CN104444256A - 一种用于称重式皮带给煤机的控制方法以及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于称重式皮带给煤机的控制方法以及控制系统。其中，所述控制方法包括：计算瞬时煤量信号；将所述瞬时煤量信号与设定煤量信号进行比较；以及根据比较结果调节所述给煤机的转速，所述方法还包括：判断所述给煤机是否出现断煤或转速异常的情况；以及根据判断的情况调节所述给煤机的转速。本发明通过判断给煤机是否出现断煤或转速异常的情况并根据判断的情况调节给煤机，避免发生由断煤、称重传感器异常或转速传感器异常引起的磨煤机热风反窜现象。

Description

一种用于称重式皮带给煤机的控制方法以及控制系统

技术领域

本发明涉及称重式皮带给煤机，具体地，涉及一种用于称重式皮带给煤机的控制方法以及控制系统。

背景技术

目前国内火力发电厂采用两种给煤机。一种是埋刮板给煤机，另一种则是称重式皮带给煤机。现在多数电厂已经采用称重式皮带给煤机，而只有少数电厂采用埋刮板给煤机。新建电厂几乎全部采用称重式皮带给煤机。称重式皮带给煤机的日常维护工作量少，节约能耗，噪声的分贝值、粉尘浓度均达到环保要求，而且现场运行环境得到了改观。

因为皮带给煤机内部的胶带、传感器等部件不耐高温，所以如何防止磨煤机内的热风反窜到给煤机成为保护皮带给煤机的重点。目前，国内唯一解决磨煤机内的热风反窜的方法是在皮带给煤机内加密封风，依靠密封风压住磨煤机内的热风。但是，这样做没有找到热风反窜的根本原因和根本解决方法。依靠密封风的压力阻止磨煤机内的热风反窜在给煤机正常运行时适用。

现在火力发电厂称重式皮带给煤机普遍采用闭环控制。优点是抗干扰能力强，对煤质变化产生的影响小。缺点是在采用闭环控制时，易出现由断煤引起的给煤机飞速现象。断煤(欠煤)时，为保证系统煤量要求，给煤机会迅速加速。当重新有煤时，由于给煤机运行速度过大，短时间内会有大量的煤涌进磨煤机。这个过程对磨煤机有非常大的影响，会造成磨煤机内的热风压力迅速增高。当磨煤机内的热风压力高于给煤机内的密封风压力时，就会引起磨煤机内的热风反窜，给给煤机造成损坏。尤其在几台给煤机同时出现断煤情况时，后果会更加严重。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于称重式皮带给煤机的控制方法以及控制系统，该方法通过判断给煤机是否出现断煤或转速异常的情况并根据判断的情况调节给煤机，确保给煤机不受磨煤机内热风反窜的损坏。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于称重式皮带给煤机的控制方法，所述控制方法包括：计算瞬时煤量信号；将所述瞬时煤量信号与设定煤量信号进行比较；以及根据比较结果调节所述给煤机的转速，所述方法还包括：判断所述给煤机是否出现断煤或转速异常的情况；以及根据判断的情况调节所述给煤机的转速。

其中，所述方法还包括：将给煤重量信号及转速信号分别与所述给煤机正常运行时的给煤重量信号及转速信号进行比较，判断所述给煤机是否出现断煤或转速异常的情况。

其中，所述方法还包括：与所述给煤机正常运行时的给煤重量信号比较，所述给煤重量信号匀速减小，则判断所述给煤机出现断煤情况；与所述给煤机正常运行时的给煤重量信号比较，所述给煤重量信号瞬间增大或减少，则判断所述给煤机出现转速异常情况；以及与所述给煤机正常运行时的转速信号比较，所述转速信号瞬间增大或减少，则判断所述给煤机出现转速异常情况。

其中，所述方法还包括：在所述给煤机没有出现断煤或转速异常的情况下，使用给煤重量信号与转速信号计算所述瞬时煤量信号。

其中，所述方法还包括：根据以下公式计算所述瞬时煤量信号：

W(t)＝∫Q(t)*V(t)dt其中，W(t)为所述瞬时煤量信号：Q(t)为所述给煤重量信号；V(t)为所述转速信号。

其中，所述方法还包括：在所述给煤机出现断煤或转速异常的情况下，确保所述给煤机保持出现断煤或转速异常前的转速。

相应地，本发明还提供一种用于称重式皮带给煤机的控制系统，所述控制系统包括：称重传感器，用于测量所述给煤重量信号；转速传感器，用于测量所述转速信号；计量控制器，与所述称重传感器和所述转速传感器相连接，用于接收来自所述称重传感器的所述给煤重量信号与来自所述转速传感器的所述转速信号，并根据接收的所述给煤重量信号与所述转速信号发送转速调节信号：变频器，与所述计量控制器连接，用于接收所述转速调节信号；以及电机，与所述变频器相连接，用于根据所述转速调节信号控制所述给煤机的转速。

其中，所述计量控制器包括：判断设备，用于接收所述给煤重量信号与所述转速信号，并判断所述给煤机是否出现断煤或转速异常的情况；计算装置，用于在所述给煤机没有出现断煤或转速异常的情况下，接收所述给煤重量信号与所述转速信号，并根据所述给煤重量信号与所述转速信号计算所述瞬时煤量信号；比较器，与所述计算装置相连接，用于将所述瞬时煤量信号与设定煤量信号进行比较；以及控制装置，与所述比较器和所述判断设备相连接，用于接收所述比较器的比较结果，并根据比较结果发送所述转速调节信号。

其中，所述控制装置还用于在所述给煤机出现断煤或转速异常的情况下，接收来自所述判断设备的指令，并确保所述给煤机保持出现断煤或转速异常前的转速。

其中，所述判断设备包括：接收装置，用于接收所述给煤重量信号与所述转速信号；存储装置，用于存储所述给煤机正常运行时的给煤重量信号与转速信号；比较装置，与所述接收装置与所述存储装置相连接，用于将接收的所述给煤重量信号及所述转速信号分别与所述给煤机正常运行时的给煤重量信号及转速信号进行比较；判断装置，与所述比较装置相连接，用于根据比较结果判断所述给煤机是否出现断煤或转速异常的情况；以及发送装置，与所述判断装置相连接，用于在所述给煤机没有出现断煤或转速异常的情况下，向所述计算装置发送所述给煤重量信号与所述转速信号以及在所述给煤机出现断煤或转速异常的情况下，向所述控制装置发送指令。

本发明通过判断给煤机是否出现断煤或转速异常的情况并根据判断的情况调节给煤机，避免发生由断煤、称重传感器异常或转速传感器异常引起的磨煤机热风反窜现象。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明用于称重式皮带给煤机的控制系统的结构示意图；

图2是根据本发明用于称重式皮带给煤机的控制系统的计量控制器的结构示意图；

图3是根据本发明用于称重式皮带给煤机的控制系统的判断设备的结构示意图；以及

图4是根据本发明用于称重式皮带给煤机的控制方法的流程图。

附图标记说明

10   计量控制器                  20   称重传感器

30   转速传感器                  40   变频器

50   电机                        60   设定煤量信号

70   给煤机转速                  80   判断设备

90   计算装置                    100  控制装置

110  给煤重量信号                120  转速信号

130  转速调节信号                140  比较器

150  接收装置                    160  比较装置

170  判断装置                    180  存储装置

190  发送装置                    200  给煤重量信号与转速信号

210  指令

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是根据本发明用于称重式皮带给煤机的控制系统的结构示意图。如图1所示，本发明提供的控制系统包括：称重传感器20，用于测量所述给煤重量信号；转速传感器30，用于测量所述转速信号；计量控制器10，与所述称重传感器20和所述转速传感器30相连接，用于接收来自所述称重传感器的所述给煤重量信号与来自所述转速传感器的所述转速信号，并根据接收的所述给煤重量信号与所述转速信号发送转速调节信号：变频器40，与所述计量控制器10连接，用于接收所述转速调节信号；以及电机50，与所述变频器40相连接，用于根据所述转速调节信号控制所述给煤机的转速。

图2是根据本发明用于称重式皮带给煤机的控制系统的计量控制器的结构示意图。优选地，如图2所示，所述计量控制器10包括：判断设备80，用于接收所述给煤重量信号与所述转速信号，并判断所述给煤机是否出现断煤或转速异常的情况；计算装置90，用于在所述给煤机没有出现断煤或转速异常的情况下，接收所述给煤重量信号与所述转速信号，并根据所述给煤重量信号与所述转速信号计算所述瞬时煤量信号；比较器140，与所述计算装置90相连接，用于将所述瞬时煤量信号与设定煤量信号进行比较；以及控制装置100，与所述比较器140和所述判断设备80相连接，用于接收所述比较器的比较结果，并根据比较结果发送所述转速调节信号。藉此，能够通过变频器40控制电机50的转速，使得瞬时煤量信号与设定煤量信号的偏差趋近于“0”，满足磨煤机对给煤机的煤量要求。

优选地，所述控制装置100还用于在所述给煤机出现断煤或转速异常的情况下，接收来自所述判断设备的指令，并确保所述给煤机保持出现断煤或转速异常前的转速。藉此，可有效防止给煤机飞速现象的发生。

图3是根据本发明用于称重式皮带给煤机的控制系统的判断设备的结构示意图。优选地，如图3所示，所述判断设备80包括：接收装置150，用于接收所述给煤重量信号与所述转速信号；存储装置180，用于存储所述给煤机正常运行时的给煤重量信号与转速信号；比较装置160，与所述接收装置150与所述存储装置180相连接，用于将接收的所述给煤重量信号及所述转速信号分别与所述给煤机正常运行时的给煤重量信号及转速信号进行比较；判断装置170，与所述比较装置160相连接，用于根据比较结果判断所述给煤机是否出现断煤或转速异常的情况；以及发送装置190，与所述判断装置170相连接，用于在所述给煤机没有出现断煤或转速异常的情况下，向所述计算装置发送所述给煤重量信号与所述转速信号以及在所述给煤机出现断煤或转速异常的情况下，向所述控制装置发送指令。藉此，将正常的给煤重量信号和转速信号与异常的给煤重量信号和转速信号区分开，保证了给煤机的正常工作。

图4是根据本发明用于称重式皮带给煤机的控制方法的流程图。在用于称重式皮带给煤机的控制系统中，控制系统根据如图4所示的控制方法来控制给煤机的转速。该方法包括：在步骤1001中，接收给煤重量信号与转速信号；在步骤1002中，将接收的给煤重量信号和转速信号分别与给煤机正常运行时的给煤重量信号和转速信号进行比较；在步骤1003中，根据比较结果判断给煤机是否出现断煤或转速异常的情况。具体的判断方法是：与给煤机正常运行时的给煤重量信号比较，给煤重量信号匀速减小，则判断给煤机出现断煤情况；与给煤机正常运行时的给煤重量信号比较，给煤重量信号瞬间增大或减少，则判断给煤机出现转速异常情况；以及与给煤机正常运行时的转速信号比较，转速信号瞬间增大或减少，则判断给煤机出现转速异常情况。在步骤1004中，如果给煤机出现断煤或转速异常的情况，则保持出现断煤或转速异常前的转速。在步骤1005中，如果给煤机没有出现断煤或转速异常的情况，则根据给煤重量信号与转速信号计算瞬时煤量信号。具体的计算方法是根据公式W(t)＝∫Q(t)*V(t)dt进行计算。其中，W(t)为所述瞬时煤量信号：Q(t)为所述给煤重量信号；V(t)为所述转速信号。在步骤1006中，将计算所得的瞬时煤量信号与设定煤量信号进行比较；在步骤1007中，根据比较结果调节给煤机的转速。具体的调节方法是：如果瞬时煤量信号小于设定煤量信号，则提升给煤机的转速，使得瞬时煤量信号与设定煤量信号的偏差趋于零；如果瞬时煤量信号大于设定煤量信号，则降低给煤机的转速，使得瞬时煤量信号与设定煤量信号的偏差趋于零。

根据本发明的具体实施方式，称重传感器20安装于给煤机胶带的下方，并且转速传感器30安装于电机上。称重传感器20测量的给煤重量信号110与转速传感器30测量的转速信号120由判断设备80的接收装置150接收，从而进入判断设备80。通过比较装置160将给煤重量信号110和转速信号120与存储装置180中存储的正常给煤重量信号和转速信号相比较。如果给煤重量信号匀速减小，则能够通过判断装置170判断出给煤机出现断煤情况。如果给煤重量信号瞬间增大或减少，则能够通过判断装置170判断出给煤机出现转速异常情况。当然也可以通过转速信号进行判断。如果转速信号瞬间增大或减少，则能够通过判断装置170判断出给煤机出现转速异常情况。

如果给煤机没有出现断煤或转速异常的情况，发送装置190将接收的给煤重量信号110与转速信号120发送给计算装置90。计算装置90将根据接收的给煤重量信号与转速信号200计算出瞬时煤量信号。具体计算过程如下：

将给煤重量信号110与转速信号120进行相乘，并将得出的乘积进行积分，就可得出所述瞬时煤量信号。计算公式为W(t)＝∫Q(t)*V(t)dt其中，W(t)为所述瞬时煤量信号：Q(t)为所述给煤重量信号；V(t)为所述转速信号。

比较器140将集控室输出的设定煤量信号60与瞬时煤量信号进行比较，从而得出瞬时煤量信号与设定煤量信号的偏差。比较器140将偏差以信号的方式发送给控制装置100。控制装置100根据偏差信号能够得到转速调节信号130，并向比较器140发送转速调节信号130。根据转速调节信号130，电机50调节给煤机转速70，从而使瞬时煤量信号与设定煤量信号60的偏差趋近于“0”，以满足磨煤机对给煤机的煤量要求。

如果给煤机出现断煤或转速异常的情况，发送装置190则会向控制装置100发送指令210。根据指令210控制装置100能够得到转速调节信号130，并向变频器40发送转速调节信号130。根据转速调节信号130，电机50会保持出现断煤或转速异常前的转速。同时，根据接收到的断煤信号或转速异常信号，集控室的工作人员会知晓给煤机出现断煤或转速异常的情况。如果给煤机出现断煤的情况，工作人员会根据现场分析判断是什么原因造成给煤机断煤并采取措施进行疏通。如果给煤机出现转速异常的情况，工作人员可知晓传感器出现故障，并检查接线准备更换传感器。

其中，所述控制装置100可以采用PID控制器。藉此，能够更高效地控制变频器。

本发明通过提供用于称重式皮带给煤机的控制方法以及控制系统，避免发生由断煤、称重传感器异常或转速传感器异常引起的磨煤机热风反窜现象。同时，给煤机控制系统运行更加平稳，减少了煤量波动对集控室及磨煤机的影响，实现了给煤机的精确计量、稳定运行。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于称重式皮带给煤机的控制方法，所述方法包括：计算瞬时煤量信号；将所述瞬时煤量信号与设定煤量信号进行比较；以及根据比较结果调节所述给煤机的转速，其特征在于，所述方法还包括：

判断所述给煤机是否出现断煤或转速异常的情况；以及

根据判断的情况调节所述给煤机的转速。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

将给煤重量信号及转速信号分别与所述给煤机正常运行时的给煤重量信号及转速信号进行比较，判断所述给煤机是否出现断煤或转速异常的情况。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

与所述给煤机正常运行时的给煤重量信号比较，所述给煤重量信号匀速减小，则判断所述给煤机出现断煤情况；

与所述给煤机正常运行时的给煤重量信号比较，所述给煤重量信号瞬间增大或减少，则判断所述给煤机出现转速异常情况；以及

与所述给煤机正常运行时的转速信号比较，所述转速信号瞬间增大或减少，则判断所述给煤机出现转速异常情况。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述给煤机没有出现断煤或转速异常的情况下，使用给煤重量信号与转速信号计算所述瞬时煤量信号。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，根据以下公式计算所述瞬时煤量信号：

W(t)＝∫Q(t)*V(t)dt

其中，W(t)为所述瞬时煤量信号：Q(t)为所述给煤重量信号；V(t)为所述转速信号。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述给煤机出现断煤或转速异常的情况下，确保所述给煤机保持出现断煤或转速异常前的转速。

7.一种用于称重式皮带给煤机的控制系统，其特征在于，所述系统包括：

称重传感器，用于测量所述给煤重量信号；

转速传感器，用于测量所述转速信号；

计量控制器，与所述称重传感器和所述转速传感器相连接，用于接收来自所述称重传感器的所述给煤重量信号与来自所述转速传感器的所述转速信号，并根据接收的所述给煤重量信号与所述转速信号发送转速调节信号：

变频器，与所述计量控制器连接，用于接收所述转速调节信号；以及

电机，与所述变频器相连接，用于根据所述转速调节信号控制所述给煤机的转速。

8.根据权利要求7所述的控制系统，其特征在于，所述计量控制器包括：

判断设备，用于接收所述给煤重量信号与所述转速信号，并判断所述给煤机是否出现断煤或转速异常的情况；

计算装置，用于在所述给煤机没有出现断煤或转速异常的情况下，接收所述给煤重量信号与所述转速信号，并根据所述给煤重量信号与所述转速信号计算所述瞬时煤量信号；

比较器，与所述计算装置相连接，用于将所述瞬时煤量信号与设定煤量信号进行比较；以及

控制装置，与所述比较器和所述判断设备相连接，用于接收所述比较器的比较结果，并根据比较结果发送所述转速调节信号。

9.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述控制装置还用于在所述给煤机出现断煤或转速异常的情况下，接收来自所述判断设备的指令，并确保所述给煤机保持出现断煤或转速异常前的转速。

10.根据权利要求8所述的控制系统，其特征在于，所述判断设备包括：

接收装置，用于接收所述给煤重量信号与所述转速信号；

存储装置，用于存储所述给煤机正常运行时的给煤重量信号与转速信号；

比较装置，与所述接收装置与所述存储装置相连接，用于将接收的所述给煤重量信号及所述转速信号分别与所述给煤机正常运行时的给煤重量信号及转速信号进行比较；

判断装置，与所述比较装置相连接，用于根据比较结果判断所述给煤机是否出现断煤或转速异常的情况；以及

发送装置，与所述判断装置相连接，用于在所述给煤机没有出现断煤或转速异常的情况下，向所述计算装置发送所述给煤重量信号与所述转速信号以及在所述给煤机出现断煤或转速异常的情况下，向所述控制装置发送指令。