| (萊蕪鋼鐵集團有限公司 自動化部，山東 萊蕪271104) 摘要: 本文簡要介紹了萊鋼大H型生產線1880m3高爐TRT自動控製係統中的電液伺服控製係統及技術特點、組成和工作原理。電液伺服控製技術有許多優點，其中最突出的就是響應速度快、輸出功率大和控製精確性高，因而在航空、航天、軍事、冶金、交通、工程機械等領域得到了廣泛的應用。 關鍵詞:電液伺服控製技術；電液伺服控製係統；伺服控製器；伺服閥 The electro-hydraulic servo control technology in the research and application of the automatic control system Wang Meng (The Automation Department of Laiwu Iron and Steel Group Corporation, Laiwu 271104,China) Abstract：This article briefly introduced the big production line of H type of steel of Laigang ,the 1880m3 in the blast furnace TRT automatic control system of electro-hydraulic servo control system and the technical characteristic, the composition and the principle of work. The electro-hydraulic servo control technology has many merits, most prominent is the speed of response quick, the output big, the control accuracy is high, thus in domain and so on aviation,astronautics, military, metallurgy, transportation, project machineryobtained the widespread application. Keywords: electro-hydraulic servo control technology;electro-hydraulic servo control system;servo controller;servo valve 1. 引 言 TRT為高爐煤氣餘壓能量回收透平發電裝置的簡稱（Blast-Furnace Top pressure Recovery Turbine Unit），它是利用高爐出口煤氣中所蘊含的壓力能和熱能，使透平膨脹機作功，驅動發電機發電的一種能量回收裝置。從而達到節能、降噪、環保的目的，具有很好的經濟效益和社會效益，是目前現代國際、國內鋼鐵企業公認的節能環保裝置。 TRT自動控製係統分為主煤氣係統、潤滑油係統、電液伺服控製係統（動力油係統）、透平機軸運動檢測係統、氮氣密封係統和水係統等6個係統。 2. 電液伺服控製技術概述 電液伺服控製技術作為連接現代微電子技術、計算機技術和液壓技術的橋梁，已經成為現代控製技術的重要構成。由於它具有線性好、死區小、靈敏度高，動態性能好、響應快、精度高等顯著優點，因而得到了廣泛的應用。本文針對這一問題，利用電液伺服控製技術和計算機技術，設計了一套適用在TRT自控係統中的電液伺服控製係統。 3. 電液伺服控製係統的組成、作用及工作原理 3.1電液伺服控製係統的構成 電液伺服控製係統由液控單元、伺服油缸、動力油占三大部分組成。液控單元包括調速閥控製單元和透平靜葉控單元，每一單元均由電液伺服閥、點動用電磁閥、快關用電磁閥、油路塊及底座等組成。伺服油缸為雙活塞杆結構，摩擦力很小，密封性能良好。動力油站由油箱、變量油泵、濾油器、冷卻器、管道閥門、檢測儀表等組成。 3.2電液伺服控製係統的作用 電液伺服控製係統，在TRT裝置中，屬於幾個主要係統之一。根據主控室的指令，來實現TRT的開、停、轉速控製、爐lu頂ding壓ya力li以yi及ji過guo程cheng檢jian測ce等deng係xi統tong控kong製zhi。要yao實shi現xian以yi上shang係xi統tong的de功gong能neng控kong製zhi，最zui終zhong將jiang要yao反fan映ying在zai控kong製zhi透tou平ping機ji的de轉zhuan速su上shang。要yao控kong製zhi透tou平ping機ji的de轉zhuan速su，就jiu要yao控kong製zhi調tiao速su閥fa或huo透tou平ping靜jing葉ye的de開kai度du。而er控kong製zhi靜jing葉ye或huo調tiao速su閥fa開kai度du的de手shou段duan就jiu是shi電dian液ye伺si服fu控kong製zhi係xi統tong。控kong製zhi係xi統tong的de精jing度du、誤差，直接影響著TRT係統各階段過程的控製。由此可見，該係統在TRT 中的地位和作用是十分重要的。 3.3電液伺服控製係統的工作原理 由機、電、液供構成電液伺服控製係統，其控製方框圖如下：
由you自zi控kong係xi統tong發fa出chu的de指zhi令ling信xin號hao，在zai伺si服fu控kong製zhi器qi中zhong與yu油you缸gang的de實shi際ji位wei置zhi信xin號hao相xiang比bi較jiao，成cheng為wei誤wu差cha的de信xin號hao放fang大da後hou，送song入ru電dian液ye伺si服fu閥fa。伺si服fu閥fa按an一yi定ding的de比bi例li將jiang電dian流liu信xin號hao轉zhuan變bian成cheng液ye壓ya油you量liang量liang推tui動dong油you缸gang運yun動dong。由you位wei置zhi傳chuan感gan器qi發fa出chu的de反fan饋kui信xin號hao不bu斷duan改gai變bian，直zhi至zhi於yu指zhi令ling信xin號hao相xiang等deng時shi，油you缸gang停ting止zhi運yun動dong。油you缸gang停ting在zai指zhi定ding的de位wei置zhi上shang，使shi透tou平ping靜jing葉ye穩wen定ding在zai一yi定ding的de開kai度du上shang。
油缸的直線運動、 通過一套曲柄轉變成閥板（靜葉）的de旋xuan轉zhuan運yun動dong，改gai變bian閥fa板ban或huo靜jing葉ye的de工gong作zuo開kai度du。隨sui著zhe係xi統tong信xin號hao的de不bu斷duan變bian化hua，透tou平ping靜jing葉ye的de開kai度du也ye將jiang不bu斷duan改gai變bian，並bing通tong過guo靜jing葉ye開kai度du的de變bian化hua，達da到dao控kong製zhi轉zhuan數shu，控kong製zhi煤mei氣qi流liu量liang、控製透平出力大小的目的。其動力油係統控製圖如下：
3.4電液伺服控製係統中的主要控製設備 TRT最重要的控製設備是透平機靜葉和快開旁通閥。它們都是液壓伺服驅動的閉環係統。主要控製設備包括伺服控製器、伺服閥、LVDT反饋位置傳感器、油動機、電磁閥。通過對電磁閥的得失電控製可以實現閥門和靜葉的快速開關。 ⑴伺服控製器：伺服控製器（選用型號為ESA-3E）主要適用於軸流壓縮機靜葉角度控製、TRT壓差發電、位置控製以及其它相關的電液執行機構的伺服控製。該控製器中有兩塊線路板: PARKER控製板是對控製指令信號和傳感器反饋信號進行比較，經過比例、積分運算及功率放大後，送出相應的電流信號，用於驅動伺服閥; 信號調理板是用於對反饋信號進行調理，正反作用的轉換，並提供指令信號丟失和反饋信號丟失兩項報警功能及4～20mA位置指示信號。 ⑵伺服閥：在伺服閥的控製下，伺服閥會將伺服控製器輸出的4～20mA信xin號hao轉zhuan換huan成cheng液ye壓ya油you流liu量liang推tui動dong伺si服fu油you缸gang運yun動dong，由you位wei置zhi傳chuan感gan器qi發fa出chu的de反fan饋kui信xin號hao不bu斷duan改gai變bian，直zhi至zhi與yu調tiao節jie信xin號hao相xiang等deng時shi，伺si服fu閥fa輸shu出chu的de液ye壓ya油you流liu量liang信xin號hao為wei0，伺服油缸不再運動，從而帶動透平機靜葉、快開旁通閥達到預期位置，實現位置調節的目的。 ⑶液壓鎖：是一種液控方向閥，其主要作用是用來向作動筒提供係統在斷電、掉壓時的保護。 ⑷位置傳感器：位置傳感器（角位移傳感器或線位移傳感器）用來測量實際位置信號，並將其轉換成對應的電流信號（4～20mA）或電壓信號（-3V～3V）送至ESA-3E伺服控製器作為反饋信號。同時控製器還接收來自主控室位置指令信號調節器的4～20mA指令信號。 4. 電液伺服控製係統的功能應用 電(dian)液(ye)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)功(gong)能(neng)主(zhu)要(yao)是(shi)應(ying)用(yong)在(zai)對(dui)透(tou)平(ping)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)控(kong)製(zhi)，而(er)轉(zhuan)速(su)控(kong)製(zhi)中(zhong)的(de)主(zhu)要(yao)對(dui)象(xiang)就(jiu)是(shi)靜(jing)葉(ye)，利(li)用(yong)控(kong)製(zhi)靜(jing)葉(ye)的(de)開(kai)度(du)來(lai)控(kong)製(zhi)透(tou)平(ping)機(ji)的(de)轉(zhuan)速(su)，從(cong)而(er)達(da)到(dao)對(dui)高(gao)爐(lu)頂(ding)壓(ya)平(ping)穩(wen)控(kong)製(zhi)的(de)目(mu)的(de)。應(ying)用(yong)在(zai)電(dian)液(ye)伺(si)服(fu)控(kong)製(zhi)係(xi)統(tong)中(zhong)的(de)轉(zhuan)速(su)控(kong)製(zhi)大(da)致(zhi)可(ke)分(fen)為(wei)三(san)個(ge)過(guo)程(cheng)： 4.1 升速過程： 係統啟動條件全部具備並且機組無重故障信號，得到電氣的“電氣同意啟動”信號和高爐主控室的“允許TRT啟動”信號後，確認高爐減壓閥組在自動控製下並且高爐頂壓和煤氣溫度穩定在工藝範圍內，機組具備升速條件。 4.2轉速過程： 分自動控製和手動控製兩種方式，控製對象為靜葉。 ①自動升速：自動升速的控製過程是一個轉速PIDtiaojieqideshedingzhisuishijianbuduanzengdadeguocheng。zhegeguochengdeshixianshitongguohuweifanhanshudejingyekongzhishijianquxianhezhuansushedingshengsuquxianlaishixiande。dangdingyadeceliangzhiheshedingzhidepianchachaoguo2Kpa的(de)時(shi)候(hou)，轉(zhuan)速(su)不(bu)允(yun)許(xu)上(shang)升(sheng)。靜(jing)葉(ye)控(kong)製(zhi)時(shi)間(jian)曲(qu)線(xian)是(shi)轉(zhuan)速(su)設(she)定(ding)值(zhi)與(yu)靜(jing)葉(ye)控(kong)製(zhi)時(shi)間(jian)的(de)折(zhe)線(xian)函(han)數(shu)，與(yu)升(sheng)速(su)曲(qu)線(xian)互(hu)為(wei)反(fan)函(han)數(shu)。根(gen)據(ju)當(dang)前(qian)的(de)轉(zhuan)速(su)設(she)定(ding)值(zhi)計(ji)算(suan)出(chu)一(yi)定(ding)的(de)靜(jing)葉(ye)控(kong)製(zhi)時(shi)間(jian)，然(ran)後(hou)根(gen)據(ju)該(gai)靜(jing)葉(ye)控(kong)製(zhi)時(shi)間(jian)和(he)升(sheng)速(su)曲(qu)線(xian)，得(de)到(dao)下(xia)一(yi)個(ge)轉(zhuan)速(su)設(she)定(ding)值(zhi)。如(ru)此(ci)循(xun)環(huan)，實(shi)現(xian)轉(zhuan)速(su)設(she)定(ding)值(zhi)的(de)不(bu)斷(duan)增(zeng)加(jia)。 ②手動升速：手動方式運行時，給係統發出手動升速的指令，通過係統畫麵上手動調節入口液動閥和調節靜葉的開度來控製轉速。 4.3 自動準同期過程： 當自動準同期裝置投入的時候，在並網過程中，通過對轉速的微調實現自動並網。當轉速升到2850rpm的時候，PLC發(fa)出(chu)自(zi)動(dong)準(zhun)同(tong)期(qi)投(tou)入(ru)信(xin)號(hao)。隻(zhi)有(you)轉(zhuan)速(su)控(kong)製(zhi)在(zai)自(zi)動(dong)方(fang)式(shi)的(de)時(shi)候(hou)，自(zi)動(dong)準(zhun)同(tong)期(qi)對(dui)轉(zhuan)速(su)的(de)調(tiao)節(jie)才(cai)會(hui)起(qi)作(zuo)用(yong)。當(dang)給(gei)係(xi)統(tong)中(zhong)發(fa)出(chu)升(sheng)速(su)指(zhi)令(ling)後(hou)，自(zi)動(dong)準(zhun)同(tong)期(qi)裝(zhuang)置(zhi)以(yi)±5rpm進行升/降速控製；當沒有係統中發出升速指令時，自動準同期以±1rpm進行升/降速控製。 5．結束語 將電液伺服控製技術廣泛地應用在TRT控製係統中，充分突出了其線性好、死區小、靈敏度高、動態性能好、響應快等顯著優點。TRT設備在正常運轉中可以回收約占高爐鼓風機所需30%左右的能量，它不需要燃料,不改變高爐煤氣的品質,而且還在不影響原有煤氣用戶正常使用的同時淨化了煤氣,改善了爐頂的壓力控製,為鋼鐵企業創造了可觀的經濟效益和社會效益。 參考文獻： [1]雷天覺主編.新編液壓工程手冊(M).北京:北京理工大學出版社,1998,第 29～31頁 [2]喬元信主編.液壓技術(B01-2953)山東省臨沂市,勞動出版社2001年7月,第45～51頁 [3]王占林主編《近代電氣液壓伺服控製》北京航空航天大學出版社2005年2月,第14～23頁 [4]ESA-3E伺服控製器用戶手冊.北京瑞賽長城航空測控技術有限公司出版2004年11月 作者簡介:王猛,男,26歲，出生於1981年9月1日,籍貫為山東萊鋼,理學學士學位,畢業於貴州省貴州大學, 現為助理工程師,在萊鋼自動化部工作，從事工業自動化控製方麵的工作和研究. |
