高爐供料系統與高爐布料系統之間數據傳遞控制方法
2023-04-23 10:35:41
專利名稱：高爐供料系統與高爐布料系統之間數據傳遞控制方法
技術領域：
本發明涉及工業高爐自動化控制領域，特別是對高爐布料參數數 據流向的控制。
背景技術：
大型高爐供料、布料過程是高爐生產的關鍵環節，高爐供料、布料 控制作為高爐自動化的核心，其能否穩定高效地運行，直接影響到整 個高爐的鐵水品質、生產效率和經濟效益。目前，生產上為了精確控制鐵水品質，對於每一個焦批/礦批都必 須有確定且是唯一確定的配料參數和布料參數與之對應。在基礎自動 化控制上，由於高爐供料，包括配料和上料，和爐頂布料所用的設備繁多且相對獨立，故通常分為2個相互獨立的系統一一高爐供料系統 和爐頂布料系統。分別採用2個獨立的工業控制計算機進行控制，由 高爐供料系統計算機，即高爐供料PLC控制按照配料參數進行配料和 供料，由爐頂布料系統計算機，即高爐布料PLC控制爐頂設備按照布 料參數進行布料。即配料系統和布料系統分別由各自的計算機控制， 進行獨立的參數設定、步進和循環。這種控制模式，帶來了一系列問 題——- 旦配料系統和布料系統的步進和循環中有 一 個出現問題，而 另一個仍按正常情況工作，則無法實現工藝要求的嚴格對應，結果必 然嚴重影響高爐的生產；而一旦出現不匹配，如果不立刻進行調整將 會造成所有後續的過程都不匹配，導致高爐無法正常生產，必須儘快 將2系統的運行步調重新調整為一致。要重新調整就必須首先根據設 備的當前運行狀況判斷是調整高爐供料系統還是調整爐頂布料系統， 必須使調整後的歩調和實際的生產狀況一致才能恢復正常生產。調整的過程相當複雜，不僅要求操作人員對生產和控制過程都相當熟練， 而且調整所用的時間越長，對高爐生產造成的不利影響就越大。發明內容本發明所要解決的技術問題是針對上述大型高爐供料系統配料參 數和布料系統布料參數在匹配過程中存在的問題，提供一種高爐供料 系統與高爐布料系統之間數據傳遞控制方法，既可以保證供料系統和 布料系統控制過程的相對獨立，又確保配料參數、布料參數和實際生 產狀態的嚴格匹配，同時即使在各種故障狀況下仍可保證參數的步進 和循環與實際工藝過程嚴格對應，最大限度保障高爐正常生產。即使 出現系統緊急停止等重大故障的情況下，也可安全地進入等待狀態， 不會產生數據的丟失和混亂， 一旦故障被排除，可方便迅速地恢復生 產，最大限度地減小故障造成的損失。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是採用這樣的控制 歩驟歩驟1在工作站上設置完成所有料批的配料參數和布料參數-，步驟2將所有料批的配料參數按料批順序儲存在高爐供料PLC的 第一數據存儲區，同時將所有料批的布料參數按料批順序儲存在高爐 供料PLC的第二數據存儲區，每個料批存儲在第一數據存儲區的配料 參數的存儲地址和存儲在第二數據存儲區的布料參數的存儲地址關聯 定位；歩驟3高爐供料PLC開始讀取第-一數據存儲區，判斷當前指針所 指位置是否為空，如果是，則報告第一數據存儲區為空；如果否，則執 行步驟4;歩驟4讀取當前指針所指料批的配料參數，控制、配料系統按參 數配料，同時根據關聯地址讀取第二數據存儲區的布料參數；步驟5高爐供料PLC的第一數據存儲區指針步進，判斷當前指針所指存儲位置是否為空，如果是，則指針重新指向第一數據存儲區的首 地址，然後執行步驟4;如果否，則執行步驟4。在步驟4之後，還存在一個與步驟5並行的步驟6，當料批到達爐頂時，高爐供料PLC立即將布料參數傳送給高爐布料PLC，由高爐布料 PLC根據當前接收到的布料參數控制布料機布料。作為進一步的改進，所述高爐供料PLC還設置了料批跟蹤存儲單 元，所述高爐供料PLC還設置了料批跟蹤存儲單元，在所述步驟4之 後，當該配料參數對應的料批被放到供料皮帶上時，高爐供料PLC立 即將該料批對應的配料參數和布料參數複製到料批跟蹤存儲單元內， 高爐供料PLC讀取料批跟蹤存儲單元的數據，對該料批在皮帶上的位 置實時監控。作為優選方案，所述第一數據存儲區和第二數據存儲區合併為配 布料參數矩陣存儲區；所述配布料參數矩陣存儲區中包括若干大小相 同的料批參數存儲單元，每個料批的配料參數和布料參數連續存儲作 為 -條完整的數據記錄存儲在所述料批參數存儲單元中，通過存儲矩 陣的首地址和偏移量即可訪問其中每個數據記錄的配料參數和布料參本發明與現有技術相比，具有以下主要的優點其一、提高了高爐生產效率，保證配料參數、布料參數和實際料 批3者間的嚴格對應，避免了因數據的不匹配而影響高爐生產。其二、提髙了高爐供料及布料系統運行的穩定性，布料設備的狀 態和故障不會直接影響參數歩進，供料設備的一般故障也不會影響參 數步進。當因重大故障不能繼續供料或布料時，系統會進入等待狀態， 並記住當前狀態，待故障恢復後系統可馬上投入正常運行，最大程度 地減小了設備故障對高爐生產的影響。其三、操作便捷，當因嚴重設備故障影響參數的步進時，只需點擊 "強制歩進"按鈕，人工"步進" 一次，不需任何其他操作。當需要調整參數時只需要在高爐供料計算機上進行修改即可。其四、通過設置料批跟蹤存儲單元，將已放入皮帶系統的料批數據 存入跟蹤存儲區，這樣在任意時刻對參數存儲區內的參數進行修改， 都只會改變尚未完成配料過程的料批參數，而對於已經完成配料進入 皮帶系統的料批不會影響其原有的配料和布料參數，同時保證了系統 的穩定性和操作的靈活性。其五、取消了爐頂布料計算機對布料參數的設置、步進、循環等控 制，大大簡化了爐頂布料控制系統。
圖1是大型無料鍾高爐的配料參數和布料參數的配、布料矩陣邏輯圖。圖2是本發明高爐供料系統與高爐布料系統之間數據傳遞控制方 法的歩驟流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，大型無料鍾高爐通常採用的工藝方式為 批焦炭"c"、 一批礦石"0"，或一批礦石"0"、 一批焦炭"c"為一個料 批，其中礦批由燒結、球團及塊雜礦等組成，裝料制度為o i C 4或cKH 。爐頂裝完一批礦和一批焦為一個大料批(Charge),周而復始。 2000立方米級的高爐，爐料批重為焦批重17.5t，礦批重83.3t。正 常情況下每小時7 8大批料(Charge)。每一批焦炭/礦石到達爐頂後， 根據料批的不同成分按照對應的布料方式由布料溜槽放入高爐爐體 內。通過配料參數來控制料批的成分，通過爐頂布料參數來控制布料 方式。配料參數主要包括各稱量鬥的稱量設定值，通常有4~6個焦炭 稱量鬥，12 16個礦石稱量鬥。布料參數包括①布料方式，包括3 種方式，方式l——環形布料，方式2——扇形布料，方式3——定點布料；②布料溜槽的傾動方向，包括2種方向，方向1由內圈向外圈 傾動，方向2由外圈向內圈傾動；③布料溜槽在各角度的布料圈數。 通常有ll個不同的布料角度，有的角度可以不布料、有的角度需要多 圈布料；如果選擇了扇形布料方式，還需要確定參數④起始角，和參數(D終止角。通過操作站以配、布料矩陣的方式對所有參數進行設置。與目前被廣泛採用的由高爐供料PLC和高爐布料PLC各自控制供 料參數和布料參數進行步進和循環的模式不同，在本發明中通過在高 爐供料中，將配料參數和布料參數進行關聯，由高爐供料PLC存儲和 循環讀取配料參數和布料參數，根據其中的配料參數進行供料配料， 當某批次的焦批/礦批進入高爐爐體內時，高爐供料PLC將布料參數傳 遞給高爐布料PLC，高爐布料PLC根據接收到的布料參數進行布料。具 體控制方法的步驟如圖2所示步驟101:通過高爐供料系統操作站的配、布料矩陣對所有配料參 數和布料參數進行設置或修改；歩驟102:將配、布料矩陣中的配料參數和布料參數以數據矩陣的存儲方式存儲在高爐供料PLC的料批參數矩陣存儲區。料批參數矩陣 存儲區劃分為若干大小相同的料批參數存儲單元，料批參數存儲單元 是連續的存儲區， 一個礦批/焦批的所有配料參數和布料參數作為一條 完整的數據記錄佔用一個料批參數存儲單元，料批參數存儲單元的前 半部分存放配料參數，後半部分存放布料參數。若干條批次的料批參 數存儲單元按順序存放，組成料批參數矩陣存儲區。根據矩陣存儲的 特點，高爐供料PLC通過存儲矩陣的地址指針和偏移量即可訪問並讀 取其中每個料批參數存儲單元所包含的配料參數和布料參數。步驟103:高爐供料PLC讀料批參數矩陣存儲區，並判斷是否為空， 若為空；則執行步驟120，報告料批參數矩陣存儲區錯誤，等待人工修改參數矩陣存儲區後，返回執行步驟101;若非空，則執行步驟104;歩驟104:高爐供料PLC讀取當前指針指向數據記錄的配料參數和布料參數；並根據所讀取的配料參數控制配料；步驟105:當該批次的礦批/焦批被放到皮帶上，高爐供料PLC立 即將該礦批/焦批對應的料批參數存儲單元內的數據全部放入料批跟 蹤存儲單元內，該料批在皮帶上的位置將被高爐供料PLC實時監控；步驟106:高爐供料PLC料批參數矩陣存儲區的指針歩進，指向下一條數據記錄。步驟107:高爐供料PLC判斷當前指針是否為空，如果是，則執行 步驟108，然後執行步驟104;如果不是，則執行步驟104;歩驟108:將當前指針指向料批參數矩陣存儲區的首地址；歩驟109:當某批次的焦批/礦批到達爐頂，高爐供料PLC立即將 料批跟蹤存儲單元內的數據以通訊方式傳給高爐布料PLC.歩驟110:高爐布料PLC隨即將接受到的數據放入布料數據存儲單 元，當爐頂探尺檢測到高爐內料面已達到設定值時，即根據布料數據 存儲單元內的布料參數，控制布料溜槽傾動到設定的角度，按照指定 的圈數布料。最後所應說明的是，以上實施方式僅用以說明本發明的技術方案 而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的 普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同 替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明 的權利要求範圍當中。
權利要求
1、一種高爐供料系統與高爐布料系統之間數據傳遞控制方法，其特徵在於包括如下步驟步驟1在工作站上設置完成所有料批的配料參數和布料參數；步驟2將所有料批的配料參數按料批順序儲存在高爐供料PLC的第一數據存儲區，同時將所有料批的布料參數按料批順序儲存在高爐供料PLC的第二數據存儲區，每個料批存儲在第一數據存儲區的配料參數的存儲地址和存儲在第二數據存儲區的布料參數的存儲地址關聯定位；步驟3高爐供料PLC開始讀取第一數據存儲區，判斷當前指針所指位置是否為空，如果是，則報告第一數據存儲區為空；如果否，則執行步驟4；步驟4讀取當前指針所指料批的配料參數，控制給料機配料，同時根據關聯地址讀取第二數據存儲區的布料參數；步驟5高爐供料PLC的第一數據存儲區指針步進，判斷當前指針所指存儲位置是否為空，如果是，則指針重新指向第一數據存儲區的首地址，然後執行步驟4；如果否，則執行步驟4。在步驟4之後，還存在一個與步驟5並行的步驟6當料批到達爐頂時，高爐供料PLC立即將布料參數傳送給高爐布料PLC，由高爐布料PLC根據當前接收到的布料參數控制布料機布料。
2、 根據權利要求1所述的高爐供料布料數據流控制方法，其特徵 在於，所述高爐供料PLC還設置了料批跟蹤存儲單元，在所述步驟4 之後，當該配料參數對應的料批被放到供料皮帶上時，高爐供料PLC 立即將該料批對應的配料參數和布料參數複製到料批跟蹤存儲單元 內，高爐供料PLC讀取料批跟蹤存儲單元的數據，對該料批在皮帶上 的位置實時監控。
3、 根據權利要求1或2所述的高爐供料布料數據流控制方法，其特徵在於所述第一數據存儲區和第二數據存儲區合併為配布料參數矩 陣存儲區；所述配布料參數矩陣存儲區中包括若千大小相同的料批參 數存儲單元，每個料批的配料參數和布料參數連續存儲作為一條完整 的數據記錄存儲在所述料批參數存儲單元中，通過存儲矩陣的首地址 和偏移量即可訪問其中每個數據記錄的配料參數和布料參數。
全文摘要
本發明針對上述大型高爐供料系統配料參數和布料系統布料參數在匹配過程中存在的問題，提供一種高爐供料系統與高爐布料系統之間數據傳遞控制方法，其技術方案是通過將配料參數和布料參數進行關聯，由高爐供料PLC存儲和循環讀取配料參數和布料參數，根據其中的配料參數進行供料配料，當某批次的焦批/礦批進入高爐爐體內時，高爐供料PLC將布料參數以傳遞給高爐布料PLC，高爐布料PLC根據接收到的布料參數進行布料。採用本發明的技術方案，既可以保證供料系統和布料系統控制過程的相對獨立，又確保配料參數、布料參數和實際生產狀態的嚴格匹配，同時即使在各種故障狀況下仍可保證參數的步進和循環與實際工藝過程嚴格對應，最大限度保障高爐正常生產。
文檔編號C21B7/18GK101329566SQ20081004867
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月31日 優先權日2008年7月31日
發明者葉理德, 周衛東, 周登科, 張騁傑, 徐岸非, 菁 趙, 陳申燏 申請人:中冶南方工程技術有限公司