产的安全。因此，需要根据烧结终点的变化来判断料位应该处于的位置，当烧结终点提前，台车速度变快，料位将下降，因此需要将料位保持在[40t，50t]的范围内，当下料速度变快的时候，不会导致料位过低；同理当烧结终点滞后，台车速度变慢，料位将上升，将料位保持在[30t，40t]范围内，当下料速度变慢的时候，不会导致料位过高。

本发明提供的一种保证料位稳顺的速比随动控制方法，具体包括以下步骤：

(1)在线获取所需的烧结过程风箱废气温度，通过软测量模型计算得到烧结终点的实时值；

(5)根据步骤(4)所选择的速比控制方法，根据台车速度的变化调节料位，实现料位随台车速度变化的自动控制。

步骤(4)中，所述使用模糊控制方法为双输入单输出的结构，输入为烧结终点预测值与设定值的偏差值E，以及偏差的变化率Ec，输出U为速比的变化量，即调节量；具体包括以下步骤：

(a1)确定模糊控制策略的结构及其输入和输出：

设置过程变量：过程变量包括2个输入变量和1个输出变量，输入变量为烧结终点预测值与设定值的偏差值E，以及偏差的变化率Ec，输出变量为速比的变化量即调节量U；