[发明专利]电炉功率的自动控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及冶金技术领域，特别涉及一种电炉功率的自动控制系统。

背景技术

电炉在冶炼工艺中具有广泛的应用，如铅锌冶炼中的保温电炉，铜冶炼中的贫化、沉降电炉，镍铁冶炼中的熔炼电炉等。从目前情况看，电炉运行是否平稳，常常对整个工艺流程及最终产品有着至关重要的影响。此外电炉作为大负荷用电设备，其运行情况直接影响到能耗和电能质量，如电网冲击、谐波等。近年来，随着电炉规模的不断扩大，对于电炉的自动控制变得越来越重要。

电炉自动控制的目的在于，1)自动调节功率，优化操作，减少人工劳动。2)稳定炉况最大程度地满足工艺需求。3)提高电能质量，减少对电网的冲击，减少电能损失。然而电炉作为被控制对象，由于其具有强非线性、时变形和多变量特性，因此建模困难，控制非常复杂。目前一些冶炼厂采用常规的反响调节结合死区方法进行控制，但是其算法比较简单，虽然在一定程度上实现了功率的自动调节。但是在炉况波动较大时，该方法的适应性差，控制效果难以保障，且手动干预操作频繁。因此，对于电炉功率的自动控制方法急需进一步改进。

发明内容

本发明的目的旨在至少解决上述技术缺陷之一，特别是解决现有技术中电炉功率控制效果差的缺陷。

为达到上述目的，本发明一方面提出一种电炉功率的自动控制系统，包括：深度检测装置，所述深度检测装置检测三个电极插入所述电炉的当前深度值；电流和电压检测装置，所述电流和电压检测装置检测所述三个电极每个对应的当前的电流值和电压值；存储装置，所述存储装置保存预设的专家推理表和电阻设定值，所述电阻设定值根据所述电炉的设定功率值获得；升降装置，所述升降装置控制所述三个电极插入所述电炉的深度；和控制装置，所述控制装置与所述深度检测装置、所述电流和电压检测装置、所述升降装置和所述存储装置相连，所述控制装置根据所述每个电极的当前的电流值和电压值计算所述每个电极的电阻当前值，并根据所述每个电极的电阻当前值和所述电阻设定值查找预设的专家推理表以确定所述三个电极的调整幅度值，以及根据所述三个电极的当前深度值和所述调整幅度值控制所述升降装置对所述三个电极插入所述电炉的深度进行调整。

在本发明的一个实施例中，所述深度检测装置为绝对值编码器。

在本发明的一个实施例中，所述控制装置为位于控制室的计算机控制系统。其中，所述控制装置根据所述每个电极的电阻当前值和电阻设定值确定调节误差和误差变化率，并根据所述调节误差和误差变化率查找所述专家推理表以确定三个电极的调整幅度值。具体地，调节误差ei(t)＝Rsi(t)-Ri(t)，其中，Rsi(t)为电阻设定值，Ri(t)为电阻当前值，i为电极编号，i＝1，2，3，t为当前控制周期；误差变化率de＝ei(t)-ei(t-1)。

在本发明的一个实施例中，所述专家推理表为：

其中，其中，ai、aai、bi、bbi、ki、kki、dnj和ddnj为预设的设计参数，0≤i ≤3，1≤n≤5，1≤j≤4。

在本发明的一个实施例中，所述控制装置在延时预设的时间之后，再次检测所述三个电极每个所对应的当前的电流值和电压值，以及三个电极插入所述电炉的当前深度值，并根据所述每个电极的电阻当前值和所述电阻设定值查找预设的专家推理表以确定所述三个电极的调整幅度值，以及根据所述调整幅度值和当前深度值对所述电机插入所述电炉的深度继续进行调整。

在本发明的一个实施例中，所述升降装置包括手动控制开关，操作者通过所述手动控制开关手动对所述三个电极进行升降。

在本发明的一个实施例中，还包括：异常状况诊断装置，所述异常状况诊断装置与所述控制装置相连，所述异常状况诊断装置对所述电炉的电压、所述电炉的异常和仪表及通讯的异常进行监控和诊断，并将监控和诊断结果反馈给所述控制装置，所述控制装置根据所述监控和诊断结果判断是否报警或停止所述系统的工作。

本发明系统针对电炉控制对象强非线性、时变性及多变量耦合的特点，可通过对专家规则及推理机制的设计，将优秀的现场操作经验融入算法，有效的解决了电炉对象建模复杂，难于控制的难题。本发明的系统在各种工况下皆具有优秀的控制效果，在稳定炉况、节约电能和减少对电力系统冲击上起到了显著作用。另外，本系统还提供了电极自动/手动升降、炉体温度监测、冷却水监测、异常状况诊断(电压异常，炉况异常，仪表及通讯异常等)、电极及电能消耗累计等功能，因此整个系统功能完备且易于操作。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明