宣钢M高炉倾动找角程序的改进

薄巍

摘 要我国当代大型高炉大多采用环形布料，在环形布料过程中，倾动角度（倾动与垂直面的夹角）是影响高炉受料的关键因素，所以倾动找角的精确程度，直接影响炉况和高炉顺产。高炉的自动化控制直接服务于高炉，提升自控水平，提高高炉倾动找角的精确程度，是我们自动化控制人员的重要课题之一。本文主要以宣钢2500M3高炉为背景，介绍一种提高倾动找角的控制方法。

【关键词】环形布料 倾动误差 自动找角

1 倾动找角的原始程序

宣钢2500M3高炉采用环形布料，由高炉操作工长根据炉况的实际情况设定料单。料单的主要参数是，倾动角度（分焦炭角度和矿石角度）的大小和在每个倾动角度上回转转的圈数。

首先介绍几个关键名词，倾动角度：高炉倾动与垂直面的夹角。倾动角度设定：高炉工长根据炉况在操作画面上设定的角度。倾动角度反馈：通过现场绝对值编码器反馈的实际倾动角度的停留位置。倾动误差：倾动角度设定减去倾动角度反馈。误差为正，输出上倾命令；误差为负，输出下倾命令。

由于倾动阀体大，惯性大，所以当设定误差为零时，停止输出上倾或下倾命令，在惯性的作用下，倾动角度一定会开过，例如：当倾动的实际角度为30度，倾动的设定角度为45度时，误差为正，发出上倾命令，倾动实际角度上扬，当倾动的实际角度上扬到45度时，编码器反馈的倾动实际角度为45度，这时误差为零，停止输出上倾命令，但在惯性的作用下，倾动角度还会上扬一些，在45.3度的时候，停止上扬，这时的误差为-0.3度，程序又会发出下倾命令，而由于下倾时也存在惯性，倾动又会下倾到44.8度时停止，这样来回往复，倾动的角度很难精确的停留在45度的位置。这样高炉的布料难以精确，所以我们在编写程序时又引入了一个倾动精度的概念，即倾动误差的绝对值小于等于倾动精度时就停止倾动输出命令，让倾动靠着惯性，自己滑动到需要的倾动角度位置。

2 原始程序存在的问题

依照上述程序进行倾动找角的关键则是倾动精度的设定，倾动精度设定的合适，找角就会准确，设定的不合适，找角就会有偏差。

然而在现实生产中，一批炉料中，需要找多个不同的倾动角度，倾动角度的不同，其重力在垂直和水平方向上的分力也不同，所以倾动动作的惯性也不同。倾动每个角度误差大小不同，也在一定程度上影响找角的精确，例如：从30度找33度角，误差为3度；从33度角找45度角，误差为12度。用同一个倾动精度，显然很难找角准确。同时上倾和下倾用同一个精度，找角时也有很大误差。种种问题摆在眼前，所以我们需要将倾动的找角程序改进，来适应现实生产的需要。

3 倾动找角程序的改进

为了解决上述问题，我们将倾动是精度的设定进行了改进。我们将倾动精度设置为8个精度，分别为：高速上倾精度，中速上倾精度，低速上倾精度，高速下倾精度，倾动不输出，中速下倾精度，低速下倾精度。用这8个精度去控制倾动找角。这8个倾动精度分别对应的控制變量分别定义为：分别是NB、NM、NS、ZE、PS、PM、PB。根据放料的实际情况设定这8个倾动精度，NB=75，NM=2，NS=0.5，NZE=0.1，PZE=-0.1，PS=-0.5，PM=-2，PB=-75。这些数值可以根据放料的实际情况进行在线修改。

倾动的电气控制系统主要是由变频器控制的，变频器的输入共分为5个输入信号，分别是高速、中速、低速、不输出、上倾和下倾。变频器的输入电源是380V的交流电，输出是不同频率控制的220V的交流电，当输入为高速时输出交流电的频率是60赫兹，中速为45赫兹，低速为15赫兹，当输入为不输出时，通过机械装置固定倾动的当前的位置。如图1所示。

当倾动的误差在[NB， NM）区间时，给变频器高速上倾的信号。当倾动的误当倾动的误差在[NM， NS）区间时，给变频器中速上倾的信号。当倾动的误差在[NS， NZE）区间时，给变频器低速上倾的信号。当倾动的误差在[NZE， PZE）区间时，给变频器不输出的信号。当倾动的误差在[PZE， PS）区间时，给变频器低速下倾的信号。当倾动的误差在[PS， PM）区间时，给变频器中速下倾的信号。当倾动的误差在[PM， PB]区间时，给变频器中速下倾的信号。

这里举个例子，当NB=75，NM=2，NS=0.5，NZE=0.1，PZE=-0.1，PS=-0.5，PM=-2，PB=-75时，倾动角度从40度上倾到45度的过程中。一开始倾动误差为5，在[NB， NM）区间，倾动为高速上倾，当倾动角度上倾到43度时，倾动误差为2，在[NM， NS）区间，倾动为中速上倾，当倾动角度上倾到44.5度时，误差为0.5，在[NS， NZE）区间，倾动低速上倾，当倾动角度上倾到44.9度时，误差为0.1，在[NZE， PZE）区间，倾动无动作，靠着本身的惯性滑动到45度，完成倾动找角。这样实现了误差在不同区间对倾动角度的控制，一步一步将倾动的速度降下来，实现精确找角。

4 改进后的效果

我们对倾动程序进行了上述改进，大大提高了倾动找角的精度，实际生产中即使在同一批料中有10个倾动角之多，找角误差控制在±0.1度以内。

作者单位

河北钢铁集团张家口宣钢机电工程有限公司 河北省张家口市 075100