[发明专利]高炉串罐自动喷煤控制系统及方法

权利要求书

1.一种高炉串罐自动喷煤控制系统，该系统包括在线监控硬件系统和软件处理模块；其特征在于：在线监控的硬件系统通过Profibus网络连接西门子PLC控制系统和上位监控系统，监控喷煤各个过程的状态；数学模型的建立及调节机制的实施硬件包括喷煤罐的电子秤、控制喷煤罐压力的起补压作用的调节阀和起流化作用的手动阀、给煤器、压力罐的压力及流量控制阀；其中所述的压力罐包括煤粉仓、储煤罐、喷煤罐；通过以太网实现了模型计算及自动调节与Profibus网络上的喷煤实时数据的通讯，完成动态数学模型建立及调节机制的实施；软件处理模块包括数据采集模块、样本数据有效性判断模块、样本数据更新模块、数学模型系数修正模块、数学模型计算模块、比较模块、模糊调节模块、快速调节模块、数据库、历史数据查询模块；

其中，比较模块是计算实时喷煤量与设定喷煤量的差值；

模糊调节模块是根据比较模块的比较结果，并根据当前喷煤罐压力和给煤器开度实际值情况，自动选择最优的喷煤罐压力和给煤器开度，进行自动控制调节，满足喷煤精度要求；

快速调节模块是在小范围内快速调节喷煤罐压力，是为了快速消除实时喷煤量与设定喷煤量之差，保证实时喷煤量在误差范围内跟踪设定喷煤量，在控制器中根据上述差值进行喷煤罐压力快速调节的控制；

软件处理模块都运行在工控机上。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的在线监控的硬件系统包括煤粉收集器、压力罐、压力罐的电子秤、压力罐的压力检测设备、电磁阀、气动阀、软连接设备、调节阀、手动阀、氮气包、喷吹气包、防爆气包、给煤器、煤粉分配器、检测温度的热电偶、管路流量检测设备、管路压力检测设备；在线监控的硬件系统由两个相同的硬件系列组成，煤粉收集器、氮气包、喷吹气包、防爆气包为两个系列共用部分，其它部分是相同的设备分别应用，每个系列整体结构为上下分层式构成；每个系列煤粉收集器位于最顶端，煤粉收集器通过一个由电磁阀控制的气动阀连接到下端的煤粉仓，煤粉收集器通过管路连接到防爆气包的电磁阀和放散气体的第一和第二电磁阀上；煤粉仓的上端连接煤粉收集器，煤粉仓下端通过两个由电磁阀控制的气动阀连接到储煤罐上，煤粉仓通过管路分别连接到防爆气包的电磁阀上和起流化作用的第一电磁阀上，整个煤粉仓配有电子秤显示重量和压力测量设备显示压力，并有温度检测设备检测罐内温度值；储煤罐的上端连接煤粉仓，储煤罐下端通过一个由电磁阀控制的气动阀和一个软连接设备连接到喷煤罐，储煤罐通过管路分别连接到起充压作用的电磁阀和上下两个起流化作用的第二、第三电磁阀上，并由管路连接到起放散作用的第一电磁阀上，并由管路将放散作用的第一电磁阀连接到煤粉收集器上，整个储煤罐配有电子秤显示重量和压力测量设备显示压力，并有温度检测设备检测罐内温度值；喷煤罐的上端连接储煤罐，喷煤罐下端通过一个由电磁阀控制的气动阀连接到给煤器上，喷煤罐通过管路分别连接起补压作用的调节阀和起流化作用的手动阀，并由管路连接到起放散作用的第二电磁阀上，并由管路将放散作用的第二电磁阀连接到煤粉收集器上，整个喷煤罐配有电子秤显示重量和压力测量设备显示压力，并有温度检测设备检测罐内温度值；给煤器上端连接喷煤罐，给煤器左端通过管路连接由电磁阀控制的气动阀到喷吹气包上，并且左端管路上有管路压力检测设备和流量检测设备；给煤器右端通过管路连接由电磁阀控制的气动阀到煤粉分配器上，并且右端管路上有管路压力检测设备；给煤器具有开度控制和显示功能；煤粉分配器一端连接到给煤器的右端管路上，另一端连接到高炉的各个风口上，并且连接到给煤器右端的管路上有管路压力检测设备；每个系列起流化作用的电磁阀、起充压作用的电磁阀、起补压作用的调节阀、起流化作用的手动阀都通过管路连接到氮气包上。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：数学模型计算模块是以多元线性回归计算为基础，采用了回归系数动态修正处理，建立了动态的线性回归计算模型，以现场检测的实时数据为依据，设计了适应不同喷煤生产过程的喷煤量计算的方法。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：样本数据有效性判断模块通过以太网网络读取Profibus网络上喷煤生产数据，其中包括喷煤罐的重量、喷煤罐的压力、相关电磁阀状态，对喷煤生产过程中的各个工艺过程进行判断，将相对时段内由于设备和工艺操作造成喷煤罐重量波动较大的工艺过程去掉，选择相对时段内喷煤罐重量波动较小或者无波动的工艺过程。