專利名稱：一種探尺跟隨料面控制方法
技術領域：
本發明涉及高爐爐頂及上料系統，特別是涉及高爐爐頂和上料系統中的一種探尺跟隨料面控制方法。
背景技術：
探尺是煉鐵廠高爐爐頂及上料系統的重要組成部分。在工作過程中，它能準確的指示料面高度和分布狀況，因此對整個高爐系統的高效、安全運行起著重要作用。目前，國內大型高爐的探尺大多是采用交流異步電機傳動，以交流調速變頻器為核心控制單元，探尺以恒定的轉速或是恒定的轉矩下放到料面，檢測到料面后自動轉換為扶尺模式使探尺正 立并能跟隨料面，探尺跟隨料面時，探尺采取恒定轉矩的控制方式，即調速變頻器輸出一恒定向上的拉力，探尺在拉力的作用下能夠更隨料面緩慢下降，鏈條在拉力的作用下能保持緊繃的狀態，拉力大小的設定顯得非常重要，拉力設定過大，可能會出現卡尺的情況，探尺無法跟隨料面；拉力設定過小，鏈條無法緊繃，測量誤差增大；探尺是一種被動跟隨料面的方式，依靠探尺自身的重力完成跟隨料面的任務，此種方式最大的缺陷是拉力大小的設定非常困難，決定拉力大小的因素有很多，如探尺的質量、鏈條的質量、鏈條與滾筒的摩擦力等，特別是出現塌料的狀況時，探尺會在重力的作用下被動跟隨料面，在這個過程中，由于重力大于拉力，探尺將作加速運動，這將導致嚴重的倒錘和埋錘的事故。

發明內容
有鑒于此，本發明所要解決的技術問題是提供一種探尺跟隨料面的控制方法，通過本技術方案，能夠有效的減少探尺跟隨料面時的測量誤差，并減少埋錘事故的發生幾率。為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是一種探尺跟隨料面控制方法，所述變頻器作為核心的控制單元，完成放尺、跟隨料面及提尺工作，PLC控制器作為指令發出單元，通過硬接線或是總線的方式與變頻器進行通訊，向變頻器發出啟動測量的命令，增量型編碼器測量電機的實際轉速，按以下步驟進行
(1)當爐頂完成布料，PLC控制器向變頻器發出啟動命令；
(2)變頻器運行，探尺抱閘打開，探尺以恒速的控制方式下降；
(3)變頻器監測電機的轉矩，當轉矩發生突變時，變頻器判斷探尺已經到達料面，變頻器會將探尺略微向上提起，再放下探尺的方式，主動跟隨料面直至到達料線。所述步驟(2)中所述恒速為0. 15m/s -0. 25m/s。采用上述技術方案后的有益效果是將被動的跟隨方式改為主動的方式，探尺到達料面后，以微小的幅度進行點測料面，探尺的運行狀態完全由變頻器進行控制，這樣能保持鏈條的緊繃，并避免因塌料造成的埋尺。


圖I是本發明的探尺跟隨料面控制方法的流程圖。圖2是本發明的控尺跟隨料面控制裝置結構圖。圖中，I變頻器、2 PLC控制器、3增量型編碼器、4電機、5探尺。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明的具體實施例作進一步的說明。如圖I和圖2中所示，本發明涉及的一種探尺跟隨料面控制方法，所述變頻器I作為核心的控制單元，完成放尺、跟隨料面及提尺工作，PLC控制器2作為指令發出單元，通過硬接線或是總線的方式與變頻器2進行通訊，向變頻器2發出啟動測量的命令，增量型編碼器3測量電機4的實際轉速，按以下具體步驟進行
(I探尺下放階段
變頻器I松開抱閘，采用速度控制，使探尺5勻速下降，此時探尺I下降速度設定為Setpnl,方向向下，大小約為0. 2m/s，探尺I將會迅速加速到給定速度，在發出放尺指令后2s,變頻器I開始監測電機轉矩Tmact。(2)探尺一次到達料面階段
當電機轉矩Tmact小于設定的轉矩電機轉矩Tdlm時，變頻器I即認為探尺5到達了料面，此過程中為了防止干擾，出現誤判的情況，轉矩的判斷加入2s的延時時間，當電機轉矩Tmact小于設定的電機轉矩Tdlm后，并延時2s，探尺進入一次到料面狀態。(3)探尺一次到料面后提尺階段
當探尺5進入一次到料面狀態,探尺的設定速度改變為Setpn2, Setpn2方向向上,大小約為0. lm/s, Setpn2設定的持續時間為2s ;探尺5在下放階段速度較快，而且爐內料面并不平整，容易出現倒尺現象，因此在探尺5第一次到達料面后，加入提尺階段，重新將探尺5提離料面，以解決倒尺問題，并使鏈條緊繃。(4)探尺第一次到料面后平衡階段
探尺5速度到達Setpn2后，并延時2s，探尺5已經離開料面，便進入探尺5 —次到料面后的平衡階段；此階段內探尺5設定的速度改變為Setpn3，Setpn3的大小為Om/s，探尺懸浮與料面上空，變頻器I輸出的電機轉矩Tmact與探尺重力、鏈條摩擦力相平衡，轉矩的大小為Txf。(5)探尺第一次到料面后放尺階段
經過短暫的懸浮后，探尺5需要重新回到料面，探尺進入放尺階段；探尺的設定速度仍然為Setpn3，大小為Om/s，但將變頻器I輸出的轉矩Tmact限制為Tfc，Tfc=O. 85*Txf，在這種情況下，變頻器I輸出轉矩不足以克服探尺重力，探尺的平衡狀態被打破，作下探運動，探尺將再次回到料面，進入第二次到達料面階段。(6)探尺第二次到達料面階段
探尺5再次到達料面，受到料面對其向上的支撐力，探尺的速度慢慢減小為Om/s，探尺的速度可以由增量型編碼器3檢測出，以此作為判斷探尺5 二次到達料面依據。因此增量型編碼器3在這個跟隨系統的構成中發揮極為重要的作用，在判斷探尺5 二次到達料面時還需要加入延時的作用，因為從平衡到下放的過程，探尺是由靜止開始作加速運動，延時就是為了避開開始的加速階段。(7)探尺二次到料面后提尺階段一旦探尺進入二次到料面狀態，探尺5的設定速度改變為Setpn4,Setpn4方向向上,大小約為0. 05m/s，Setpn4設定的持續時間為2s ;此次為探尺5 二次到達料面后的主動提尺，目的是將探尺5微微提起，鏈條一直處于緊繃狀態。(8)探尺第二次到料面后平衡階段
探尺速度到達Setpn4后，并延時2s，探尺5已經離開料面，便進入探尺5 二次到料面后的平衡階段。此階段內探尺設定的速度改變為Setpn3，Setpn3的大小為Om/s。探尺5懸浮與料面上空，變頻器I輸出的轉矩Tmact與探尺重力，鏈條摩擦力相平衡，轉矩的大小為Txf0此階段與第四階段相同。(9)探尺第二次到料面后放尺階段
經過短暫的懸浮后，探尺5需要重新回到料面，探尺5進入放尺階段。探尺5的設定速度仍然為Setpn3，大小為Om/s，但將變頻器I輸出的轉矩Tmact限制為Tfc，Tfc=O. 85*Txf ；在這種情況下，變頻器I輸出轉矩不足以克服探尺重力，探尺5的平衡狀態被打破，作下探·運動，探尺5將再次回到料面。此階段與第5階段的區別在于探尺下放的時間被限定為了5s,即5s后探尺5還沒有抵達料面，變頻器I將強制結束本過程，轉而進入提尺階段。在探尺5第二次抵達料面后，探尺將進行反復的提尺、平衡和放尺的過程，直至探尺5到達設定的料線，接收到PLC控制器2發出的提尺指令。傳統的探尺5被動跟隨料面的方式，主要依靠探尺5的自身重力跟隨料面，跟隨狀態不可控制，容易出現倒尺和埋尺的事故。本發明的一種探尺跟隨料面控制方法，徹底改變了原有方式，探尺5在到達料面后主動作幅度微小的提放動作，非常有效的解決了以上問題。以上所述，僅為本發明的較佳可行實施例而已，并非用以限定本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種探尺跟隨料面控制方法，所述變頻器作為核心的控制單元，完成放尺、跟隨料面及提尺工作，PLC控制器作為指令發出單元，通過硬接線或是總線的方式與變頻器進行通訊，向變頻器發出啟動測量的命令，增量型編碼器測量電機的實際轉速，其特征在于，按以下步驟進行 (1)當爐頂完成布料，PLC控制器向變頻器發出啟動命令； (2)變頻器運行，探尺抱閘打開，探尺以恒速的控制方式下降； (3)變頻器監測電機的轉矩，當轉矩發生突變時，變頻器判斷探尺已經到達料面，變頻器會將探尺略微向上提起，再放下探尺的方式，主動跟隨料面直至到達料線。
2.根據權利要求I所述的一種探尺跟隨料面控制方法，其特征在于，所述步驟(2)中所述恒速為 0. 15m/s -0. 25m/s0
全文摘要
本發明涉及的一種探尺跟隨料面控制方法，所述交流變頻器控制完成放尺、跟隨料面及提尺工作，PLC控制器作出指令，通過與變頻器進行通訊，向變頻器發出啟動測量的命令，增量型編碼器測量電機的實際轉速，按以下步驟進行(1)當爐頂完成布料，PLC控制器向變頻器發出啟動命令；(2)變頻器運行，探尺抱閘打開，探尺以恒速的控制方式下降；(3)變頻器監測電機轉矩，轉矩突變，變頻器判斷探尺已經到達料面，探尺略微向上提起，再放下探尺直至到達料線；通過本技術方案，將被動的跟隨方式改為主動的方式，探尺到達料面后，以微小的幅度進行點測料面，探尺的運行狀態完全由變頻器進行控制，保持鏈條的緊繃，并避免因塌料造成的埋尺。
文檔編號C21B5/00GK102796834SQ20121020280
公開日2012年11月28日 申請日期2012年6月19日 優先權日2012年6月19日
發明者吳晨 申請人:中冶南方工程技術有限公司