CN106191371A - 转炉副枪自动控制***与控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种转炉副枪自动控制***与控制方法。本发明的转炉副枪自动控制***,其特征是:包括L2状态跟踪模块,L2副枪控制模块,L2副枪信息采集模块,L2副枪信息存储模块,L2氧枪控制模块,L2静态控制模型,L2动态控制模型,L2吹氧信息收集模块,L1副枪控制模块,L1 DC分析仪模块,L1机械手控制模块,L1氧枪控制模块,副枪测量模块,L1-L2通信模块。本发明既提高副枪测量的效果与效率,又无需人工操作,为转炉的自动炼钢提供有力的技术支撑。
Description
技术领域:
本发明涉及一种转炉副枪自动控制***与控制方法,属于信息控制技术领域。
背景技术:
装备有副枪的转炉,在冶炼过程中,需要副枪对钢水的成分、温度等信息进行测量,指导转炉的冶炼。在副枪测量的过程中,会出现副枪测量失败、探头脱离副枪等现象;在转炉自动炼钢的过程中,也需要实现副枪的自动控制,避免人工操作。因此,实现副枪的自动控制,取消人工操作十分重要。
发明内容:
本发明的目的是提供一种转炉副枪自动控制***与控制方法,实现副枪的自动控制,既提高副枪测量的效果与效率,又无需人工操作,为转炉的自动炼钢提供有力的技术支撑。本发明的创新点在于将副枪的控制与氧枪控制、转炉静态模型、转炉动态模型结合,同时加装压力传感器判断探头是否成功的功能,从而实现副枪的自动控制。
上述的目的通过以下技术方案实现:
转炉副枪自动控制***,包括L2状态跟踪模块,L2副枪控制模块,L2副枪信息采集模块,L2副枪信息存储模块,L2氧枪控制模块,L2静态控制模型,L2动态控制模型,L2吹氧信息收集模块,L1副枪控制模块,L1 DC分析仪模块,L1机械手控制模块,L1氧枪控制模块,副枪测量模块,L1-L2通信模块;
所述的L2状态跟踪模块:用于跟踪生产状态;
所述的L2副枪控制模块:用于转炉生产过程中的副枪控制;
所述的L2副枪信息采集模块:用于采集副枪的测量信息;
所述的L2副枪信息存储模块:用于存储副枪测量的信息;
所述的L2氧枪控制模块:用于控制氧枪的点火、升降、吹氧流量的大小等;
所述的L2静态控制模型:用于计算需要加入的辅料量、需要的总吹氧量,进行转炉冶炼的静态控制;
所述的L2动态控制模型:用于计算冶炼过程的碳含量、温度,进行转炉冶炼的动态控制;
所述的L2吹氧信息收集模块:用于收集转炉吹氧信息;
所述的L1副枪控制模块:用于控制副枪的探头安装、副枪下枪测量和副枪的提升;
所述的L1 DC分析仪模块:用于分析副枪测量的电动势,并转化为模拟量的数据;
所述的L1机械手控制模块:用于控制机械手进行副枪探头的拿取和安装;
所述的L1氧枪控制模块:用于控制氧枪的升降、吹氧流量;
所述的副枪测量模块:用于控制副枪测量,并收集测量结果;
所述的L1-L2通信模块:通过以太网采用TCP/IP协议OPC方式实现L2与L1的通信。
用上述的转炉副枪自动控制***进行转炉副枪自动控制的方法,该方法包括如下步骤:
(1)L2状态跟踪模块跟踪转炉冶炼的过程状态;在当前转炉状态是吹炼开始状态时,L2状态跟踪模块跟踪通知L2副枪控制模块;
(2)L2副枪控制模块通过L1-L2通信模块下发安装TSC探头的信号给L1副枪控制模块;
(3)L1副枪控制模块控制L1机械手控制模块,拿取并安装TSC探头到副枪上;
(4)L1副枪控制模块检测探头安装是否成功,若未成功,重新执行步骤(3),直至成功;
(5)L2吹氧信息收集模块收集转炉吹氧信息,通过L1-L2通信模块通知L1副枪控制模块下枪进行副枪测量;
(6)L1 DC分析仪模块接收副枪测量信息,进行分析,并将副枪测量的电动势转化为模拟量,并通过L1-L2通信模块上传L2副枪信息采集模块;
(7)L2副枪信息采集模块将收到的副枪信息,第一:送L2副枪信息存储模块保存副枪测量信息;第二:发送L2副枪控制模块进行分析,如果分析结果是副枪测量失败,重新进行安装TSC探头并下枪测量;
(8)L2副枪控制模块通知L2氧枪控制模块进行氧枪控制,即增加吹氧流量,控制氧枪下枪;
(9)L2副枪控制模块通过L1-L2通信模块通知L1副枪控制模块安装TSO探头;
(10)L1副枪控制模块控制L1机械手控制模块,拿取并安装TSO探头到副枪上;
(11)L1副枪控制模块检测探头安装是否成功,若未成功,重新执行步骤(10),直至成功;
(12)L2动态控制模型进行模型计算,当钢水温度、成分满足出钢要求时,需要氧枪提枪,停止吹炼,通知L2氧枪控制模块进行提枪;同时通过L1-L2通信模块通知L1副枪控制模块下枪进行副枪测量;
(13)L1 DC分析仪模块接收副枪测量信息,进行分析,并将副枪测量的电动势转化为模拟量,并通过L1-L2通信模块上传L2副枪信息采集模块;
(14)L2副枪信息采集模块将收到的副枪信息,第一:送L2副枪信息存储模块保存副枪测量信息;第二:发送L2副枪控制模块进行分析,如果分析结果是副枪测量失败,重新进行安装TSO探头并下枪测量。
所述的转炉副枪自动控制的方法,步骤(4)或者步骤(11)中所述的L1副枪控制模块检测探头安装是否成功的判断方法:在副枪把持器上,安装压力传感器,在副枪安装副枪测量探头后,压力传感器的压力探头与副枪测量探头圆柱面接触,压力传感器压力信号上传给L1副枪控制模块。当副枪把持器上与副枪测量探头接触时,会产生一定的压力,当压力达到一定值,表示副枪测量探头安装成功,否则为连接未成功;
所述的转炉副枪自动控制的方法,步骤(12)中L2动态控制模型进行模型判断满足氧枪提枪的条件:
提枪条件计算公式(1):
(TEAIMU - TEAIML) * (C(VOXR,WR)
- CEAIM) ≤
(T(VOXR,WR) - TEAIM) *
(CEAIMU - CEAIML) (1)
其中:
C(VOXR,WR) :动态模型计算[C];
T(VOXR,WR) :动态模型计算温度;
CEAIM :目标吹止[C]浓度;
TEAIM :目标吹止温度;
CEAIMU:目标吹止[C]浓度上限值;
CEAIML:目标吹止[C]浓度下限值;
TEAIMU:目标吹止温度上限值;
TEAIML:目标吹止温度上限值。
有益效果:
本发明结构简单,使用方便,通过该方法,能够实现副枪的自动控制,既提高副枪测量的效果与效率,又无需人工操作,为转炉的自动炼钢提供有力的技术支撑。
附图说明:
图1为本发明各模块之间的逻辑关系图,
图中:1、L2状态跟踪模块;2、L2副枪控制模块;3、L2副枪信息采集模块;4、L2副枪信息存储模块;5、L2氧枪控制模块;6、L2静态控制模型;7、L2动态控制模型;8、L2吹氧信息收集模块;9、L1副枪控制模块;10、L1 DC分析仪模块;11、L1机械手控制模块;12、L1氧枪控制模块;13、副枪测量模块;14、L1-L2通信模块。
图2为本发明的控制流程系图。
具体实施方式:
转炉副枪自动控制***,包括L2状态跟踪模块,L2副枪控制模块,L2副枪信息采集模块,L2副枪信息存储模块,L2氧枪控制模块,L2静态控制模型,L2动态控制模型,L2吹氧信息收集模块,L1副枪控制模块,L1 DC分析仪模块,L1机械手控制模块,L1氧枪控制模块,副枪测量模块,L1-L2通信模块;
所述的L2状态跟踪模块:用于跟踪生产状态;
所述的L2副枪控制模块:用于转炉生产过程中的副枪控制;
所述的L2副枪信息采集模块:用于采集副枪的测量信息;
所述的L2副枪信息存储模块:用于存储副枪测量的信息;
所述的L2氧枪控制模块:用于控制氧枪的点火、升降、吹氧流量的大小等;
所述的L2静态控制模型:用于计算需要加入的辅料量、需要的总吹氧量,进行转炉冶炼的静态控制;
所述的L2动态控制模型:用于计算冶炼过程的碳含量、温度,进行转炉冶炼的动态控制;
所述的L2吹氧信息收集模块:用于收集转炉吹氧信息;
所述的L1副枪控制模块:用于控制副枪的探头安装、副枪下枪测量和副枪的提升;
所述的L1 DC分析仪模块:用于分析副枪测量的电动势,并转化为模拟量的数据;
所述的L1机械手控制模块:用于控制机械手进行副枪探头的拿取和安装;
所述的L1氧枪控制模块:用于控制氧枪的升降、吹氧流量;
所述的副枪测量模块:用于控制副枪测量,并收集测量结果;
所述的L1-L2通信模块:通过以太网采用TCP/IP协议OPC方式实现L2与L1的通信。
用上述的转炉副枪自动控制***进行转炉副枪自动控制的方法,该方法包括如下步骤:
(1)L2状态跟踪模块跟踪转炉冶炼的过程状态;
(2)L2状态跟踪模块跟踪转炉状态,在当前转炉状态是吹炼开始状态时,L2状态跟踪模块跟踪通知L2副枪控制模块;
(3)L2副枪控制模块通过L1-L2通信模块下发安装TSC探头的信号给L1副枪控制模块;
(4)L1副枪控制模块控制L1机械手控制模块,拿取并安装TSC探头到副枪上;
(5)L1副枪控制模块检测探头安装是否成功,若未成功,重新执行步骤(4),直至成功;
L1副枪控制模块检测探头安装是否成功的判断方法:在副枪把持器上,安装压力传感器,在副枪安装副枪测量探头后,压力传感器的压力探头与副枪测量探头圆柱面接触,压力传感器压力信号上传给L1副枪控制模块。当副枪把持器上与副枪测量探头接触时,会产生一定的压力,当压力达到一定值,表示副枪测量探头安装成功,否则为连接未成功;
(6)L2吹氧信息收集模块收集转炉吹氧信息,控制副枪下枪测量动作;
在吹氧量大于转炉静态模型计算的吹氧量的σ%(σ在70~85之间,不同转炉取之不同)时,通知L2副枪控制模块控制副枪下枪测量;
(7)L2副枪控制模块通知L2氧枪控制模块进行提枪、降低吹氧流量;延时σt时间(用于氧枪提升和降低吹氧流量,防止氧枪吹氧产生的对副枪的影响);
(8)L2副枪控制模块通过L1-L2通信模块通知L1副枪控制模块下枪进行副枪测量;
(9)L1 DC分析仪模块接收副枪测量信息,进行分析,并将副枪测量的电动势转化为模拟量(包括钢水碳成分、温度、氧含量、凝固温度等),并通过L1-L2通信模块上传L2副枪信息采集模块;
(10)L2副枪信息采集模块将收到的副枪信息,第一:送L2副枪信息存储模块保存副枪测量信息;第二:发送L2副枪控制模块进行分析,如果分析结果是副枪测量失败,重新进行安装TSC探头并下枪测量;
(11)L2副枪控制模块通知L2氧枪控制模块进行氧枪控制,即增加吹氧流量,控制氧枪下枪;
(12)L2副枪控制模块通过L1-L2通信模块通知L1副枪控制模块安装TSO探头;
(13)L1副枪控制模块控制L1机械手控制模块,拿取并安装TSO探头到副枪上;
(14)L1副枪控制模块检测探头安装是否成功,若未成功,重新执行步骤(11),直至成功;
L1副枪控制模块检测探头安装是否成功的判断方法:在副枪把持器上,安装压力传感器,在副枪安装副枪测量探头后,压力传感器的压力探头与副枪测量探头圆柱面接触,压力传感器压力信号上传给L1副枪控制模块。当副枪把持器上与副枪测量探头接触时,会产生一定的压力,当压力达到一定值,表示副枪测量探头安装成功,否则为连接未成功;
(15)L2动态控制模型进行模型计算,当钢水温度、成分满足出钢要求时,需要氧枪提枪,停止吹炼,通知L2氧枪控制模块进行提枪;同时通过L1-L2通信模块通知L1副枪控制模块下枪进行副枪测量;
L2动态控制模型进行模型判断满足氧枪提枪的条件:
提枪条件计算公式(1):
(TEAIMU - TEAIML) * (C(VOXR,WR) - CEAIM) ≤
(T(VOXR,WR) - TEAIM) * (CEAIMU - CEAIML) (1)
其中:
C(VOXR,WR) :动态模型计算[C];
T(VOXR,WR) :动态模型计算温度;
CEAIM
:目标吹止[C]浓度;
TEAIM
:目标吹止温度;
CEAIMU:目标吹止[C]浓度上限值;
CEAIML:目标吹止[C]浓度下限值;
TEAIMU:目标吹止温度上限值;
TEAIML:目标吹止温度上限值。
(16)L1 DC分析仪模块接收副枪测量信息,进行分析,并将副枪测量的电动势转化为模拟量(包括钢水碳成分、温度、氧含量、凝固温度等),并通过L1-L2通信模块上传L2副枪信息采集模块;
L2副枪信息采集模块将收到的副枪信息,第一:送L2副枪信息存储模块保存副枪测量信息;第二:发送L2副枪控制模块进行分析,如果分析结果是副枪测量失败,重新进行安装TSO探头并下枪测量。
需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例,并没有用来限定本发明的保护范围,在上述基础上所作出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围,本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (4)
1.一种转炉副枪自动控制***,其特征是:包括L2状态跟踪模块,L2副枪控制模块,L2副枪信息采集模块,L2副枪信息存储模块,L2氧枪控制模块,L2静态控制模型,L2动态控制模型,L2吹氧信息收集模块,L1副枪控制模块,L1 DC分析仪模块,L1机械手控制模块,L1氧枪控制模块,副枪测量模块,L1-L2通信模块;
所述的L2状态跟踪模块:用于跟踪生产状态;
所述的L2副枪控制模块:用于转炉生产过程中的副枪控制;
所述的L2副枪信息采集模块:用于采集副枪的测量信息;
所述的L2副枪信息存储模块:用于存储副枪测量的信息;
所述的L2氧枪控制模块:用于控制氧枪的点火、升降、吹氧流量的大小等;
所述的L2静态控制模型:用于计算需要加入的辅料量、需要的总吹氧量,进行转炉冶炼的静态控制;
所述的L2动态控制模型:用于计算冶炼过程的碳含量、温度,进行转炉冶炼的动态控制;
所述的L2吹氧信息收集模块:用于收集转炉吹氧信息;
所述的L1副枪控制模块:用于控制副枪的探头安装、副枪下枪测量和副枪的提升;
所述的L1 DC分析仪模块:用于分析副枪测量的电动势,并转化为模拟量的数据;
所述的L1机械手控制模块:用于控制机械手进行副枪探头的拿取和安装;
所述的L1氧枪控制模块:用于控制氧枪的升降、吹氧流量;
所述的副枪测量模块:用于控制副枪测量,并收集测量结果;
所述的L1-L2通信模块:通过以太网采用TCP/IP协议OPC方式实现L2与L1的通信。
2.一种用上述的转炉副枪自动控制***进行转炉副枪自动控制的方法,其特征是:该方法包括如下步骤:
(1)L2状态跟踪模块跟踪转炉冶炼的过程状态;在当前转炉状态是吹炼开始状态时,L2状态跟踪模块跟踪通知L2副枪控制模块;
(2)L2副枪控制模块通过L1-L2通信模块下发安装TSC探头的信号给L1副枪控制模块;
(3)L1副枪控制模块控制L1机械手控制模块,拿取并安装TSC探头到副枪上;
(4)L1副枪控制模块检测探头安装是否成功,若未成功,重新执行步骤(3),直至成功;
(5)L2吹氧信息收集模块收集转炉吹氧信息,通过L1-L2通信模块通知L1副枪控制模块下枪进行副枪测量;
(6)L1 DC分析仪模块接收副枪测量信息,进行分析,并将副枪测量的电动势转化为模拟量,并通过L1-L2通信模块上传L2副枪信息采集模块;
(7)L2副枪信息采集模块将收到的副枪信息,第一:送L2副枪信息存储模块保存副枪测量信息;第二:发送L2副枪控制模块进行分析,如果分析结果是副枪测量失败,重新进行安装TSC探头并下枪测量;
(8)L2副枪控制模块通知L2氧枪控制模块进行氧枪控制,即增加吹氧流量,控制氧枪下枪;
(9)L2副枪控制模块通过L1-L2通信模块通知L1副枪控制模块安装TSO探头;
(10)L1副枪控制模块控制L1机械手控制模块,拿取并安装TSO探头到副枪上;
(11)L1副枪控制模块检测探头安装是否成功,若未成功,重新执行步骤(10),直至成功;
(12)L2动态控制模型进行模型计算,当钢水温度、成分满足出钢要求时,需要氧枪提枪,停止吹炼,通知L2氧枪控制模块进行提枪;同时通过L1-L2通信模块通知L1副枪控制模块下枪进行副枪测量;
(13)L1 DC分析仪模块接收副枪测量信息,进行分析,并将副枪测量的电动势转化为模拟量,并通过L1-L2通信模块上传L2副枪信息采集模块;
(14)L2副枪信息采集模块将收到的副枪信息,第一:送L2副枪信息存储模块保存副枪测量信息;第二:发送L2副枪控制模块进行分析,如果分析结果是副枪测量失败,重新进行安装TSO探头并下枪测量。
3.根据权利要求2所述的转炉副枪自动控制的方法,其特征是:步骤(4)或者步骤(11)中所述的L1副枪控制模块检测探头安装是否成功的判断方法:在副枪把持器上,安装压力传感器,在副枪安装副枪测量探头后,压力传感器的压力探头与副枪测量探头圆柱面接触,压力传感器压力信号上传给L1副枪控制模块。当副枪把持器上与副枪测量探头接触时,会产生一定的压力,当压力达到一定值,表示副枪测量探头安装成功,否则为连接未成功。
4.根据权利要求2所述的转炉副枪自动控制的方法,其特征是:步骤(12)中L2动态控制模型进行模型判断满足氧枪提枪的条件:
提枪条件计算公式(1):
(TEAIMU - TEAIML) * (C(VOXR,WR) - CEAIM) ≤
(T(VOXR,WR)
- TEAIM) * (CEAIMU -
CEAIML)
(1)
其中:
C(VOXR,WR) :动态模型计算[C];
T(VOXR,WR) :动态模型计算温度;
CEAIM :目标吹止[C]浓度;
TEAIM :目标吹止温度;
CEAIMU:目标吹止[C]浓度上限值;
CEAIML:目标吹止[C]浓度下限值;
TEAIMU:目标吹止温度上限值;
TEAIML:目标吹止温度上限值。
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- 2015-05-26 CN CN201510273375.XA patent/CN106191371A/zh active Pending
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |