王飞 内蒙古科技大学信息工程学院 刘丕亮 内蒙古包钢钢联股份有限公司炼铁厂

浅谈高炉料流调节阀的控制方法及改进

王飞 内蒙古科技大学信息工程学院 刘丕亮 内蒙古包钢钢联股份有限公司炼铁厂

本文通过对高炉料流调节方法的控制方法进行阐述，并在此基础上提出改进措施，即以软硬件相结合的方式，添加伺服阀系统，以此提高调节阀的开度与速度，保证调节阀的控制精准性。

高炉料流调节阀 自学习控制 伺服阀

高炉设备中，料流调节阀是其中的关键性设备，是通过调节阀门开度来控制布料的流量，满足高炉生产之所需，因而对于料流调节阀而言，必须保证具有高效的运行速度及精准的控制能力，但在实际的应用过程中，其速度与控制能力是受到限制的。

1.高炉料流调节阀的控制方法

1.1 调节阀开度的采集及回路控制

对于高炉料流调节阀而言，其开度是其中较为重要的环节，对于布料的精准与否有着较大的影响，因而需要采取适当措施加以调整。在调节阀的齿轮上施加延长杠杆，并固定于自整角机上，当调节阀开始做功时，自整角机与齿轮同步运转，会将所产生的码值传递给PLC，通过码值进行数据拟合，将码值与开度相对应，就能够显示节流角度，便于控制。调节阀通常采用单闭环控制比例阀来控制油缸，以油缸为中介对料流调节阀的开度进行控制，以自学习模型来确定开度设定值，并取代控制器的作用。通常料流调节阀的自学习控制方式包括自学习模型和开度与数据流量矩阵，前者是以调节阀的排料特性曲线，运用计算机技术进行绘制，实现调节阀的自学习。通常来说，设定排料曲线的特征方程：，并运用PLC来进行系数c的自学习；对于后者而言，是依据以往的操作经验及设备运行的实际情况来去获取组料流量与开度的对比值，通过料流量的布料时的计算来对矩阵开度值进行读取，随后根据相关数据进行矩阵修正。

1.2 调节阀开度矩阵下的自学习控制

下料阀开度的自学习能够对开度流量值进行跟踪，每一种焦炭与矿石都分别对应50组流量开度值，依据称量罐重量与布料时长进行对比，求出流量计算值，与参考流量相对比来确定开度：本次布料取用Fn-1开度值。布料之后，依据总重量与实际布料时长来求出实际流量值，依据布料开度来与对照表中相应流量开度进行替换，并进行颜色标示（本文选用紫色）。

图1 流量开度对照表

图2 流量开度参数表

图2中，能够输入的参数中，包括三个自学习校正系数与一个设定自学习有效时间差百分比。布料之后，实际布料时间与预设布料时间产生差值超过2秒，且差值不超过自学习有效时间差，那么一句实际布料时间差与相关系数进行计算，确定校正开度，并将其写入对应开度，校正开度计算公式：

其中，KD为开度，T为布料时间，a为写入的自学习校 正系数。

1.3 料流调节阀的定位控制

对于料流调节阀的定位控制，是可以通过自学习与手动输入两种形式来实现，二者不可同时运行，当手动输入开度时，则开度自学习读取失效。当下密封阀开度足够，探尺提升到合适程度，称量料罐已经装满，且布料溜槽倾斜到足够位置并通过布料开始点则为开启；当称量料罐为空罐时即为关闭。当设备关闭时，应当回到原本的开启位置进行重新开启，经过2秒钟的养护工作即可关闭。

2.高绿料流调节阀控制的改进

传统料流调节阀在控制过程中的稳定性较差，当系统存在不稳定、不协调的情况时，例如，液压系统出现故障，导致系统压力急剧变化的情况下，料流调节阀无法正常工作。此外，传统的料流调节阀还存在着无法实现动态调节的缺陷，在布料过程中，开度角恒定但料流量是变动的，开度角的控制范围在±2°的范围之内。以往的设备调节阀无法实现有效的动态响应，因而在±2°的范围内进行有效控制是较为困难的，因而采用液压伺服料流调节阀来加强控制。

2.1 伺服阀控制硬件

液压伺服阀的控制硬件，包括①CPU为带浮点运算单元32位处理器的PLC控制器，能够扩大扫描周期，保证对于伺服阀的精确控制；②控制器电源接口，能够与外部电源进行连接，并与控制器对外供阀门放大器板及其他外部设备进行连接；③PLC输出控制指令与信号反馈接口；④调节阀位置反馈设备，能够实现与PLC之间的高速连接；⑤自带放大功能的伺服阀门，能够依据控制系统的控制信号进行速度控制。

2.2 伺服阀控制软件

伺服阀控制软件，能够对伺服阀在避免超调的情况下实现高效而精准的定位及跟踪控制，在开度控制中主要包括两个层面，其一，在于高速开启，即能够在系统中首先生成一个高速开启信号，提高料流调节阀，并使之保持在最接近目标值的情况下，随后进入第二层面，即，通过算法的控制，减小阀门速度，至其不超过开度误差值，及进入跟踪状态，有效控制目标值，保证设备运行的平稳性与可靠性。

高炉料流调节阀能够对高炉设备的生产能力产生较大的影响，因而对其控制能力与反应速度的要求较高，在实际的改进工作中，可以通过施加伺服阀的方式来调整其运行速度与灵敏性，挺高设备的可靠性与稳定性。

[1]雷仲贤，曾宪文，吉明鹏.高炉料流调节阀控制方法及改进[J].钢铁技术，2011(4):39-42.