宣鋼M高爐傾動找角程序的改進

薄巍

摘 要我國當代大型高爐大多采用環形布料，在環形布料過程中，傾動角度（傾動與垂直面的夾角）是影響高爐受料的關鍵因素，所以傾動找角的精確程度，直接影響爐況和高爐順產。高爐的自動化控制直接服務于高爐，提升自控水平，提高高爐傾動找角的精確程度，是我們自動化控制人員的重要課題之一。本文主要以宣鋼2500M3高爐為背景，介紹一種提高傾動找角的控制方法。

【關鍵詞】環形布料 傾動誤差 自動找角

1 傾動找角的原始程序

宣鋼2500M3高爐采用環形布料，由高爐操作工長根據爐況的實際情況設定料單。料單的主要參數是，傾動角度（分焦炭角度和礦石角度）的大小和在每個傾動角度上回轉轉的圈數。

首先介紹幾個關鍵名詞，傾動角度：高爐傾動與垂直面的夾角。傾動角度設定：高爐工長根據爐況在操作畫面上設定的角度。傾動角度反饋：通過現場絕對值編碼器反饋的實際傾動角度的停留位置。傾動誤差：傾動角度設定減去傾動角度反饋。誤差為正，輸出上傾命令；誤差為負，輸出下傾命令。

由于傾動閥體大，慣性大，所以當設定誤差為零時，停止輸出上傾或下傾命令，在慣性的作用下，傾動角度一定會開過，例如：當傾動的實際角度為30度，傾動的設定角度為45度時，誤差為正，發出上傾命令，傾動實際角度上揚，當傾動的實際角度上揚到45度時，編碼器反饋的傾動實際角度為45度，這時誤差為零，停止輸出上傾命令，但在慣性的作用下，傾動角度還會上揚一些，在45.3度的時候，停止上揚，這時的誤差為-0.3度，程序又會發出下傾命令，而由于下傾時也存在慣性，傾動又會下傾到44.8度時停止，這樣來回往復，傾動的角度很難精確的停留在45度的位置。這樣高爐的布料難以精確，所以我們在編寫程序時又引入了一個傾動精度的概念，即傾動誤差的絕對值小于等于傾動精度時就停止傾動輸出命令，讓傾動靠著慣性，自己滑動到需要的傾動角度位置。

2 原始程序存在的問題

依照上述程序進行傾動找角的關鍵則是傾動精度的設定，傾動精度設定的合適，找角就會準確，設定的不合適，找角就會有偏差。

然而在現實生產中，一批爐料中，需要找多個不同的傾動角度，傾動角度的不同，其重力在垂直和水平方向上的分力也不同，所以傾動動作的慣性也不同。傾動每個角度誤差大小不同，也在一定程度上影響找角的精確，例如：從30度找33度角，誤差為3度；從33度角找45度角，誤差為12度。用同一個傾動精度，顯然很難找角準確。同時上傾和下傾用同一個精度，找角時也有很大誤差。種種問題擺在眼前，所以我們需要將傾動的找角程序改進，來適應現實生產的需要。

3 傾動找角程序的改進

為了解決上述問題，我們將傾動是精度的設定進行了改進。我們將傾動精度設置為8個精度，分別為：高速上傾精度，中速上傾精度，低速上傾精度，高速下傾精度，傾動不輸出，中速下傾精度，低速下傾精度。用這8個精度去控制傾動找角。這8個傾動精度分別對應的控制變量分別定義為：分別是NB、NM、NS、ZE、PS、PM、PB。根據放料的實際情況設定這8個傾動精度，NB=75，NM=2，NS=0.5，NZE=0.1，PZE=-0.1，PS=-0.5，PM=-2，PB=-75。這些數值可以根據放料的實際情況進行在線修改。

傾動的電氣控制系統主要是由變頻器控制的，變頻器的輸入共分為5個輸入信號，分別是高速、中速、低速、不輸出、上傾和下傾。變頻器的輸入電源是380V的交流電，輸出是不同頻率控制的220V的交流電，當輸入為高速時輸出交流電的頻率是60赫茲，中速為45赫茲，低速為15赫茲，當輸入為不輸出時，通過機械裝置固定傾動的當前的位置。如圖1所示。

當傾動的誤差在[NB， NM）區間時，給變頻器高速上傾的信號。當傾動的誤當傾動的誤差在[NM， NS）區間時，給變頻器中速上傾的信號。當傾動的誤差在[NS， NZE）區間時，給變頻器低速上傾的信號。當傾動的誤差在[NZE， PZE）區間時，給變頻器不輸出的信號。當傾動的誤差在[PZE， PS）區間時，給變頻器低速下傾的信號。當傾動的誤差在[PS， PM）區間時，給變頻器中速下傾的信號。當傾動的誤差在[PM， PB]區間時，給變頻器中速下傾的信號。

這里舉個例子，當NB=75，NM=2，NS=0.5，NZE=0.1，PZE=-0.1，PS=-0.5，PM=-2，PB=-75時，傾動角度從40度上傾到45度的過程中。一開始傾動誤差為5，在[NB， NM）區間，傾動為高速上傾，當傾動角度上傾到43度時，傾動誤差為2，在[NM， NS）區間，傾動為中速上傾，當傾動角度上傾到44.5度時，誤差為0.5，在[NS， NZE）區間，傾動低速上傾，當傾動角度上傾到44.9度時，誤差為0.1，在[NZE， PZE）區間，傾動無動作，靠著本身的慣性滑動到45度，完成傾動找角。這樣實現了誤差在不同區間對傾動角度的控制，一步一步將傾動的速度降下來，實現精確找角。

4 改進后的效果

我們對傾動程序進行了上述改進，大大提高了傾動找角的精度，實際生產中即使在同一批料中有10個傾動角之多，找角誤差控制在±0.1度以內。

作者單位

河北鋼鐵集團張家口宣鋼機電工程有限公司 河北省張家口市 075100