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1、比例控制技术在高炉料流调节阀的应用智能仪器仪表编者按如本刊1期专题所述,智能仪器仪表的出现,极大地扩充了传统仪器的应用范围.近年来,由于各种核心技术的日益成熟,智能仪器仪表技术在我国发展非常迅速.国内市场上已经出现了多种多样的智能化仪器仪表,本专题将着重从以下几个实例介绍智能仪器仪表的核心技术,新型仪器仪表的研制,及其在工厂企业的典型应用.例如,利用控制技术的高炉料流调节阀,利用ATMEGA32单片机的三相网络电力仪表,基于新型芯片的便携式检测仪等.本期专题责任嫡辑:祝晓艳摘要关键词0引言比例控制技术在高炉料流调节阀的应用赵彦婷(安阳钢铁股份有限公司炼铁厂,河南安阳455004)从介绍料流调节
2、阀在无钟炉顶高炉布料工艺中的重要性入手,叙述了料流调节阀的控制方式,着重阐述了在该控制系统中应用的关键技术比例控制技术的控制原理.高炉料流调节阀比例控制在炉顶布料控制中,料流调节阀的开度控制(即y角的控制)至关重要,只有y角控制精确,才能有效地控制好下料的料流量,进而更准确地控制好每批料布料的厚度,环数及布料的起点和终点,以求得到需要的炉内煤气流分布.1料流调节阀控制1.1控制原则及给定计算方法料流调节阀的开度控制所遵循的原则即:在规定的时间内把下罐中的料放完.一般计算开度(即y角)有重量法和时间法两种.重量法根据下罐电子秤称重及布料矩阵求出料流速度,再根据料流曲线在矩阵表格中查出或计算出料流
3、调节阀的开度;时间法一般是当称重系统出现故障时,重量由设定或槽下称量测得,按布料矩阵计算料流速度,再根据料流曲线计算出y角.1.2控制方式及流程为精确地控制布料精度,我厂2200m.高炉料流调节阀采用比例控制技术.控制系统框图如图1所示.从图中可以很清楚地了解控制系统的流程,PLC控制系统接收炉顶控制系统发出的y角开度大小和动作指令并采集炉顶料流调节阀的实际开度值,在经过计算机CPU分析比较处理后,把开度指令转换成4-20mA的电信号输入比例放大器,由比例放大器经功率放大后输出至比例电磁铁线圈,线圈得电,比例换向阀动作,油压驱动油缸完成对料流调节阀的开度控制.2控制原理料流调节阀的控制系统中,
4、CPU处理及比例控制是关键.2.1CPU处理CPU按一定的控制流程进行分析,比较,处理.控制流程图如图2所示.图1料流调节阀控制系统框图收稿日期:20070508作者简介:赵彦婷(1972一),女,电气工程师.图2料流调节阀控制流程图电工技术l2007i8期l1智能仪器仪表从控制流程看,料流调节阀的整个动作过程,随着y角偏差6的不断减小,PLC输出至比例放大器的信号断减弱,比例电磁铁中的电流不断减小,油缸速度也不断降低,直到锁定液压锁,动作过程结束.2.2比例控制2_2_1比例放大器本系统中采用了厂r3006系列的比例放大器.接线如图3所示.虚线框内为控制器内部接线.和控制装置而构成的.它可以
5、按给定的输入电压或电流信号连续地按比例控制流体的方向和流量.料流调节阀控制的液压原理如图4所示.图3比例放大器原理接线图DC24V作为控制器(VT3006)的电源供应(32a位置),PLC给定信号经16a及16c位置输入,经比例放大器产生一差值电压输出作为控制信号,而16a位置电压为0_+10V,16c位置电压为16a位置的参考电压(特要注意的是当使用差值放大器做输入控制信号时,16a与16c的信号线必须同时接上或拆除.).比例放大器工作原理:输入010V信号,经反相器后极性改变,经积分环节输出并与阶梯信号发生器输出信号经加法器叠加并将叠加后的信号反相后输入PID调节器,经调节器将此控制信号与
6、反馈信号作比较后输出一补偿信号再经电压/电流转换器,转换为电流信号输出至电磁铁线圈.在此过程中,若输入信号为正,则加法器输出的控制信号为负,电磁线圈A得电去控制阀芯移动,进而控制系统油压的流动方向及液流量;若输入信号为负,则加法器输出的控制信号为正,电磁线圈B得电去控制阀芯移动,进而控制系统油压的流动方向及液流量,而电流分别经24a与22a输出.2_2_2比例换向阀比例换向阀是由比例电磁铁取代普通液压阀的调节图4料流调节阀控制液压原理图比例换向阀的电磁铁接受由比例放大器输出的带极性的电流信号,不同极性控制换向阀阀芯移动的方向,信号的强弱决定电磁铁的吸力大小,从而决定阀芯的动作行程大小,随控制信
7、号由大至小的连续变化,阀芯的动作行程也随之连续地由大变小,因而连通油口间的通油面积即流量也连续变化.所以比例换向阀不但控制执行元件一油缸的运动方向,而且控制其速度,从而实现料流调节阀的开关及开度精度的控制.3结束语我厂2200m.高炉炉顶料流调节阀采用比例控制技术,PLC闭环控制,大大提高了对该设备控制的精度,实际应用中,开度偏差控制在0.6.以下,满足了高炉布料工艺的需要.参考文献1炼铁学.冶金工业出版社2液压传动与控制.国防工业出版社美国宝星工业型laps中标富士康51Vlll-生产线2f,nv/l电工技术近日,美国宝星ST系列8台80kVAUPS机器中标富士康集团SMT生产线,所有机器已
8、顺利安装,调试好,运行稳定.富士康科技集团是全球3C(计算机,通讯,消费性电子)代工领域规模最大,成长最快,评价最高的国际集团,是全球前二十名中惟一上榜的华人企业.富士康作为全球3C跨国超大规模企业,产品质量尤其重视.由于中国目前电力状况欠佳,经常性有电力中断或电力不稳,SMT组装过程电力控制特别重要,电力中断或电力不稳不仅会损坏生产设备,对产品质量影响更大.此次富士康采购的8台PROSTAR宝星纯在线工频UPS正是为改善生产品质的项重大举措.事实上,PROSTAR宝星工频UPS在半导体行业生产与电子产品组装行业生产线上应用广泛,尤其在SMT,半导体生产线上,6月就有几台机器入驻上海华虹NEC集团,保护其半导体生产线电力安全.