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电石炉电极升降的精确控制方法

阅读:810发布:2024-02-16

专利汇可以提供电石炉电极升降的精确控制方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了电石炉 电极 升降的精确控制方法,将电石炉的每一炉归为一个周期,同时将一个周期分解为出炉期、调整期和稳定期三个工作阶段,并对三个不同工作阶段分别对应实施出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略;每个工作阶段的电极控制策略均对三相电极分别单独进行控制,又根据三相电极的相互关系设定电极关联性,通过调整关联电极把持器 位置 实现对原电极的 电流 、 电压 的控制,从而使三相电极把持器位置调整相互联系,将三相电极把持器位置控制在合适位置,保证电石炉稳定运行。本发明完全自动化控制,无需人工手动操作电石炉,有效避免人为误操作,电极事故率大大降低,实现电石炉安全、高效、稳定运行。,下面是电石炉电极升降的精确控制方法专利的具体信息内容。

1.电石炉电极升降的精确控制方法,其特征在于,将电石炉的每一炉归为一个周期,同时将一个周期分解为出炉期、调整期和稳定期三个工作阶段,并对三个不同工作阶段分别对应实施出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略;每个工作阶段的电极控制策略均对三相电极分别单独进行控制,又根据三相电极的相互关系设定电极关联性,通过调整关联电极把持器位置实现对原电极的电流电压的控制,从而使三相电极把持器位置调整相互联系,将三相电极把持器位置控制在合适位置,保证电石炉稳定运行。
2.根据权利要求1所述的电石炉电极升降的精确控制方法,其特征在于,电石炉电极升降控制策略包括:出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略,依次按出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略对三相电极的电极把持器位置进行调节之后,完成一次循环即为一个调节周期,每个调节周期都进行重新运算,避免各周期间出现相互影响;
一、出炉期控制策略:
(1)检测计算获取电极控制输出量
系统时时检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值和A电极电流差值的变化率,然后A电极电流差值和A电极电流差值的变化率经过现代模糊算法运算后,得到A电极控制输出量;
检测计算获取B电极控制输出量和检测计算获取C电极控制输出量的方法与检测计算获取A电极控制输出量的方法相同;
(2)对电极控制输出量进行逻辑判断,进而完成三个电极的位置调节;
对A电极控制输出量进行逻辑判断的方法具体包括:
如A电极控制输出量为电极不动作,进程结束;
如A电极控制输出量为升电极动作,则系统进一步检测A电极电压;
当A电极电压尚未达到A电极电压上限值时,系统检测A电极是否达到A电极调节上限值,如未达到A电极调节上限值,则A电极执行升电极动作,A电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到A电极调节上限值,A电极不动作,系统继续检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节上限值,如未达到B电极调节上限值,且B电极电压尚未达到B电极电压上限值,则B电极执行升电极动作,B电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到B电极调节上限值或B电极电压达到B电极电压上限值,B电极不动作,进程结束;
当A电极电压达到A电极电压上限值时,A电极只允许做降电极动作,触发禁止升电极联;此时,系统检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节上限值,如未达到B电极调节上限值,且B电极电压尚未达到B电极电压上限值,则B电极执行升电极动作,B电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到B电极调节上限值或B电极电压达到B电极电压上限值,B电极不动作,进程结束;
如A电极控制输出量为降电极动作,则系统进一步检测A电极电压;
当A电极电压尚未达到A电极电压下限值时,系统检测A电极是否达到A电极调节下限值,如未达到A电极调节下限值,则A电极执行降电极动作,A电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到A电极调节下限值,A电极不动作,系统继续检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节下限值,如未达到B电极调节下限值,且B电极电压尚未达到B电极电压下限值,则B电极执行降电极动作,B电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到B电极调节下限值或B电极电压达到B电极电压下限值,B电极不动作,进程结束;
当A电极电压达到A电极电压下限值时,A电极只允许做升电极动作,触发禁止降电极联锁;此时,系统检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节下限值,如未达到B电极调节下限值,且B电极电压尚未达到B电极电压下限值,则B电极执行降电极动作,B电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到B电极调节下限值或B电极电压达到B电极电压下限值,B电极不动作,进程结束;
对B电极控制输出量进行逻辑判断的方法具体包括:
如B电极控制输出量为电极不动作,进程结束;
如B电极控制输出量为升电极动作,则系统进一步检测B电极电压;
当B电极电压尚未达到B电极电压上限值时,系统检测B电极是否达到B电极调节上限值,如未达到B电极调节上限值,则B电极执行升电极动作,B电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到B电极调节上限值,B电极不动作,系统继续检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节上限值,如未达到C电极调节上限值,且C电极电压尚未达到C电极电压上限值,则C电极执行升电极动作,C电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到C电极调节上限值或C电极电压达到C电极电压上限值,C电极不动作,进程结束;
当B电极电压达到B电极电压上限值时,B电极只允许做降电极动作,触发禁止升电极联锁;此时,系统检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节上限值,如未达到C电极调节上限值,且C电极电压尚未达到C电极电压上限值,则C电极执行升电极动作,C电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到C电极调节上限值或C电极电压达到C电极电压上限值,C电极不动作,进程结束;
如B电极控制输出量为降电极动作,则系统进一步检测B电极电压;
当B电极电压尚未达到B电极电压下限值时,系统检测B电极是否达到B电极调节下限值,如未达到B电极调节下限值,则B电极执行降电极动作,B电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到B电极调节下限值,B电极不动作,系统继续检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节下限值,如未达到C电极调节下限值,且C电极电压尚未达到C电极电压下限值,则C电极执行降电极动作,C电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到C电极调节下限值或C电极电压达到C电极电压下限值,C电极不动作,进程结束;
当B电极电压达到B电极电压下限值时,B电极只允许做升电极动作,触发禁止降电极联锁;此时,系统检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节下限值,如未达到C电极调节下限值,且C电极电压尚未达到C电极电压下限值,则C电极执行降电极动作,C电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到C电极调节下限值或C电极电压达到C电极电压下限值,C电极不动作,进程结束;
对C电极控制输出量进行逻辑判断的方法具体包括:
如C电极控制输出量为电极不动作,进程结束;
如C电极控制输出量为升电极动作,则系统进一步检测C电极电压;
当C电极电压尚未达到C电极电压上限值时,系统检测C电极是否达到C电极调节上限值,如未达到C电极调节上限值,则C电极执行升电极动作,C电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到C电极调节上限值,C电极不动作,系统继续检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节上限值,如未达到A电极调节上限值,且A电极电压尚未达到A电极电压上限值,则A电极执行升电极动作,A电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到A电极调节上限值或A电极电压达到A电极电压上限值,A电极不动作,进程结束;
当C电极电压达到C电极电压上限值时,C电极只允许做降电极动作,触发禁止升电极联锁;此时,系统检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节上限值,如未达到A电极调节上限值,且A电极电压尚未达到A电极电压上限值,则A电极执行升电极动作,A电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到A电极调节上限值或A电极电压达到A电极电压上限值,A电极不动作,进程结束;
如C电极控制输出量为降电极动作,则系统进一步检测C电极电压;
当C电极电压尚未达到C电极电压下限值时,系统检测C电极是否达到C电极调节下限值,如未达到C电极调节下限值,则C电极执行降电极动作,C电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到C电极调节下限值,C电极不动作,系统继续检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节下限值,如未达到A电极调节下限值,且A电极电压尚未达到A电极电压下限值,则A电极执行降电极动作,A电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到A电极调节下限值或A电极电压达到A电极电压下限值,A电极不动作,进程结束;
当C电极电压达到C电极电压下限值时,C电极只允许做升电极动作,触发禁止降电极联锁;此时,系统检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节下限值,如未达到A电极调节下限值,且A电极电压尚未达到A电极电压下限值,则A电极执行降电极动作,A电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到A电极调节下限值或A电极电压达到A电极电压下限值,A电极不动作,进程结束;
二、调整期控制策略:
进入出炉期20分钟后电极操作会自动进入调整期,按调整期控制策略对三个电极进行调节,调整期控制策略与出炉期控制策略相同,调整期A电极、B电极、C电极的调节下限值均小于出炉期相应A电极、B电极、C电极的调节下限值;调整期A电极、B电极、C电极的调节上限值均大于出炉期相应A电极、B电极、C电极的调节上限值;
三、稳定期控制策略:
进入调整期15分钟后电极操作会自动进入稳定期,按稳定期控制策略对三个电极进行调节,稳定期控制策略与出炉期控制策略相同,通过调整期的操作,电极的工作点已接近平衡,电石炉的电化学反应进入稳定反应阶段,稳定期A电极、B电极、C电极的调节下限值均大于出炉期相应A电极、B电极、C电极的调节下限值;稳定期A电极、B电极、C电极的调节上限值均小于出炉期相应A电极、B电极、C电极的调节上限值。
3.根据权利要求2所述的电石炉电极升降的精确控制方法,其特征在于,所述A电极调节下限值为一个周期内A电极端头向下移动极限距离,所述A电极调节上限值为一个周期内A电极端头向上移动极限距离;所述B电极调节下限值为一个周期内B电极端头向下移动极限距离,所述B电极调节上限值为一个周期内B电极端头向上移动极限距离;所述C电极调节下限值为一个周期内C电极端头向下移动极限距离,所述C电极调节上限值为一个周期内C电极端头向上移动极限距离;A电极、B电极和C电极的调节量为对应电极把持器位置上、下移动距离和电极压放量之和。
4.根据权利要求3所述的电石炉电极升降的精确控制方法,其特征在于,当电极把持器位置达到电极把持器位置上、下限时,触发禁止升降电极指令,只能通过操作台上的升降按钮进行调节,避免造成电极事故。
5.根据权利要求3所述的电石炉电极升降的精确控制方法,其特征在于,系统设定在出炉期不能进行电极压放,进入出炉期触发禁止压放电极联锁,结束出炉期触发解除禁止压放电极联锁,因此电极压放只能在调整期、稳定期进行,避免了压放电极影响出炉的现象。
6.根据权利要求2所述的电石炉电极升降的精确控制方法,其特征在于,所述出炉期控制策略、所述调整期控制策略和所述稳定期控制策略均包括电石炉塌料判断模,当系统检测电极电流快速降低并逐渐回升至原值时,判断为发生电石炉塌料,系统触发禁止升降电极指令,待电流基本平稳后,判断为电石炉塌料结束,系统触发解除禁止升降电极指令,避免出现塌料时电极把持器位置频繁调整的现象。
7.根据权利要求2所述的电石炉电极升降的精确控制方法,其特征在于,在没有单独设置烧穿变压器的电石炉上,出炉前要进行烧穿操作,烧穿电流会与A电极或B电极或C电极的电极电流叠加,系统进行运算时,将烧穿器电流的影响剔除后进行电流偏差计算,这样就避免了烧穿器电流对电极把持器位置控制的影响。
8.根据权利要求2所述的电石炉电极升降的精确控制方法,其特征在于,A电极、B电极和C电极的电极电流设置高限均为90KA,当A电极或B电极或C电极的电极电流超出90KA时,控制系统自动发出提相应电极指令,使该电极电流不高于90KA。

说明书全文

电石炉电极升降的精确控制方法

技术领域:

[0001] 本发明涉及一种电石炉电极升降的控制方法,特别是涉及一种电石炉电极升降的精确控制方法。
背景技术:
[0002] 电石炉在安装时就自带自动控制程序,该控制程序设定较为简单:电极把持器位置根据设定电流与实际电极电流进行比对后做升降电极操作,并设定了电极把持器位置
降上下限。实际运用中,该自动控制程序经常出现控制电极做大幅度升降的现象,不利于电
石炉稳定运行,因此该自动控制程序在电石生产过程中基本不会投用。
[0003] 而人工手动操作电石炉,控制电极升降亦存在弊端:操作人员不熟悉电极升降操作要领易造成误操作;电极升降不及时不到位易造成三相电极入炉不平衡,影响电极做功;
操作人员疏忽大意或玩忽职守会造成电极事故。人的技能平、工作态度等因素直接影响
电石炉运行,也不利于电石炉稳定运行。
[0004] 电石炉电极的自动操作问题一直是电石炉行业的一个关键问题,其主要原因在于,电石炉电极的自动操作是一个非常复杂的控制过程,需要考虑的因素及变量也相当的
多,而这些变量因素的关系,有些是可以计算出来的,也有一些是无法直接定量的,需要结
合现场情况及经验积累给出的综合判断,这就给电极的自动操作控制带来诸多不确定因
素。
[0005] 现有较为先进的技术主要是通过测量、采集电石炉运行关键数据并建立数据库,通过对数据库进行分析比对,总结得到电流变化率及功率变化率趋势的控制公式。在电石
炉运行过程中采集电极电流及功率变化率等数据,与控制公式对比后,按照控制公式要求
控制电极升降。这是一种公式化的电石炉电极升降控制方式,是一种按部就班的控制方式,
控制效果不理想。
发明内容:
[0006] 本发明的目的在于提供一种能够保证电石炉高效、安全、稳定运行的电石炉电极升降的精确控制方法。
[0007] 本发明的目的由如下技术方案实施:电石炉电极升降的精确控制方法,将电石炉的每一炉归为一个周期,同时将一个周期分解为出炉期、调整期和稳定期三个工作阶段,并
对三个不同工作阶段分别对应实施出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略;
每个工作阶段的电极控制策略均对三相电极分别单独进行控制,又根据三相电极的相互关
系设定电极关联性,通过调整关联电极把持器位置实现对原电极的电流、电压的控制,从而
使三相电极把持器位置调整相互联系,将三相电极把持器位置控制在合适位置,保证电石
炉稳定运行。
[0008] 具体的,电石炉电极升降控制策略包括:出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略,依次按出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略对三相电极的电
极把持器位置进行调节之后,完成一次循环即为一个调节周期,每个调节周期都进行重新
运算,避免各周期间出现相互影响;
[0009] 一、出炉期控制策略:
[0010] (1)检测计算获取电极控制输出量
[0011] 系统时时检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值和A电极电流差值的变化率,然后A电极电流差值和A电极电流差值
的变化率经过现代模糊算法运算后,得到A电极控制输出量;
[0012] 检测计算获取B电极控制输出量和检测计算获取C电极控制输出量的方法与检测计算获取A电极控制输出量的方法相同;
[0013] (2)对电极控制输出量进行逻辑判断,进而完成三个电极的位置调节;
[0014] 对A电极控制输出量进行逻辑判断的方法具体包括:
[0015] 如A电极控制输出量为电极不动作,进程结束;
[0016] 如A电极控制输出量为升电极动作,则系统进一步检测A电极电压;
[0017] 当A电极电压尚未达到A电极电压上限值时,系统检测A电极是否达到A电极调节上限值,如未达到A电极调节上限值,则A电极执行升电极动作,A电极执行升电极动作完成后,
系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A
电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调整前变大,则判断本
次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到A电
极调节上限值,A电极不动作,系统继续检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节上
限值,如未达到B电极调节上限值,且B电极电压尚未达到B电极电压上限值,则B电极执行升
电极动作,B电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统
预设的B电极电流设定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B
电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向
升降电极操作后结束该进程;如达到B电极调节上限值或B电极电压达到B电极电压上限值,
B电极不动作,进程结束;
[0018] 当A电极电压达到A电极电压上限值时,A电极只允许做降电极动作,触发禁止升电极联;此时,系统检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节上限值,如未达到B电极
调节上限值,且B电极电压尚未达到B电极电压上限值,则B电极执行升电极动作,B电极执行
升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设
定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调
整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束
该进程;如达到B电极调节上限值或B电极电压达到B电极电压上限值,B电极不动作,进程结
束;
[0019] 如A电极控制输出量为降电极动作,则系统进一步检测A电极电压;
[0020] 当A电极电压尚未达到A电极电压下限值时,系统检测A电极是否达到A电极调节下限值,如未达到A电极调节下限值,则A电极执行降电极动作,A电极执行降电极动作完成后,
系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A
电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调整前变大,则判断本
次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到A电
极调节下限值,A电极不动作,系统继续检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节下
限值,如未达到B电极调节下限值,且B电极电压尚未达到B电极电压下限值,则B电极执行降
电极动作,B电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统
预设的B电极电流设定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B
电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向
升降电极操作后结束该进程;如达到B电极调节下限值或B电极电压达到B电极电压下限值,
B电极不动作,进程结束;
[0021] 当A电极电压达到A电极电压下限值时,A电极只允许做升电极动作,触发禁止降电极联锁;此时,系统检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节下限值,如未达到B电极
调节下限值,且B电极电压尚未达到B电极电压下限值,则B电极执行降电极动作,B电极执行
降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设
定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调
整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束
该进程;如达到B电极调节下限值或B电极电压达到B电极电压下限值,B电极不动作,进程结
束;
[0022] 对B电极控制输出量进行逻辑判断的方法具体包括:
[0023] 如B电极控制输出量为电极不动作,进程结束;
[0024] 如B电极控制输出量为升电极动作,则系统进一步检测B电极电压;
[0025] 当B电极电压尚未达到B电极电压上限值时,系统检测B电极是否达到B电极调节上限值,如未达到B电极调节上限值,则B电极执行升电极动作,B电极执行升电极动作完成后,
系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设定值进行比较,得到B
电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调整前变大,则判断本
次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到B电
极调节上限值,B电极不动作,系统继续检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节上
限值,如未达到C电极调节上限值,且C电极电压尚未达到C电极电压上限值,则C电极执行升
电极动作,C电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统
预设的C电极电流设定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C
电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向
升降电极操作后结束该进程;如达到C电极调节上限值或C电极电压达到C电极电压上限值,
C电极不动作,进程结束;
[0026] 当B电极电压达到B电极电压上限值时,B电极只允许做降电极动作,触发禁止升电极联锁;此时,系统检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节上限值,如未达到C电极
调节上限值,且C电极电压尚未达到C电极电压上限值,则C电极执行升电极动作,C电极执行
升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设
定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调
整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束
该进程;如达到C电极调节上限值或C电极电压达到C电极电压上限值,C电极不动作,进程结
束;
[0027] 如B电极控制输出量为降电极动作,则系统进一步检测B电极电压;
[0028] 当B电极电压尚未达到B电极电压下限值时,系统检测B电极是否达到B电极调节下限值,如未达到B电极调节下限值,则B电极执行降电极动作,B电极执行降电极动作完成后,
系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设定值进行比较,得到B
电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调整前变大,则判断本
次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到B电
极调节下限值,B电极不动作,系统继续检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节下
限值,如未达到C电极调节下限值,且C电极电压尚未达到C电极电压下限值,则C电极执行降
电极动作,C电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统
预设的C电极电流设定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C
电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向
升降电极操作后结束该进程;如达到C电极调节下限值或C电极电压达到C电极电压下限值,
C电极不动作,进程结束;
[0029] 当B电极电压达到B电极电压下限值时,B电极只允许做升电极动作,触发禁止降电极联锁;此时,系统检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节下限值,如未达到C电极
调节下限值,且C电极电压尚未达到C电极电压下限值,则C电极执行降电极动作,C电极执行
降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设
定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调
整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束
该进程;如达到C电极调节下限值或C电极电压达到C电极电压下限值,C电极不动作,进程结
束;
[0030] 对C电极控制输出量进行逻辑判断的方法具体包括:
[0031] 如C电极控制输出量为电极不动作,进程结束;
[0032] 如C电极控制输出量为升电极动作,则系统进一步检测C电极电压;
[0033] 当C电极电压尚未达到C电极电压上限值时,系统检测C电极是否达到C电极调节上限值,如未达到C电极调节上限值,则C电极执行升电极动作,C电极执行升电极动作完成后,
系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设定值进行比较,得到C
电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调整前变大,则判断本
次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到C电
极调节上限值,C电极不动作,系统继续检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节上
限值,如未达到A电极调节上限值,且A电极电压尚未达到A电极电压上限值,则A电极执行升
电极动作,A电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统
预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A
电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向
升降电极操作后结束该进程;如达到A电极调节上限值或A电极电压达到A电极电压上限值,
A电极不动作,进程结束;
[0034] 当C电极电压达到C电极电压上限值时,C电极只允许做降电极动作,触发禁止升电极联锁;此时,系统检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节上限值,如未达到A电极
调节上限值,且A电极电压尚未达到A电极电压上限值,则A电极执行升电极动作,A电极执行
升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设
定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调
整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束
该进程;如达到A电极调节上限值或A电极电压达到A电极电压上限值,A电极不动作,进程结
束;
[0035] 如C电极控制输出量为降电极动作,则系统进一步检测C电极电压;
[0036] 当C电极电压尚未达到C电极电压下限值时,系统检测C电极是否达到C电极调节下限值,如未达到C电极调节下限值,则C电极执行降电极动作,C电极执行降电极动作完成后,
系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设定值进行比较,得到C
电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调整前变大,则判断本
次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到C电
极调节下限值,C电极不动作,系统继续检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节下
限值,如未达到A电极调节下限值,且A电极电压尚未达到A电极电压下限值,则A电极执行降
电极动作,A电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统
预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A
电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向
升降电极操作后结束该进程;如达到A电极调节下限值或A电极电压达到A电极电压下限值,
A电极不动作,进程结束;
[0037] 当C电极电压达到C电极电压下限值时,C电极只允许做升电极动作,触发禁止降电极联锁;此时,系统检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节下限值,如未达到A电极
调节下限值,且A电极电压尚未达到A电极电压下限值,则A电极执行降电极动作,A电极执行
降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设
定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调
整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束
该进程;如达到A电极调节下限值或A电极电压达到A电极电压下限值,A电极不动作,进程结
束;
[0038] 二、调整期控制策略:
[0039] 进入出炉期20分钟后电极操作会自动进入调整期,按调整期控制策略对三个电极进行调节,调整期控制策略与出炉期控制策略相同,调整期A电极、B电极、C电极的调节下限
值均小于出炉期相应A电极、B电极、C电极的调节下限值;调整期A电极、B电极、C电极的调节
上限值均大于出炉期相应A电极、B电极、C电极的调节上限值;
[0040] 三、稳定期控制策略:
[0041] 进入调整期15分钟后电极操作会自动进入稳定期,按稳定期控制策略对三个电极进行调节,稳定期控制策略与出炉期控制策略相同,通过调整期的操作,电极的工作点已接
近平衡,稳定期A电极、B电极、C电极的调节下限值均大于出炉期相应A电极、B电极、C电极的
调节下限值;稳定期A电极、B电极、C电极的调节上限值均小于出炉期相应A电极、B电极、C电
极的调节上限值。稳定期电极的调整在接近三相电极电流设定值的区域进行微调,保证电
极端头位置的稳定。
[0042] 具体的,所述A电极调节下限值为一个周期内A电极端头向下移动极限距离,所述A电极调节上限值为一个周期内A电极端头向上移动极限距离;所述B电极调节下限值为一个
周期内B电极端头向下移动极限距离,所述B电极调节上限值为一个周期内B电极端头向上
移动极限距离;所述C电极调节下限值为一个周期内C电极端头向下移动极限距离,所述C电
极调节上限值为一个周期内C电极端头向上移动极限距离;A电极、B电极和C电极的调节量
为对应电极把持器位置上、下移动距离和电极压放量之和。A电极、B电极和C电极的升、降电
极动作通过调节电极把持器的位置实现;电极压放通过手动调节实现,每40-60分钟调节一
次。
[0043] 优选的,当电极把持器位置达到电极把持器位置上、下限时,触发禁止升降电极指令,只能通过操作台上的升降按钮进行调节,避免造成电极事故。
[0044] 优选的,系统设定在出炉期不能进行电极压放,进入出炉期触发禁止压放电极联锁,结束出炉期触发解除禁止压放电极联锁,因此电极压放只能在调整期、稳定期进行,避
免了压放电极影响出炉的现象。
[0045] 优选的,所述出炉期控制策略、所述调整期控制策略和所述稳定期控制策略均包括电石炉塌料判断模,当系统检测电极电流快速降低并逐渐回升至原值时,判断为发生
电石炉塌料,系统触发禁止升降电极指令,待电流基本平稳后,判断为电石炉塌料结束,系
统触发解除禁止升降电极指令,避免出现塌料时电极把持器位置频繁调整的现象。
[0046] 具体的,在没有单独设置烧穿变压器的电石炉上,出炉前要进行烧穿操作,烧穿电流会与A电极或B电极或C电极的电极电流叠加,系统进行运算时,将烧穿器电流的影响剔除
后进行电流偏差计算,这样就避免了烧穿器电流对电极把持器位置控制的影响。
[0047] 优选的,A电极、B电极和C电极的电极电流设置高限均为90KA,当A电极或B电极或C电极的电极电流超出90KA时,控制系统自动发出提相应电极指令,使该电极电流不高于
90KA。
[0048] 本发明依据电石炉生产运行特点引入周期论这个概念,将电石炉的每一炉归为一个周期,同时将一个周期分解为出炉期、调整期、稳定期三个工作阶段,并对三个不同工作
阶段实施不同的电极控制策略;按照三相电极之间的相互影响关系设置了电极关联性,同
时增加了电极端头移动距离上下限位,在电石炉运行过程中采集电极电流,电极电压,电极
电阻,电极位置,电极压放量,变压器档位,炉温,炉底温度,烟道温度等电石炉电极控制相
关的主要参数,运行时需要根据系统的运行条件给定一个电极电流的目标值即设定值,由
系统按照预设操作法采用模糊控制的方式判断是否对电极执行升降操作及升降多少,电极
升降调整采用的是趋势控制,调整值不固定,虽然每一次电极升降调整都不是最佳调整值,
但控制方法会使这个调节量逐渐逼近最佳值,同时也使电流逐渐趋向目标值,整个过程电
石炉的波动很小,从而实现电石炉稳定运行。
[0049] 本发明的优点:
[0050] 本发明电石炉电极升降的精确控制方法不仅解决了三相电极电流平衡控制问题,同时还解决了三相电极电压平衡、功率平衡及入炉平衡等问题,减少电石炉炉况的波动,最
终实现电石炉等电位高效运行。
[0051] 本发明主要是以电气原理及电石炉电极运行工况为依据,将发明人多年总结的电石炉电极操作控制理念和手法结合模糊运算理论,通过电脑实现程序化,以达到按照既定
操作理念对电石炉电极升降进行自动精确控制的目的,能够模拟人工按照最优方式对电石
炉电极升降进行实时控制。完全自动化控制,无需人工手动操作电石炉,有效避免人为误操
作,电极事故率大大降低,实现电石炉安全、稳定运行。
附图说明:
[0052] 图1为电石炉电极升降的精确控制方法的控制原理框图。具体实施方式:
[0053] 实施例1:电石炉电极升降的精确控制方法,将电石炉的每一炉归为一个周期,同时将一个周期分解为出炉期、调整期和稳定期三个工作阶段,并对三个不同工作阶段分别
对应实施出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略;每个工作阶段的电极控制
策略均对三相电极分别单独进行控制,又根据三相电极的相互关系设定电极关联性,通过
调整关联电极把持器位置实现对原电极的电流、电压的控制,从而使三相电极把持器位置
调整相互联系,将三相电极把持器位置控制在合适位置,保证电石炉稳定运行。
[0054] 电石炉电极升降控制策略包括:出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略,依次按出炉期控制策略、调整期控制策略和稳定期控制策略对三相电极的电极把持
器位置进行调节之后,完成一次循环即为一个调节周期,每个调节周期都进行重新运算,避
免各周期间出现相互影响;
[0055] 一、出炉期控制策略:
[0056] (1)检测计算获取电极控制输出量
[0057] 系统时时检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值和A电极电流差值的变化率,然后A电极电流差值和A电极电流差值
的变化率经过现代模糊算法运算后,得到A电极控制输出量;
[0058] 检测计算获取B电极控制输出量和检测计算获取C电极控制输出量的方法与检测计算获取A电极控制输出量的方法相同;
[0059] (2)对电极控制输出量进行逻辑判断,进而完成三个电极的位置调节;
[0060] 对A电极控制输出量进行逻辑判断的方法具体包括:
[0061] 如A电极控制输出量为电极不动作,进程结束;
[0062] 如A电极控制输出量为升电极动作,则系统进一步检测A电极电压;
[0063] 当A电极电压尚未达到A电极电压上限值时,系统检测A电极是否达到A电极调节上限值,如未达到A电极调节上限值,则A电极执行升电极动作,A电极执行升电极动作完成后,
系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A
电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调整前变大,则判断本
次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到A电
极调节上限值,A电极不动作,系统继续检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节上
限值,如未达到B电极调节上限值,且B电极电压尚未达到B电极电压上限值,则B电极执行升
电极动作,B电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统
预设的B电极电流设定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B
电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向
升降电极操作后结束该进程;如达到B电极调节上限值或B电极电压达到B电极电压上限值,
B电极不动作,进程结束;
[0064] 当A电极电压达到A电极电压上限值时,A电极只允许做降电极动作,触发禁止升电极联锁;此时,系统检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节上限值,如未达到B电极
调节上限值,且B电极电压尚未达到B电极电压上限值,则B电极执行升电极动作,B电极执行
升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设
定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调
整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束
该进程;如达到B电极调节上限值或B电极电压达到B电极电压上限值,B电极不动作,进程结
束;
[0065] 如A电极控制输出量为降电极动作,则系统进一步检测A电极电压;
[0066] 当A电极电压尚未达到A电极电压下限值时,系统检测A电极是否达到A电极调节下限值,如未达到A电极调节下限值,则A电极执行降电极动作,A电极执行降电极动作完成后,
系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设定值进行比较,得到A
电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调整前变大,则判断本
次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到A电
极调节下限值,A电极不动作,系统继续检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节下
限值,如未达到B电极调节下限值,且B电极电压尚未达到B电极电压下限值,则B电极执行降
电极动作,B电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统
预设的B电极电流设定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B
电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向
升降电极操作后结束该进程;如达到B电极调节下限值或B电极电压达到B电极电压下限值,
B电极不动作,进程结束;
[0067] 当A电极电压达到A电极电压下限值时,A电极只允许做升电极动作,触发禁止降电极联锁;此时,系统检测A电极的关联电极B电极是否达到B电极调节下限值,如未达到B电极
调节下限值,且B电极电压尚未达到B电极电压下限值,则B电极执行降电极动作,B电极执行
降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设
定值进行比较,得到B电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调
整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束
该进程;如达到B电极调节下限值或B电极电压达到B电极电压下限值,B电极不动作,进程结
束;
[0068] 对B电极控制输出量进行逻辑判断的方法具体包括:
[0069] 如B电极控制输出量为电极不动作,进程结束;
[0070] 如B电极控制输出量为升电极动作,则系统进一步检测B电极电压;
[0071] 当B电极电压尚未达到B电极电压上限值时,系统检测B电极是否达到B电极调节上限值,如未达到B电极调节上限值,则B电极执行升电极动作,B电极执行升电极动作完成后,
系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设定值进行比较,得到B
电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调整前变大,则判断本
次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到B电
极调节上限值,B电极不动作,系统继续检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节上
限值,如未达到C电极调节上限值,且C电极电压尚未达到C电极电压上限值,则C电极执行升
电极动作,C电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统
预设的C电极电流设定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C
电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向
升降电极操作后结束该进程;如达到C电极调节上限值或C电极电压达到C电极电压上限值,
C电极不动作,进程结束;
[0072] 当B电极电压达到B电极电压上限值时,B电极只允许做降电极动作,触发禁止升电极联锁;此时,系统检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节上限值,如未达到C电极
调节上限值,且C电极电压尚未达到C电极电压上限值,则C电极执行升电极动作,C电极执行
升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设
定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调
整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束
该进程;如达到C电极调节上限值或C电极电压达到C电极电压上限值,C电极不动作,进程结
束;
[0073] 如B电极控制输出量为降电极动作,则系统进一步检测B电极电压;
[0074] 当B电极电压尚未达到B电极电压下限值时,系统检测B电极是否达到B电极调节下限值,如未达到B电极调节下限值,则B电极执行降电极动作,B电极执行降电极动作完成后,
系统返回检测获取电石炉B电极电流值,并与系统预设的B电极电流设定值进行比较,得到B
电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到B电极电流差值如较调整前变大,则判断本
次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到B电
极调节下限值,B电极不动作,系统继续检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节下
限值,如未达到C电极调节下限值,且C电极电压尚未达到C电极电压下限值,则C电极执行降
电极动作,C电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统
预设的C电极电流设定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C
电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向
升降电极操作后结束该进程;如达到C电极调节下限值或C电极电压达到C电极电压下限值,
C电极不动作,进程结束;
[0075] 当B电极电压达到B电极电压下限值时,B电极只允许做升电极动作,触发禁止降电极联锁;此时,系统检测B电极的关联电极C电极是否达到C电极调节下限值,如未达到C电极
调节下限值,且C电极电压尚未达到C电极电压下限值,则C电极执行降电极动作,C电极执行
降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设
定值进行比较,得到C电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调
整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束
该进程;如达到C电极调节下限值或C电极电压达到C电极电压下限值,C电极不动作,进程结
束;
[0076] 对C电极控制输出量进行逻辑判断的方法具体包括:
[0077] 如C电极控制输出量为电极不动作,进程结束;
[0078] 如C电极控制输出量为升电极动作,则系统进一步检测C电极电压;
[0079] 当C电极电压尚未达到C电极电压上限值时,系统检测C电极是否达到C电极调节上限值,如未达到C电极调节上限值,则C电极执行升电极动作,C电极执行升电极动作完成后,
系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设定值进行比较,得到C
电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调整前变大,则判断本
次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到C电
极调节上限值,C电极不动作,系统继续检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节上
限值,如未达到A电极调节上限值,且A电极电压尚未达到A电极电压上限值,则A电极执行升
电极动作,A电极执行升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统
预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A
电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向
升降电极操作后结束该进程;如达到A电极调节上限值或A电极电压达到A电极电压上限值,
A电极不动作,进程结束;
[0080] 当C电极电压达到C电极电压上限值时,C电极只允许做降电极动作,触发禁止升电极联锁;此时,系统检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节上限值,如未达到A电极
调节上限值,且A电极电压尚未达到A电极电压上限值,则A电极执行升电极动作,A电极执行
升电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设
定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调
整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束
该进程;如达到A电极调节上限值或A电极电压达到A电极电压上限值,A电极不动作,进程结
束;
[0081] 如C电极控制输出量为降电极动作,则系统进一步检测C电极电压;
[0082] 当C电极电压尚未达到C电极电压下限值时,系统检测C电极是否达到C电极调节下限值,如未达到C电极调节下限值,则C电极执行降电极动作,C电极执行降电极动作完成后,
系统返回检测获取电石炉C电极电流值,并与系统预设的C电极电流设定值进行比较,得到C
电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到C电极电流差值如较调整前变大,则判断本
次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束该进程;如达到C电
极调节下限值,C电极不动作,系统继续检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节下
限值,如未达到A电极调节下限值,且A电极电压尚未达到A电极电压下限值,则A电极执行降
电极动作,A电极执行降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统
预设的A电极电流设定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A
电极电流差值如较调整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向
升降电极操作后结束该进程;如达到A电极调节下限值或A电极电压达到A电极电压下限值,
A电极不动作,进程结束;
[0083] 当C电极电压达到C电极电压下限值时,C电极只允许做升电极动作,触发禁止降电极联锁;此时,系统检测C电极的关联电极A电极是否达到A电极调节下限值,如未达到A电极
调节下限值,且A电极电压尚未达到A电极电压下限值,则A电极执行降电极动作,A电极执行
降电极动作完成后,系统返回检测获取电石炉A电极电流值,并与系统预设的A电极电流设
定值进行比较,得到A电极电流差值如较调整前变小,进程结束;得到A电极电流差值如较调
整前变大,则判断本次调整错误,进行反向升降电极操作,执行完反向升降电极操作后结束
该进程;如达到A电极调节下限值或A电极电压达到A电极电压下限值,A电极不动作,进程结
束;
[0084] 二、调整期控制策略:
[0085] 进入出炉期20分钟后电极操作会自动进入调整期,按调整期控制策略对三个电极进行调节,调整期控制策略与出炉期控制策略相同,调整期A电极、B电极、C电极的调节下限
值均小于出炉期相应A电极、B电极、C电极的调节下限值;调整期A电极、B电极、C电极的调节
上限值均大于出炉期相应A电极、B电极、C电极的调节上限值;
[0086] 三、稳定期控制策略:
[0087] 进入调整期15分钟后电极操作会自动进入稳定期,按稳定期控制策略对三个电极进行调节,稳定期控制策略与出炉期控制策略相同,通过调整期的操作,电极的工作点已接
近平衡,稳定期A电极、B电极、C电极的调节下限值均大于出炉期相应A电极、B电极、C电极的
调节下限值;稳定期A电极、B电极、C电极的调节上限值均小于出炉期相应A电极、B电极、C电
极的调节上限值。稳定期电极的调整在接近三相电极电流设定值的区域进行微调,保证电
极端头位置的稳定。
[0088] 其中,所述A电极调节下限值为一个周期内A电极端头向下移动极限距离,所述A电极调节上限值为一个周期内A电极端头向上移动极限距离;所述B电极调节下限值为一个周
期内B电极端头向下移动极限距离,所述B电极调节上限值为一个周期内B电极端头向上移
动极限距离;所述C电极调节下限值为一个周期内C电极端头向下移动极限距离,所述C电极
调节上限值为一个周期内C电极端头向上移动极限距离;A电极、B电极和C电极的调节量为
对应电极把持器位置上、下移动距离和电极压放量之和。
[0089] 当电极把持器位置达到电极把持器位置上、下限时,触发禁止升降电极指令,只能通过操作台上的升降按钮进行调节,避免造成电极事故。
[0090] 系统设定在出炉期不能进行电极压放,进入出炉期触发禁止压放电极联锁,结束出炉期触发解除禁止压放电极联锁,因此电极压放只能在调整期、稳定期进行,避免了压放
电极影响出炉的现象。
[0091] 所述出炉期控制策略、所述调整期控制策略和所述稳定期控制策略均包括电石炉塌料判断模块,当系统检测电极电流快速降低并逐渐回升至原值时,判断为发生电石炉塌
料,系统触发禁止升降电极指令,待电流基本平稳后,判断为电石炉塌料结束,系统触发解
除禁止升降电极指令,避免出现塌料时电极把持器位置频繁调整的现象。
[0092] 在没有单独设置烧穿变压器的电石炉上,出炉前要进行烧穿操作,烧穿电流会与A电极或B电极或C电极的电极电流叠加,系统进行运算时,将烧穿器电流的影响剔除后进行
电流偏差计算,这样就避免了烧穿器电流对电极把持器位置控制的影响。
[0093] A电极、B电极和C电极的电极电流设置高限均为90KA,当A电极或B电极或C电极的电极电流超出90KA时,控制系统自动发出提相应电极指令,使该电极电流不高于90KA。
[0094] 本实施例中,利用矿热炉模糊控制算法,得到电极控制输出量,具体为:根据电极电流偏差ei、电极电流偏差的变化率Δei、电极插入炉料中的深度dt和电极插入炉料中深度
的变化率Δdt,采用模糊控制器对矿热炉电极位置的变化量(上升或下降一定高度)mt进行
调节,其中模糊控制器的隶属度函数和模糊控制规则是根据专家经验获得,控制器的输出
是根据模糊近邻距离加权插值计算得到,从而提高了模糊控制器的控制精度。电极电流偏
差ei、电极电流偏差的变化率Δei、电极插入炉料中的深度dt、电极插入炉料中深度的变化
率Δdt和电极位置的变化量mt的对应的语言变量分别为Ei、ΔEi、Dt、ΔDt和Mt,Ei、ΔEi、ΔDt和Mt的论域均为[-10,-8,-6,-4,-2,0,2,4,6,8,10],语言值则均选择[N,ZO,P],分别代表负、零、正;Dt的论域为[0,2,4,6,8,10],语言值则选择[ZO,PS,PB],分别代表零、正小、正大;根据专家的知识和技术人员的经验可建立相应的隶属度赋值表,如表1~5所示:
[0095] 表1Ei隶属度赋值表
[0096]  -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10
N 1 0.7 0.5 0.3 0 0 0 0 0 0 0
Z0 0 0 0 0.6 0.8 1 0.8 0.6 0 0 0
P 0 0 0 0 0 0 0 0.3 0.6 0.8 1
[0097] 表2ΔEi隶属度赋值表
[0098]  -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10
N 1 0.7 0.5 0.3 0 0 0 0 0 0 0
Z0 0 0 0 0.6 0.8 1 0.8 0.6 0 0 0
P 0 0 0 0 0 0 0 0.3 0.6 0.8 1
[0099] 表3Dt隶属度赋值表
[0100]  0 2 4 6 8 10
Z0 1 0.8 0 0 0 0
PS 0 0.6 0.8 1 0.4 0
PB 0 0 0.2 0.6 0.7 1
[0101] 表4ΔDt隶属度赋值表
[0102]  -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10
N 1 0.7 0.5 0.4 0 0 0 0 0 0 0
Z0 0 0 0 0.5 0.7 1 0.7 0.5 0 0 0
P 0 0 0 0 0 0 0 0.4 0.5 0.7 1
[0103] 表5Mt隶属度赋值表
[0104]  -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10
N 1 0.8 0.6 0.4 0 0 0 0 0 0 0
Z0 0 0 0 0.6 0.8 1 0.8 0.6 0 0 0
P 0 0 0 0 0 0 0 0.4 0.6 0.8 1
[0105] 根据专家知识和经验可得到一系列形如“IF...THEN...”模糊控制规则,因为4个输入变量的语言值均为3个,则模糊控制规则的总数量为81条,如表6所示:
[0106] 表6模糊控制规则
[0107]
[0108]
[0109]
[0110]
[0111]
[0112] 根据以上的隶属度赋值表和模糊控制规则,则完成了模糊控制器构建,为了提高模糊控制器的控制精度,采用模糊近邻距离加权插值算法得到最终的控制输出,具体如下:
[0113] 将电极电流偏差ej、电极电流偏差的变化率Δei、电极插入炉料中的深度dt和电极插入炉料中深度的变化率Δdt的测量值分别变换到各自对应的论域上得到x1、x2、x3、x4,则
此时模糊控制器输入量为{x1,x2,x3,x4},接着根据该输入量满足以下所述条件(1)或条件
(2)的不同情况,得到实际控制输出;
[0114] 条件(1):若x1=[x1]且x2=[x2]且x3=[x3]且x4=[x4]([·]为取整算子),则可直接利用上述表1~表6隶属度赋值表和模糊控制规则,采用最大-最小推理方法以及最大隶
属度的去模糊化过程得到控制输出的语言值等级,再将该等级值乘以电极位置的变化量mt
的量程,得到实际控制输出u;
[0115] 条件(2):若x1≠[x1]或x2≠[x2]或x3≠[x3]或x4≠[x4]([·]为取整算子),则定义8个近邻变量A0、A1、B0、B1、C0、C1、D0、D1,且令A0=[x1],A1=[x1]+1,B0=[x2],B1=[x2]+1,C0=[x3],C1=[x3]+1,D0=[x4],D1=[x4]+1,这样模糊控制器输入{x1,x2,x3,x4}在模糊规则前件空间中的模糊近邻点共有16个,即P0000={A0,B0,C0,D0}、P0001={A0,B0,C0,D1}、P0010={A0,B0,C1,D0}、P0011={A0,B0,C1,D1}、P0100={A0,B1,C0,D0}、P0101={A0,B1,C0,D1}、P0110={A0,B1,C1,D0}、P0111={A0,B1,C1,D1}、P1000={A1,B0,C0,D0}、P1001={A1,B0,C0,D1}、P1010={A1,B0,C1,D0}、P1011={A1,B0,C1,D1}、P1100={A1,B1,C0,D0}、P1101={A1,B1,C0,D1}、P1110={A1,B1,C1,D0}、P1111={A1,B1,C1,D1},这16个模糊近邻点Pijkq,i∈{0,1},j∈{0,1},k∈{0,1},q∈{0,1},可分别利用上述隶属度赋值表和模糊控制规则(表1~6),采用最大-最小推理方法以及最大
隶属度的去模糊化过程得到这16个模糊近邻点Pijkq各自对应的控制输出的语言值等级,再
将等级值乘以电极位置的变化量mt量程可得到这16个模糊近邻点Pijkq各自对应的控制输出
mijkq,i∈{0,1},j∈{0,1},k∈{0,1},q∈{0,1},接着计算这16个模糊近邻点和Pijkq模糊控制器输入{x1,x2,x3,x4}之间的改进Logistic距离,dijkq,i∈{0,1},j∈{0,1},k∈{0,1},q∈{0,1},具体计算公式如下:
[0116]
[0117] 其中:Ai、Aj、Ak和Aq是近邻变量,且i∈{0,1},j∈{0,1},k∈{0,1},q∈{0,1}。
[0118] 接着计算出这16个模糊近邻点各自对应的权重wijkq,i∈{0,1},j∈{0,1},k∈{0,1},q∈{0,1},具体计算公式如下:
[0119]
[0120] 最后根据计算出实际控制输出u,具体计算公式如下:
[0121]
[0122] 根据上述条件(1)或条件(2)得到实际控制输出u后,然后对控制输出量进行逻辑判断,进而完成三个电极的位置调节。
[0123] 按本发明方法,目前已进行为期一个月的试运行,运行期间电石厂11#电石炉运行稳定,装置开车率保持在非常高的水平上,电石产量、质量等关键参数也有了较大改善。以
下是电石炉按本发明方法投运前后运行情况对比:
[0124] 表1:某电石厂11#电石炉按本发明方法投运前后一个月的主要参数对比
[0125]
[0126]
[0127] 通过上表可以看出:
[0128] 电石炉按本发明方法投运前,11#电石炉装置开车率仅为92.5%,投运后,装置开车率提升了5.6%,达到了98.1%。
[0129] 按本发明方法投运后电石炉产量也有了大幅度提高,日均产量提高了26.6吨,C3值也由10.3降低到了9.8。
[0130] 对比电石炉按本发明方法投运前后,在电流运行平稳的前提下,11#电石炉负荷提升了2179KW,电极平均电压提高了4V。
[0131] 表2某电石厂11#电石炉按本发明方法投运之后与相同运行条件的12#电石炉的主要参数对比
[0132]
[0133] 由以上数据可以看出:11#电石炉按本发明方法投运之后,装置开车率较12#电石炉高0.3%,产量较12#电石炉高16.2吨/天,C3值较12#电石炉降低0.3,电石炉负荷较12#电
石炉高1452KW,电压较12#电石炉高3.3V,生产状况优于12#电石炉。
[0134] 由以上对比可看出,电石炉按本发明方法投运,有利于电石炉长期、稳定、高产运行。
[0135] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
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