比例控制技術(shù)在高爐料流調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用

1、比例控制技術(shù)在高爐料流調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用智能儀器儀表編者按如本刊1期專(zhuān)題所述,智能儀器儀表的出現(xiàn),極大地?cái)U(kuò)充了傳統(tǒng)儀器的應(yīng)用范圍.近年來(lái),由于各種核心技術(shù)的日益成熟,智能儀器儀表技術(shù)在我國(guó)發(fā)展非常迅速.國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了多種多樣的智能化儀器儀表,本專(zhuān)題將著重從以下幾個(gè)實(shí)例介紹智能儀器儀表的核心技術(shù),新型儀器儀表的研制,及其在工廠企業(yè)的典型應(yīng)用.例如,利用控制技術(shù)的高爐料流調(diào)節(jié)閥,利用atmega32單片機(jī)的三相網(wǎng)絡(luò)電力儀表,基于新型芯片的便攜式檢測(cè)儀等.本期專(zhuān)題責(zé)任嫡輯:祝曉艷摘要關(guān)鍵詞0引言比例控制技術(shù)在高爐料流調(diào)節(jié)閥的應(yīng)用趙彥婷(安陽(yáng)鋼鐵股份有限公司煉鐵廠,河南安陽(yáng)455004)從介紹料流調(diào)節(jié)

2、閥在無(wú)鐘爐頂高爐布料工藝中的重要性入手,敘述了料流調(diào)節(jié)閥的控制方式,著重闡述了在該控制系統(tǒng)中應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)比例控制技術(shù)的控制原理.高爐料流調(diào)節(jié)閥比例控制在爐頂布料控制中,料流調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度控制(即y角的控制)至關(guān)重要,只有y角控制精確,才能有效地控制好下料的料流量,進(jìn)而更準(zhǔn)確地控制好每批料布料的厚度,環(huán)數(shù)及布料的起點(diǎn)和終點(diǎn),以求得到需要的爐內(nèi)煤氣流分布.1料流調(diào)節(jié)閥控制1.1控制原則及給定計(jì)算方法料流調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度控制所遵循的原則即:在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)把下罐中的料放完.一般計(jì)算開(kāi)度(即y角)有重量法和時(shí)間法兩種.重量法根據(jù)下罐電子秤稱(chēng)重及布料矩陣求出料流速度,再根據(jù)料流曲線在矩陣表格中查出或計(jì)算出料流

3、調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度;時(shí)間法一般是當(dāng)稱(chēng)重系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí),重量由設(shè)定或槽下稱(chēng)量測(cè)得,按布料矩陣計(jì)算料流速度,再根據(jù)料流曲線計(jì)算出y角.1.2控制方式及流程為精確地控制布料精度,我廠2200m.高爐料流調(diào)節(jié)閥采用比例控制技術(shù).控制系統(tǒng)框圖如圖1所示.從圖中可以很清楚地了解控制系統(tǒng)的流程,plc控制系統(tǒng)接收爐頂控制系統(tǒng)發(fā)出的y角開(kāi)度大小和動(dòng)作指令并采集爐頂料流調(diào)節(jié)閥的實(shí)際開(kāi)度值,在經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)cpu分析比較處理后,把開(kāi)度指令轉(zhuǎn)換成4-20ma的電信號(hào)輸入比例放大器,由比例放大器經(jīng)功率放大后輸出至比例電磁鐵線圈,線圈得電,比例換向閥動(dòng)作,油壓驅(qū)動(dòng)油缸完成對(duì)料流調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度控制.2控制原理料流調(diào)節(jié)閥的控制系統(tǒng)中,

4、cpu處理及比例控制是關(guān)鍵.2.1cpu處理cpu按一定的控制流程進(jìn)行分析,比較,處理.控制流程圖如圖2所示.圖1料流調(diào)節(jié)閥控制系統(tǒng)框圖收稿日期:20070508作者簡(jiǎn)介:趙彥婷(1972一),女,電氣工程師.圖2料流調(diào)節(jié)閥控制流程圖電工技術(shù)l2007i8期l1智能儀器儀表從控制流程看,料流調(diào)節(jié)閥的整個(gè)動(dòng)作過(guò)程,隨著y角偏差6的不斷減小,plc輸出至比例放大器的信號(hào)斷減弱,比例電磁鐵中的電流不斷減小,油缸速度也不斷降低,直到鎖定液壓鎖,動(dòng)作過(guò)程結(jié)束.2.2比例控制2_2_1比例放大器本系統(tǒng)中采用了廠r3006系列的比例放大器.接線如圖3所示.虛線框內(nèi)為控制器內(nèi)部接線.和控制裝置而構(gòu)成的.它可以

5、按給定的輸入電壓或電流信號(hào)連續(xù)地按比例控制流體的方向和流量.料流調(diào)節(jié)閥控制的液壓原理如圖4所示.圖3比例放大器原理接線圖dc24v作為控制器(vt3006)的電源供應(yīng)(32a位置),plc給定信號(hào)經(jīng)16a及16c位置輸入,經(jīng)比例放大器產(chǎn)生一差值電壓輸出作為控制信號(hào),而16a位置電壓為0_+10v,16c位置電壓為16a位置的參考電壓(特要注意的是當(dāng)使用差值放大器做輸入控制信號(hào)時(shí),16a與16c的信號(hào)線必須同時(shí)接上或拆除.).比例放大器工作原理:輸入010v信號(hào),經(jīng)反相器后極性改變,經(jīng)積分環(huán)節(jié)輸出并與階梯信號(hào)發(fā)生器輸出信號(hào)經(jīng)加法器疊加并將疊加后的信號(hào)反相后輸入pid調(diào)節(jié)器,經(jīng)調(diào)節(jié)器將此控制信號(hào)與

6、反饋信號(hào)作比較后輸出一補(bǔ)償信號(hào)再經(jīng)電壓/電流轉(zhuǎn)換器,轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)輸出至電磁鐵線圈.在此過(guò)程中,若輸入信號(hào)為正,則加法器輸出的控制信號(hào)為負(fù),電磁線圈a得電去控制閥芯移動(dòng),進(jìn)而控制系統(tǒng)油壓的流動(dòng)方向及液流量;若輸入信號(hào)為負(fù),則加法器輸出的控制信號(hào)為正,電磁線圈b得電去控制閥芯移動(dòng),進(jìn)而控制系統(tǒng)油壓的流動(dòng)方向及液流量,而電流分別經(jīng)24a與22a輸出.2_2_2比例換向閥比例換向閥是由比例電磁鐵取代普通液壓閥的調(diào)節(jié)圖4料流調(diào)節(jié)閥控制液壓原理圖比例換向閥的電磁鐵接受由比例放大器輸出的帶極性的電流信號(hào),不同極性控制換向閥閥芯移動(dòng)的方向,信號(hào)的強(qiáng)弱決定電磁鐵的吸力大小,從而決定閥芯的動(dòng)作行程大小,隨控制信

7、號(hào)由大至小的連續(xù)變化,閥芯的動(dòng)作行程也隨之連續(xù)地由大變小,因而連通油口間的通油面積即流量也連續(xù)變化.所以比例換向閥不但控制執(zhí)行元件一油缸的運(yùn)動(dòng)方向,而且控制其速度,從而實(shí)現(xiàn)料流調(diào)節(jié)閥的開(kāi)關(guān)及開(kāi)度精度的控制.3結(jié)束語(yǔ)我廠2200m.高爐爐頂料流調(diào)節(jié)閥采用比例控制技術(shù),plc閉環(huán)控制,大大提高了對(duì)該設(shè)備控制的精度,實(shí)際應(yīng)用中,開(kāi)度偏差控制在0.6.以下,滿(mǎn)足了高爐布料工藝的需要.參考文獻(xiàn)1煉鐵學(xué).冶金工業(yè)出版社2液壓傳動(dòng)與控制.國(guó)防工業(yè)出版社美國(guó)寶星工業(yè)型laps中標(biāo)富士康51vlll-生產(chǎn)線2f,nv/l電工技術(shù)近日,美國(guó)寶星st系列8臺(tái)80kvaups機(jī)器中標(biāo)富士康集團(tuán)smt生產(chǎn)線,所有機(jī)器已順利安裝,調(diào)試好,運(yùn)行穩(wěn)定.富士康科技集團(tuán)是全球3c(計(jì)算機(jī),通訊,消費(fèi)性電子)代工領(lǐng)域規(guī)模最大,成長(zhǎng)最快,評(píng)價(jià)最高的國(guó)際集團(tuán),是全球前二十名中惟一上榜的華人企業(yè).富士康作為全球3c跨國(guó)超大規(guī)模企業(yè),產(chǎn)品質(zhì)量尤其重視.由于中國(guó)目前電力狀況欠佳,經(jīng)常性有電力中斷或電力不穩(wěn),smt組裝過(guò)程電力控制特別重要,電力中斷或電力不穩(wěn)不僅會(huì)損壞生產(chǎn)設(shè)備,對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響更大.此次富士康采購(gòu)的8臺(tái)prosta