CN103940236A - 一种链篦机机速控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种链篦机机速控制系统，包括：生球料量测量装置、生球料厚测量装置、变频器及控制装置。生球料量测量装置、变频器及生球料厚测量装置分别与控制装置连接；生球料厚测量装置瞬时测量至少三个生球料厚测量值；变频器通过驱动电机与链篦机连接。本发明提供的链篦机机速控制系统，能够方便的实现对链篦机机速的控制，使链篦机上的料层的厚度合理，防止出现烧损篦床设备和风短路浪费能源的现象，同时还保证了干球质量，防止造成窑内结圈、碎球、结块、环冷机出红料等问题。

Description

一种链篦机机速控制系统

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种链篦机机速控制系统。

背景技术

在球团生产过程中，链篦机的控制是球团焙烧工艺的初始阶段，也是球团生产关键环节之一。链篦机是由篦板、链节、侧篦板、小轴、小轴套、上下托轴和传动机构组成的链式烘干焙烧设备，此设备能够将造球系统输出的生球（含水湿球）烘干焙烧成干球(无水干球)，并向回转窑连续输送干球，在运动中烘干焙烧生球，兼有烘干和传送两种功能。链篦机的机速直接影响着篦床上的料层厚度，料层的薄厚对生产和设备都有较大影响。在等料量情况下，机速快了篦床上的球料变薄，易出现烧损篦床设备和风短路浪费能源的现象；机速慢了料层变厚，生球烧不透干球耐磨性差易碎，这种质量差的干球入窑后，会造成窑内结圈、碎球、结块、环冷机出红料等问题。决定篦床上料层厚度的就是机速，在实际生产中，由于原料和造球的不稳定，生球料量并不稳定，为保证料厚均匀，需实时调整机速，但目前的靠操作者观察溜料板上的料量，凭经验人工手动调整机速的方式，及时性差、随意性大，始终满足不了优化生产的需要，因此，链篦机的机速自动控制是急需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够合理的控制链篦机的机速，防止出现烧损篦床设备和风短路浪费能源的现象，以及保证干球质量的链篦机机速控制系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种链篦机机速控制系统，包括：生球料量测量装置、生球料厚测量装置、变频器及控制装置；所述生球料量测量装置、变频器及所述生球料厚测量装置分别与所述控制装置连接；所述生球料厚测量装置瞬时测量至少三个生球料厚测量值；所述变频器通过驱动电机与所述链篦机连接。所述控制装置包括：数据接收单元，用于从所述生球料量测量装置获取生球料量瞬时值Q_18i，以及从所述生球料厚测量装置获取所述生球料厚测量值。参数设定单元，用于设定或修改每秒钟采集的生球料量瞬时值Q_18i的个数x、生球料量移动平均值计算周期时间n、每秒钟采集的生球料厚瞬时值hi的个数y、生球料厚设定值H_SD、延迟输出时间t_yc以及生球料厚移动平均值计算周期时间m。存储单元，用于从所述数据接收单元获取生球料量瞬时值Q_18i及所述生球料厚测量值数据并进行存储；从所述参数设定单元获取每秒钟采集的生球料量瞬时值Q_18i的个数x、生球料量移动平均值计算周期时间n、每秒钟采集的生球料厚瞬时值h_i的个数y以及生球料厚移平均值计算周期时间m数据并进行存储。计算单元，用于从所述存储单元获取数据，分别计算生球料量移动平均值Q_18nx以及生球料厚移动平均值H_ym，并根据生球料量移动平均值Q_18nx、生球料厚移动平均值H_ym以及生球料厚设定值H_SD计算出链篦机机速调整值V_js。控制单元，用于从所述计算单元获取链篦机机速调整值V_js，从所述存储单元获取延迟输出时间t_yc，在计时延迟输出时间t_yc后根据链篦机机速调整值V_js控制所述变频器，实现对链篦机机速的调整。

进一步地，所述计算单元包括：第一计算模块，用于从所述存储模块中获取所述生球料厚测量值，将所述生球料厚测量值进行平均值计算，得到的计算结果为生球料厚瞬时值h_i。第二计算模块，用于从所述存储单元获取每秒钟采集的生球料量瞬时值Q_18i的个数x、生球料量移动平均值计算周期时间n以及生球料量瞬时值Q_18i，并根据计算模型 $Q_{18\mathrm{xn}}=(\underset{i=0}{\overset{\mathrm{xn}}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{18i}-\underset{i=0}{\overset{x}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{18i}+\underset{i=\mathrm{xn}}{\overset{x}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{18i})/\mathrm{nx}$ 计算出生球料量移动平均值Q_18nx。第三计算模块，用于从所述存储单元获取每秒钟采集的生球料厚瞬时值h_i的个数y以及生球料厚移动平均值计算周期时间m，从所述第一计算模块获取生球料厚瞬时值h_i，并根据计算模型 $H_{\mathrm{ym}}=(\underset{i=0}{\overset{\mathrm{ym}}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i-\underset{i=0}{\overset{y}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i+\underset{i=\mathrm{ym}}{\overset{y}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i)/\mathrm{my}$ 计算生球料厚移动平均值H_ym。第四计算模块，用于从所述存储模块获取生球料厚设定值H_SD，从所述第二计算模块获取生球料量移动平均值Q_18nx，从所述第三计算模块获取生球料厚移动平均值H_ym；通过计算模型V_js=0.0065×（Q_18nx+0.03×（H_SD-H_ym））计算出链篦机机速调整值V_js，并将链篦机机速调整值V_js输送至所述控制单元。

进一步地，所述生球料量测量装置为电子皮带秤。

进一步地，所述生球料厚测量装置为超声波料位计；所述超声波料位计至少为三台。

进一步地，所述控制装置为PLC控制器或工控机。

本发明提供的链篦机机速控制系统，通过生球料量测量装置和生球料厚测量装置采集链篦机上料层的实时数据，并将采集的数据传送到控制装置中，通过控制装置计算出在最佳料层厚度时所对应的链篦机机速，能够方便的实现对链篦机机速的控制，使链篦机上的料层的厚度合理，防止出现烧损篦床设备和风短路浪费能源的现象，同时还保证了干球质量，防止造成窑内结圈、碎球、结块、环冷机出红料等问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的链篦机机速控制系统结构框图。

具体实施方式

参见图1，本发明实施例提供了一种链篦机机速控制系统，包括：生球料量测量装置、生球料厚测量装置、变频器及控制装置。生球料量测量装置、变频器及生球料厚测量装置分别与控制装置连接；生球料厚测量装置瞬时测量至少三个生球料厚测量值，即生球料厚测量装置在同一时间点测量链篦机料层上至少三个不同位置的生球料层的厚度值，这个厚度值为生球料厚测量值。变频器通过驱动电机与链篦机连接。

参见图1，本实施例中，控制装置包括：数据接收单元、数据设定单元、存储单元、计算单元及控制单元。数据接收单元用于从生球料量测量装置获取生球料量瞬时值Q_18i，以及从生球料厚测量装置获取生球料厚测量值（获取在同一时间点测量链篦机料层上至少三个不同位置的生球料层的厚度值，生球料厚测量值的单位为米）。参数设定单元用于设定或修改每秒钟采集的生球料量瞬时值Q_18i的个数x、生球料量移动平均值计算周期时间n、每秒钟采集的生球料厚瞬时值hi的个数y、生球料厚设定值H_SD以及生球料厚移动平均值计算周期时间m、延迟输出时间t_yc（球18料量行进至链篦机篦床上所需时间）。存储单元用于从数据接收单元获取生球料量瞬时值Q_18i及生球料厚测量值数据并进行存储；从参数设定单元获取每秒钟采集的生球料量瞬时值Q_18i的个数x、生球料量移动平均值计算周期时间n、每秒钟采集的生球料厚瞬时值h_i的个数y以及生球料厚移平均值计算周期时间m数据并进行存储。计算单元用于从存储单元获取数据，分别计算生球料量移动平均值Q_18nx以及生球料厚移动平均值H_ym，并根据生球料量移动平均值Q_18nx、生球料厚移动平均值H_ym以及生球料厚设定值H_SD计算出链篦机机速调整值V_js。本发明实施例中，计算单元包括：第一计算模块、第二计算模块、第三计算模块及第四计算模块。第一计算模块用于从存储模块中获取生球料厚测量值（获取在同一时间点测量链篦机料层上至少三个不同位置的生球料层的厚度值），将生球料厚测量值进行平均值计算，得到的计算结果为生球料厚瞬时值h_i。第二计算模块用于从存储单元获取每秒钟采集的生球料量瞬时值Q_18i的个数x、生球料量移动平均值计算周期时间n以及生球料量瞬时值Q_18i，并根据计算模型 $Q_{18\mathrm{xn}}=(\underset{i=0}{\overset{\mathrm{xn}}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{18i}-\underset{i=0}{\overset{x}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{18i}+\underset{i=\mathrm{xn}}{\overset{x}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{18i})/\mathrm{nx}$ 计算出生球料量移动平均值Q_18nx。第三计算模块用于从存储单元获取每秒钟采集的生球料厚瞬时值h_i的个数y以及生球料厚移动平均值计算周期时间m，从第一计算模块获取生球料厚瞬时值h_i，并根据计算模型 $H_{\mathrm{ym}}=(\underset{i=0}{\overset{\mathrm{ym}}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i-\underset{i=0}{\overset{y}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i+\underset{i=\mathrm{ym}}{\overset{y}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i)/\mathrm{my}$ 计算生球料厚移动平均值H_ym。第四计算模块用于从存储模块获取生球料厚设定值H_SD，从第二计算模块获取生球料量移动平均值Q_18nx，从第三计算模块获取生球料厚移动平均值H_ym；通过计算模型V_js=0.0065×（Q_18nx+0.03×（H_SD-H_ym））计算链篦机机速调整值V_js。控制单元用于从计算单元获取链篦机机速调整值V_js，从存储单元获取延迟输出时间t_yc，在计时延迟输出时间t_yc后根据链篦机机速调整值V_js控制变频器，实现对链篦机机速的调整。本发明实施例中，生球料量测量装置为电子皮带秤。生球料厚测量装置为超声波料位计；超声波料位计至少为三台，生球料厚测量装置在同一时间点测量链篦机料层上至少三个不同位置的生球料层的厚度值。本发明实施例中，控制装置采用PLC控制器或工控机。本发明实施例中，生球料量瞬时值Q_18i、生球料量移动平均值Q_18nx的单位为吨，生球料量移动平均值计算周期时间n、生球料厚移平均值计算周期时间m和球料延迟输出时间t_yc的单位为秒，生球料厚瞬时值h_i、生球料厚移动平均值H_ym以及生球料厚设定值H_SD的单位为米，链篦机机速调整值V_js的单位为米/分钟。

本实施例提供的链篦机机速控制系统，在应用过程中，通过生球料量测量装置和生球料厚测量装置采集链篦机上料层的实时数据，并将采集的数据传送到控制装置中，第一计算模块将生球料厚测量值进行平均值计算，得到生球料厚瞬时值h_i；第二计算模块计算出生球料量移动平均值Q_18nx；第三计算模块计算出生球料厚移动平均值H_ym；第四计算模块计算出链篦机机速调整值V_js，并将链篦机机速调整值传送至控制单元，通过控制单元对变频器的控制，最终实现对链篦机机速的控制。本发明实施例提供的链篦机机速控制系统，通过控制装置计算出在最佳料层厚度时所对应的链篦机机速，能够方便的实现对链篦机机速的控制，使链篦机上的料层的厚度合理，防止出现烧损篦床设备和风短路浪费能源的现象，同时还保证了干球质量，防止造成窑内结圈、碎球、结块、环冷机出红料等问题。

最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种链篦机机速控制系统，其特征在于，包括：生球料量测量装置、生球料厚测量装置、变频器及控制装置；所述生球料量测量装置、变频器及所述生球料厚测量装置分别与所述控制装置连接；所述生球料厚测量装置瞬时测量至少三个生球料厚测量值；所述变频器通过驱动电机与所述链篦机连接；

所述控制装置包括：

数据接收单元，用于从所述生球料量测量装置获取生球料量瞬时值Q_18i，以及从所述生球料厚测量装置获取所述生球料厚测量值；

参数设定单元，用于设定或修改每秒钟采集的生球料量瞬时值Q_18i的个数x、生球料量移动平均值计算周期时间n、每秒钟采集的生球料厚瞬时值h_i的个数y、生球料厚设定值H_SD、延迟输出时间t_yc以及生球料厚移动平均值计算周期时间m；

存储单元，用于从所述数据接收单元获取生球料量瞬时值Q_18i及所述生球料厚测量值数据并进行存储；从所述参数设定单元获取每秒钟采集的生球料量瞬时值Q_18i的个数x、生球料量移动平均值计算周期时间n、每秒钟采集的生球料厚瞬时值h_i的个数y以及生球料厚移平均值计算周期时间m数据并进行存储；

计算单元，用于从所述存储单元获取数据，分别计算生球料量移动平均值Q_18nx以及生球料厚移动平均值H_ym，并根据生球料量移动平均值Q_18nx、生球料厚移动平均值H_ym以及生球料厚设定值H_SD计算出链篦机机速调整值V_js；

控制单元，用于从所述计算单元获取链篦机机速调整值V_js，从所述存储单元获取延迟输出时间t_yc，在计时延迟输出时间t_yc后根据链篦机机速调整值V_js控制所述变频器，实现对链篦机机速的调整。

2.根据权利要求1所述的链篦机机速控制系统，其特征在于，所述计算单元包括：

第一计算模块，用于从所述存储模块中获取所述生球料厚测量值，将所述生球料厚测量值进行平均值计算，得到的计算结果为生球料厚瞬时值h_i；

第二计算模块，用于从所述存储单元获取每秒钟采集的生球料量瞬时值Q_18i的个数x、生球料量移动平均值计算周期时间n以及生球料量瞬时值Q_18i，并根据计算模型 $Q_{18\mathrm{xn}}=(\underset{i=0}{\overset{\mathrm{xn}}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{18i}-\underset{i=0}{\overset{x}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{18i}+\underset{i=\mathrm{xn}}{\overset{x}{\mathrm{\Σ}}}{Q}_{18i})/\mathrm{nx}$ 计算出生球料量移动平均值Q_18nx；

第三计算模块，用于从所述存储单元获取每秒钟采集的生球料厚瞬时值hi的个数y以及生球料厚移动平均值计算周期时间m，从所述第一计算模块获取生球料厚瞬时值h_i，并根据计算模型 $H_{\mathrm{ym}}=(\underset{i=0}{\overset{\mathrm{ym}}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i-\underset{i=0}{\overset{y}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i+\underset{i=\mathrm{ym}}{\overset{y}{\mathrm{\Σ}}}{h}_i)/\mathrm{my}$ 计算生球料厚移动平均值H_ym；

第四计算模块，用于从所述存储模块获取生球料厚设定值H_SD，从所述第二计算模块获取生球料量移动平均值Q_18nx，从所述第三计算模块获取生球料厚移动平均值H_ym；通过计算模型V_js=0.0065×（Q_18nx+0.03×（H_SD-H_ym））计算出链篦机机速调整值V_js，并将链篦机机速调整值V_js输送至所述控制单元。

3.根据权利要求2所述的链篦机机速控制系统，其特征在于，所述生球料量测量装置为电子皮带秤。

4.根据权利要求2所述的链篦机机速控制系统，其特征在于，所述生球料厚测量装置为超声波料位计；所述超声波料位计至少为三台。

5.根据权利要求1-4任一项所述的链篦机机速控制系统，其特征在于，所述控制装置为PLC控制器或工控机。