TRT高炉顶压控制冲压过程前馈控制仿真方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102676716A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102676716A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201210182276.7(22)申请日2012.06.05(71)申请人中冶南方工程技术有限公司地址430223湖北省武汉市东湖新技术开发区大学园路33号(72)发明人万磊李清忠叶理德(74)专利代理机构湖北武汉永嘉专利代理有限公司42102代理人王丹(51)Int.Cl.C21B5/06(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书66页页附图附图33页(54)发明名称TRT高炉顶压控制冲压过程前馈控制仿真方法及系统(57)摘要本发明提供TRT高炉顶压控制冲压过程前馈控制仿真方法，包括：1）对TRT系统的各组成部分建立部件类仿真模块，编辑和设计参数、接口；2）通过部件类仿真模块的接口将部件类仿真模块进行连接，调节参数使系统达到稳态；3）分析实际TRT系统冲压过程的特点，增加冲压干扰模块和前馈控制模块；冲压干扰模块用于仿真冲压过程对高炉顶压的影响；前馈控制模块在冲压时根据冲压阀前后的压差和流量系数计算煤气流量，根据静叶的流量特性曲线计算出静叶对应的开度，在冲压时提前控制静叶开度；4）设置系统仿真参数，进行仿真运算。通过此法，在仿真系统中进行调试以确定更合理的控制方案，避免直接在线测试对高炉的正常产生的影响。CN10267ACN102676716A权利要求书1/2页1.一种TRT高炉顶压控制冲压过程前馈控制仿真方法，其特征在于：它包括以下步骤：1）针对TRT系统的各组成部分，分别建立各部件类仿真模块，并为各部件类仿真模块编辑和设计参数、接口；2）通过各部件类仿真模块的接口将部件类仿真模块按实际TRT系统进行连接，并调节各模块参数使系统达到稳态；3）分析实际TRT系统冲压过程的特点和控制方法，增加2个程序类仿真模块，分别为冲压干扰模块和前馈控制模块；冲压干扰模块用于仿真冲压过程对高炉顶压的影响；前馈控制模块用于仿真实际PLC控制器对静叶的控制；其中前馈控制模块在冲压时根据冲压阀前后的压差和煤气流量系数计算出流入冲压罐的煤气流量，同时根据静叶的流量特性曲线计算出静叶所对应该煤气流量的开度，在冲压时提前利用静叶的流量特性曲线控制静叶开度；4）设置系统仿真参数，进行仿真运算。2.根据权利要求1所述的TRT高炉顶压控制冲压过程前馈控制仿真方法，其特征在于：所述步骤1）中的部件类仿真模块包括：边界A：为第一定压节点，模拟进入高炉的热风的压力；管道A：包括a节管道，每节管道包括一个固定开度的阀门和一个容器；高炉模型：包括上容器和下容器，上容器和下容器之间由第一调节阀连接；第一调节阀的开度为固定值；管道B：包括b节管道，每节管道包括一个固定开度的阀门和一个容器；静叶：包括第二调节阀，第二调节阀的开度由所述的前馈控制模块控制；边界B：为第二定压节点，模拟经过静叶之后的管网煤气压力；冲压阀：冲压阀的开关由所述的冲压干扰模块控制；冲压罐：包括一个容器；边界A、管道A、高炉模型、管道B、静叶和边界B顺次连接，管道B与静叶之间分出一个分支与冲压阀连接，冲压阀的另一端与冲压罐连接。3.根据权利要求2所述的TRT高炉顶压控制冲压过程前馈控制仿真方法，其特征在于：所述步骤3）前馈控制模块具体控制方案为：设冲压阀前的管道压力为，冲压罐内压力为，和的压差为且，首先根据压差计算出流入冲压罐的煤气流量：，其中为流量系数，与冲压阀的形式有关；然后根据该煤气流量及静叶的流量特性曲线计算出静叶所对应的开度，提前控制静叶开度。4.根据权利要求1至3中任意一项所述的TRT高炉顶压控制冲压过程前馈控制仿真方法，其特征在于：它还包括步骤5）将仿真结果与预期效果比较，对系统仿真参数进行调试，以获得最佳控制参数。5.一种TRT高炉顶压控制冲压过程前馈控制仿真系统，其特征在于：它包括部件类模2CN102676716A权利要求书2/2页块和程序类模块；其中部件类模块包括：边界A：为第一定压节点，模拟进入高炉的热风的压力；管道A：包括a节管道，每节管道包括一个固定开度的阀门和一个容器；高炉模型：包括上容器和下容器，上容器和下容器之间由第一调节阀连接；第一调节阀的开度为固定值；管道B：包括b节管道，每节管道包括一个固定开度的阀门和一个容器；静叶：包括第二调节阀，第二调节阀的开度由所述的前馈控制模块控制；边界B：为第二定压节点，模拟经过静叶之后的管网煤气压力；冲压阀：冲压阀的开关由所述的冲压干扰模块控制；冲压罐：包括一个容器；边界A、管道A、高炉模型、管道B、静叶和边界B顺次连接，管道B与静叶之间分出一个分支与冲压阀连接，冲压阀的另一端与冲压罐连接；程序类模块包括：冲压干扰模块，用于仿真冲压过程对高炉顶压