[发明专利]一种自动烧炉眼的方法

说明书

本发明一种自动烧炉眼的方法，属于工业自动控制领域；为了实现电石的工业生产过程中全自动烧炉眼作业，本发明一种自动烧炉眼的方法，包含：路径设置单元，根据炉眼表面形状规划烧穿路径；控制器单元，给运动执行单元运动指令，与路径设置单元共同决定运动执行单元下一时刻的待运动位置；运动执行单元，根据路径设置单元和控制器单元的指令执行运动；烧穿器单元，烧炉眼的执行单元，产生电弧，安装在运动执行单元执行端；供电单元，给烧穿器供电；电流检测单元，处理检测电弧电流有效值，按照电流控制策略给出反馈电流值；检测电弧电流，输出电弧电流有效值，电弧电流有效值由电弧弧长决定；主要用于电石行业自动烧炉眼工序。

技术领域

本发明一种自动烧炉眼的方法，属于工业自动控制领域。

背景技术

在电石的工业生产过程中，电石出炉是指将熔融电石(1600-2000℃)从高温电石炉中通过电石炉炉眼流出到冷却成电石块的整个操作过程，传统的电石出炉主要以人工进行手动操作，主要包括烧眼、开眼、捅眼、清炉舌、修眼和堵眼等工艺流程，存在着工人劳动强度大，工作环境恶劣(高温、粉尘)、安全隐患大等问题。其中，烧眼是整个出炉过程中耗时最多的环节。人工烧眼，由操作工人手握笨重的烧穿器顶着电石炉炉眼并不断地调节烧穿器的角度及位置，利用烧穿器电极产生的高温电弧将炉眼中的电石加热至软化状态或流动状态，以便开眼和捅眼。

目前，国内外少数企业已开发了出炉作业机器人(专利201520728419.9)，已能够实现出炉作业大部分工艺流程的自动化，但均没有实现电石出炉的完全自动化烧眼。现有技术仍然停留在人工参与操作开眼的半自动操作状态，如何实现全自动自动烧炉眼仍然是产业空白。《交流电弧炉电弧模型研究及其应用》(王琰，东北大学)等一些论文提出了电弧模型，为利用电弧电流控制烧眼提供了一定的理论依据。

发明内容

为了实现电石的工业生产过程中全自动烧炉眼作业，本发明提出一种自动烧炉眼的方法，能够实现烧炉眼过程中全自动烧炉眼作业。

一种自动烧炉眼的方法，主要用于电石炉自动烧眼控制，采用以下技术放案：

包括以下单元：

给定电流设定单元，用于设定给定初始电弧电流值；

路径设置单元，根据炉眼表面形状规划烧穿路径；

控制器单元，给运动执行单元运动指令，与路径设置单元共同决定运动执行单元下一时刻的待运动位置；

运动执行单元，根据路径设置单元和控制器单元的指令执行运动；

烧穿器单元，烧炉眼的执行单元，产生电弧，安装在运动执行单元执行端；

供电单元，给烧穿器供电；

电流检测单元，检测电弧电流，输出电弧电流有效值，电弧电流有效值由电弧弧长决定；

电流控制策略单元，处理检测电弧电流有效值，按照电流控制策略给出反馈电流值；

设定初始状态，给定电流设定单元设定给定电流值，路径设置单元给定表面形状规划烧穿路径，运动执行单元带动烧穿器单元运动到烧穿路径起点；

控制过程，供电单元给烧穿器单元供电产生电弧，电流检测单元检测实时电弧电流并输出电弧电流有效值，电流控制策略单元处理电弧电流有效值，按照电流控制策略给出反馈电流值，反馈电流值与给定电流值叠加得到偏差值e，e输入控制器单元，控制器单元与路径设置单元共同决定运动执行单元下一时刻的待运动位置，路径设置单元限定烧穿路径，控制器单元控制运动执行单元运动速度，反馈电流值小于给定初始电弧电流值时烧穿器单元沿规划烧穿路径前进，反馈电流值大于给定初始电弧电流值时烧穿器单元沿规划烧穿路径后退，反馈电流值与给定初始电弧电流值相等时烧穿器单元运动速度为零，烧穿器单元随控制器单元一起运动，改变了电弧弧长，电流检测单元检测到电弧弧长改变后的电弧电流并输出电弧电流有效值，重复控制过程直到烧眼完成。