专利名称：Trt高炉顶压控制冲压过程反馈控制仿真方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及冶金行业中TRT高炉顶压控制领域。
背景技术：
TRT 是 Top Gas Pressure Recovery Turbine unit 的缩写，被称作高炉煤气余压发电装置，它利用高炉产生的高温高压煤气推动透平机，进而带动发电机发电。据统计，TRT可回收高炉煤气中30%-40%的能量。与高炉传统的减压阀组相比，可更好的稳定高炉顶压，还极大的减小了减压阀组带来的噪声污染。TRT不仅能为钢铁企业带来巨大的经济效益，同时也是节能减排的标杆工程。典型的TRTエ艺流程如附图
I所示。TRT在控制高炉顶压的过程中，正常情况下只需常规PID即可较好的稳定高炉顶 压，但是高炉在冲压时会对高炉顶压造成強烈的扰动，此时仅靠常规PID控制已不能将顶压波动維持在一个较小的范围，这样势必对高炉的正常生产产生一定的影响，但目前并没有很好的控制方案解决冲压过程对炉顶压力的影响，同时由于高炉生产的连续性等特殊要求，如果工程师在线测试不同的控制方案，则肯定会对高炉的正常产生较大的影响，甚至发生各种比较危险的后果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供ー种TRT高炉顶压控制冲压过程反馈控制仿真方法及系统，能够在仿真系统中进行调试，避免直接在生产线上测试造成影响。本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为ー种TRT高炉顶压控制冲压过程反馈控制仿真方法，其特征在于它包括以下步骤
1)针对TRT系统的各组成部分，分别建立各部件类仿真模块，并为各部件类仿真模块编辑和设计參数、接ロ ；
2)通过各部件类仿真模块的接ロ将部件类仿真模块按实际TRT系统进行连接，并调节各模块參数使系统达到稳态；
3)分析实际TRT系统冲压过程的特点和控制方法，増加2个程序类仿真模块，分别为冲压干扰模块和PID反馈控制模块，冲压干扰模块用于仿真冲压过程对高炉顶压的影响，PID反馈控制模块用于仿真实际PLC控制器对静叶的控制；
其中P I D反馈控制模块将顶压设定值KO与反馈值ご(O进行比较构成控制偏差K*)
e(f) = r(￡) - c(i)(I),
再将控制偏差按比例、微分、积分运算后通过线性组合构成控制量u(t)
权利要求
1.ー种TRT高炉顶压控制冲压过程反馈控制仿真方法，其特征在干它包括以下步骤 1)针对TRT系统的各组成部分，分别建立各部件类仿真模块，并为各部件类仿真模块编辑和设计參数、接ロ ； 2)通过各部件类仿真模块的接ロ将部件类仿真模块按实际TRT系统进行连接，并调节各模块參数使系统达到稳态； 3)分析实际TRT系统冲压过程的特点和控制方法，増加2个程序类仿真模块，分别为冲压干扰模块和PID反馈控制模块，冲压干扰模块用于仿真冲压过程对高炉顶压的影响，PID反馈控制模块用于仿真实际PLC控制器对静叶的控制； 其中P I D反馈控制模块将顶压设定值I与反馈值c(0进行比较构成控制偏差<1):
2.根据权利要求I所述的TRT高炉顶压控制冲压过程反馈控制仿真方法，其特征在于所述步骤I)中的部件类仿真模块包括 边界A :为第一定压节点，模拟进入高炉的热风的压カ； 管道A :包括a节管道，每节管道包括ー个固定开度的阀门和ー个容器； 高炉模型包括上容器和下容器，上容器和下容器之间由第一调节阀连接；第ー调节阀的开度为固定值； 管道B:包括b节管道，每节管道包括ー个固定开度的阀门和ー个容器； 静叶包括第二调节阀，第二调节阀的开度由所述的PID反馈控制模块输出的控制量u(t)控制； 边界B :为第二定压节点，模拟经过静叶之后的管网煤气压カ； 冲压阀冲压阀的开关由所述的冲压干扰模块控制； 冲压罐包括ー个容器； 边界A、管道A、高炉模型、管道B、静叶和边界B顺次连接，管道B与静叶之间分出ー个分支与冲压阀连接，冲压阀的另一端与冲压罐连接； PID反馈控制模块中的顶压设定值KO由エ艺专业确定；反馈值Ki)为实际所测得高炉顶压值，即高炉模型中上容器压カ值。
3.根据权利要求I或2所述的TRT高炉顶压控制冲压过程反馈控制仿真方法，其特征在于它还包括步骤5)将仿真结果与预期效果比较，对系统仿真參数进行调试，以获得最佳控制參数。
4.根据权利要求3所述的TRT高炉顶压控制冲压过程反馈控制仿真方法，其特征在于所述步骤5)将仿真结果与预期效果比较，具体是比较高炉模型的上容器的顶部压力实际值与其设定值。
5.ー种TRT高炉顶压控制冲压过程反馈控制仿真系统，其特征在于它包括部件类模块和程序类模块； 其中部件类模块包括 边界A :为第一定压节点，模拟进入高炉的热风的压カ； 管道A :包括a节管道，每节管道包括ー个固定开度的阀门和ー个容器； 高炉模型包括上容器和下容器，上容器和下容器之间由第一调节阀连接；第ー调节阀的开度为固定值； 管道B :包括b节管道，每节管道包括ー个固定开度的阀门和ー个容器； 静叶包括第二调节阀； 边界B :为第二定压节点，模拟经过静叶之后的管网煤气压カ； 冲压阀为ー个具备开关功能的阀门； 冲压罐包括ー个容器； 边界A、管道A、高炉模型、管道B、静叶和边界B顺次连接，管道B与静叶之间分出ー个分支与冲压阀连接，冲压阀的另一端与冲压罐连接； 程序类模块包括 冲压干扰模块，用于仿真冲压过程对高炉顶压的影响，控制冲压阀的开关； PID反馈控制模块，用于仿真实际PLC控制器对静叶的控制； 其中PID反馈控制模块将顶压设定值r 与反馈值迸行比较构成控制偏差
6.根据权利要求5所述的TRT高炉顶压控制冲压过程反馈控制仿真系统，其特征在于它是基于Modelica语言建立的。
全文摘要
本发明提供TRT高炉顶压控制冲压过程反馈控制仿真方法，包括步骤1)对TRT系统的各组成部分，分别建立部件类仿真模块，并为各部件类仿真模块编辑和设计参数、接口；2)通过各部件类仿真模块的接口将其按实际TRT系统进行连接，并调节各模块参数使系统达到稳态；3)分析实际TRT系统冲压过程的特点和控制方法，增加冲压干扰模块和PID反馈控制模块，冲压干扰模块用于仿真冲压过程对高炉顶压的影响，PID反馈控制模块用于仿真实际PLC控制器对静叶的控制；4)设置系统仿真参数，进行仿真运算。通过对高炉冲压过程建立反馈仿真系统和方法，以确定更为合理的控制方案，避免直接在线测试不同的控制方案，对高炉的正常产生的影响。
文档编号C21B5/00GK102676715SQ201210182279
公开日2012年9月19日 申请日期2012年6月5日 优先权日2012年6月5日
发明者万磊, 叶理德, 李清忠 申请人:中冶南方工程技术有限公司