一种炼钢转炉的速度检测方法、装置、设备及介质与流程

1.本技术涉及冶金技术领域，特别地，涉及一种炼钢转炉的速度检测方法、装置、设备及介质。


背景技术：

2.炼钢转炉负载重且时刻变化，负载方向也会变化，在运行过程中启动和制动频繁，多速度切换且时间短。转炉由四台完全一样变频器驱动完全一样的电机运行，采用转矩主从控制，一主三从，主变频器对应主电机，从变频器对应从电机，其中两台可以互为主从，一台为主(从)，另一台为从(主)。只有主变频器接收plc给定的速度和编码器反馈的速度，形成速度闭环，从变频器接收主变频器的转矩作为给定转矩，驱动从电机运行，形成转矩闭环，从变频器的速度跟随从变频器的转矩而变化。在此种情况下，对于主变频器编码器的速度检测异常时，目前的方法，判断出编码器异常的时间仍长，且需要过滤掉启动、停止时的超调量和时间，这就使得速度检测的报警滞后，报警不及时、不准确，为了更快速的对编码器检测速度异常的判断，设计了此方法，通过对变频器矢量控制的励磁电流的给定、励磁电流的反馈、输出电流的变换来更快速、准确的判断编码器异常，从而避免转炉钢水从路口倒出的事故。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种炼钢转炉的速度检测方法、装置、设备及介质，提高检测速度的准确性，从而避免转炉钢水从炉口倒出的事故。
4.本技术的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本技术的实践而习得。
5.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种炼钢转炉的速度检测方法，所述炼钢转炉包括主变频器、与所述主变频器连接的至少一个从变频器，所述主变频器和至少一个从变频器均连接有编码器，所述从变频器接收所述主变频器的输出转矩，所述方法包括：接收工作指令，并根据所述工作指令向所述主变频器发送速度给定，主变频器输出电流，根据主变频器输出电流，主变频器矢量计算，得到励磁电流反馈，通过主变频器获取电机参数和主变频器内部固定模型获得励磁电流给定；获取与所述主变频器连接的编码器所检测的速度反馈；根据所述输出电流、励磁电流给定、励磁电流反馈、输出转矩、速度给定以及速度反馈判定所述速度反馈是否异常；如果所述速度反馈异常，则发出异常提示。
6.根据本技术的一些实施例，所述炼钢转炉还包括，所述至少一个从变频器中的至少一个与所述主变频器可切换使用，所述方法还包括：如果所述速度反馈异常，则切换所述主变频器与所述从变频器的主从关系。
7.根据本技术的一些实施例，在所述根据所述工作指令向所述主变频器发送速度给定之后，还包括，所述主变频器滤波所述速度给定得到滤波后速度给定；所述根据所述输出电流、励磁电流给定、励磁电流反馈、输出转矩、速度给定以及速度反馈判定所述速度反馈
是否异常，还包括：当所述主变频器的输出电流在第一预设阈值内时，获取所述励磁电流给定与所述励磁电流反馈的差值的第一绝对值，以及获取所述滤波后速度给定与所述速度反馈的差值的第二绝对值，如果所述第一绝对值大于第二预设阈值，以及第二绝对值大于第三预设阈值时，则判定所述速度反馈异常。
8.根据本技术的一些实施例，所述第一预设阈值为输出电流大于0，小于电机额定电流，所述第二预设阈值为20％，所述第三预设阈值为3hz。
9.根据本技术的一些实施例，所述根据所述输出电流、励磁电流给定、励磁电流反馈、输出转矩、速度给定以及速度反馈判定所述速度反馈是否异常，还包括：如果所述速度给定为0，所述输出电流为0，以及输出转矩为0，速度反馈不为0时，则判定所述速度反馈异常。
10.根据本技术的一些实施例，所述炼钢转炉还包括与所述主变频器连接的可编程控制器，以及与所述可编程控制器连接的智能显示设备，所述可编程控制器接收工作指令，并根据所述工作指令向所述主变频器发送速度给定；所述如果所述速度反馈异常，则发出异常提示包括：如果所述速度反馈异常，则控制所述智能显示设备发出异常提示。
11.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种炼钢转炉的速度检测装置，包括：速度给定模块，用于接收工作指令，并根据所述工作指令向所述主变频器发送速度给定，主变频器输出电流，根据主变频器输出电流，主变频器矢量计算，得到励磁电流反馈，通过主变频器获取电机参数和主变频器内部固定模型获得励磁电流给定；反馈获取模块，用于获取与所述主变频器连接的编码器所检测的速度反馈；判定模块，用于根据所述输出电流、励磁电流给定、励磁电流反馈、输出转矩、速度给定以及速度反馈判定所述速度反馈是否异常；提示模块，用于如果所述速度反馈异常，则发出异常提示。
12.根据本技术的一些实施例，所述炼钢转炉还包括，所述至少一个从变频器中的至少一个与所述主变频器可切换使用，所述装置还包括：切换模块，用于如果所述速度反馈异常，则切换所述主变频器与所述从变频器的主从关系。
13.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中所述的速度检测方法。
14.根据本技术实施例的一个方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储所述处理器的可执行指令，当所述可执行指令被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如上述实施例中所述的速度检测方法。
15.由以上本技术的技术方案，与现有技术相比，其显著的有益效果在于：更加提前、准确、及时的判断编码器反馈数值是否正确；在检测到报警时发出报警提示信息，但不停止转炉，自动控制两台变频器切换主从，切换主从后，为从的变频器所带编码器即使有故障也不会造成转炉失控，从而避免编码器故障影响生产，避免钢水从炉口倒出事故的发生。
16.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
17.通过参照附图详细描述其示例性实施例，本技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
18.图1示出了根据本技术一个实施例的流程图；
19.图2示出了根据本技术一个实施例的炼钢转炉的速度检测装置简图；
20.图3示出了适于用来实现本技术实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
具体实施方式
21.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本技术将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
22.此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本技术的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本技术的技术方案而没有特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知方法、装置、实现或者操作以避免模糊本技术的各方面。
23.附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。
24.附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解，而有的操作/步骤可以合并或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
25.根据一些实施例，本技术提供一种炼钢转炉的速度检测方法，所述炼钢转炉包括主变频器、与所述主变频器连接的至少一个从变频器，所述主变频器和至少一个从变频器均连接有编码器，所述从变频器接收所述主变频器的输出转矩，所述方法包括：步骤101，接收工作指令，并根据所述工作指令向所述主变频器发送速度给定，主变频器输出电流，根据主变频器输出电流，主变频器矢量计算，得到励磁电流反馈，通过主变频器获取电机参数和主变频器内部固定模型获得励磁电流给定；步骤102，获取与所述主变频器连接的编码器所检测的速度反馈；步骤103，根据所述输出电流、励磁电流给定、励磁电流反馈、输出转矩、速度给定以及速度反馈判定所述速度反馈是否异常；步骤104，如果所述速度反馈异常，则发出异常提示。
26.基于上市实施例，炼钢转炉还包括与主变频器和从变频器连接的可编程控制器，可编程控制器根据工作指令向主变频器发送速度给定，以及根据主变频器输出电流，主变频器矢量计算，得到励磁电流的反馈，励磁电流给定通过主变频器获取电机参数和主变频器内部固定模型获得，主变频器接收到可编程控制器的启动和速度给定命令后，传送输出转矩给其它三台从变频器，每台变频器对其对应的电机进行励磁。可编程控制器获取与主变频器连接的编码器所检测的速度反馈，以及获取励磁电流反馈。可编程控制器根据所述输出电流、励磁电流给定、励磁电流反馈、输出转矩、速度给定以及速度反馈判定所述速度反馈是否异常。其判定方式包括：
27.在所述根据所述工作指令向所述主变频器发送速度给定之后，还包括，所述主变频器滤波所述速度给定得到滤波后速度给定，在一些实施例中，不需要对速度给定进行滤波，所以在以下描述中，可以是滤波后速度给定，也可以是速度给定。
28.以下以滤波后速度给定进行描述：
29.当所述主变频器的输出电流在第一预设阈值内时，获取所述励磁电流给定与所述励磁电流反馈的差值的第一绝对值，以及获取所述滤波后速度给定与所述速度反馈的差值的第二绝对值，如果所述第一绝对值大于第二预设阈值，以及第二绝对值大于第三预设阈值时，则判定所述速度反馈异常。其中，第一预设阈值为电机正常工作的电流值，即输出电流大于0，小于电机额定电流，第二预设阈值为20％，第二预设阈可以稍大或稍小，根据实际测试而定，只要在额定电流以下，此值越小，报警越快，第三预设阈值为3hz，第三预设阈值为关闭抱闸的速度设定阈值。
30.如果所述速度给定为0，所述输出电流为0，以及输出转矩为0，速度反馈不为0时，则判定所述速度反馈异常。
31.还包括与所述可编程控制器连接的智能显示设备，如果所述速度反馈异常，可编程控制器则控制所述智能显示设备发出异常提示。
32.在一些实施例中，可编程控制器采用plc控制器，智能显示设备采用wincc上位监控。本技术能够更加提前、准确、及时的判断编码器反馈数值是否正确。
33.根据一些实施例，所述炼钢转炉还包括，所述至少一个从变频器中的至少一个与所述主变频器可切换使用，所述方法还包括：如果所述速度反馈异常，则切换所述主变频器与所述从变频器的主从关系。
34.基于上市实施例，包括1至4号变频器、1至4号编码器和1至4号电机。其中，1至4号速度编码器分别检测1至4号电机的速度反馈，分别传送给1至4号变频器。1至4号电机是转炉摇炉的动力驱动设备。1号变频器为主变频器，主变频器接收可编程控制器的速度给定、启停命令，且控制1号电机工作，2号变频器、3号变频器和4号变频器为从变频器，接收1号主变频器的转矩控制对应的2号电机、3号电机和4号电机工作，1至4号变频器中，1号和3号互为主从变频器，即其中一个若为主，另一个则为从，2号和4号为从变频器，当速度反馈异常时，可编程控制器切换1号主变频器与3号从变频器的主从关系，切换后，3号变频器为主变频器，1号变频器为从变频器。通过主从切换方式，在检测到报警时发出报警提示信息，但不停止转炉，自动控制两台变频器切换主从，切换主从后，为从的变频器所带编码器即使有故障也不会造成转炉失控，从而避免编码器故障影响生产，避免钢水从炉口倒出事故的发生。
35.在一些实施例中，以1号变频器为主变频器、1号电机为主电机、1号编码器为主编码器进行说明，下面分别简称为变频器、电机、编码器。
36.变频器接收到plc的启动和速度给定命令后，先对电机进行励磁，励磁结束后，plc给定的速度经过变频器的斜波函数发生器、滤波后的速度给定记为f1。在编码器速度反馈存在问题时，变频器矢量控制系统的励磁电流会产生震荡，输出电流会增大但有过程变化。因此，根据励磁电流、输出电流、编码器速度反馈f2以及滤波后速度f1，来快速判断编码器异常。
37.当变频器输出电流大于0小于电机额定电流的95％(日常最大负载率在80％以下，保证电机运行不超过额定电流，此值也可以是98％)时，判断励磁电流给定与励磁电流反馈的差值的绝对值，再除以励磁电流给定，结果》20％时，再继续判断，当速度给定f1与编码器速度反馈f2相减的绝对值大于3hz时，此时报编码器检测故障。转炉控制系统运行的最小速度是5hz，在速度给定撤掉时，减速到3hz时，关闭抱闸，因此f1与f2相减后绝对值的最大值
定为3hz，此值要求比关闭抱闸时的速度高或一致。
38.以下介绍本技术的装置实施例，可以用于执行本技术上述实施例中的炼钢转炉的速度检测方法。
39.图2示出了本技术一个实施例中炼钢转炉的速度检测装置200的简图，根据一些实施例，炼钢转炉的速度检测装置200包括：所述炼钢转炉包括主变频器、与所述主变频器连接的至少一个从变频器，所述主变频器和至少一个从变频器均连接有编码器，所述从变频器接收所述主变频器的输出转矩，所述装置包括：速度给定模块201，用于接收工作指令，并根据所述工作指令向所述主变频器发送速度给定，主变频器输出电流，根据主变频器输出电流，主变频器矢量计算，得到励磁电流反馈，通过主变频器获取电机参数和主变频器内部固定模型获得励磁电流给定；反馈获取模块202，用于获取与所述主变频器连接的编码器所检测的速度反馈；判定模块203，用于根据所述输出电流、励磁电流给定、励磁电流反馈、输出转矩、速度给定以及速度反馈判定所述速度反馈是否异常；提示模块204，用于如果所述速度反馈异常，则发出异常提示。
40.基于上市实施例，炼钢转炉还包括与主变频器和从变频器连接的可编程控制器，可编程控制器根据工作指令向主变频器发送速度给定，以及根据主变频器输出电流，主变频器矢量计算，得到励磁电流的反馈，励磁电流给定通过主变频器获取电机参数和主变频器内部固定模型获得，主变频器接收到可编程控制器的启动和速度给定命令后，传送输出转矩给其它三台从变频器，每台变频器对其对应的电机进行励磁。可编程控制器获取与主变频器连接的编码器所检测的速度反馈，以及获取励磁电流反馈。可编程控制器根据所述输出电流、励磁电流给定、励磁电流反馈、输出转矩、速度给定以及速度反馈判定所述速度反馈是否异常。其判定方式包括：
41.在所述根据所述工作指令向所述主变频器发送速度给定之后，还包括，所述主变频器滤波所述速度给定得到滤波后速度给定，在一些实施例中，不需要对速度给定进行滤波，所以在以下描述中，可以是滤波后速度给定，也可以是速度给定。
42.以下以滤波后速度给定进行描述：
43.当所述主变频器的输出电流在第一预设阈值内时，获取所述励磁电流给定与所述励磁电流反馈的差值的第一绝对值，以及获取所述滤波后速度给定与所述速度反馈的差值的第二绝对值，如果所述第一绝对值大于第二预设阈值，以及第二绝对值大于第三预设阈值时，则判定所述速度反馈异常。其中，第一预设阈值为电机正常工作的电流值，即输出电流大于0，小于电机额定电流，第二预设阈值为20％，第二预设阈可以稍大或稍小，根据实际测试而定，只要在额定电流以下，此值越小，报警越快，第三预设阈值为3hz，第三预设阈值为关闭抱闸的速度设定阈值。
44.如果所述速度给定为0，所述输出电流为0，以及输出转矩为0，速度反馈不为0时，则判定所述速度反馈异常。
45.还包括与所述可编程控制器连接的智能显示设备，如果所述速度反馈异常，可编程控制器则控制所述智能显示设备发出异常提示。
46.在一些实施例中，可编程控制器采用plc控制器，智能显示设备采用wincc上位监控。本技术能够更加提前、准确、及时的判断编码器反馈数值是否正确。
47.根据一些实施例，所述炼钢转炉还包括，所述至少一个从变频器中的至少一个与
所述主变频器可切换使用，所述装置还包括：切换模块，用于如果所述速度反馈异常，则切换所述主变频器与所述从变频器的主从关系。
48.基于上述实施例，包括1至4号变频器、1至4号编码器和1至4号电机。其中，1至4号速度编码器分别检测1至4号电机的速度反馈，分别传送给1至4号变频器。1至4号电机是转炉摇炉的动力驱动设备。1号变频器为主变频器，主变频器接收可编程控制器的速度给定、启停命令，且控制1号电机工作，2号变频器、3号变频器和4号变频器为从变频器，接收1号主变频器的转矩控制对应的2号电机、3号电机和4号电机工作，1至4号变频器中，1号和3号互为主从变频器，即其中一个若为主，另一个则为从，2号和4号为从变频器，当速度反馈异常时，可编程控制器切换1号主变频器与3号从变频器的主从关系，切换后，3号变频器为主变频器，1号变频器为从变频器。通过主从切换方式，在检测到报警时发出报警提示信息，但不停止转炉，自动控制两台变频器切换主从，切换主从后，为从的变频器所带编码器即使有故障也不会造成转炉失控，从而避免编码器故障影响生产，避免钢水从炉口倒出事故的发生。
49.图3示出了适于用来实现本技术实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。
50.需要说明的是，图3示出的电子设备的计算机系统300仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
51.如图3所示，计算机系统300包括中央处理单元(central processing unit，cpu)301，其可以根据存储在只读存储器(read-only memory，rom)302中的程序或者从储存部分308加载到随机访问存储器(random access memory，ram)303中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的炼钢转炉的速度检测方法。在ram303中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。cpu301、rom302以及ram303通过总线304彼此相连。输入/输出(input/output，i/o)接口305也连接至总线304。
52.以下部件连接至i/o接口305：包括键盘、鼠标等的输入部分306；包括诸如阴极射线管(cathode ray tube，crt)、液晶显示器(liquid crystal display，lcd)等以及扬声器等的输出部分307；包括硬盘等的储存部分308；以及包括诸如lan(local area network，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分309。通信部分309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器310也根据需要连接至i/o接口305。可拆卸介质311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器310上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分308。
53.特别地，根据本技术的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本技术的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)301执行时，执行本技术的系统中限定的各种功能。
54.需要说明的是，本技术实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程
只读存储器(erasable programmable read only memory，eprom)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(compact disc read-only memory，cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
55.附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
56.描述于本技术实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的模块也可以设置在处理器中。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定。
57.作为另一方面，本技术还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。电子设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该电子设备执行上述实施例中所述的炼钢转炉的速度检测方法。
58.作为另一方面，本技术还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的炼钢转炉的速度检测方法。
59.应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本技术的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。
60.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本技术实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算
设备(可以是个人计算机、服务器、触控终端、或者网络设备等)执行上述实施例中所述的炼钢转炉的速度检测方法。
61.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实施方式后，将容易想到本技术的其它实施方案。本技术旨在涵盖本技术的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本技术的一般性原理并包括本技术未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。
62.应当理解的是，本技术并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本技术的范围仅由所附的权利要求来限制。