宣鋼M高爐傾動(dòng)找角程序的改進(jìn)

薄巍

摘 要我國(guó)當(dāng)代大型高爐大多采用環(huán)形布料，在環(huán)形布料過(guò)程中，傾動(dòng)角度（傾動(dòng)與垂直面的夾角）是影響高爐受料的關(guān)鍵因素，所以?xún)A動(dòng)找角的精確程度，直接影響爐況和高爐順產(chǎn)。高爐的自動(dòng)化控制直接服務(wù)于高爐，提升自控水平，提高高爐傾動(dòng)找角的精確程度，是我們自動(dòng)化控制人員的重要課題之一。本文主要以宣鋼2500M3高爐為背景，介紹一種提高傾動(dòng)找角的控制方法。

【關(guān)鍵詞】環(huán)形布料 傾動(dòng)誤差 自動(dòng)找角

1 傾動(dòng)找角的原始程序

宣鋼2500M3高爐采用環(huán)形布料，由高爐操作工長(zhǎng)根據(jù)爐況的實(shí)際情況設(shè)定料單。料單的主要參數(shù)是，傾動(dòng)角度（分焦炭角度和礦石角度）的大小和在每個(gè)傾動(dòng)角度上回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的圈數(shù)。

首先介紹幾個(gè)關(guān)鍵名詞，傾動(dòng)角度：高爐傾動(dòng)與垂直面的夾角。傾動(dòng)角度設(shè)定：高爐工長(zhǎng)根據(jù)爐況在操作畫(huà)面上設(shè)定的角度。傾動(dòng)角度反饋：通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)絕對(duì)值編碼器反饋的實(shí)際傾動(dòng)角度的停留位置。傾動(dòng)誤差：傾動(dòng)角度設(shè)定減去傾動(dòng)角度反饋。誤差為正，輸出上傾命令；誤差為負(fù)，輸出下傾命令。

由于傾動(dòng)閥體大，慣性大，所以當(dāng)設(shè)定誤差為零時(shí)，停止輸出上傾或下傾命令，在慣性的作用下，傾動(dòng)角度一定會(huì)開(kāi)過(guò)，例如：當(dāng)傾動(dòng)的實(shí)際角度為30度，傾動(dòng)的設(shè)定角度為45度時(shí)，誤差為正，發(fā)出上傾命令，傾動(dòng)實(shí)際角度上揚(yáng)，當(dāng)傾動(dòng)的實(shí)際角度上揚(yáng)到45度時(shí)，編碼器反饋的傾動(dòng)實(shí)際角度為45度，這時(shí)誤差為零，停止輸出上傾命令，但在慣性的作用下，傾動(dòng)角度還會(huì)上揚(yáng)一些，在45.3度的時(shí)候，停止上揚(yáng)，這時(shí)的誤差為-0.3度，程序又會(huì)發(fā)出下傾命令，而由于下傾時(shí)也存在慣性，傾動(dòng)又會(huì)下傾到44.8度時(shí)停止，這樣來(lái)回往復(fù)，傾動(dòng)的角度很難精確的停留在45度的位置。這樣高爐的布料難以精確，所以我們?cè)诰帉?xiě)程序時(shí)又引入了一個(gè)傾動(dòng)精度的概念，即傾動(dòng)誤差的絕對(duì)值小于等于傾動(dòng)精度時(shí)就停止傾動(dòng)輸出命令，讓傾動(dòng)靠著慣性，自己滑動(dòng)到需要的傾動(dòng)角度位置。

2 原始程序存在的問(wèn)題

依照上述程序進(jìn)行傾動(dòng)找角的關(guān)鍵則是傾動(dòng)精度的設(shè)定，傾動(dòng)精度設(shè)定的合適，找角就會(huì)準(zhǔn)確，設(shè)定的不合適，找角就會(huì)有偏差。

然而在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中，一批爐料中，需要找多個(gè)不同的傾動(dòng)角度，傾動(dòng)角度的不同，其重力在垂直和水平方向上的分力也不同，所以?xún)A動(dòng)動(dòng)作的慣性也不同。傾動(dòng)每個(gè)角度誤差大小不同，也在一定程度上影響找角的精確，例如：從30度找33度角，誤差為3度；從33度角找45度角，誤差為12度。用同一個(gè)傾動(dòng)精度，顯然很難找角準(zhǔn)確。同時(shí)上傾和下傾用同一個(gè)精度，找角時(shí)也有很大誤差。種種問(wèn)題擺在眼前，所以我們需要將傾動(dòng)的找角程序改進(jìn)，來(lái)適應(yīng)現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)的需要。

3 傾動(dòng)找角程序的改進(jìn)

為了解決上述問(wèn)題，我們將傾動(dòng)是精度的設(shè)定進(jìn)行了改進(jìn)。我們將傾動(dòng)精度設(shè)置為8個(gè)精度，分別為：高速上傾精度，中速上傾精度，低速上傾精度，高速下傾精度，傾動(dòng)不輸出，中速下傾精度，低速下傾精度。用這8個(gè)精度去控制傾動(dòng)找角。這8個(gè)傾動(dòng)精度分別對(duì)應(yīng)的控制變量分別定義為：分別是NB、NM、NS、ZE、PS、PM、PB。根據(jù)放料的實(shí)際情況設(shè)定這8個(gè)傾動(dòng)精度，NB=75，NM=2，NS=0.5，NZE=0.1，PZE=-0.1，PS=-0.5，PM=-2，PB=-75。這些數(shù)值可以根據(jù)放料的實(shí)際情況進(jìn)行在線(xiàn)修改。

傾動(dòng)的電氣控制系統(tǒng)主要是由變頻器控制的，變頻器的輸入共分為5個(gè)輸入信號(hào)，分別是高速、中速、低速、不輸出、上傾和下傾。變頻器的輸入電源是380V的交流電，輸出是不同頻率控制的220V的交流電，當(dāng)輸入為高速時(shí)輸出交流電的頻率是60赫茲，中速為45赫茲，低速為15赫茲，當(dāng)輸入為不輸出時(shí)，通過(guò)機(jī)械裝置固定傾動(dòng)的當(dāng)前的位置。如圖1所示。

當(dāng)傾動(dòng)的誤差在[NB， NM）區(qū)間時(shí)，給變頻器高速上傾的信號(hào)。當(dāng)傾動(dòng)的誤當(dāng)傾動(dòng)的誤差在[NM， NS）區(qū)間時(shí)，給變頻器中速上傾的信號(hào)。當(dāng)傾動(dòng)的誤差在[NS， NZE）區(qū)間時(shí)，給變頻器低速上傾的信號(hào)。當(dāng)傾動(dòng)的誤差在[NZE， PZE）區(qū)間時(shí)，給變頻器不輸出的信號(hào)。當(dāng)傾動(dòng)的誤差在[PZE， PS）區(qū)間時(shí)，給變頻器低速下傾的信號(hào)。當(dāng)傾動(dòng)的誤差在[PS， PM）區(qū)間時(shí)，給變頻器中速下傾的信號(hào)。當(dāng)傾動(dòng)的誤差在[PM， PB]區(qū)間時(shí)，給變頻器中速下傾的信號(hào)。

這里舉個(gè)例子，當(dāng)NB=75，NM=2，NS=0.5，NZE=0.1，PZE=-0.1，PS=-0.5，PM=-2，PB=-75時(shí)，傾動(dòng)角度從40度上傾到45度的過(guò)程中。一開(kāi)始傾動(dòng)誤差為5，在[NB， NM）區(qū)間，傾動(dòng)為高速上傾，當(dāng)傾動(dòng)角度上傾到43度時(shí)，傾動(dòng)誤差為2，在[NM， NS）區(qū)間，傾動(dòng)為中速上傾，當(dāng)傾動(dòng)角度上傾到44.5度時(shí)，誤差為0.5，在[NS， NZE）區(qū)間，傾動(dòng)低速上傾，當(dāng)傾動(dòng)角度上傾到44.9度時(shí)，誤差為0.1，在[NZE， PZE）區(qū)間，傾動(dòng)無(wú)動(dòng)作，靠著本身的慣性滑動(dòng)到45度，完成傾動(dòng)找角。這樣實(shí)現(xiàn)了誤差在不同區(qū)間對(duì)傾動(dòng)角度的控制，一步一步將傾動(dòng)的速度降下來(lái)，實(shí)現(xiàn)精確找角。

4 改進(jìn)后的效果

我們對(duì)傾動(dòng)程序進(jìn)行了上述改進(jìn)，大大提高了傾動(dòng)找角的精度，實(shí)際生產(chǎn)中即使在同一批料中有10個(gè)傾動(dòng)角之多，找角誤差控制在±0.1度以?xún)?nèi)。

作者單位

河北鋼鐵集團(tuán)張家口宣鋼機(jī)電工程有限公司 河北省張家口市 075100