CN102874578A - 高温物料输送系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高温物料输送系统的控制方法，该输送系统包括具有装料工位的水平通道、具有卸料工位的垂直通道、以及在水平通道内利用运输小车水平输送和在垂直通道内利用提升机构垂直输送并且在各输送过程中保持密闭的载料罐体，该控制方法包括在装料工位控制进料机构对载料罐体进行装料；在水平通道内控制运输小车输送载料罐体；在垂直通道内控制提升机构输送载料罐体；以及在卸料工位控制卸料机构对载料罐体进行卸料。根据本发明的高温物料输送系统的控制方法，实现了对高温物料输送系统的物料输送要求。

Description

高温物料输送系统的控制方法

技术领域

本发明涉及一种高温物料输送系统的控制方法。

背景技术

提升装置是工业生产中重要的输送设备，主要用于垂直或大倾角输送粉状、颗粒状及小块状物料的连续输送设备。目前应用于工业中的提升装置种类很多，如带式输送机、链式输送机、斗式提升机、刮板输送机等。这些装置通常只针对常温物料，对于高温（例如300℃至1000℃）并且伴有挥发性气体（可燃或有毒）的物料输送，这些装置-的控制方法很难满足高温易燃物料在输送过程中防爆、阻燃、自动装料、自动卸料、自动计量等功能。

发明内容

本发明目的在于提供一种高温物料输送系统的控制方法，以满足高温物料输送系统的输送要求。

为此，本发明提供了一种高温物料输送系统的控制方法，该输送系统包括具有装料工位的水平通道、具有卸料工位的垂直通道、以及在水平通道内利用运输小车水平输送和在垂直通道内利用提升机构垂直输送并且在各输送过程中保持密闭的载料罐体，该控制方法包括：在装料工位控制进料机构对载料罐体进行装料；在水平通道内控制运输小车输送载料罐体；在垂直通道内控制提升机构输送载料罐体；以及在卸料工位控制卸料机构对载料罐体进行卸料。

进一步地，上述控制方法还包括当进料机构开启到达设定时间后令进料机构强制关闭。

进一步地，上述在水平通道内控制运输小车输送载料罐体包括在输送过程中的变速调整，变速调整包括开始阶段加速、中间阶段匀速和结尾阶段减速。

进一步地，上述输送系统的提升机构包括绳缆和由绳缆牵引的挂钩，挂钩与载料罐体上的销轴挂接配合，其中，在垂直通道内控制提升机构输送载料罐体包括当挂钩未准确就位时将运输小车自动退出且再次执行入钩动作、直到准确就位。

进一步地，上述在卸料工位控制卸料机构对载料罐体进行卸料包括当载料罐体到达垂直通道的卸料工位后，使卸料工位的卸料机构对载料罐体进行卸料，当卸料时间到达设定时间后，使卸料机构关闭。

进一步地，上述输送系统还包括在水平通道和/或垂直通道中铺设的惰性气体管路和在惰性气体管路上安装的控制阀，其中，控制方法还包括控制惰性气体管路上安装的控制阀对各传感器进行惰性气体吹扫。

进一步地，上述控制方法还包括对水平通道和垂直通道内的气体进行监测和气体控制，气体控制包括向水平通道填充惰性气体和通过风机对垂直通道内的气体进行排放。

进一步地，上述控制方法还包括对水平通道和垂直通道内外的预定部位进行视频监控。

进一步地，上述高温物料的温度在300℃至1000℃之间。

进一步地，在装料工位控制进料机构对载料罐体进行装料包括：当位于运输小车上的载料罐体位于装料工位时测得运输小车的皮重，之后使进料工位的进料机构开启以对载料罐体进行装料，在装料过程中对运输小车的毛重进行实时测量，并且根据运输小车的皮重和毛重来判定是否需要关闭进料机构。

根据本发明的高温物料输送系统的控制方法，通过控制进料机构在装料工位对载料罐体进行装料、控制运输小车在水平通道内输送载料罐体、控制提升机构在垂直通道内输送载料罐体、以及控制卸料机构在卸料工位对载料罐体进行卸料，从而实现了对高温物料输送系统的物料输送要求。

在本发明中，通过实时测量运输的重量来对进料机构的启闭进行控制，有以下优点：1）可表征载料罐体是否装满，防止物料溢出；2）可表征返回罐体是空罐还是载有物料，防止上次卸料不彻底；3）可获得物流流量数据。

除了上面所描述的目的、特征、和优点之外，本发明具有的其它目的、特征、和优点，将结合附图作进一步详细的说明。

附图说明

构成本说明书的一部分、用于进一步理解本发明的附图示出了本发明的优选实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。图中：

图1是根据本发明的高温物料输送系统的结构示意图；

图2是根据本发明的高温物料输送系统的控制系统的架构示意图；

图3是根据本发明的高温物料输送系统的控制方法的示意图；

图4是根据本发明的控制方法的优选实施例的装料控制流程图；

图5是根据本发明的高温物料输送系统的控制方法的流程图；

图6是根据本发明的高温物料输送系统的送料流程图；

图7是根据本发明的高温物料输送系统的设备就位控制流程图。

附图标记说明

1检测装置                2水平通道

3称量装置            4进料机构

5装料工位            6惰性气体补充装置

7水平导轨            8运输小车

9载料罐体            10卸料机构

11卸料工位           12制动器

13卷扬机             14排气扇

15垂直通道           16挂钩部件

17状态位检测装置     18垂直导轨

19水平牵引机构。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

图1是根据本发明的高温物料输送系统的结构示意图。如图1所示，高温物料输送系统包括带有装料工位5的水平通道2、带有卸料工位11的垂直通道15、在水平通道2中设置的运输小车8、在垂直通道15中设置的提升机构、以及在水平通道2内利用运输小车8水平输送和在垂直通道15内利用提升机构垂直输送并且在各输送过程中保持密闭的载料罐体9。

其中，水平通道2中设有水平导轨7和水平牵引机构19，垂直通道15中设有垂直导轨18，运输小车由水平牵引机构19牵引而沿水平导轨7往复移动；提升机构包括卷扬机13、钢缆和与钢缆连接的挂钩部件16，在运输就位后，该挂钩部件16可与载料罐体9挂接配合，载料罐体9由提升机构的钢缆牵引而沿垂直导轨18往复移动。在本实施例中，水平牵引机构包括水平电机和牵引运输的钢缆，运输由钢缆牵引而沿水平导轨往复运动，在其他实施例中，运输可由链条牵引或者运输带有自走系统而无需外力牵引。

水平通道2上设有惰性气体补充装置6，垂直通道15的顶部设有排气扇14。在水平通道2的一端设有用于温度、可燃气体、氧含量等的检测装置1。沿水平通道和垂直通道的长度方向间隔排列有多个状态位检测装置17。另外，在水平导轨7的一端（靠近装料工位）设有称量装置3，称量装置3的测重绳与水平导轨7的端部称量段相连，用于称量水平导轨7上的运输小车的重量。

高温物料的输送方式为：高温物体通过进料机构进入载料罐体，进料机构关闭后，承载着载料罐体的运输小车在钢缆的牵引下，沿水平导轨在水平通道中运动，其速度可调，期间状态位测点实时监测小车运动情况，待小车停止后，确保挂钩部件准确就位。启动提升机构，载料罐体脱离运输小车在垂直通道中沿垂直导轨升起，提升过程状态位实时监测且速度可调，带载料罐体准确到达卸料工位后打开卸料机构，物料卸完后，关闭卸料机构，将载料罐体放下并准确落入运输小车、由运输小车定位支撑，之后将运输小车返回至装料工位。整个过程中如发生意外，将根据情况进行制动和惰性气体保护措施。

与以往各种提升装置相比，本输送系统具有以下特点：1、采用载料罐体输送，输送物料温度高，可输送到300℃-1000℃的高温物料；2、载料罐体仅在水平通道和竖直通道内部移动，密封性好，能够满足伴随高温物料产生的气体（可燃或有毒）的密封性要求；3、摩擦损耗小，由于其结构及输送方式的不同，物料、载料罐体、牵引机构之间的摩擦损耗非常小；4、不会出现载料过多或卡料现象。

本发明是在上述输送系统的基础上提出控制系统和控制方法。

图2是根据本发明的高温物料输送系统的控制系统的架构图。如图2所示，该控制系统包括就地控制的可编程控制器和组态控制的上位机这两套冗余控制方式。其中就地控制优先级别最高，上位机组态控制又分为手动控制、半自动控制及全自动控制。

为防止信号干扰，测量元件（压力、温度等的测量）均为就地变送输出，信号电缆选用屏蔽电缆，所有AI均有信号隔离器。其工作原理为：可编程控制器为核心，接受一次测量元件发出的模拟量（AI）和开关量信号（DI），根据已编写程序以及通过与上位机的人机交互信息，综合处理后，发出模拟量信号（A0）和开关量信号（DO）给执行机构以实现控制功能。

上位机与可编程控制器进行信息互传，其通过组态软件实现友好的人机交互功能，如此不仅降低了操作者劳动强度和劳动难度，也降低了成本，更为高温热物料输送系统的安全、可靠、稳定、高效运行提供了保障。

图3是根据本发明的高温物料输送系统的控制方法的示意图。如图3所示，高温物料输送系统的控制方法包括:

步骤S11：在装料工位控制进料机构对载料罐体进行装料

下面结合图4对该步骤进行详细描述。图4是根据本发明的控制方法的优选实施例的装料控制流程图，如图4所示，该步骤S11包括：到位开关确定运输小车载有罐体准确到位后发出到位信号，测得运输小车的实重并对运输小车的重量是否超限进行判断，若超重提示卸料不完全，若不超重则记录运输小车的皮重并开启进料机构（其开度及开启速度可根据不同物料进行设置），对运输小车的毛重实时测量，判断进料机构的开启时间是否超限，若超限则关闭进料机构，若不超限则接下来判断运输小车的物料净重是否超限，若超限则关闭进料机构。

称量装置3所测量的内容如下：1、实时重量；2、小车皮重；3、小车毛重；4、物料净重；5、物料累计；6、累计时间；7、物料流量。实时重量用来测量实际总重，此外通过实时重量可表征返回罐体是空罐还是载有物料，当为载有物料时，进行报警。小车皮重为返回小车定位后称得重量。小车毛重等同于实时重量。物料净重=小车毛重-小车皮重。物料累计=Σ物料净重。累计时间=装置停止时刻-装置启动时刻。物料流量=物料累计/累计时间。以上测量项目中，2-4项会保存该次测量值，直至小车再次返回时清零重测，其余测量项均为实时测量。

通过实时测量运输的重量来对进料机构的启闭进行控制，有以下优点：1）可表征载料罐体是否装满，防止物料溢出；2）可表征返回罐体是空罐还是载有物料，防止上次卸料不彻底；3）可获得物流流量数据。

步骤S13：在水平通道内控制运输小车水平输送载料罐体

该步骤S13包括对输送过程中的变速调整。具体地，水平通道内布置若干状态位检测点，用于实时监测运输小车运行的位置，输送过程中进行变速调整，起始时为加速阶段，中间过程为高速阶段，接近水平通道尾部时开始减速，如此，既保证通道两端平稳安全就位，也可保证输送速度。此外，输送过程中随时可停止运行并更改输送方向。

该步骤有如下效果：1）可根据不同阶段调整水平移动速度；2）避免小车与水平通道两端撞击；3）可随时停车及更改运动方向。

步骤S15：在垂直通道内控制提升机构垂直输送载料罐体

该步骤S15包括对输送过程中的变速调整。具体地，垂直通道内布置若干状态位检测点，用于实时监测载料罐体的运行状态，输送过程中进行变速调整，起始时为加速阶段，中间过程为高速阶段，接近水平通道尾部时开始减速，即保证通道两端平稳安全就位，也可保证输送速度。输送过程中一旦出现情况，将自动抱闸制动。此外，输送过程中随时可停止运行并更改输送方向。

该步骤S15还包括对挂钩准确就位的控制。具体地，当载料罐体出现未准确挂钩情况时，使运输小车退出且再次执行入钩动作，重新就位。

该步骤有以下特点：1）可根据不同阶段调整垂直移动速度；2）避免小车与垂直通道两端撞击；3）保证罐体就位准确；4）出现异常立刻启动制动装置；5）可随时停车及更改运动方向。

步骤S17：在卸料工位控制卸料机构对载料罐体进行卸料

该步骤S17包括：在载料罐体准确到达卸料工位后，发出信号启动卸料机构，其开度及开启速度可根据不同物料进行设置，当卸料时间达到设定值时，卸料机构自动关闭，此外，如果出现紧急停车状况，进料机构立即执行关阀操作后，方停止工作。

该步骤有以下特点或要求：1）保证载料罐体在准确到位后才开始卸料；2）保证卸料机构开启后才开始卸料；5）卸料总时间控制；6）卸料完成后罐体才移动；7）保证在任何异常情况下卸料机构为关闭状态。

优选地，根据本发明的物料输送系统的控制方法还包括：1）根据不同物料输送的模拟标定为依据，设定各个过程的时间限制控制，保证设备安全运行；2）对整个流程时间控制，实现某特定输送量的要求；3）整个过程对各电机电流进行监控。

具体地，其所设定及控制内容有：1进料时间；2卸料时间；3下降加速阶段时间；4下降匀速阶段时间；5下降减速阶段时间；6下降运行安全电流；7下降安全电流时间；8上升加速阶段时间；9上升匀速阶段时间；10上升减速阶段时间；11上升运行安全电流；12上升安全电流时间；13进料机构关闭后延时；14水平向右停止后延时；15垂直上升停止后延时；16卸料机构关闭后延时；17垂直下降停止后延时；18水平向左停止后延时；19自动单次运料时间。以上时间设定，可保护设备可靠稳定运行，同时也可控制装置输送速度。电流检测，通过电流大小的比较，可进一步对整个装置提升和下降环节进行保护，同时电流值的记录也是故障原因分析的重要参考数据。

优选地，根据本发明的物料输送系统的控制方法还包括：对装置内的气体进行监测和气氛控制。

整个系统为密闭性系统，实时对整个系统进行气体检测具体包括温度监测、压力监测、氧气含量监测和易燃有毒气体监测。气氛控制包括根据检测情况控制向通道内补充惰性气体。具体地，在正常工作时对系统进行惰性气体填充，如发现着火等异常将开启声光报警，装置内加大惰性气体量，起到隔绝空气及降温的作用，气体最终通过垂直通道顶部排气风机排放。

优选地，根据本发明的物料输送系统的控制方法还包括：对整个系统的关键部位进行监测。具体地，对进料机构和卸料机构以及挂钩部件的机械设备运转的实时监测，同时由于整个系统可能会有伴随高温物料所产生的有毒、易燃气体，视频监测也对外围人员操作时发生的意外情况，向控制室提供信号。

优选地，根据本发明的物料输送系统的控制方法还包括：定期对各传感器进行惰性气体吹扫，防止传感器积灰。

具体地，由于整个系统为密闭性质，且工况环境苛刻，操作人员无法进入装置进行维护，因此根据各传感器安装位置，铺设管路并安装电磁阀，定期对各传感器进行吹扫，防止因积灰等导致传感器失灵失效。

下面结合图5、图6和图7对实现本发明的高温物料输送系统的控制方法的实施方式进行详细描述。

图5是根据本发明的高温物料输送系统的控制方法的流程图。如图5所示，流程开始，判断是否上料，若上料则判断本发明的高温物料输送系统的各设备就位（包括各装置、机构、部件）是否完成，若没有完成，提示设备未就位，并执行设备就位流程，若设备就位完成，则提示条件已具备，可以启动，并接受来自操作者的确认信息例如确认按钮实现启动确认，当启动确认完成后，执行送料流程，并判断送料完成正常与否，若送料完成正常，提示送料完成，发送完成信号，若否，则判断是否需要设备复位，若需要设备复位，则执行设备就位流程，并提示送料不成功，设备复位，否则提示送料不成功、设备未复位。

图6是根据本发明的高温物料输送系统的送料流程图。如图6所示，首先，控制进料机构开启，判断载料罐体中的物料净重是否到达设定值，若到达设定值，控制进料机构关闭；在延时Y秒（Y值的大小根据实际应用情况而定）后，水平牵引机构的电机（简称水平电机）正转，同时检测右端到位信号（该信号表示小车到达水平通道的右端指定位置），若到达，则水平电机停止；然后提升机构的电机（简称垂直电机）正转，同时检测顶端到位信号（该信号表示载料罐体达到垂直通道的顶端指定位置，即卸料位置），若到达，则垂直电机停止，之后卸料机构开启，在延时X秒（X值的大小根据实际应用情况而定）后，卸料机构关闭；然后在延时Y秒之后，垂直电机反转，同时检测底端到位信号（该信号表示小车到达垂直通道的底部并且定位于运输小车上），若到达，则垂直电机停止，之后水平电机反转，同时检测左端到位信号（该信号表示运输小车到达水平通道左端的指定位置，即进料位置），若到达，则水平电机停止。

图7是根据本发明的高温物料输送系统的设备就位控制流程图。如图7所示，流程开始，判断是否处于送料阶段，若处于送料阶段，则使水平牵引机构的水平电机正转，接下来判断是否检测到右端到位信号，若检测到右端到位信号，水平电机停止，提升机构的垂直电机正转，接下来判断是否检测到顶端到位信号，若检测到顶端到位信号，垂直电机停止，卸料机构启动，延时X秒，卸料机构闭合，延时Y秒，垂直电机反转，接下来判断是否检测到底端到位信号，若检测到底端到位信号，则垂直电机停止，水平电机反转，接下来判断是否检测到左端到位信号，若检测到左端到位信号，则水平电机停止，发送已就位信号并提示。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高温物料输送系统的控制方法，其特征在于，所述输送系统包括具有装料工位的水平通道、具有卸料工位的垂直通道、以及在水平通道内利用运输小车水平输送和在垂直通道内利用提升机构垂直输送并且在各输送过程中保持密闭的载料罐体，

所述控制方法包括：在装料工位控制进料机构对载料罐体进行装料；在水平通道内控制运输小车输送所述载料罐体；在垂直通道内控制提升机构输送所述载料罐体；以及在卸料工位控制卸料机构对所述载料罐体进行卸料。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括当进料机构开启到达设定时间后令所述进料机构强制关闭。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，在水平通道内控制运输小车输送所述载料罐体包括在输送过程中的变速调整，所述变速调整包括开始阶段加速、中间阶段匀速和结尾阶段减速。

4.根据要求要求1所述的控制方法，其特征在于，所述输送系统的提升机构包括绳缆和由所述绳缆牵引的挂钩，所述挂钩与载料罐体上的销轴挂接配合，其中，在垂直通道内控制提升机构输送所述载料罐体包括当所述挂钩未准确就位时将运输小车自动退出且再次执行入钩动作、直到准确就位。

5.根据要求要求1所述的控制方法，其特征在于，在卸料工位控制卸料机构对所述载料罐体进行卸料包括当所述载料罐体到达垂直通道的卸料工位后，使所述卸料工位的卸料机构对所述载料罐体进行卸料，当卸料时间到达设定时间后，使所述卸料机构关闭。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述输送系统还包括在所述水平通道和/或垂直通道中铺设的惰性气体管路和在所述惰性气体管路上安装的控制阀，其中，所述控制方法还包括控制所述惰性气体管路上安装的控制阀对各传感器进行惰性气体吹扫。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括对所述水平通道和垂直通道内的气体进行监测和气体控制，所述气体控制包括向所述水平通道填充惰性气体和通过风机对所述垂直通道内的气体进行排放。

8.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括对水平通道和垂直通道内外的预定部位进行视频监控。

9.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述在装料工位控制进料机构对载料罐体进行装料包括：当位于运输小车上的载料罐体位于装料工位时测得所述运输小车的皮重，之后使所述进料工位的进料机构开启以对所述载料罐体进行装料，在装料过程中对运输小车的毛重进行实时测量，并且根据所述运输小车的皮重和毛重来判定是否需要关闭所述进料机构。

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