[发明专利]全自动高炉除尘风机控制系统的多传感器集总控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及自动控制及信息处理领域，具体地说就是一种用于全自动高炉除尘风机控制系统的多传感器集总控制方法，从而实现多传感信号的集总、分析处理，达到对除尘风机系统的智能控制。

背景技术

炼铁高炉在出铁时由于高温铁水接触空气被氧化，往往会在出铁口和罐口产生大量的粉尘。同时炼铁高炉内未被充分燃烧的气体及燃烧后产生的废气均通过出铁口排放出来，形成烟气。这时通常要求在高炉出铁口和罐口安装除尘管道，一方面将尘埃粒子通过在风道内的过滤，回收的尾料可做为原料加入炼铁高炉再次利用；另一方面将出铁口排放出的烟气统一脱硫处理后再排入大气，不仅是环境保护所要求的必要条件，而且还可以改善炼铁操作平台工人的工作环境。目前中小炼铁厂出铁口及罐口的除尘大部分采用人工手动操作的方式，因而不能实现整个系统的同步控制。这种手动操作方式一方面在炼铁厂这样的工作环境恶劣、工作强度极大的状况下，出于安全考虑，操作工人对除尘系统不进行干预，造成出铁口主风门及罐口风门每天24小时都处于全开状态，除尘风机每天24小时满负荷工作；另一方面，即使对除尘系统进行干预，也只能控制各门电磁阀的开关状态，而除尘风机的电机亦处于每天24小时满负荷的运行状态。操作工人打开或关闭某风门的电磁阀时，只是引起了其它风门处负压的变化，而在每个风门的负压已经满足除尘要求时，额外增加负压造成了不必要的浪费。同时，由于炼铁厂所采用的除尘风机的电机都为高电压大功率电机，每天24小时满负荷运行所造成的电能损耗非常巨大。在提倡低碳经济的时代，迫切需要采用现代控制技术对当前炼铁厂的这种落后的操作方式进行改造。

由于高炉现场控制的复杂性，需要考虑到诸如现场粉尘密度、出铁时间和主风口打开同步性，以及现场复杂的电磁环境对控制设备的干扰等因素，在除尘系统中的各个环节的工作状况往往又具有时变性、非线性、随机性的特性，很难以建立精确地数学模型，不能用单一的指标简单判定和控制。

发明内容

本发明的目的就是提出一种基于模糊控制的用于全自动高炉除尘风机控制系统的多传感器集总控制方法，从而实现多传感信号的集总、分析处理，达到对除尘风机系统的智能控制。这项技术利用多种传感方式实时获取高炉现场的工作状况，通过模糊数学分析理论对多点传感器采集数据进行综合分析，并由主计算机全自动控制使高炉除尘风机运转在最节能高效的工作状态及主风口的开关状态。

本发明基于如下系统实现，该系统包括工控机，连接于工控机和除尘风机之间的变频器，布置在南出铁区、北出铁区、以及两个出铁区的各罐口风门处的温度传感器，布置在南出铁区和北出铁区的摄像头；工控机与两个出铁区的主风门和各罐口风门的电磁阀均连接，控制其开启和关闭，同时电磁阀也将与其相连接的主风门和各罐口风门的位置及转矩信号传送给工控机。

本发明中的控制方法包括如下步骤：数据采集步骤，工控机采集南出铁区和北出铁区的温度传感器，根据采集的数值判断两个出铁区是否出铁，如果判断某个出铁区出铁，工控机则控制该出铁区的主风门开启；工控机根据主风门的开度，调节变频器的频率；工控机采集各罐口风门的温度传感器，通过温度传感器的数值判断该各罐口风门是否出铁，当判断某罐口风门出铁时，工控机控制该罐口风门开启；工控机根据打开的主风门和罐口风门的开度，调节变频器的频率；工控机采集南出铁口区和北出铁口区的温度传感器和视频图像数据，当通过某个出铁口区的温度传感器的数值和视频图像数据同时判定为该出铁区出铁完毕时，工控机延时5～10分钟后控制主风门和各罐口风门关闭。

所述变频器频率f与主风门及各罐口风门的开启度之间的关系由下式确定：

f＝20+20×a₁×k₁₁+8×(a₂×k₁₂+a₃×k₁₃…+a_n×k_1n)+20×b₁×k₂₁+8×(b₂×k₂₂+b₃×k₂₃+…b_n×k_2n)

上式中：

a₁为南出铁区主风门的工作判据，出铁时为1，不出铁时为0；

b₁为北出铁区主风门的工作判据，出铁时为1，不出铁时为0；