CN104677110B - 一种环冷机散料小车控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种环冷机散料小车控制系统及其控制方法及其控制方法，包括散料小车行走轨道上的同时位于散料灰斗下方和卸料点位置上的接近开关磁体、散料小车行走轨道两端的极限开关触点、散料小车两侧的接近开关和极限开关、环冷机出料口的电子皮带秤、散料小车电机执行器及计算机模拟量控制系统，接近开关与极限开关信号接入计算机模拟量控制系统，电子皮带秤的流量信号经计算机模拟量控制系统与散料小车电机执行器信号进行通讯连接。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：根据环冷机出口物料流量的变化，来制定一个散料小车可行的任务表，系统可以根据口物料流量的变化来实时调整该任务表，提高了散料小车的卸料效率，提高了全厂自动化水平。

Description

一种环冷机散料小车控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及工业计算机实时控制技术领域，特别一种环冷机散料小车控制系统及其控制方法。

背景技术

环冷机是烧结矿、球团矿生产过程中冷却系统的重要组成设备。环冷机回转体由主电机、减速机、开式齿轮和链轮带动回转。随着回转体的回转，从上一工艺环节中生产的热球团矿、热烧结矿经给矿斗不断落到回转体内带篦孔的台车上。经过台车的缓慢回转，矿物被台车下部通入的冷却风逐渐冷却，最后到卸料口卸出进入到下一个生产环节。冷却过程中，矿物散料及灰尘在冷却风的作用下从台车篦孔下落至下部的散料灰斗中，经过散料小车在环形轨道上的行走，将各个散料灰斗中的散料运输至散料卸料口卸出。由于现场检测点、控制点较少，传统散料小车都是由现场人员在操作箱手动控制或是基于PLC的简单控制。在这些方式下，散料小车的卸料效率较低，且小车故障率很高。同时由于人为因素较多，也带来了现场人员的操作失误及人身安全隐患。因此，环冷机散料小车迫切需要计算机智能优化控制，来弥补传统生产过程中的不足之处。

发明内容

本发明的目的是提供一种根据环冷机出口物料流量的变化，来自动定制卸料任务表，从而实现了散料小车的全自动控制的控制系统及其控制方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

本发明的环冷机散料小车控制系统，环冷机散料小车控制系统，包括散料灰斗，设置在散料灰斗下方的散料小车，散料小车行走轨道，设置在环冷机出料口的电子皮带秤及计算机模拟量控制系统，其特征在于，还包括设置在散料小车行走轨道两端的极限开关触点，分别设置在散料小车行走轨道的卸料点位置上接近开关磁体，分别设置在散料小车两侧的接近开关和极限开关以及散料小车电机执行器，所述的接近开关与极限开关信号接入计算机模拟量控制系统，电子皮带秤的流量信号经计算机模拟量控制系统与散料小车电机执行器信号进行通讯连接。

本发明的环冷机散料小车控制系统的控制方法，控制系统根据环冷机出料口电子皮带秤流量信号F₀来制定散料小车的卸料任务表，同时控制散料小车电机执行器，使散料小车按照任务表执行任务；

1）制定散料小车卸料任务表：在周期Tc内，第i个散料灰斗的物料累积值W_i表达式为：

Tc为周期时间，取60～120分钟；

Ks_i为第i个散料灰斗进料流量与环冷机出料流量的比值，由现场测试得到；

周期Tc内，第i个散料灰斗的权值系数Q_i表达式为：

N_i为周期Tc内，散料小车到达第i个散料灰斗的次数；

θ为调整系数，初始值为1；

W_c为散料小车容量；

中括号为实数向下取整符号；

按照散料灰斗权值Q由大到小排序，将最大权值对应的散料灰斗编号计入任务表，计入后该权值减1，继续对权值Q排序，直到所有散料灰斗权值为0时，任务表完成，得到任务表表达式为：

，

A，B，……，N为散料灰斗编号；

Q_max为每一轮对权值Q排序获得的最大值；

大括号为一个带有散料灰斗编号的序列集合；

周期Tc内，为保证满车取料，散料小车向第i个散料灰斗取料前，需等待Tw_i时间，其表达式为：

Ws_i为散料小车出发时刻第i个散料灰斗中剩余散料；

Tc_i为散料小车由卸料口到第i个散料灰斗处的行走时间；

Tx为散料小车的卸料时间；

2）检验任务表：对所求得的等待时间Tw_i求和，加上散料小车取料时间与卸料时间得到任务总时间Tz，Tz应小于周期时间Tc，否则调整系数θ加1，系统重新制定任务表，重新比较Tz与Tc的大小，直到Tz小于Tc循环结束，任务表检验完毕；

3）散料小车按照任务表执行任务：在周期Tc内，散料小车按照任务表将物料卸入散料下料口中，散料小车按照任务表序列执行完任务后，停止运行直到下一个周期时间的开始；

4）任务表的更新：控制系统每10分钟对电子皮带秤流量信号F₀取一次平均值，若本次平均值较上一次F₀平均值增加或减少20%以上时，系统重新制定任务表。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的环冷机散料小车控制系统及其控制方法，根据环冷机出口物料流量的变化，来制定一个散料小车可行的任务表，且系统可以根据口物料流量的变化来实时调整该任务表，使散料小车卸料效率达到最大化，不仅提高了散料小车的卸料效率，同时也有效的降低了散料小车的维护成本，提高了全厂自动化水平，具有广阔的市场前景。

附图说明

图1是本发明的结构图；

图2是本发明的散料小车电控原理图；

图3是本发明的制定任务表流程图；

图4是本发明的散料小车执行周期任务流程图。

1—散料小车2—行走轨道3—散料下料口4—接近开关磁体5—极限开关触点6—散料灰斗7—环冷机出料口8—电子皮带秤9—接近开关10—极限开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进一步说明：

如图1所示，本发明环冷机散料小车控制系统，包括散料灰斗6，设置在散料灰斗6下方的散料小车1，散料小车行走轨道2，设置在环冷机出料口7的电子皮带秤8及计算机模拟量控制系统，其特征在于，还包括设置在散料小车行走轨道2两端的极限开关触点5，分别设置在散料小车行走轨道的卸料点位置上的接近开关磁体4，分别设置在散料小车两侧的接近开关9和极限开关10、散料小车电机执行器，所述的接近开关与极限开关信号接入计算机模拟量控制系统，电子皮带秤8的流量信号经计算机模拟量控制系统与散料小车电机执行器信号进行通讯连接。

计算机模拟量控制系统分为接收模块、运算模块和输出模块。当散料小车极限开关触点5与轨道接近开关磁体4靠近时，极限开关触点5闭合，信号传入接收模块，指示计算机当前散料小车1的具体位置。同时，将电子皮带秤8的流量信号传入接收模块。运算模块根据接收模块得到的信号信息，按照本专利的设计算法进行数据计算，得出散料小车1的目标路径。输出模块根据运算模块计算出的目标路径，将信号传入散料小车电机执行器，指示散料小车1沿目标路径行驶，从而实现计算机模拟量控制系统的自动控制。

如图2～图4所示，本发明的环冷机散料小车控制系统的控制方法，控制系统根据环冷机出料口电子皮带秤8流量信号F₀来制定散料小车1的卸料任务表，同时控制散料小车1电机执行器，使散料小车1按照任务表执行任务；

1）制定散料小车1卸料任务表：在周期Tc内，第i个散料灰斗6的物料累积值W_i表达式为：

Tc为周期时间，取60～120分钟；

Ks_i为第i个散料灰斗6进料流量与环冷机出料流量的比值，由现场测试得到；

周期Tc内，第i个散料灰斗6的权值系数Q_i表达式为：

N_i为周期Tc内，散料小车1到达第i个散料灰斗的次数；

θ为调整系数，初始值为1；

W_c为散料小车1容量；

中括号为实数向下取整符号；

按照散料灰斗6权值Q由大到小排序，将最大权值对应的散料灰斗6编号计入任务表，计入后该权值减1，继续对权值Q排序，直到所有散料灰斗6权值为0时，任务表完成，得到任务表表达式为：

，

A，B，……，N为散料灰斗6编号；

Q_max为每一轮对权值Q排序获得的最大值；

大括号为一个带有散料灰斗6编号的序列集合；

周期Tc内，为保证满车取料，散料小车1向第i个散料灰斗6取料前，需等待Tw_i时间，其表达式为：

Ws_i为散料小车1出发时刻第i个散料灰斗6中剩余散料；

Tc_i为散料小车1由卸料口到第i个散料灰斗6处的行走时间；

Tx为散料小车1的卸料时间；

2）检验任务表：对所求得的等待时间Tw_i求和，加上散料小1车取料时间与卸料时间得到任务总时间Tz，Tz应小于周期时间Tc，否则调整系数θ加1，系统重新制定任务表，重新比较Tz与Tc的大小，直到Tz小于Tc循环结束，任务表检验完毕；

3）散料小车1按照任务表执行任务：在周期Tc内，散料小车1按照任务表将物料卸入散料下料口3中，散料小车1按照任务表序列执行完任务后，停止运行直到下一个周期时间的开始；

4）任务表的更新：控制系统每10分钟对电子皮带秤8流量信号F₀取一次平均值，若本次平均值较上一次F₀平均值增加或减少20%以上时，系统重新制定任务表。

上面所述仅是本发明的基本原理，并非对本发明作任何限制，凡是依据本发明对其进行等同变化和修饰，均在本专利技术保护方案的范畴之内。

Claims (1)

1.一种环冷机散料小车控制系统，包括散料灰斗，设置在散料灰斗下方的散料小车，散料小车行走轨道，设置在环冷机出料口的电子皮带秤及计算机模拟量控制系统，其特征在于，还包括设置在散料小车行走轨道两端的极限开关触点，分别设置在散料小车行走轨道的卸料点位置上接近开关磁体，分别设置在散料小车两侧的接近开关和极限开关以及散料小车电机执行器，所述的接近开关与极限开关信号接入计算机模拟量控制系统，电子皮带秤的流量信号经计算机模拟量控制系统与散料小车电机执行器信号进行通讯连接；

所述的计算机模拟量控制系统根据环冷机出料口电子皮带秤流量信号F₀来制定散料小车的卸料任务表，同时控制散料小车电机执行器，使散料小车按照任务表执行任务；

1）制定散料小车卸料任务表：在周期Tc内，第i个散料灰斗的物料累积值W_i表达式为：

Tc为周期时间，取60～120分钟；

Ks_i为第i个散料灰斗进料流量与环冷机出料流量的比值，由现场测试得到；

周期Tc内，第i个散料灰斗的权值系数Q_i表达式为：

N_i为周期Tc内，散料小车到达第i个散料灰斗的次数；

θ为调整系数，初始值为1；

W_c为散料小车容量；

中括号为实数向下取整符号；

按照散料灰斗权值Q由大到小排序，将最大权值对应的散料灰斗编号计入任务表，计入后该权值减1，继续对权值Q排序，直到所有散料灰斗权值为0时，任务表完成，得到任务表表达式为：

，

A，B，……，N为散料灰斗编号；

Q_max为每一轮对权值Q排序获得的最大值；

大括号为一个带有散料灰斗编号的序列集合；

周期Tc内，为保证满车取料，散料小车向第i个散料灰斗取料前，需等待Tw_i时间，其表达式为：

Ws_i为散料小车出发时刻第i个散料灰斗中剩余散料；

Tc_i为散料小车由卸料口到第i个散料灰斗处的行走时间；

Tx为散料小车的卸料时间；

2）检验任务表：对所求得的等待时间Tw_i求和，加上散料小车取料时间与卸料时间得到任务总时间Tz，Tz应小于周期时间Tc，否则调整系数θ加1，系统重新制定任务表，重新比较Tz与Tc的大小，直到Tz小于Tc循环结束，任务表检验完毕；

3）散料小车按照任务表执行任务：在周期Tc内，散料小车按照任务表将物料卸入散料下料口中，散料小车按照任务表序列执行完任务后，停止运行直到下一个周期时间的开始；

4）任务表的更新：控制系统每10分钟对电子皮带秤流量信号F₀取一次平均值，若本次平均值较上一次F₀平均值增加或减少20%以上时，系统重新制定任务表。