环冷机分段多目标控制系统及控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及环冷机控制技术领域，尤其设及一种环冷机分段多目标控制系统及控 制方法。
【背景技术】
[0002] 在环冷机工作过程中，高溫的物料在进料口进入环冷机台车，随着环冷机台车在 圆形轨道的运行，物料逐渐冷却至设定的溫度，并在出料口排出。传统的环冷机控制系统， 会通过环冷机变频调速技术，调节整个台车的运行速度，来控制物料冷却的速度。在进一步 的技术发展中，对最后一台或两台冷却鼓风机进行变频调速，对末段的物料降低鼓风量，实 现能源的节约。近年来，为了实现能源的合理利用，越来越多的环冷机配备了余热利用系 统，用来余热发电或热风烧结等。
[0003] 在目前的环冷机控制系统中，存在控制目标互相矛盾的问题：环冷机的物料要求 在运行过程中尽快冷却，余热利用系统则希望在风管接口处得到较高的热风溫度；从节能 方面考虑，需要尽量降低冷却鼓风机运行频率，从生产角度考虑，需要最大化设备利用率， 提高产能。W上运些控制目标之间存在一定的矛盾，传统的环冷机控制技术无法兼顾各方 面的控制要求，会导致余热利用率低下，电能浪费严重等问题。
【发明内容】
[0004] 针对上述环冷机控制系统的控制目标相互矛盾的问题，本发明提供一种能够分段 控制环冷机冷却过程、并能使整个冷却过程余热、设备合理利用的环冷机分段多目标控制 系统及控制方法。 阳〇化]为达到上述目的，本发明环冷机分段多目标控制方法，将环冷机分为若干相互隔 绝的封闭冷却段，所述的封闭冷却段至少包括一台鼓风机；
[0006] 采集或获取各封闭冷却段运行状态数据，所述运行状态数据包括：环境溫度、台车 运行到各封闭冷却段段初时的物料溫度、物料厚度、台车在该段的运行速度，设定鼓风废弃 溫度、设定台车运行到各封闭冷却段段尾时的物料溫度；
[0007] 将所述的各冷却段的运行状态数据、设定的鼓风废弃溫度、设定的台车运行到各 封闭冷却段段尾时的物料溫度带入对应封闭冷却段的分段模型计算公式，得到鼓风机的运 行参数，所述计算公式如下：
[0010] 其中，Q为冷却风量（也即鼓风机风量），P为鼓风机压力，h为台车上的物料料厚， ki，k2为经验系数，Τι为该段物料冷却前溫度（也即台车经过封闭冷却段段初时的物料溫 度），Τ2为该段物料冷却后溫度（也即台车经过封闭冷却段段后段尾的物料溫度），Τ1'为 鼓风废气溫度，Τ2'为环境溫度，Cl为物料Τ1溫度下的比热，C2为物料Τ2溫度下的比热，c' 为空气比热，k为热交换系数。
[0011] 鼓风机按计算的参数运行，测量实际台车运行到对应封闭冷却段段尾时的物料溫 度，将所测得的台车运行到对应封闭冷却段段尾时的物料溫度与设定的台车运行到该封闭 冷却段段尾时的物料溫度进行比较，计算溫差；
[0012] 若所述溫差在预定阔值范围内，则不做处理；
[0013] 若溫差不在预定阔值范围内，则调整该段鼓风机运行的参数。
[0014] 进一步地，若台车在其中一段封闭冷却段所测得的段尾物料溫度与该段设定的台 车经过段尾时的物料溫度差不在预定阔值范围内，则调整该封闭冷却段相邻下一段的鼓风 机运行参数。
[0015] 进一步地，将第一段封闭冷却段对应的运行状态数据W及鼓风机的运行参数带入 第一段分段模型计算公式，预测台车经过第一封闭冷却段后段尾的物料溫度；
[0016] 将预测的第一段封闭冷却段后段尾的物料溫度作为第二段段初的物料溫度，连同 物料厚度、环境溫度、台车运行速度、W及第二段封闭冷却段鼓风机的运行参数带入第二段 分段模型计算公式，预测台车经过第二段封闭冷却段后段尾的物料溫度；
[0017] 利用预测的第二段封闭冷却段后段尾的物料溫度作为第Ξ段段初的物料溫度，同 样的方式预测台车经过第Ξ段封闭冷却段后段尾的物料溫度；
[0018] 依次类推，预测出台车经过各个封闭冷却段后段尾的物料溫度。
[0019] 进一步地，检测出料口料重，设定出料重量，计算出料口料重与设定出料重量的重 量差，基于所述的重量差，调整环冷机的运行速度。
[0020] 进一步地，鼓风机的运行参数包括：鼓风机运行频率、鼓风机风量、鼓风机风压。
[0021] 进一步地，所述环冷机按每段设置一台鼓风机进行独立分段，第一段封闭冷却段 的所述设定鼓风废弃的溫度为余热利用系统的废气溫度。
[0022] 为达到上述目的，本发明环冷机分段多目标控制系统，其特征在于：将环冷机分为 若干相互隔绝的封闭冷却段，所述的封闭冷却段至少包括一台鼓风机；
[0023] 在环冷机进料口、出料口、各封闭冷却段段初分别设有物料溫度检测装置；
[0024] 所述进料口处设有料厚检测装置；
[00巧]其中所述各个封闭冷却段的鼓风机分别连接分段多目标控制器；
[00%] 所述分段多目标控制器内设有鼓风机控制单元；
[0027] 所述鼓风机控制单元，根据台车经过各封闭冷却段段初的溫度检测装置检测的物 料溫度、进料口进料装置检测的物料厚度，W及设定的台车经过该段后段尾的物料溫度，向 对应段所述鼓风机输出鼓风机的运行参数。
[0028] 进一步地，所述环冷机与环冷机控制器相连，所述环冷机控制器内设置有环冷机 控制单元，所述出料口设置有料重检测装置，所述环冷机控制单元根据料重检测装置检测 的物料重量与设定重量的差值调节环冷机的运行速度。 阳029] 进一步地，所述鼓风机控制单元包括鼓风机频率控制单元、鼓风机风量控制单元、 鼓风机风压控制单元。
[0030] 进一步地，所述的各封闭冷却段的分段多目标控制器W及环冷机控制器均与联合 控制器连接，所述的联合控制器对应设置有控制各封闭冷却段的分段多目标控制器的控制 单元w及控制环冷机控制器的控制单元。
[0031] 本发明环冷机分段多目标控制系统及控制方法通过将环冷机分为若干封闭冷却 段进行分段控制，进一步给各封闭冷却段设定不同的冷却目标，W实现资源的合理利用，并 且本发明环冷机分段多目标控制系统及控制方法通过反馈调节各台冷却鼓风机的运行参 数控制各封闭冷却段的物料冷却指标。各封闭冷却段的分段控制器的效果将原本连续平滑 的冷却过程转变为各封闭冷却段独立分布的冷却过程。
[0032] 由本发明环冷机分段多目标控制系统及控制方法提供的技术方案有W下益处：通 过在各封闭冷却段不同目标的分段控制可W有效解决目前环冷机余热利用效率不足的问 题，显著提升热能再利用率；通过分段检测、分段模型和各分段对应的分段多目标控制器， 可W在不同工况和气候条件下，精确控制每台冷却鼓风机的运行频率，使运些大功率电机 工作在经济合理的速度区间，从而节约大量电能。
【附图说明】
[0033] 图1是实施例1环冷机分段多目标控制系统的结构示意图；
[0034] 图2是实施例1环冷机分段多目标控制系统信号采集和控制区块平面布置图；
[0035] 图3是实施例1环冷机分段多目标控制系统的控制流程图；
[0036] 图4是实施例2环冷机分段多目标控制方法的的控制流程图。
【具体实施方式】
[0037] 下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。 阳0測实施例1
[0039] 如图1、2、3所示，本实施例环冷机分段多目标控制系统的环冷机由2台电机驱动， 每台电机由一台环冷机变频器控制，调节该变频器频率可W改变环冷机运行速度。该环冷 机配备4台冷却鼓风机，每台鼓风机由一台鼓风机变频器控制，调节该变频器可W改变鼓 风机运行速度，从而调节鼓风量。在1#冷却鼓风机段设置风管将热风引入余热发电系统， 用于能量回收。
[0040] 本实施例环冷机分段多目标控制系统环冷机进料口安装有环冷机台