CN104724507B - 一种获取自动取料回转速度的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种获取自动取料回转速度的方法及系统，该方法包括：获取进入取料边界时的速度V₀，在取料过程中，边界回转速度进行自适应调整；在取料回转运行中，对悬臂回转速度进行自适应调整；在自动取料模式下，根据操作需要设定煤种及瞬时取煤流量，自适应调整取煤经验参数，获取自动取料回转速度。通过该方法能够根据不同煤种、不同取料层高以及不同的流量要求来设定该参数提高自动取料的生产效率且不受人为熟练程度的制约，增强设备的自动化程度。

Description

一种获取自动取料回转速度的方法及系统

技术领域

本发明涉及自动控制及智能化技术领域，更具体的说，是涉及一种获取自动取料回转速度的方法及系统。

背景技术

目前，煤作为国民经济的重要能源之一，也是冶金、化学工业的重要原料，素有“工业粮食”之称。我国煤炭资源丰富，储量居世界之首，但其主要分布在华北和东北地区，因此，每年都有上亿吨的煤需要进行“北煤南运”。在运煤码头、煤炭港务局等一些运煤吞吐比较集中的地方，主要采用斗轮式取料机进行连续取料，可与地面皮带系统、装船机组成物流输出机械化系统。随着科技的发展和工业自动化程度的不断提高，并结合斗轮取料机的作业本身具有很强的规律性的特点，取料自动化被广泛应用于运量较大的港口。

斗轮取料机在自动旋转取料过程中，在回转角度一定的情况下，斗中的物料充满量是变化的。远离轨道，取料量小，悬臂垂直轨道时取料量为零。正常取料作业过程中，为了消除取料过程中的“月牙损失”，臂架的回转速度应按1/cosΦ(Φ为悬臂与大车轨道夹角)函数曲线的变化规律进行调速。使臂架在任意角度下，在相同的时间内尽量保持取料流量稳定。这种工艺在取大垛、连垛时效果比较明显，但在取相对于比较小的料堆上自动取料过程中，由于料堆较小、呈锥形，这样在回转的左右边界处各有很大一个角度内物料较少，如果仍采用传统的取料工艺，在此角度内仍按1/cosΦ进行回转调速取料，不能很好的发挥取料机的效率，降低了生产力。另外，在自动取料工艺中，往往采用司机通过人机界面设定取料回转基准目标速度值，司机需要凭借经验，根据不同煤种、不同取料层高以及不同的流量要求来设定该参数。这样，自动取料的效率受到人为熟练程度的制约非常严重，降低了设备的自动化程度。

因此，提供一种获取自动取料回转速度的方法及系统，能够使自动取料的生产效率且不受人为熟练程度的制约，增强设备的自动化程度，是本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种获取自动取料回转速度的方法及系统，以克服现有技术中由于采用司机通过人机界面设定取料回转基准目标速度值，司机需要凭借经验，根据不同煤种、不同取料层高以及不同的流量要求来设定该参数导致自动取料的生产效率且受人为熟练程度的制约，降低了设备的自动化程度的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种获取自动取料回转速度的方法，包括：

获取进入取料边界时的速度V₀，在取料过程中，边界回转速度进行自适应调整；

根据预设所需取料流量，单片机程序根据不同物料计算在流量固定时的回转基准速度及取料流量所需的回转速度；

以皮带秤的流量作为回转调速的限制参数，所述皮带秤的流量为每五分钟计算当前作业的取料平均流量，总取煤量采用皮带秤数值计算；

判断所述取料平均流量与所述预设所需取料流量是否有偏差；

如果是，则所述单片机程序在下一个测试周期的五分钟内对所述回转基准速度进行相应的增益；

如果否，则所述单片机程序在下一个测试周期的五分钟内保持原状态；

在自动取料模式下，根据操作需要设定煤种及瞬时取煤流量，自适应调整取煤经验参数，获取自动取料回转速度。

其中，所述根据预设所需取料流量，单片机程序根据不同物料计算在流量固定时的回转基准速度及取料流量所需的回转速度具体为：

依据物料的安息角α计算出所述物料两边范围；

按照预设的层层之间的高度，计算边界处的弦长A，所述弦长A＝h/tanα；

根据所述弦长A及斗轮机悬臂的臂长R计算所述弦长A所对应的回转角度β，所述回转角度β＝2*arcsin(A/2)/R；

根据所述安息角α与所述进入取料边界时的速度V₀计算实时回转速度V_n。

本发明还公开了一种获取自动取料回转速度的系统，包括：

获取单元，用于获取进入取料边界时的速度V₀，在取料过程中，边界回转速度进行自适应调整；

第一计算单元，用于根据预设所需取料流量，单片机程序根据不同物料计算在流量固定时的回转基准速度及取料流量所需的回转速度；

第二计算单元，用于以皮带秤的流量作为回转调速的限制参数，所述皮带秤的流量为每五分钟计算当前作业的取料平均流量，总取煤量采用皮带秤数值计算；

判断单元，用于判断所述取料平均流量与所述预设所需取料流量是否有偏差，如果是，则所述单片机程序在下一个测试周期的五分钟内对所述回转基准速度进行相应的增益；如果否，则所述单片机程序在下一个测试周期的五分钟内保持原状态；

自适应调整参数单元，用于在自动取料模式下，根据操作需要设定煤种及瞬时取煤流量，自适应调整取煤经验参数，获取自动取料回转速度。

其中，所述第一计算单元具体包括：

第三计算单元，用于依据物料的安息角α计算出所述物料两边范围；

弦长计算单元，用于按照预设的层层之间的高度，计算边界处的弦长A，所述弦长A＝h/tanα；

回转角度计算单元，用于根据所述弦长A及斗轮机悬臂的臂长R计算所述弦长A所对应的回转角度β，所述回转角度β＝2*arcsin(A/2)/R；

实时回转速度计算单元，用于根据所述安息角α与所述进入取料边界时的速度V₀计算实时回转速度V_n。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开了一种获取自动取料回转速度的方法及系统，该方法包括：获取进入取料边界时的速度V₀，在取料过程中，边界回转速度进行自适应调整；在取料回转运行中，对悬臂回转速度进行自适应调整；在自动取料模式下，根据操作需要设定煤种及瞬时取煤流量，自适应调整取煤经验参数，获取自动取料回转速度。通过该方法能够根据不同煤种、不同取料层高以及不同的流量要求来设定该参数提高自动取料的生产效率且不受人为熟练程度的制约，增强设备的自动化程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种获取自动取料回转速度的方法流程图；

图2为本发明实施例公开的步骤102的具体步骤流程图；

图3为本发明实施例公开的料堆边缘角度切面示意图；

图4为本发明实施例公开的料堆边缘角度俯视示意图；

图5为本发明实施例公开的一种获取自动取料回转速度的系统结构示意图；

图6为本发明实施例公开的自适应调整单元的结构示意图。

具体实施方式

为了引用和清楚起见，下文中使用的技术名词的说明、简写或缩写总结如下：

安息角：散料在堆放时能够保持自然稳定状态的最大角度(单边对水平面的角度)。在这个角度形成后，再往上堆加这种散料，就会自然溜下，保持这个角度，只会增高，同时加大底面积，例如：在土堆、煤堆、粮食的堆放中，经常可以看见这种现象，不同种类的散料安息角各不相同。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明公开了一种获取自动取料回转速度的方法及系统，该方法包括：获取进入取料边界时的速度V₀，在取料过程中，边界回转速度进行自适应调整；在取料回转运行中，对悬臂回转速度进行自适应调整；在自动取料模式下，根据操作需要设定煤种及瞬时取煤流量，自适应调整取煤经验参数，获取自动取料回转速度。通过该方法能够根据不同煤种、不同取料层高以及不同的流量要求来设定该参数提高自动取料的生产效率且不受人为熟练程度的制约，增强设备的自动化程度。

请参阅附图1，为本发明实施例公开的一种获取自动取料回转速度的方法流程图。本发明实施例公开了一种获取自动取料回转速度的方法，该方法具体步骤包括：

步骤101：获取进入取料边界时的速度V₀，在取料过程中，边界回转速度进行自适应调整；

步骤102：在取料回转运行中，对悬臂回转速度进行自适应调整；

具体的，请参阅附图2，为步骤102的具体步骤流程图。该步骤102具体为：

步骤1021：根据预设所需取料流量，单片机程序根据不同物料计算在流量固定时的回转基准速度及取料流量所需的回转速度；

依据物料的安息角α计算出所述物料两边范围；使悬臂回转速度在两个边界处根据物料的安息角的大小使回转速度加快，从而提高取料效率。安息角越小，在原速度的基础上需增加的速度越大，安息角越大，在原速度的基础上需增加的速度就越小，由此可以看出，需增加的速度ΔV与物料的安息角α大致成反比关系。(煤的安息角α一般在30°-45°之间。)

按照预设的层层之间的高度h，计算边界处的弦长A，所述弦长A＝h/tanα；

h:层与层之间的高度，一般为斗轮切削高度，其值约为≤3.25米(斗轮直径的一半高度)，如图3所示，为本发明实施例公开的料堆边缘角度切面示意图。

根据所述弦长A及斗轮机悬臂的臂长R计算所述弦长A所对应的回转角度β，所述回转角度β＝2*arcsin(A/2)/R，其中：R为斗轮机悬臂的臂长，如图4所示，为本发明实施例公开的料堆边缘角度俯视示意图。

根据所述安息角α与所述进入取料边界时的速度V₀计算实时回转速度V_n。

步骤1022：以皮带秤的流量作为回转调速的限制参数，皮带秤的流量为每五分钟计算当前作业的取料平均流量，总取煤量采用皮带秤数值计算；

步骤1023：判断取料平均流量与预设所需取料流量是否有偏差，如果是，则进入步骤1024，如果否，则进入步骤1025；

步骤1024：则单片机程序在下一个测试周期的五分钟内对所述回转基准速度进行相应的增益；

步骤1025：则单片机程序在下一个测试周期的五分钟内保持原状态。

步骤103：在自动取料模式下，根据操作需要设定煤种及瞬时取煤流量，自适应调整取煤经验参数，获取自动取料回转速度。

本发明公开了一种获取自动取料回转速度的方法，该方法包括：获取进入取料边界时的速度V₀，在取料过程中，边界回转速度进行自适应调整；在取料回转运行中，对悬臂回转速度进行自适应调整；在自动取料模式下，根据操作需要设定煤种及瞬时取煤流量，自适应调整取煤经验参数，获取自动取料回转速度。通过该方法能够根据不同煤种、不同取料层高以及不同的流量要求来设定该参数提高自动取料的生产效率且不受人为熟练程度的制约，增强设备的自动化程度。

在上述本发明实施例公开的实施例的基础上，请参阅附图5，为本发明实施例公开的一种获取自动取料回转速度的系统结构示意图。本发明实施例还公开了一种获取自动取料回转速度的系统，该系统具体包括：获取单元501，用于获取进入取料边界时的速度V₀，在取料过程中，边界回转速度进行自适应调整；自适应调整单元502，用于在取料回转运行中，对悬臂回转速度进行自适应调整；自适应调整参数单元503，用于在自动取料模式下，根据操作需要设定煤种及瞬时取煤流量，自适应调整取煤经验参数，获取自动取料回转速度。

具体的，请参阅附图6，为本发明实施例公开的自适应调整单元的结构示意图。上述所述自适应调整单元502具体包括：

第一计算单元5021，用于根据预设所需取料流量，单片机程序根据不同物料计算在流量固定时的回转基准速度及取料流量所需的回转速度；

第二计算单元5022，用于以皮带秤的流量作为回转调速的限制参数，皮带秤的流量为每五分钟计算当前作业的取料平均流量，总取煤量采用皮带秤数值计算；

判断单元5023，用于判断取料平均流量与所述预设所需取料流量是否有偏差，如果是，则单片机程序在下一个测试周期的五分钟内对回转基准速度进行相应的增益；如果否，则单片机程序在下一个测试周期的五分钟内保持原状态。

优选具体的，上述所述第一计算单元5021具体包括：第三计算单元，用于依据物料的安息角α计算出所述物料两边范围；

弦长计算单元，用于按照预设的层层之间的高度，计算边界处的弦长A，所述弦长A＝h/tanα；

回转角度计算单元，用于根据所述弦长A及斗轮机悬臂的臂长R计算所述弦长A所对应的回转角度β，所述回转角度β＝2*arcsin(A/2)/R；

实时回转速度计算单元，用于根据所述安息角α与所述进入取料边界时的速度V₀计算实时回转速度V_n。

本发明在自动取煤的工况下，不但提高了锥形垛料场的取煤效率，而且将取料设定目标与中控室取料要求统一在取料流量上，提高了整个系统的智能化水平。同时新系统将经验参数固化在程序内，利于司机标准化、统一化作业。另外，通过现场测试结果，在同等取煤作业面，同样煤种，同样基准速度设定下，升级后的自动取料模式比原取料模式的作业效率平均提高25％。新操作模式在正常作业层高范围内的实际取煤效率比司机设定的取料效率误差在10％之内。

综上所述：本发明公开了一种获取自动取料回转速度的方法及系统，该方法包括：获取进入取料边界时的速度V₀，在取料过程中，边界回转速度进行自适应调整；在取料回转运行中，对悬臂回转速度进行自适应调整；在自动取料模式下，根据操作需要设定煤种及瞬时取煤流量，自适应调整取煤经验参数，获取自动取料回转速度。通过该方法能够根据不同煤种、不同取料层高以及不同的流量要求来设定该参数提高自动取料的生产效率且不受人为熟练程度的制约，增强设备的自动化程度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (4)

1.一种获取自动取料回转速度的方法，其特征在于，包括：

获取进入取料边界时的速度V₀，在取料过程中，边界回转速度进行自适应调整；

根据预设所需取料流量，单片机程序根据不同物料计算在流量固定时的回转基准速度及取料流量所需的回转速度；

以皮带秤的流量作为回转调速的限制参数，所述皮带秤的流量为每五分钟计算当前作业的取料平均流量，总取煤量采用皮带秤数值计算；

判断所述取料平均流量与所述预设所需取料流量是否有偏差；

如果是，则所述单片机程序在下一个测试周期的五分钟内对所述回转基准速度进行相应的增益；

如果否，则所述单片机程序在下一个测试周期的五分钟内保持原状态；

在自动取料模式下，根据操作需要设定煤种及瞬时取煤流量，自适应调整取煤经验参数，获取自动取料回转速度。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设所需取料流量，单片机程序根据不同物料计算在流量固定时的回转基准速度及取料流量所需的回转速度具体为：

依据物料的安息角α计算出所述物料两边范围；

按照预设的层层之间的高度，计算边界处的弦长A，所述弦长A＝h/tanα；

根据所述弦长A及斗轮机悬臂的臂长R计算所述弦长A所对应的回转角度β，所述回转角度β＝2*arcsin(A/2)/R；

根据所述安息角α与所述进入取料边界时的速度V₀计算实时回转速度V_n。

3.一种获取自动取料回转速度的系统，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取进入取料边界时的速度V₀，在取料过程中，边界回转速度进行自适应调整；

第一计算单元，用于根据预设所需取料流量，单片机程序根据不同物料计算在流量固定时的回转基准速度及取料流量所需的回转速度；

第二计算单元，用于以皮带秤的流量作为回转调速的限制参数，所述皮带秤的流量为每五分钟计算当前作业的取料平均流量，总取煤量采用皮带秤数值计算；

判断单元，用于判断所述取料平均流量与所述预设所需取料流量是否有偏差，如果是，则所述单片机程序在下一个测试周期的五分钟内对所述回转基准速度进行相应的增益；如果否，则所述单片机程序在下一个测试周期的五分钟内保持原状态；

自适应调整参数单元，用于在自动取料模式下，根据操作需要设定煤种及瞬时取煤流量，自适应调整取煤经验参数，获取自动取料回转速度。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述第一计算单元具体包括：

第三计算单元，用于依据物料的安息角α计算出所述物料两边范围；

弦长计算单元，用于按照预设的层层之间的高度，计算边界处的弦长A，所述弦长A＝h/tanα；

回转角度计算单元，用于根据所述弦长A及斗轮机悬臂的臂长R计算所述弦长A所对应的回转角度β，所述回转角度β＝2*arcsin(A/2)/R；

实时回转速度计算单元，用于根据所述安息角α与所述进入取料边界时的速度V₀计算实时回转速度V_n。