[0015] 这里,在线校正前压差补偿系数初始值的计算公式为:
[0016] ,
[0017] 式中:△P3和△P4为存储在PLC记忆数据库中临近△P的前后两个压力点;K3和K4分别为PLC记忆数据库中△P3和△P4处对应的压差补偿系数。在校正学习开始阶段,PLC记忆数据库中尚未存储或者只存储一组过程数据, 此种情况时直接令K1=K0,这里K0为压差补偿系数的理想值,计算方法为:
[0018] ,这里d表示高炉上料系统波纹管的直径。
[0019] (4)存入PLC记忆数据库并进行陈旧数据更新:
[0020] 将步骤(3)中在线计算得到的校正后压差补偿系数K2和其对应的压力差△P=P炉顶-P料罐存储在PLC记忆数据库中。如果PLC记忆数据库中存储数据组数超过规定数目时(取决于PLC记忆数据库的容量),则按照先入先出的存储规则将数据库中最早存储的那组K2和△P从PLC记忆数据库中清除,完成陈旧数据更新功能。
[0021] (5)在料罐卸料过程中,PLC控制器周期性读取炉顶压力变送器、料罐压力变送器和料重称重变送器实时发送的信号值P炉顶、P料罐和W称量。
[0022] (6)动态计算料罐卸料过程中料重差压补偿值:
[0023] 料罐卸料过程中,PLC控制器每读取一次炉顶压力变送器、料罐压力变送器和料重称重变送器实时发送的信号值P炉顶、P料罐和W称量,利用以上步骤中得到的压差补偿系数动态计算出卸料过程中料重差压补偿值,计算公式为:
[0024]
[0025] 其中,W料重为料重差压补偿后的物料重量值,W净重为串罐无料钟料罐本身重量,K为当前压差补偿系数, 为附属在罐体上弹的弹性模量, 为附属在罐体上弹簧的形变量,在布料过程中 值基本保持不变。这里当前压差补偿系数K的取值原则为PLC记忆数据库中最靠近 的压力差△P对应的压差补偿系数K2。
[0026] 将差压补偿后的W料重发送给炉顶料罐布料控制系统,以用于高炉的重量法布料,提高重量法布料的控制精度。
[0027] (7)料罐布料完毕,等待下一次料罐装料。
[0028] 经过上述步骤,实现对串罐无料钟炉顶的料罐称重差压补偿。
[0029] 本发明提供的串罐无料钟炉顶的料罐称重差压补偿方法,与现有技术相比具有以下优点:
[0030] 1.充分利用了料罐一次均压和二次均压过程中由压力变送器和称重传感器采集的过程数据,通过压差补偿系数自学习律确保了压差补偿系数能够稳定和持续地得到改善,避免了由于复杂工况造成的“坏点”数据引起压差补偿系数剧烈波动现象的发生,符合高炉生产中稳定可靠的控制要求。
[0031] 2.建立了PLC记忆数据库中的数据更新机制,使得陈旧数据能够及时退出,自动补充最新过程数据到PLC记忆数据库,完全适应高炉生产过程的时变特性。
[0032] 3.将校正后的压差补偿系数应用于料罐卸料过程中料重差压补偿值在线计算环节,确保了重量法布料过程的准确控制,使得高炉无料钟布料系统能够稳定、均匀、精确地控制布料流量,显著提高高炉炼铁的冶炼水平。
[0033] 总之,本发明可以有效解决高炉外围因素造成的压差补偿系数发生漂移的技术问题,减少了高炉炉顶压力对料罐称重的影响,实现料罐高压力下的精确重量测量,确保了重量法布料过程的准确控制,使得高炉无料钟布料系统能够稳定、均匀、精确地控制布料流量,显著提高高炉炼铁的冶炼水平。
附图说明
[0034] 图1为本发明提供的串罐无料钟炉顶的料罐称重差压补偿方法流程图。
[0035] 图2为本发明一个实施例的硬件系统组成结构图。
[0036] 图3为本发明一个实施例的一次和二次均压过程中采集的25组过程数据分布图。
具体实施方式
[0037] 下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。
[0038] 本实施例公开的某高炉有效容积为2000m3,年平均利用系数为2.5,年工作日为350天,年生铁产量为175万吨,上料方式为皮带上料,高炉炉顶采用PW型串罐无料钟炉顶,
3
上、下料管有效容积为45m,料罐均压采用半净高炉煤气一次均压和氮气二次均压。由上料罐、下料罐、上密封、下密封、下料闸、溜槽、均压、放散等主要设备构成,其中下料罐装有料罐称,用来称量下料罐实称重,以实现重量法布料。槽下上料系统采用皮带上料方式,主要由供焦皮带、供矿皮带和上料主皮带、返矿皮带、振动筛以及料仓等构成。整个高炉上料的工艺控制流程为:当炉顶发出要料信号,由放矿指针和放焦指针给出放矿和放焦指令,选中的矿仓或焦仓开始按设定的次序依次放料,当第一个被选中的料仓开始放料时,程序发出料头信号,当最后一个被选中的料仓放空料时,程序发出料尾信号。当料头和料尾在供矿皮带或者供焦皮带上得延时走完时,发出料头和料尾在上料罐的信号,此时发出上料罐有料信号。当下料罐放完一批料发出料空信号时,打开均压放散阀对料罐卸压,随后开启上密封阀及上料阀,将上料罐中的炉料装入下料罐。装料完毕,关闭上料阀、上密封阀和均压放散阀,并向下料罐均压。探尺探料降至规定料线深度,提升到位后,打开下密封阀及下料闸,用下料闸的开度大小来控制料流速度,炉料由布料溜槽每布一批料,其起始角较前批料的起始角度步进60度。整个过程的无限循环即完成高炉的装、布料动作。在下面方法具体实施计算过程中,所述料罐均指本实施例中的下料罐。
[0039] 图1给出了本发明方法的串罐无料钟炉顶的料罐称重差压补偿方法流程图。
[0040] 图2是本发明提供的串罐无料钟炉顶的料罐称重差压补偿系统结构图,由PLC控制器、炉顶压力变送器、料罐压力变送器、料罐称重传感器、槽下称重传感器以及上位机组成。
[0041] 所述PLC控制器接收从现场的称重传感器和压力变送器发送过来的过程数据,根据本发明方法进行数据分析和在线计算,持续地校正料罐称重的压差补偿系数,将校正后的压差补偿系数存储于PLC控制器的记忆数据库中,同时在上位机中显示。
[0042] 所述炉顶压力变送器,其用来实时测量高炉炉顶压力值;
[0043] 所述料罐压力变送器,其用来实时测量PW型串罐无料钟炉顶下料罐内部压力值;
[0044] 所述料罐称重传感器,其用来实时测量PW型串罐无料钟炉顶下料罐重量值;
[0045] 所述槽下称重传感器,其用来测取高炉槽下系统每一次向料罐装料的物料重量值。
[0046] 基于图1,本实施例进行串罐无料钟炉顶的料罐称重差压补偿的具体计算流程为:
[0047] (1)等待本次料罐装料完毕之后读取高炉槽下称量测量系统的料重槽下称量值W槽下。由于炉顶压力和料罐内部压力之间存在压力差,使得由料罐称重传感器实时给出的料重称量值失真,对于串罐无料钟炉顶可以借助高炉槽下称量测量系统系统的料重槽下称量值W槽下来表示装料完毕后下料罐中的真实料重。
[0048] (2)在料罐一次均压和二次均压过程中依据采集时间均匀分布的规则分25个批次读取共25组料重称量值W称量、炉顶压力P炉顶和料罐压力值P料罐。图3给出了本实例中某次炉顶上料时在其一次和二次均压过程中采集的25组过程数据分布图。
[0049] (3)分别依据上述25个批次读取的25组过程数据W称量、P炉顶和P料罐来在线校正不同压力差△P=P炉顶 - P料罐时所对应的压差补偿系数。在线校正公式为:
[0050] ,
[0051] 其中,a1称为惯性因子,a2称为学习因子,本实例中a1=0.4和a2=0.6;K1为在线校正前压差补偿系数初始值;K2为在线校正后得到的压差补偿系数。
[0052] 这里,在线校正前压差补偿系数初始值的计算公式为:
[0053] ,
[0054] 式中:△P3和△P4为存储在PLC记忆数据库中临近△P的前后两个压力点;K3和K4分别为PLC记忆数据库中△P3和△P4处对应的压差补偿系数。在校正学习开始阶段,PLC记忆数据库中尚未存储或者只存储一组过程数据, 此种情况时直接令K1=K0,这里K0为压差补偿系数的理想值,计算方法为:
[0055] ,这里d表示高炉上料系统波纹管的直径。
[0056] (4)存入PLC记忆数据库并进行陈旧数据更新:
[0057] 将步骤(3)中在线计算得到的校正后压差补偿系数K2和其对应的压力差△P=P炉顶-P料罐存储在PLC记忆数据库中。本实施例中如果PLC记忆数据库中存储数据组数达到100组时,则按照先入先出的存储规则将数据库中最早存储的那组K2和△P从PLC记忆数据库中清除,完成陈旧数据更新功能。
[0058] (5)在料罐卸料过程中,PLC控制器周期性读取炉顶压力变送器、料罐压力变送器和料重称重变送器实时发送的信号值P炉顶、P料罐和W称量。
[0059] (6)动态计算料罐卸料过程中料重差压补偿值:
[0060] 料罐卸料过程中,PLC控制器每读取一次炉顶压力变送器、料罐压力变送器和料重称重变送器实时发送的信号值P炉顶、P料罐和W称量,利用以上步骤中得到的压差补偿系数动态计算出卸料过程中料重差压补偿值,计算公式为:
[0061]
[0062] 其中,W料重为料重差压补偿后的物料重量值,W净重为串罐无料钟料罐本身重量,K为当前压差补偿系数, 为附属在罐体上弹的弹性模量, 为附属在罐体上弹簧的形变量,在布料过程中 值基本保持不变。这里当前压差补偿系数K的取值原则为PLC记忆数据库中最靠近 的压力差△P对应的压差补偿系数K2。
[0063] 将差压补偿后的W料重发送给炉顶料罐布料控制系统,以用于高炉的重量法布料,提高重量法布料的控制精度。
[0064] (7)料罐布料完毕,等待下一次料罐装料。
[0065] 经过上述步骤,实现了对串罐无料钟炉顶的料罐称重差压补偿。
[0066] 上述实施例在实现对串罐无料钟炉顶的料罐称重差压补偿过程中,其进行一次和二次均压过程中采集的25组过程数据分布如图3所示,可以看出料罐实际重量与炉顶称重系统称量值之间的插值与压差之间的数量关系可以很清楚的表示出来。在压差的不同区段,压差补偿系数是不同的,本发明方法可以较好的利用PLC记忆数据库存储和实时更新多组不同压差对应下的压差补偿系数以用于实现对串罐无料钟炉顶的料罐称重差压补偿,有效解决高炉外围因素造成的压差补偿系数发生漂移的技术问题,减少了高炉炉顶压力对料罐称重的影响,实现料罐高压力下的精确重量测量,确保了重量法布料过程的准确控制,使得高炉无料钟布料系统能够稳定、均匀、精确地控制布料流量,显著提高高炉炼铁的冶炼水平。
[0067] 以上实施例仅用于说明本发明的计算思想和特点,其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,本发明的保护范围不限于上述实施例。所以,凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰,均在本发明的保护范围之内。