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1、高炉料流调节阀控制方法及改进?32?钢铁技术2011年第2期?自动化?高炉料流调节阀控制方法及改进雷仲贤曾宪文古明鹏.(1巾冶赛迪一l:程技术有限公司[J动化事业部,重庆400013)(2宝钢上海梅I冈铁股份有限公司炼铁J—f:海201900)【摘要】本丈对现有高炉炉顶料流调节阀的控制原理,控制策略,控制效果及存在的问题等进行了介绍和分析.作为改进和创新,绍了一种新型的料流调节系统,对新型料流调节阀系统的构成和控制原理进行了介绍,并以一个实例对两种控制系统的性能进行了比较.【关键词】高炉炉顶系统料流调节阀比例阀伺服阀分段差值法自适应控
2、制1前言1.1高炉炉顶系统料流调节阀的功能料流训节阀是高炉炉顶关键设备之一,其功能是通过阀门的不开度米得到不的高炉布料流罩,通过控制阀门的不川开度米得到所需的布料流.1.2存在的问题和改进为满足现代高炉高效率生产需要,料流节阀具有运行速度快(I艺要求高速时≥15./s),控制精度要求高(要求控制角度误差毛±≤0.2.)等特点.但是在实际_J程中,由于传统的液比例阀自身的特性和Pw公司配套控制设备的限制等诸多l大1素,使得保证料流调节阀既满足工艺控制要求又能住各种复杂的外部条件下长期可靠的运行成为高炉控制的一大难题.木文结合圜多座大型高
3、炉料流训节阀实际控制经验,介绍了传统料流调节阀的控制方式,控制策略和经验.作为改进和创新,本文介绍了一种新犁的由液倒服阀驱动的料流调节阀,该料流调节阀具有动态响应特性好,控制精度高,稳定性妤等特点.该料流节阀已往l玉I内某大犁高炉到应用并取得了令人满意的效果,基本上解决了高炉料流调节控制的难题.2传统料流调节阀的控制2.1存在的问题目前囤内大,中型高炉基本上均采用Pw公司配套提供的料流调节阀及驱动装置,该料流调节阀由液比例阀训节驱动,采用开关_军=的高速/低速和停IL信号对料流调节阀进行有级速度控制.止是Pw公司这种不合理的配置,使得
4、在实际f稗应用中实现对料流调l节阀的J'靠控制成为了一大难题.为了解决这一难题,我们在程实践中经过反复的研究利实验,开发山了前馈控制加自适应控制的控制方式,从基本上解决了料流训节阀的控,~JSH町靠性的难题.2.2料流调节阀前馈控制2.2.1阀门动作过程分析料流调节阀控制的根本需求是要在保证其高速运动情况下确保其位置控制的精确度和n'『靠性,为此我们有必要对料流调节阀的运动及停II:过程进行分析.图l为高炉料流调节阀的动态速度响应曲线,由该曲线我们口J'看出:1)停II:过程中料流调节阀由15./s高速点①开始减速,经过约0.3s后料
5、流调节阀速度减为5./s,在这期间料流调节阀运行角度5约为:.二×兰×0.3:1.5(1).222)料流调节阀在②点开始,速度由5./s变到停I},经过大概0.2s时间,期间料流调节阀运行的角度值为:Il_,,丛—三×t二×0.2=0.5(2)2011年第2期钢铁技术?33?由上面计算和曲线分析n-『看山:阀由高速到停需婴经历以下3个步骤:直l墟￡J.J.l—l{..C{0fHC…"…^图1Pw料流调节阀速度特性曲线1)在预定的角度6j发山高速转为低速指令,指令发山约0.3秒后(不训寸旨令延时),料流调节阀运动_速度由15./s下降到
6、5./s,这期间阀门运动的开度大约为1.5.2)经过一段时间的速度稳定期(响应曲线上约为0.1秒)使阀门速度稳定到5./s,该段时问料流调节阀运行角度约为0.5.;3)在速度稳定后,在距离停Il:目标角度为6t时给出停止指令(速度给定值变为0./s),阀门大约经过约0.2秒后停止(不计指令延时),该段时间料流训节阀运行角度约为0.5..由上分析我们可看到:婴确保料流调节阀精确停车,必须找山合适的减速角6j和停车角度6t拜对其进行控制.2.2.2前馈控制的引入和计算所谓前馈控制就是在被控制对象到达目标前的过程中引入相应的训节和控制.料流
7、调节阀停止过程的前馈控制就是在其停止控制过程中引入合适的减速角度6j和停角度6t,通过对这两个角度的控制达到对料流调节阀的开角度进行精确控制的目的..2.2.2.1停车角度的估算停车提前角度6通常可由下面的公式求出:6t=6一(6…+6lf)(3)式中,6一料流调节阀机械惯性停车角,由式(2)可知约为0.5.6"一料流调节阀附加停车角,考虑各种延时素确定.6一木次的设定的停I角:在实际调试中,考虑综合l大l素6ltj+6一般在3.左右.2.2.2.2减速角度的估算料流训节阀的减速角6j_口J.由下面的公式求出:减速角度:6j=6一(6
8、nj+6r+6)(4)式中,6…一阀门减速惯性角度,由式(1)町知约为1.5.6htf一料流调节阀附加减_迷角,考虑各种延时l天】素确定.6hsw一减速稳定度:图l中为0.5.,～程中需根据现场实际情况调整而定,通常为调
