一种基于减压阀组的中小型高炉炉顶压力控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于高炉炼铁的炉顶压力控制领域，尤其涉及一种基于减压阀组的中小型 高炉炉顶压力控制方法。
【背景技术】
[0002] 减压阀组是控制高炉炉顶压力、保证高压操作的关键设备。它在电液伺服控制系 统的配合下，通过精确、及时调整减压阀的开度来调整炉顶压力，使高炉在稳定的炉顶压力 下正常生产。减压阀组由两个及以上调节阀组成，每个调节阀配有一个执行器和阀位变送 器等。
[0003] 电液伺服控制系统有伺服控制器、电液伺服阀和液压油站等组成。伺服控制器接 收来自中控的指令信号和实际的位置信号，并进行综合、比较、校正和放大后生成一标准 (电流、电压）信号，并将标准（电流、电压）信号送入电液伺服阀。电液伺服阀按一定的比 例将标准（电流、电压）信号转变成液压油量，液压缸接受伺服阀输出的压力油，使活塞按 要求进行往复运动，从而来控制气阀门的开合，以及开合的层度。
[0004] 但是现有技术中伺服控制系统的气阀组的开合速度较慢，通常在接收到新的气阀 调整信号时，前一轮的气阀组调整还没有完成，气阀组调节的及时性和准确性较差。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例的目的在于提供一种基于减压阀组的中小型高炉炉顶压力控制方 法，以解决现有技术方案气阀组调节的及时性和准确性较差的问题。
[0006] 本发明实施例是这样实现的，一种基于减压阀组的中小型高炉炉顶压力控制方 法，所述方法包括以下步骤：
[0007] 控制器接收高炉炉顶压力传感器传递过来的压力测量值；将所述压力测量值和预 存的压力预设值输入比例-积分-微分PID运算，获得气阀设定值；接收伺服控制系统中减 压阀返回的气阀测量值；根据所述气阀设定值和所述气阀测量值，通过PID运算计算得到 此时的气阀控制值；根据所述气阀控制值控制减压阀。
[0008] 本发明实施例提供的一种基于减压阀组的中小型高炉炉顶压力控制方法的有益 效果包括：通过气压测量值和气压设定值来获取气阀设定值，并基于气阀测量值获取气阀 控制值，从而构成了一个双闭环PID控制，提高了伺服控制系统中气阀组调节的及时性和 准确性。
【附图说明】
[0009] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述 中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些 实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附 图获得其他的附图。
[0010] 图1是本发明实施例提供的一种基于减压阀组的中小型高炉炉顶压力控制方法 的流程图；
[0011] 图2是本发明实施例提供的一种基于减压阀组的中小型高炉炉顶压力控制方法 的流程图；
[0012] 图3是本发明实施例提供的一种基于减压阀组的中小型高炉炉顶压力控制方法 的流程图。
【具体实施方式】
[0013] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。
[0014] 为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。
[0015] 实施例一
[0016] 如图1所示为本发明提供的基于减压阀组的中小型高炉炉顶压力控制方法的流 程图，所述方法包括以下步骤：
[0017] 在步骤201中，控制器接收高炉炉顶压力传感器传递过来的压力测量值。
[0018] 在具体实现中，所述控制器可以是可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，简写为：PLC)或者是分布式控制系统（Distributed Control System，缩写为： DCS) 〇
[0019] 在步骤202中，将所述压力测量值和预存的压力预设值输入比例-积分-微分 (proportion integration-differentiation.，简写为：PID)运算，获得气阀设定值。
[0020] 在步骤203中，接收伺服控制系统中减压阀返回的气阀测量值。
[0021] 在步骤204中，根据所述气阀设定值和所述气阀测量值，通过PID运算计算得到此 时的气阀控制值。
[0022] 其原理和炉顶气压控制类似，即气阀的状态和炉顶气压都是处于一个变动状态， 其测量值都是实时的从相应传感器中获取的，而预存的压力预设值可以是事先存储在控制 器中的，也可以是在启动时由操作人员输入的；相比较的，伺服液压系统的气阀设定值，则 是基于压力预设值和压力测量值计算得到的。
[0023] 本实施例中，步骤204的计算过程可以是在控制器中完成，也可以是在液压伺服 控制系统中完成，在此并不做特殊限定。
[0024] 在步骤205中，根据所述气阀控制值控制减压阀。
[0025] 所述控制减压阀具体包括：液压伺服控制系统通过内部的电液伺服阀装置，输出 相应液压信号给减压阀组，增大或者减小减压阀组的开度，进而提高或者降低高炉顶压测 量值。
[0026] 本发明实施例通过气压测量值和气压设定值来获取气阀设定值，并基于气阀测量 值获取气阀控制值，从而构成了一个双闭环PID控制，解决了现有技术中气阀组调节的及 时性和准确性较差的问题。
[0027] 实施例二
[0028] 如图2所示为本发明实施例提供的基于减压阀组的中小型高炉炉顶压力控制方 法的流程图，在本实施例中，计算气阀设定值的过程由PLC来完成，而计算气阀控制值的过 程由液压伺服控制系统来完成，本实施例中进一步公开PID运算方法。所述方法具体包括 流程如下：
[0029] 在步骤301中，炉顶气压传感器传递压力测量值给PLC。
[0030] 在步骤302中，PLC根据压力测量值和压力预设值，经由PID运算方法计算获得气 阀设定值。
[0031] 用于获取气阀设定值的PID运算方法具体为利用公式（1)计算得到：
【主权项】
1. 一种基于减压阀组的中小型高炉炉顶压力控制方法，其特征在于，所述方法包括： 控制器接收高炉炉顶压力传感器传递过来的压力测量值； 将所述压力测量值和预存的压力预设值输入比例-积分-微分PID运算，获得气阀设 定值； 接收伺服控制系统中减压阀返回的气阀测量值； 根据所述气阀设定值和所述气阀测量值，通过PID运算计算得到此时的气阀控制值； 根据所述气阀控制值控制减压阀。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，用于获取气阀设定值的PID运算具体为：
其中，ei (t)为气压测量值和气压预设值的差值，KP1为比例放大系数，Tn为积分时间常 数，Tdl为微分时间常数，所述Kpl、Tn和Tdl的值是由PID算法调试获得；Ult为气阀设定值。
3. 如权利要求1或2任一所述的方法，其特征在于，用于获取气阀控制值的PID运算具 体为：
其中，e2(t)为气阀测量值和所述气阀设定值的差值，Kp2为比例放大系数，Ti2为积分时 间常数，Td2为微分时间常数，所述Kp2、Ti2和Td2的值是由PID算法调试获得；u2t为气阀控 制值。
4. 如权要求1-3任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述气阀设定值和所述气阀 测量值，通过PID运算计算得到此时的气阀控制值，具体包括： 减压阀组的控制系统接收所述控制器传递来的气阀设定值； 所述减压阀组的控制系统获取气阀传感器返回的气阀测量值； 根据所述气阀设定值和所述气阀测量值，通过PID运算计算得到此时的气阀控制值。
5. 如权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述伺服控制系统具体为液压伺服 控制系统。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述液压伺服控制系统根据所述气阀控制 值来控制减压阀，具体包括： 液压伺服控制系统通过内部的电液伺服阀装置，输出相应液压信号给减压阀组，增大 或者减小减压阀组的开度，进而提高或者降低高炉顶压测量值。
7. 如权利要求1-6任一所述的方法，其特征在于，所述方法适用于锅炉容积规模小于 等于 1800m3。
8. 如权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述气阀控制值具体为4?20mADC 或0?10VDC的标准电信号。
9. 如权利要求1-7任一所述的方法，其特征在于，所述气阀测量值还传递给所述控制 器，所述将所述压力测量值和预存的压力预设值输入比例-积分-微分PID运算，获得气阀 设定值，还包括： 将所述压力测量值、预存的压力预设值和气阀测量值输入比例-积分-微分PID运算， 获得气阀设定值。
【专利摘要】本发明属于高炉炼铁的炉顶压力控制领域，提供了一种基于减压阀组的中小型高炉炉顶压力控制方法，包括：控制器接收高炉炉顶压力传感器传递过来的压力测量值；将所述压力测量值和预存的压力预设值输入比例-积分-微分PID运算，获得气阀设定值；接收伺服控制系统中减压阀返回的气阀测量值；根据所述气阀设定值和所述气阀测量值，通过PID运算计算得到此时的气阀控制值；根据所述气阀控制值控制减压阀。通过气压测量值和气压设定值来获取气阀设定值，并基于气阀测量值获取气阀控制值，从而构成了一个双闭环PID控制，提高了气阀组调节的及时性和准确性。
【IPC分类】C21B5-06
【公开号】CN104611485
【申请号】CN201410855296
【发明人】吕兵兵
【申请人】中冶南方工程技术有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月31日