CN104163330B - 一种采制样输料速度的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采制样输料速度的控制方法，将煤样特性、采样设备的单次采样煤量、输料设备的速度及破碎设备的处理量作为控制模型的参数输入量，利用控制模型得到输料设备的实时目标喂料速度并将速度控制指令发送至输料设备，完成对输料设备的速度调节。本发明具有原理简单、控制方便、可靠性好等优点。
Description
技术领域
本发明主要涉及到采制样技术领域，特指一种适用于采制样过程中输料设备输料速度的控制方法。
背景技术
在冶金、电力等领域中，对于所使用的煤料往往需要进行采制样作业，以便对煤料的特性进行分析。目前，一般是采用皮带采制样机，对皮带上输送的移动料流进行采样。通常的布置方式是在皮带栈桥内的输送机机架上安装采样器，采取的物料通过流管输送到栈桥底下制样间内的制样系统进行破碎缩分。整套设备主要由采样器（中部、头部）、给料皮带机、破碎系统、缩分系统、样品收集器、弃料处理系统、计算机控制系统等组成。
但是，上述机构在使用过程中存在以下问题：由于煤料的本身的特性，会造成皮带上输送的料流处于不均匀状态，为之后的破碎缩分作业也带来了巨大的影响，容易出现破碎缩分在短时间内处于非安全的工作状态，造成破碎缩分设备的损毁。或者，对皮带输送机构造成影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种原理简单、控制方便、可靠性好的采制样输料速度的控制方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种采制样输料速度的控制方法，将煤样特性、采样设备的单次采样煤量、输料设备的速度及破碎设备的处理量作为控制模型的参数输入量，利用控制模型得到输料设备的实时目标喂料速度并将速度控制指令发送至输料设备，完成对输料设备的速度调节。
作为本发明的进一步改进：所述煤样特性包括煤样水分和/或煤样粒度。
作为本发明的进一步改进：所述控制模型先得出适应于特定煤样水分、粒度下破碎设备的实时电流值，并通过值信号反馈到输料设备的速度控制器中，得出输料设备对应的实时喂料速度；最后，通过控制模型对输料速度进行调节，从而使实际喂料量总是适应于破碎设备的处理量，让破碎设备始终处于安全的工作状态下。
作为本发明的进一步改进：在所述控制模型的处理过程中，输料设备的喂料量q与破碎设备的处理量Q的关系应为q≤Q，输料设备上煤流截面积S由煤样的水分和粒度决定，输料设备的喂料量q=3.6× S×V×ρ，引入破碎设备的实时电流反馈系数K=f1(实时电流)=f1(I)：q=K×3.6× S×V×ρ；
根据q≤Q，得出：
K×3.6×S×V×ρ≤Q，得出：
V≤Q/(K×3.6×S×ρ)，
其中S主要受单次煤采样量、煤样水分和粒度的影响，反映为S=f2(采样量，粒度，水分) =f2(a，b，c%)，通过输入各项参数后由控制模型得出；
则V≤Q/[f1(I)×3.6×f2(a，b，c%)×ρ]约定：当I≥2×I0时，V=0，即皮带机停止喂料；当I≤I0时，V=V0，即皮带机为正常速度；
其中，Q为破碎机处理量，q为皮带机喂料量，I为破碎机实时电流，I0为破碎机额定负载电流，V为皮带机喂料速度，V0为皮带机正常速度，S为皮带机煤流截面积，K为电流反馈系数，ρ为煤的密度，a为单次采样量，b为煤样粒度，c%为煤样水分。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明是将以上多种参数输入量输入到控制模型中，得出适应于特定煤样水分、粒度下破碎机的实时电流值，并通过值信号反馈到皮带机速度控制器中，得出皮带机对应的实时喂料速度；最后通过控制器对皮带机速度进行调节，从而使实际喂料量总是适应于破碎机处理量，让破碎机始终处于安全的工作状态下，达到避免破碎机堵转或烧毁的目的。也就是说，控制器实时调整皮带机喂料速度，即调整喂料量，确保在该水分、粒度情况下的一定煤量进入破碎机不将破碎机堵转。
附图说明
图1是本发明的原理示意图。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
如图1所示，本发明的一种采制样输料速度的控制方法，为：将煤样特性、采样设备的单次采样煤量、输料设备的速度及破碎设备的处理量作为控制模型的参数输入量，利用控制模型得到输料设备的实时目标喂料速度并将速度控制指令发送至输料设备，完成对输料设备的速度调节。上述煤样特性包括煤样水分和煤样粒度，输料设备可以根据实际需要采用皮带输送机或其他类型的输料机构，破碎设备可以根据实际需要采用破碎机或其他类型的破碎设备。即，本发明是将以上多种参数输入量输入到控制模型中，得出适应于特定煤样水分、粒度下破碎机的实时电流值，并通过值信号反馈到皮带机速度控制器中，得出皮带机对应的实时喂料速度；最后通过控制器对皮带机速度进行调节，从而使实际喂料量总是适应于破碎机处理量，让破碎机始终处于安全的工作状态下，达到避免破碎机堵转或烧毁的目的。也就是说，控制器实时调整皮带机喂料速度，即调整喂料量，确保在该水分、粒度情况下的一定煤量进入破碎机不将破碎机堵转。
进一步，本发明实际上还同时还实现了通过调节喂料量，降低了对破碎机使用需求的规格，比如说按照以往情况破碎机处理该批煤样不堵需要5t的处理能力，通过本发明控制后，只需要2t的处理能力。即通过调整给料皮带机的喂料量，达到了节能降低成本的效果。
通过本发明的上述方法可知，实际上在机械化采制样过程中，破碎设备（如：破碎机）的工作状态应与采样设备单次采样煤量、煤样水分、煤样粒度、皮带机速度、破碎机处理量等因素有关，而这些因素综合作用后将会通过破碎机的实时电流反映出来。而破碎机实时电流也可以描述为跟单位时间内皮带机的喂料量相关，喂料量又取决于喂料速度和单位截面积煤量。破碎机实时电流I能直接反映出破碎机的工作状态，电流高，说明破碎机接近于满负荷或者超负荷运行，则喂料速度应减慢。反之，喂料速度可以恢复正常快速。
在本发明的上述方法中，各参数中采样设备的单次采样煤量、输料设备的速度、破碎设备的处理量均为已知参数，煤样特性（煤样水分、煤样粒度）则可以通过水分检测设备和粒度检测设备进行实时监测获取。
在本发明的上述方法中，控制模型是将最终的控制信号转换成破碎设备的电流值，反馈电流信号到输料设备的速度控制器。
在具体应用实例中，皮带机喂料量q与破碎机处理量Q的关系应为q≤Q，皮带机煤流截面积S主要由煤样的水分和粒度决定，皮带机喂料量q=3.6× S×V×ρ，引入破碎机实时电流反馈系数K=f1(实时电流)=f1(I)：q=K×3.6× S×V×ρ；
根据q≤Q，得出：
K×3.6×S×V×ρ≤Q，得出：
V≤Q/(K×3.6×S×ρ)，
其中S主要受单次煤采样量、煤样水分和粒度的影响，反映为S=f2(采样量，粒度，水分) =f2(a，b，c%)，通过输入各项参数后由控制模型得出。
则V≤Q/[f1(I)×3.6×f2(a，b，c%)×ρ]约定：当I≥2×I0时，V=0，即皮带机停止喂料；当I≤I0时，V=V0，即皮带机为正常速度。
其中，Q为破碎机处理量，q为皮带机喂料量，I为破碎机实时电流，I0为破碎机额定负载电流，V为皮带机喂料速度，V0为皮带机正常速度，S为皮带机煤流截面积，K为电流反馈系数，ρ为煤的密度，a为单次采样量，b为煤样粒度，c%为煤样水分。
具体应用实例：某采样机单次煤采样量a=20kg，煤样粒度b≤50mm，煤样水分c%=12%，皮带机速度V0=0.1m/s，破碎机处理量Q=2.5t/h，破碎机额定负载电流I0=15A，煤密度ρ=1000kg/m³，某一时段时，测得破碎机实时电流20A；将以上参数输入控制模型得出：
电流反馈系数K=f1(实时电流)=f1(I)=1.3；
皮带机煤流截面积S=f2(采样量，粒度，水分) =f2(a，b，c%)=0.02㎡；
调节目的是让皮带机喂料量q小于破碎机处理量Q，根据公式：
皮带机喂料量q=K×3.6× S×V×ρ≤Q，得出：
V≤Q/(K×3.6×S×ρ)，
代入数值算出 V≤0.027m/s，即此时给料皮带机喂料速度V应为0.027 m/s，速度值传输到皮带机速度控制器，将皮带机速度调为0.027 m/s，即可以使破碎机处于正常运转状态。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种采制样输料速度的控制方法，其特征在于，将煤样特性、采样设备的单次采样煤量、输料设备的速度及破碎设备的处理量作为控制模型的参数输入量，利用控制模型得到输料设备的实时目标喂料速度并将速度控制指令发送至输料设备，完成对输料设备的速度调节；所述控制模型先得出适应于特定煤样水分、粒度下破碎设备的实时电流值，并将电流值信号反馈到输料设备的速度控制器中，得出输料设备对应的实时喂料速度；最后，通过控制模型对输料速度进行调节，使实际喂料量适应于破碎设备的处理量，让破碎设备始终处于安全的工作状态下。
2.根据权利要求1所述的采制样输料速度的控制方法，其特征在于，所述煤样特性包括煤样水分和/或煤样粒度。
3.根据权利要求1所述的采制样输料速度的控制方法，其特征在于，在所述控制模型的处理过程中，输料设备的喂料量q与破碎设备的处理量Q的关系为q≤Q；输料设备上煤流截面积S由煤样的水分和粒度决定，输料设备的喂料量q=3.6× S×V×ρ，引入破碎设备的实时电流反馈系数K=f1(实时电流)=f1(I)：q=K×3.6× S×V×ρ；
根据q≤Q，得出：
K×3.6×S×V×ρ≤Q，得出：
V≤Q/(K×3.6×S×ρ)，
其中S主要受单次煤采样量、煤样水分和粒度的影响，反映为S=f2(采样量，粒度，水分) =f2(a，b，c%)，通过输入各项参数后由控制模型得出；
则V≤Q/[f1(I)×3.6×f2(a，b，c%)×ρ]
约定：当I≥2×I0时，V=0，即皮带机停止喂料；当I≤I0时，V=V0，即皮带机为正常速度；
在上述计算过程中，Q为破碎机处理量，q为皮带机喂料量，I为破碎机实时电流，I0为破碎机额定负载电流，V为皮带机喂料速度，V0为皮带机正常速度，S为皮带机煤流截面积，K为电流反馈系数，ρ为煤的密度，a为单次采样量，b为煤样粒度，c%为煤样水分。
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