[发明专利]焦炉碳化室压力调节装置及其模糊控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及焦炉碳化室压力调节装置及其模糊控制方法。

背景技术

传统工艺上，焦炉各碳化室产生的荒煤气通过上升管及桥管进入集气管，在集气管的另一端通过鼓风机形成负压，从而抽走集气管中的荒煤气，整个焦炉组的荒煤气压力通过安装在集气管上的一个调节阀来控制，由于各个碳化室所处的结焦状态不同，碳化室装煤推焦等过程产生波动，系统整体稳定性差，很容易导致集气管荒煤气倒流入碳化室，碳化室炉墙串漏，炉体冒黄烟等恶劣后果。

近年来，国外先后推出一种焦炉碳化室压力调节装置(如专利公开号：201665660U)，该装置安装在碳化室及集气管之间的桥管处，用来调节单孔碳化室压力；这种装置其原理是一个气缸控制的水封阀，装置内上部有氨水喷洒孔喷洒氨水形成一定液位，装置内下部有一个气缸活塞杆连接的放水孔，气缸在行程范围内上下移动来调节水封阀液位的高度，通过压力与水柱高度的对应关系从而调节碳化室压力。

焦炉碳化室压力设定值一般在微正压范围100Pa左右，而一个大气压(10⁵Pa)能定起10m的水柱，10Pa的压力才相当于1mm的水柱，因此这种调压装置的调节量往往在1mm级的微小量纲上，如何精确有效的控制气缸运动从而控制焦炉碳化室压力在设定值较小的范围内波动，就是一个值得研究的问题。

发明内容

为解决上述中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种焦炉碳化室压力调节装置及其模糊控制方法。通过PLC控制系统采集焦炉碳化室装煤、推焦、炼焦及碳化室压力信号，采用模糊PID控制器计算出伺服气缸的运动轨迹从而控制碳化室压力在设定值范围内。所述技术方案如下：

焦炉碳化室压力调节装置的模糊控制方法，包括：

A采集焦炉碳化室所处状态信号，判断焦炉碳化室所处状态；

B采集焦炉碳化室压力值；

C计算压力设定值和实际值之间的偏差及偏差变化率；

D对偏差及偏差变化率模糊处理，经模糊PID运算后输出伺服气缸的运动轨迹，从而控制焦炉碳化室压力在设定值区域范围内波动。

焦炉碳化室压力调节装置，包括：

PLC控制系统，用于采集各数字量和模拟量信号，再经模糊PID控制器运算处理后，输出数字量和模拟量的控制信号；

压力变送器，用于采集焦炉碳化室压力值；

伺服气缸系统，用于接收PLC控制系统中输出的电流信号，并根据该信号做伺服运动；

模糊PID控制器，计算输出伺服气缸的运动轨迹，从而控制碳化室压力在设定值区域范围内波动；

工控机，提供人机操作界面，操作人员可在工控机上进行正常生产操作；

UPS电源，为装置提供不间断优质电源。

本发明提供的技术方案的有益效果是：

本模糊控制方法克服了焦炉碳化室压力复杂、不稳定的缺陷特点，系统鲁棒性强，反应迅速，抗干扰能力强。

附图说明

图1是焦炉碳化室压力调节装置模糊控制方法流程图；

图2是焦炉碳化室状态判断控制图；

图3是模糊PID控制器结构图；

图4是模糊PID控制器原理图；

图5是模糊PID控制器隶属度函数图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述：

本实施例提供了一种焦炉碳化室压力调节装置及其模糊控制方法，其中，

参见图1，为焦炉碳化室压力调节装置模糊控制方法流程，该方法包括以下步骤：

步骤10采集焦炉碳化室所处状态信号，判断焦炉碳化室所处状态；

步骤20采集焦炉碳化室压力值；

步骤30计算压力设定值和实际值之间的偏差及偏差变化率；

步骤40对偏差及偏差变化率模糊处理，输出伺服气缸的运动轨迹，从而控制焦炉碳化室压力在设定值区域范围内波动。

上述焦炉碳化室压力调节装置包括：

PLC控制系统，用于采集各数字量和模拟量信号，再经模糊PID控制器运算处理后，输出数字量和模拟量的控制信号；

压力变送器，用于采集焦炉碳化室压力值；

伺服气缸系统，用于接收PLC控制系统中输出的电流信号，并根据该信号做伺服运动；

模糊PID控制器，计算输出伺服气缸的运动轨迹，从而控制碳化室压力在设定值区域范围内波动；