：随着变频控制技术的蓬勃发展和日益成熟，变频调速以及矢量控制技术在各工业领域的传动系统得到了广泛的应用
矢量控制技术相比于传统的交流电机调速控制方式具有节能降耗、控制精度高、稳定性好、调速范围宽、特性曲线最优等特点
高炉探尺系统的探料情况是高炉上料的重要依据，准确的掌握料线是高炉正常工作的基本保障，探尺系统能否安全稳定运行直接关系到高炉的正常生产
然而在传统的控制方式下的探尺系统往往存在着运行速度慢、控制精度低、稳定性差、线路复杂、检修困难、故障点多等诸多不足，这与精确、集约、高效的现代炼铁工艺严重背离，解决这一矛盾刻不容缓
一．探尺机械系统的组成及控制原理
（一）系统组成
探尺系统有三种工作状态：①在高炉上料系统每次向炉内布料之前，探尺应快速提到0m位置，以免被矿石掩埋，这时系统工作在提尺状态；②布料完成后，探尺应恒速下放到料面以探测料面高度，这时系统工作于放尺状态；③放尺完成后，探尺重锤应保持垂直状态并随料面的下降而下降，以动态的检测料面的高度，这时系统工作于浮尺状态
（二）探尺的工作原理
(1)提尺，当要对炉顶加料时，必须先将探尺探头提起至零位，这一过程为提尺操作
提尺时，探尺电机处于电动状态，变频器为速度控制带动卷筒收取钢丝绳，绝对值编码器同步旋转，并将探尺探头的实际位置检测出来
当探尺探头上行至零料位点时，用户PLC发出停止信号，电机停止工作，机械抱闸投入
探尺处于提尺状态时电机正转，当重锤以v匀速上升时，电机电磁转矩Md=Mg+Mf (Md为电机电磁力矩，Mg为重锤力矩，其大小和方向保持不变，Mf为静摩擦力矩， 为提尺速度)，电机电磁力矩和电机转向相同，为驱动转矩，变频器工作在转速控制方式
(2)放尺，当加料后，需要放尺以对料位进行测量，这一过程为放尺操作，放尺开始时变频器为速度控制带动卷筒放下钢丝绳，探尺探头按速度设定下降，当到达料面时，变频器变为力矩控制，使钢丝绳始终保持一定的张力，无倒尺
探尺处于放尺状态时，电机反转，当重锤以 匀速下放时，电机电磁转矩Md=Mg-Mf，电磁转矩与电机转向相反，为制动转矩，电机处于制动状态
(3)浮尺，当探尺放到料面后，由于料面的支撑，负载力减小，变频器由速度控制转为力矩随动控制，使探尺探头只能随料面的下降而下移，这一过程为浮尺操作
在探尺探头下降的过程中，绝对值编码器同步旋转，将探尺探头的实际位置检测出来
当探尺探头随料面下降到设定的下限位后，系统发出下限报警信号
浮尺时电机的电磁转矩为Md=Mg-Mz，Mz为料面对重锤的支持力矩，电机处于堵转状态
当料面下降，Mz减小甚至为0时，在Mg的作用下电机反转，重锤下降直到停在料面上，这个过程就是重锤跟随料面
探尺的跟随性是判断探尺系统好坏的一个重要因素
如果Md太小，Mz偏大，重锤容易发生倾倒现象，探尺就不能反映料面的真实高度；如果Md太大，Mz偏小，重锤就不能完全跟随料面，发生重锤悬浮现象，探尺也不能反映出料面的真实高度
二．探尺传动系统构成
探尺的传动系统主要由拖动电机及相应的驱动控制系统构成
以前很多钢铁公司炼铁厂所用探尺电机型号为YZR系列，额定功率有以下几种2.2KW、3.7KW、4.0KW、5.0KW等，额定频率50HZ，额定转速970转/分左右，Y接线方式，定子额定电压380V
传动采用传统的空开、接触器和接触调压器驱动形式，一般称之为老式探尺
老式探尺的工作过程为：提尺时电机定子接入电网额定电压，电机正转；放尺时通过接触调压器使电机定子接入几十伏左右的电压，改变供电相序，电机反转，重锤下放
随着变频调速技术的日益成熟与广泛应用，以拖动电机、变频器及相关控制回路构成的新型探尺正逐步替代老式探尺传动系统
老式探尺存在的问题：1)放尺不畅，电压波动时，放尺速度波动，经常需手动干预
2)放尺过程采用小电压且使电机向下转，易松绳、乱绳和倒锤、烧锤
3)不能很好跟踪料面，影响及时向炉内布料4)更换重锤时，调试时间相对长5)对重锤重量偏差要求较严6)需经常维护，维护工作量比较大新型探尺较好的解决了老式探尺存在的问题
优势明显：探尺下放过程均匀、顺畅、可控；浮尺过程平稳可靠，始终保持力矩平衡；提尺速度可控，停尺稳定准确；测量精度高
新型探尺按传动系统又可分为直流拖动系统和交流拖动系统
直流拖动系统的优点：1)具有宽广的调速范围、平滑、平稳的调速性能
2)较大的启动和制动转矩，较高的过载能力3)静差小放尺不畅，电压波动时，放尺速度波动