专利名称：一种电液伺服控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电液伺服控制装置结构设计和应用技术领域科学，特别提供了一种电液伺服控制装置。
背景技术：
现有技术中，电液伺服控制技术作为连接现代微电子技术、计算机技术和液压技 术的桥梁，已经成为现代控制技术的重要构成。由于它具有线性好、死区小、灵敏度高，动态性能好、响应快、精度高等显著优点，因而得到了广泛的应用。高炉煤气余压能量回收透平发电装置(简称为TRT,Blast-Furnace Top pressureRecovery Turbine Unit)是利用高炉出口煤气中所蕴含的压力能和热能,使透平膨胀机作功，驱动发电机发电的一种能量回收装置。它能达到节能、降噪、环保的目的，具有很好的经济效益和社会效益，是目前现代国际、国内钢铁企业公认的节能环保装置。TRT自动控制系统分为主煤气系统、润滑油系统、电液伺服控制系统(动力油系统)、透平机轴运动检测系统、氮气密封系统和水系统等6个系统。其中，电液伺服控制系是关键部分之一，因此，人们期望获得一种技术效果优良的电液伺服控制装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种技术效果优良的电液伺服控制装置。本发明提供了一种电液伺服控制装置，用于高炉煤气余压能量回收透平发电装置的；其特征在于其构成如下液压油源I、电液伺服阀2、伺服油缸3、油柄机构4、伺服控制器5、位置传感器6、液压锁7、阀板8、控制器9 ;其中控制器9、伺服控制器5、电液伺服阀2、伺服油缸3、油柄机构4、阀板8依次顺序连接；液压油源I连接着液压锁7，且二者还和电液伺服阀2连接；位置传感器6分别与伺服控制器5、油柄机构4连接；电液伺服控制装置由机、电、液供构成电液伺服控制系统，其控制方框图如图I所示；由控制器9发出的指令信号，在伺服控制器5中与伺服油缸3的实际位置信号相比较，成为误差的信号放大后，送入电液伺服阀2。电液伺服阀2按一定的比例将电流信号转变成液压油量量推动伺服油缸3运动；由位置传感器6发出的反馈信号不断改变，直至于指令信号相等时，伺服油缸3停止运动；伺服油缸3停在指定的位置上，使透平发电装置静叶稳定在一定的开度上；伺服油缸3的直线运动、通过油柄机构4转变成阀板8或透平发电装置静叶的旋转运动，改变阀板8或透平发电装置静叶的工作开度；随着指令信号的不断变化，透平静叶的开度也将不断改变，并通过静叶开度的变化，达到控制转数，控制煤气流量、控制透平出力大小的目的。其动力油系统控制图如图2所示。伺服控制器5用于轴流压缩机静叶角度控制、TRT压差发电、位置控制以及其它相关的电液执行机构的伺服控制，伺服控制器5型号为ESA-3E ；在电液伺服阀2的控制下，电液伺服阀2会将伺服控制器5输出的4 20mA信号转换成液压油流量推动伺服油缸3运动，由位置传感器6发出的反馈信号不断改变，直至与调节信号相等时，电液伺服阀2输出的液压油流量信号为O，伺服油缸3不再运动，从而带动透平机静叶、快开旁通阀达到预期位置，实现位置调节的目的；电液伺服控制系统中的功能主要是应用在对透平装置即透平机的转速控制，而转速控制中的主要对象就是透平装置静叶，利用控制静叶的开度来控制透平机的转速，从而达到对高炉顶压平稳控制的目的。应用在电液伺服控制系统中的转速控制大致可分为三个过程I.升速过程系统启动条件全部具备并且机组无重故障信号，得到电气的“电气同意启动”信号和高炉主控室的“允许TRT启动”信号后，确认高炉减压阀组在自动控制下 并且高炉顶压和煤气温度稳定在工艺范围内，机组具备升速条件。2.调速过程分自动控制和手动控制两种方式，控制对象为静叶。3.自动升速这个过程的实现是通过互为反函数的静叶控制时间曲线和转速设定升速曲线来实现的。当顶压的测量值和设定值的偏差超过2Kpa的时候，转速不允许上升。静叶控制时间曲线是转速设定值与静叶控制时间的折线函数，与升速曲线互为反函数。根据当前的转速设定值计算出一定的静叶控制时间，然后根据该静叶控制时间和升速曲线，得到下一个转速设定值。如此循环，实现转速设定值的不断增加。4.手动升速手动方式运行时，给系统发出手动升速的指令，通过系统画面上手动调节入口液动阀和调节静叶的开度来控制转速。5.自动准同期过程当自动准同期装置投入的时候，在并网过程中，通过对转速的微调实现自动并网。当转速升到2850rpm的时候，PLC发出自动准同期投入信号。只有转速控制在自动方式的时候，自动准同期对转速的调节才会起作用。当给系统中发出升速指令后，自动准同期装置以±5rpm进行升/降速控制；当没有系统中发出升速指令时，自动准同期以± Irpm进行升/降速控制。电液伺服控制技术广泛地应用在高炉煤气余压能量回收透平发电装置的控制系统中，充分突出了其线性好、死区小、灵敏度高、动态性能好、响应快等显著优点。高炉煤气余压能量回收透平发电装置在正常运转中可以回收约占高炉鼓风机所需30%左右的能量，为钢铁企业创造了可观的经济效益和社会效益。
图I为高炉煤气余压能量回收透平发电装置用电液伺服控制装置结构原理示意简图；图2为动力油系统控制框图。
具体实施例方式实施例I一种电液伺服控制装置，用于高炉煤气余压能量回收透平发电装置的；其构成如下液压油源I、电液伺服阀2、伺服油缸3、油柄机构4、伺服控制器5、位置传感器6、液压锁7、阀板8、控制器9 ;其中控制器9、伺服控制器5、电液伺服阀2、伺服油缸3、油柄机构4、阀板8依次顺序连接；液压油源I连接着液压锁7，且二者还和电液伺服阀2连接；位置传感器6分别与伺服控制器5、油柄机构4连接；电液伺服控制装置由机、电、液供构成电液伺服控制系统，其控制方框图如图I所示；由控制器9发出的指令信号，在伺服控制器5中与伺服油缸3的实际位置信号相比较，成为误差的信号放大后，送入电液伺服阀2。电液伺服阀2按一定的比例将电流信号转变成液压油量量推动伺服油缸3运动；由位置传感器6发出的反馈信号不断改变，直至于指令信号相等时，伺服油缸3停止运动；伺服油缸3停在指定的位置上，使透平发电装置静叶稳定在一定的开度上；伺服油缸3的直线运动、通过油柄机构4转变成阀板8或透平发电装置静叶的旋转运动，改变阀板8或透平发电装置静叶的工作开度；随着指令信号的不断变化，透平静叶的开度也将不断改变，并通过静叶开度的变化，达到控制转数，控制煤气流量、控制透平出力大小的目的。其动力油系统控制图如图2所示。
伺服控制器5用于轴流压缩机静叶角度控制、TRT压差发电、位置控制以及其它相关的电液执行机构的伺服控制，伺服控制器5型号为ESA-3E ；在电液伺服阀2的控制下，电液伺服阀2会将伺服控制器5输出的4 20mA信号转换成液压油流量推动伺服油缸3运动，由位置传感器6发出的反馈信号不断改变，直至与调节信号相等时，电液伺服阀2输出的液压油流量信号为0，伺服油缸3不再运动，从而带动透平机静叶、快开旁通阀达到预期位置，实现位置调节的目的；电液伺服控制系统中的功能主要是应用在对透平装置即透平机的转速控制，而转速控制中的主要对象就是透平装置静叶，利用控制静叶的开度来控制透平机的转速，从而达到对高炉顶压平稳控制的目的。应用在电液伺服控制系统中的转速控制大致可分为三个过程I.升速过程系统启动条件全部具备并且机组无重故障信号，得到电气的“电气同意启动”信号和高炉主控室的“允许TRT启动”信号后，确认高炉减压阀组在自动控制下并且高炉顶压和煤气温度稳定在工艺范围内，机组具备升速条件。2.调速过程分自动控制和手动控制两种方式，控制对象为静叶。3.自动升速这个过程的实现是通过互为反函数的静叶控制时间曲线和转速设定升速曲线来实现的。当顶压的测量值和设定值的偏差超过2Kpa的时候，转速不允许上升。静叶控制时间曲线是转速设定值与静叶控制时间的折线函数，与升速曲线互为反函数。根据当前的转速设定值计算出一定的静叶控制时间，然后根据该静叶控制时间和升速曲线，得到下一个转速设定值。如此循环，实现转速设定值的不断增加。4.手动升速手动方式运行时，给系统发出手动升速的指令，通过系统画面上手动调节入口液动阀和调节静叶的开度来控制转速。5.自动准同期过程当自动准同期装置投入的时候，在并网过程中，通过对转速的微调实现自动并网。当转速升到2850rpm的时候，PLC发出自动准同期投入信号。只有转速控制在自动方式的时候，自动准同期对转速的调节才会起作用。当给系统中发出升速指令后，自动准同期装置以±5rpm进行升/降速控制；当没有系统中发出升速指令时，自动准同期以± Irpm进行升/降速控制。电液伺服控制技术广泛地应用在高炉煤气余压能量回收透平发电装置的控制系统中，充分突出了其线性好、死区小、灵敏度高、动态性能好、响应快等显著优点。高炉煤气余压能量回收透平发电装置在正常运转中可以回收约占高炉鼓风机所需30%左右的能量， 为钢铁企业创造了可观的经济效益和社会效益。
权利要求
1.一种电液伺服控制装置，用于高炉煤气余压能量回收透平发电装置的；其特征在于其构成如下液压油源(I)、电液伺服阀(2)、伺服油缸(3)、油柄机构(4)、伺服控制器(5)、位置传感器(6)、液压锁(7)、阀板(8)、控制器(9);其中控制器(9)、伺服控制器(5)、电液伺服阀(2)、伺服油缸(3)、油柄机构(4)、阀板(8)依次顺序连接；液压油源(I)连接着液压锁(7)，且二者还和电液伺服阀(2)连接；位置传感器(6)分别与伺服控制器(5)、油柄机构(4)连接； 电液伺服控制装置由机、电、液供构成电液伺服控制系统；由控制器(9)发出的指令信号，在伺服控制器(5)中与伺服油缸(3)的实际位置信号相比较，成为误差的信号放大后，送入电液伺服阀(2)。电液伺服阀(2)按一定的比例将电流信号转变成液压油量量推动伺服油缸(3)运动；由位置传感器(6)发出的反馈信号不断改变，直至于指令信号相等时，伺服油缸(3)停止运动；伺服油缸(3)停在指定的位置上，使透平发电装置静叶稳定在一定的开度上； 伺服油缸(3)的直线运动、通过油柄机构(4)转变成阀板(8)或透平发电装置静叶的旋转运动，改变阀板(8)或透平发电装置静叶的工作开度；随着指令信号的不断变化，透平静叶的开度也将不断改变，并通过静叶开度的变化，达到控制转数，控制煤气流量、控制透平出力大小的目的。
2.按照权利要求I所述电液伺服控制装置，其特征在于伺服控制器(5)用于轴流压缩机静叶角度控制、TRT压差发电、位置控制以及其它相关的电液执行机构的伺服控制，伺服控制器(5)型号为ESA-3E。
全文摘要
一种电液伺服控制装置，构成如下液压油源(1)、电液伺服阀(2)、伺服油缸(3)、油柄机构(4)、伺服控制器(5)、位置传感器(6)、液压锁(7)、阀板(8)、控制器(9)；其中控制器(9)、伺服控制器(5)、电液伺服阀(2)、伺服油缸(3)、油柄机构(4)、阀板(8)依次顺序连接；液压油源(1)连接着液压锁(7)，且二者还和电液伺服阀(2)连接；位置传感器(6)分别与伺服控制器(5)、油柄机构(4)连接。本发明具有线性好、死区小、灵敏度高、动态性能好、响应快等显著优点。其在正常运转中可以回收约占高炉鼓风机所需30％左右的能量，为钢铁企业创造了可观的经济效益和社会效益。
文档编号F15B21/08GK102966386SQ20121044938
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月12日 优先权日2012年11月12日
发明者王玲, 夏泳, 杜科 申请人:国家电网公司, 辽宁省电力有限公司本溪供电公司