CN106382819A - 给料控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种给料控制系统及控制方法，该给料控制系统包括：位置检测模块，用于检测加料装置的位置并根据加料装置的位置发出指令信号，其中，指令信号包括启动信号；采集模块，用于获取并发送采集数据；其中，采集数据包括重量数据，采集模块包括重量采集模块；处理模块，与位置检测模块和采集模块均连接，用于根据启动信号和采集数据生成控制信号；执行模块，与处理模块连接，用于根据控制信号控制加料装置投放原料。通过位置检测模块检测加料装置的位置并发出启动信号，处理模块在接收到启动信号后生成控制信号以控制执行模块开启，且处理模块根据重量数据发送控制信号以使控制执行模块停止，实现了加料过程的自动控制。

Description

给料控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及自动控制装置技术领域，具体来说，涉及一种用于铸造行业熔炼工艺的向炉体投料的给料控制系统及控制方法。

背景技术

熔炼指熔化炼制，是铸造生产工艺中的一种，在此工艺过程中需要向炉体中加入原料。

在铸造行业中，现有的加料方法是：采用人工手动的方式来控制装有原料的振动给料车进行加料，每次的加料重量都是由操作人员自行决定，因此现有的这种人工加料方法不能对加料重量进行自动和准确的控制，进而不能对铁水成分进行控制，并且会造成能源的浪费。

针对相关技术中不能对加料过程进行自动和准确控制的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中不能对加料过程进行自动和准确控制的问题，本发明提出一种给料控制系统及控制方法，能够实现对加料过程自动和准确的控制，避免能源浪费的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的一个方面，提供了一种给料控制系统，包括：位置检测模块，用于检测加料装置的位置并根据加料装置的位置发出指令信号，其中，指令信号包括启动信号；采集模块，用于获取并发送采集数据；其中，采集数据包括重量数据，采集模块包括重量采集模块；处理模块，与位置检测模块和采集模块均连接，用于根据启动信号和采集数据生成控制信号；以及执行模块，与处理模块连接，用于根据控制信号控制加料装置投放原料。

优选地，指令信号还包括：加料装置的位置不在指定位置的报警信号。

优选地，执行模块包括：振动电机，用于使加料装置产生振动以投放原料；其中，控制信号包括目标转速。

优选地，还包括：编码器，与振动电机连接，用于检测振动电机的实际转速并发送转速数据；伺服控制器，与处理模块、振动电机和编码器均连接，用于根据控制信号控制振动电机的转速、开启或关闭，还用于将转速数据与目标转速进行比对以调整振动电机的转速。

优选地，采集数据还包括：振动数据，振动数据包括振动频率和振动幅度；采集模块还包括：用于获取振动数据的加速度传感器。

优选地，还包括：上位机，与处理模块连接，用于显示采集数据，还用于设置标准控制参数，标准控制参数包括目标重量数据和目标重量数据的允许误差；其中，处理模块还用于将采集数据与标准控制参数进行比对，以调整控制信号。

优选地，处理模块包括PLC、工控机、和嵌入式系统中的一种。

根据本发明的另一方面，提供了一种给料控制方法，包括：获取加料装置的位置；当加料装置的位置位于指定位置时发出启动信号；根据启动信号发送控制信号以使加料装置向接收装置投放原料；获取已投放至接收装置中的原料的重量数据；根据重量数据发出停止信号以控制加料装置停止投放原料。

优选地，在获取加料装置的位置之后，还包括：当加料装置的位置不在指定位置时发出报警信号。

优选地，在根据启动信号控制加料装置向接收装置投放原料之后，还包括：获取目标转速及振动电机的实际的转速数据；将转速数据与目标转速进行比对；根据比对结果调整振动电机的转速。

本发明通过位置检测模块检测加料装置的位置并发出启动信号，处理模块在接收到启动信号后生成控制信号以控制执行模块开启，加料装置开始投放原料；还通过处理模块根据重量数据发送控制信号以使控制执行模块停止，加料装置停止投放原料，实现了加料过程的自动控制。

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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本发明实施例的给料控制系统的框图；

图2是根据本发明具体实施例的给料控制系统的框图；

图3是根据本发明具体实施例的给料控制系统的布局示意图；

图4是根据本发明实施例的给料控制方法的流程图。

具体实施方式

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所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

根据本发明的实施例，提供了一种给料控制系统。

如图1所示，根据本发明实施例的给料控制系统包括：

位置检测模块11，用于检测加料装置的位置并根据加料装置的位置发出指令信号，其中，指令信号包括：加料装置的位置处于指定位置的启动信号；具体的，位置检测模块11可以采用接近开关、行程开关、及霍尔传感器中的一种；

采集模块12，用于获取并发送采集数据；其中，采集模块包括用于获取重量数据的重量采集模块，其中重量数据为加料装置已投放的原料的重量数据；

处理模块13，与位置检测模块11和采集模块12均连接，用于根据启动信号和采集数据生成控制信号；以及

执行模块14，与处理模块连接13，用于根据控制信号控制加料装置投放原料；其中，控制信号可以控制执行模块14开启和停止；加料装置可以是加料车或传送带，执行模块14根据加料装置的不同，可以采用振动电机或调速电机。

通过位置检测模块11检测加料装置的位置并发出启动信号，处理模块13在接收到启动信号后生成控制信号以控制执行模块14开启，加料装置开始投放原料；还通过处理模块13根据来自采集模块12的重量数据，发送控制信号以使控制执行模块14停止，加料装置停止投放原料，实现了加料过程的自动控制。

在一个实施例中，指令信号还包括：加料装置的位置不在指定位置的报警信号，即当位置检测模块检测到加料装置不在指定位置时，发送报警信号。

在一个实施例中，还包括：上位机，与处理模块连接，用于显示采集数据，还用于设置标准控制参数，标准控制参数包括目标重量数据和目标重量数据的允许误差；其中，处理模块还用于将采集数据与标准控制参数进行比对，以调整控制信号。标准控制参数还可以包括：加料次数、相邻两次加料的时间间隔等。

通过上位机设置目标重量数据和目标重量数据的允许误差，处理模块将重量采集模块获取的重量数据与目标重量数据进行比对，通过比对结果来调整控制信号。实现了对加料重量的自动控制。

在一个实施例中，执行模块包括：振动电机，用于使加料装置产生振动以投放原料。其中，控制信号包括目标转速，并且通过目标转速来控制振动电机的转速可以对加料装置的加料速度进行调节。

在一个实施例中，还包括：编码器，与振动电机连接，用于检测振动电机的转速并发送转速数据；伺服控制器，与处理模块、振动电机和编码器均连接，用于根据控制信号控制振动电机开启或关闭、以及控制振动电机的转速；伺服控制器还用于将转速数据与目标转速进行比对以调整振动电机的转速。通过编码器采集振动电机的转速数据，并将该转速数据反馈给伺服控制器，伺服控制器将转速数据与控制信号进行比对对以调整振动电机的转速，能够实现对振动电机转速的精确控制。

在一个实施例中，采集数据还包括：振动数据，振动数据包括振动频率和振动幅度；采集模块还包括：用于获取振动数据的加速度传感器。通过加速度传感器获取加料装置的振动数据，并将振动数据反馈给处理模块，处理模块根据振动数据可以对控制信号进行调整，能够进一步实现对振动电机转速的精确控制，进而实现对加料装置投放原料重量的精确控制。

在一个实施例中，处理模块包括PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)、工控机、和嵌入式系统中的一种。

结合图2和图3所示，根据本发明具体实施例的给料控制系统包括：设置于电炉202底部的称重传感器203；接近开关204；设置于振动加料车201上的加速度传感器211；与称重传感器203、接近开关204、和加速度传感器211均相连的PLC控制器207；与PLC控制器207相连的伺服控制器205；设置于振动加料车201上且与伺服控制器5相连的振动电机209；设置于振动电机209上的编码器210；与PLC控制器207相连的上位机208。其中，PLC控制器207和伺服控制器205设置于配电柜206中。其中，振动电机209包括：分别设置于振动加料车201两侧的第一振动电机和第二振动电机，相应的编码器210包括：设置于第一振动电机上的第一编码器、及设置于第二振动电机上的第二编码器。

操作人员可以通过上位机208设定加料参数，加料参数可以包括：电炉202需要的加料次数、每次需要加入的重量、相邻次数间的时间间隔、加料重量设定值与实际值的误差范围等。上位机208可以自动将上述加料参数转换成标准控制参数以发送至PLC控制器207，其中标准控制参数应包括：目标转速和目标重量数据和该目标重量数据的允许误差。其中，加料重量设定值与实际值的误差范围只需第一次使用时设定，以后若没有变化无需再次设定。设定完成后，通过上位机发送开始加料的指令信号。

PLC控制器207从上位机208中接收到上述开始加料的指令信号和标准控制参数后，通过接近开关204检测振动加料车201是否位于加料位置，当接近开关204检测到振动加料车201位于加料位置则向PLC控制器207发出启动信号，启动第一次加料；若接近开关204检测到振动加料车201不在加料位置，则向PLC控制器207发出警报信号。

PLC控制器207向伺服控制器205发送上述启动信号，伺服控制器205接收到启动信号后控制振动电机209开始振动以使振动加料车201中的原料加入电炉202；同时编码器210检测对应的振动电机209的转速得到对应的转速数据，并将转速数据传回伺服控制器205。

当振动加料车201中的原料加入电炉202后，电炉202底部的称重传感器203获取已经加入电炉202中的原料的重量数据，并将重量数据发送给PLC控制器207。根据上述目标重量数据和该目标重量数据的允许误差得到目标重量的允许误差范围，PLC控制器207对重量数据进行判断，如果重量数据没有达到目标重量的允许误差范围，即加料不够则需要继续加料。在此过程中，PLC控制器207会将重量数据传回给上位机208，上位机208显示重量数据和目标重量数据，方便现场操作人员查看并及时发现异常。

加速度传感器211采集振动加料车201的振动频率与振动幅度，并将振动频率与振动幅度发送给PLC控制器207，同时PLC控制器207接收上位机208传递的标准控制参数，并将振动频率与振动幅度与标准控制参数进行比对，根据比对结果向伺服控制器205发出控制信号，该控制信号包括目标转速。伺服控制器205将转速数据与控制信号进行比对，如果此时振动电机209的转速低于目标转速则伺服控制器205会控制加快振动电机209的转速；反之，则降低振动电机209的转速。能够实现对振动电机转速的准确控制，转速误差可以控制在0.1％以内。

在上述过程中，PLC控制器207还会将转速数据、振动频率、和振动幅度传回给上位机208，上位机208显示PLC控制器207传回的转速数据、振动频率、振动幅度及目标转速，方便操作人员查看并及时发现异常。

PLC控制器207实时向伺服控制器205发出控制信号以控制振动加料车201两侧的第一振动电机和第二振动电机的转速，使振动加料车201始终以适当的振动频率振动。进一步地，当重量数据快要达到目标重量数据时，PLC控制器207控制第一振动电机和第二振动电机同步降低转速。当称重传感器203获取的重量数据达到上述目标重量的允许误差范围后，PLC控制器207通过伺服控制器205控制第一振动电机和第二振动电机同步停止振动。在整个控制过程中，分别位于振动加料车201两侧第一振动电机和第二振动电机始终保持同步运行。

当第一次加料完成后，PLC控制器207可以启动计时功能，等待进行第二次加料，直到所有设定的加料次数全部完成后向上位机208发送加料完成信号，并结束对该电炉202加料。

通过上述具体实施例，实现了对加料过程进行自动和准确的控制，且能够对加料重量进行精确控制。

如图4所示，根据本发明的实施例，还提供了一种给料控制方法，包括以下步骤：

S401，获取加料装置的位置；

S402，当加料装置的位置位于指定位置时发出启动信号；

S403，根据启动信号发送控制信号以使加料装置向接收装置投放原料；

S404，获取已投放至接收装置中的原料的重量数据；

S405，根据重量数据发出停止信号以控制加料装置停止投放原料。

通过检测加料装置的位置并发出启动信号，根据启动信号后生成控制信号以控制执行模块开启，加料装置开始投放原料；还根据重量数据发送控制信号以使控制执行模块停止，加料装置停止投放原料，实现了加料过程的自动控制。

在一个实施例中，在步骤S401之后，还包括以下步骤：

当加料装置的位置不在指定位置时发出报警信号。

在一个实施例中，在步骤S403之后，还包括以下步骤：

获取设置于加料装置上的振动电机的转速数据；

将转速数据与控制信号进行比对；

根据比对结果调整振动电机的转速。

可选地，在步骤S401之前还包括：设置标准控制参数，标准控制参数包括加料次数、目标重量数据、目标重量数据的允许误差和目标转速。

进一步地，在步骤S403之后还包括以下步骤：

获取振动电机的振动数据；

将振动数据与目标转速进行比对；

根据比对结果调整振动电机的转速。

进一步地，步骤S405包括以下步骤：

根据目标重量数据和目标重量数据的允许误差得到目标重量的允许误差范围；

将重量数据与目标重量的允许误差范围进行比对；

当重量数据快要达到目标重量的允许误差范围时，控制振动电机降低转速；

当重量数据达到目标重量的允许误差范围时，控制振动电机停止振动；

判断是否达到加料次数；

在没有达到加料次数的情况下，返回步骤S401；

在达到了加料次数的情况下，发出停止信号以控制加料装置停止投放原料。

综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过位置检测模块检测加料装置的位置并发出启动信号，处理模块在接收到启动信号后生成控制信号以控制执行模块开启，加料装置开始投放原料；通过处理模块根据重量数据，发送控制信号以使控制执行模块停止，加料装置停止投放原料，实现了加料过程的自动控制；通过加速度传感器采集振动电机的振动数据，并根据振动数据对振动电机的转速进行调整，还通过编码器采集振动电机的转速数据、伺服控制器将转速数据与目标转速进行比对以对振动电机的转速进行调整，实现了对振动电机转速的精确控制，进而实现了对加料过程的精确控制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种给料控制系统，其特征在于，包括：

位置检测模块，用于检测加料装置的位置并根据所述加料装置的位置发出指令信号，其中，所述指令信号包括启动信号；

采集模块，用于获取并发送采集数据；其中，所述采集数据包括重量数据，所述采集模块包括重量采集模块；

处理模块，与所述位置检测模块和所述采集模块均连接，用于根据所述启动信号和采集数据生成控制信号；以及

执行模块，与所述处理模块连接，用于根据所述控制信号控制所述加料装置投放原料。

2.根据权利要求1所述的给料控制系统，其特征在于，

所述指令信号还包括：所述加料装置的位置不在所述指定位置的报警信号。

3.根据权利要求1所述的给料控制系统，其特征在于，所述执行模块包括：

振动电机，用于使所述加料装置产生振动以投放原料；

其中，所述控制信号包括目标转速。

4.根据权利要求3所述的给料控制系统，其特征在于，还包括：

编码器，与所述振动电机连接，用于检测振动电机的实际转速并发送转速数据；以及

伺服控制器，与所述处理模块、所述振动电机和所述编码器均连接，用于根据所述控制信号控制振动电机的转速、开启或关闭，还用于将所述转速数据与所述目标转速进行比对以调整所述振动电机的转速。

5.根据权利要求1所述的给料控制系统，其特征在于，

所述采集数据还包括：振动数据，所述振动数据包括振动频率和振动幅度；以及

所述采集模块还包括：用于获取所述振动数据的加速度传感器。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的给料控制系统，其特征在于，还包括：

上位机，与所述处理模块连接，用于显示所述采集数据，还用于设置标准控制参数，所述标准控制参数包括目标重量数据和目标重量数据的允许误差；

其中，所述处理模块还用于将所述采集数据与所述标准控制参数进行比对，以调整所述控制信号。

7.根据权利要求1所述的给料控制系统，其特征在于，

所述处理模块包括PLC、工控机、和嵌入式系统中的一种。

8.一种给料控制方法，其特征在于，包括：

获取加料装置的位置；

当所述加料装置的位置位于指定位置时发出启动信号；

根据所述启动信号发送控制信号以使所述加料装置向接收装置投放原料；

获取已投放至接收装置中的原料的重量数据；以及

根据所述重量数据发出停止信号以控制所述加料装置停止投放原料。

9.根据权利要求8所述的给料控制方法，其特征在于，在获取加料装置的位置之后，还包括：

当所述加料装置的位置不在指定位置时发出报警信号。

10.根据权利要求8所述的给料控制方法，其特征在于，在根据所述启动信号控制所述加料装置向接收装置投放原料之后，还包括：

获取目标转速及振动电机的实际的转速数据；

将所述转速数据与所述目标转速进行比对；以及

根据比对结果调整振动电机的转速。