CN108238455A - 异型仓斗进料的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种异型仓斗进料的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下：1)料仓料位计的设置，2)料仓料位的精确计算；3)停止进料时间的计算；4)皮带上进料的准确显示。通过显示数组和料位结束数组就可以通过操作画面，很醒目地知道料尾的位置，通过PLC寻找数组料位的位置，就可以知道料尾距料仓的位置以及通过料流长度可以框算出皮带上料的重量，实现自动控制。

Description

异型仓斗进料的控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制方法，具体涉及一种异型仓斗进料的控制方法，属于自动控制技术领域。

背景技术

随着环保要求的提高，一般原料离生产地都采用长距离隔离通过皮带运输的方式进行原料进仓，而不同的原料进入不同的仓斗，通过控制不同卸料仓斗的重量，实现不同料钟的配，比如常见的高炉原料仓、炼钢的高位料仓等第都是在原料码头或者大型配料场，通过皮带转运而来，因为环保要求皮带实现覆盖运行，所以皮带上都是被防尘装置所覆盖的，需要看皮带上的料流状况，是比较麻烦的尤其是不知道料尾的位置的时候，需要比较多的巡检人员进行检查，另外一个比较严重的问题就是某个仓位因为没有人照应，到时一直进料，仓位变得很高，需要立即停止皮带，这是很从长运输流程的皮带上仍然有很多料，只能进入下一个不同料钟的料仓，这种原料混合是最常见的事故，对炼钢等紧密冶炼而言，容易导致严重的生产事故，所以高位料仓总是安排有经验的操作工进行进料巡检，人工发出停止进料等信号，同样对于料仓料位而言，对于该类料种，采用雷达料位计检测料位，这在控制上没有问题，但是在实际操作中，因为料仓不是规则的圆筒状，而下料口也不是标准的几何中心，仓壁的集料严重，料位计检测的料位不能客观反应仓内料位状况，操作工也不能准确地向原料中心发出需求重量，只有通过不停的巡检，发出停止进料的指令。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一个异型仓斗进料的控制方法,该技术方案从源头准确检测仓斗料面的状况，分析出仓斗进料量，然后通过控制系统，控制原料准确停止供料，防止皮带带料换仓，同时准确显示皮带料流的情况，反应料种在皮带上的状况。

为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的技术方案如下：一种异型仓斗进料的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下：1)料仓料位计的设置，2)料仓料位的精确计算；3)停止进料时间的计算；4)皮带上进料的准确显示。

作为本发明的一种改进，所述步骤1)中料仓料位计的设置中，在卸料模拟小车上设置

有第一移动料位计和第二移动料位计，在仓斗上设置有固定料位计。

作为本发明的一种改进，所述步骤2)中具体如下：在小车卸料过程中，料位计不停的检测料位的提高，对料仓的料位做一个相对料位的反馈，根据圆锥体公式：破析料面为两个不同半径的圆锥体构成，圆柱体的高度为：圆柱体的体积为：随着进料，按着这样的公式模型，可以计算出料仓物料的体积V＝V_锥+V_柱，再根据不同料种类的ρ密度,再根据公式：G＝ρ×V，计算仓斗内物料的重量G_总量，同时通过料罐总体积的反推，知道料罐内还可以进料数量G_需求；

作为本发明的一种改进，所述步骤3)中具体如下：按照上述的重量计算过程，用固定的单位时间4秒(时间单位按不同系统配置的PLC和料位计刷新能力选择)脉冲结算仓斗进料的变化量，就可以计算出单位时间的实际进料流量g，因为皮带系统对于某一个物料的进料流程是一定的，比如下面举例的：1#、3#、4#、5#皮带过料，把所有皮带的长度相加，而皮带的传动速度也是一定的，那么整个料流在皮带上从源头到尾部的进料仓运行时间一定的T_皮带，随着进料流量g与时间Δt的积分运算持续，进入仓斗内的料的量G_进料在不断上升，G_需求在减少，G_需求通过PLC按公式的运算，可以知道出需要进料时间T_需要，表示皮带源头需要卸料的时间，这个时间减去皮带上进料量即皮带从源头到仓斗料尾的时间T_皮带，就是实际给料装置给料时间T_给料，因此T_给料＝T_需要-T_皮带。

相对于现有技术，该技术方案的优点如下：通过显示数组和料位结束数组就可以通过操作画面，很醒目地知道料尾的位置，通过PLC寻找数组料位的位置，就可以知道料尾距料仓的位置以及通过料流长度可以框算出皮带上料的重量，实现自动控制。

附图说明

图1、为仓斗配置位置示意图；

其中：1卸料小车模拟，2为第一移动料位计，3为第二移动料位计，4为固定料位计。

图2、皮带料流数组模拟图；

图中0–9,皮带上方表示料流显示数组十个位，皮带下方表示料尾显示数组十个位。

图2中1,为在客户端上建立的数组和皮带的关系示意图；图2中2为刚开始A没有卸料时皮带状况；图2中3为刚开始A开始卸料4秒钟后皮带料流显示状况；图2中4为刚开始A开始卸料5秒钟后皮带料流显示状况，其中有一个A停止给料的状态显示；图2中5为刚开始A开始卸料9秒钟后皮带料流显示状况，其中有A结束卸料后料尾存在的显示；图2中7为A卸料结束后3秒钟后皮带料流显示状况。

具体实施方式

为了加深对本发明的认识和理解，下面结合附图和具体实施方式，进一步介绍本发明。

实施例1：参见图1-图2，异型仓斗进料的控制方法，所述控制方法如下：1)料仓料位计的设置，2)料仓料位的精确计算；3)停止进料时间的计算；4)皮带上进料的准确显示，所述步骤1)中料仓料位计的设置中，在卸料模拟小车上设置有第一移动料位计2和第二移动料位计3，在仓斗上设置有固定料位计4。在小车卸料过程中，料位计不停的检测料位的提高，对料仓的料位做一个相对料位的反馈，该方案中，固定料位计和两个移动料位计就形成三点检测料面的方法，对于料仓而言，因为料都是流动性，卸料点也在中间，那没仓斗中就形成一个以仓斗物理中心点为中心的锥形料面，这样中点堆尖和两边的斜面分别被固定料位计和移动料位计分别检测到，根据圆锥体公式：破析料面为两个不同半径的圆锥体构成，圆柱体的高度为：圆柱体的体积为：随着进料，按着这样的公式模型，可以计算出料仓物料的体积V＝V_锥+V_柱，再根据不同料种类的ρ密度,再根据公式：G＝ρ×V，可以结算仓斗内物料的重量G_总量，同时通过料罐总体积的反推，可以知道料罐内还可以进料数量G_需求；

按照上述的重量结算过程，用固定的单位时间4秒(时间单位按不同系统配置的PLC和料位计刷新能力选择)脉冲结算仓斗进料的变化量，就可以计算出单位时间的实际进料流量g，因为皮带系统对于某一个物料的进料流程是一定的，比如下面举例的：1#、3#、4#、5#皮带过料，把所有皮带的长度相加，而皮带的传动速度也是一定的，那么整个料流在皮带上从源头到尾部的进料仓运行时间一定的T_皮带，随着进料流量g与时间Δt的积分运算持续，进入仓斗内的料的量G_进料在不断上升，G_需求在减少，G_需求通过PLC按公式的运算，可以知道出需要进料时间T_需要，表示皮带源头需要卸料的时间，这个时间减去皮带上进料量即皮带从源头到仓斗料尾的时间T_皮带，就是实际给料装置给料时间T_给料，因此T_给料＝T_需要-T_皮带。

虽然这个流量是进料终端的，不代表皮带源头的进料流量，但是从皮带本身进料的实际情况看，除非出现堵料，是有一定规律的，在没有专门的皮带秤进行原料源头的料重量进行称量时，采用终端流量的方式可以相对定量的指导皮带的进料情况，按照这样的方式，利用终端流量结算出皮带上料的总重量，在料罐需要进料量，同时结算出皮带上料种的重量，就可以准确的计算出料种源头停止进料的时机T_给料。

在解决完料仓重量模型、皮带流量累计后，要实现皮带上进料的准确显示，首先根据不同的皮带流程建立不同的数组，比如1#、3#、4#、5#皮带过料，那么进料的料流就分别经过1#、3#、4#、5#皮带，而且这些进料流程相对固定，那么就对该进料的流程建立两个相同的数组，按照皮带自身的长度，按比例的在操作客户端上画出皮带的模拟示意图，比如1#皮带长20米，运行速度2米/秒，物料从起始端到终端，总共需要10秒，那么在皮带上建立一个十个位的数组“0000000000”，按皮带进料速度，每一秒都将移动一个位，从0向1再向2…向9，按照这样的方法，建立数组的规律(如图2中1)。

该数组是料流显示用，其显示的控制原理为：当皮带刚开始没有进料时，即皮带上数组就为“0000000000”(如图2中2)，模拟皮带上没有物料，则皮带上当进料源头的设备动作时，比如A振动筛振动或旋转给料器动作，有物料进入皮带，这时该流程显示数组的起始位第“0”位强制给“1”，如果进料设备一直工作，那么每1秒数组就向右移一位，(向左、向右是按建立数组时进行移位提前规划设置的)，例如4秒钟后，原来“0000000000”的数组，变成“1111000000”(如图2中3)，如果这时候设备停止，停止时间为一秒钟，则数组变为“0111100000”(如图2中4)，如果有皮带秤等称量系统，当称量系统称量值显示为“0”时(表示没有物料到皮带上去)，该时候数组的位也赋值为“0”，以此为规律，如果再运行4秒钟，则数组变成“1111011110”(如图2中的5)，如果该时刻刚好A卸料结束，这样料流显示数组方式就可以准确记录整个流程上皮带进料的情况；如何记录该料钟一批料卸完了呢？本技术方案建立另一个和料流显示数组一样的数组，不过该数组只记录一个位，那就是该料种结束位，不管通过几个装置进行卸料，等最后卸料的那个装置结束停止时，就给这个数组附一个“1”，使数组按“1000000000”(如图2中的6)，三秒后向前移位变成“0010000000”(如图2中的7)，这样通过显示数组和料位结束数组就可以通过操作画面，很醒目地知道料尾的位置，通过PLC寻找数组料位的位置，就可以知道料尾距料仓的位置以及通过料流长度可以框算出皮带上料的重量，实现自动控制。

工作原理：参见图1、图2，比如一个一个高位料仓，采用皮带系统从料场进行物流运输，同时采用小车移动卸料，进行不同料仓的配料进，为了能实现其全自动进料的流程，首先按传统的方法，在配料仓的顶部安装一个固定式的料位,4，该料位计可以检测料的堆尖部位，这样可以大体的估算知道仓内的最高点的料位，具体的性质很难确定，在小车上安装了两只移动料位计，那么每个仓斗的料面就被三只料位计进行检测，当三个料位计的信号传送到中控后，仓斗模拟画面上就是模拟出料面的形状。

在模拟出仓斗料面的画面后，按照前面的公式可以就可以计算出仓斗实际进料量，然后通过每个仓斗的规定体积，和不同物料的密度，就可以计算出仓斗还可以进料的重量G_需求；在仓斗进料过程中，利用20秒料位的变化率，按上面的公式，就可以计算出每20秒的重量变化量，这个变化量其实就是上游皮带一段时间前取料的速度，如果没有取料的皮带秤，该料速在正常情况下，可以作为取料的参考值，如果有皮带秤计量装置，可以采用计量出来的即时流量g；皮带的流量累计公式进行计算，就可以知道需要进料的时间Δt(通常还需要减去一个提前量，防止流量结算不准确)，当进料时间到Δt时，皮带停止，实现了进料的自动控制。

物料在皮带上，只有该料种的料尾全部进入仓斗后，卸料小车才可以移位，因此为了监控料尾的位置，因此在中控操作画面上，1#皮带上被设计成两个数组，即料流显示数组和料尾显示数组，料流显示数组和料尾显示数组的位的状态为“1”，操作画面可以看到，数组的位为“0”时，操作画面上看不到该状态，当A料钟没有给料时，如图2的2，在皮带上，数组没有显示，当卸料装置A开始卸料时，显示数组就按设定的时间脉冲，比如，不停对皮带上显示数组上的其他位进行移位，就像实际料流在前进一样，如果出现中途因为其他原因卸料停止，则在显示数组上就会出现“0”位，皮带上没有显示，就和实际状态重合；当卸料装置结束卸料时，料尾显示数组就从最低位发出一个“1”，于是在画面上有一个明显的标志表示料尾，按一秒的移动规律，料尾随皮带方向向前移动，通过客户端可以非常清晰的反馈皮带实际进料的情况，确保皮带的料尾进入小车，被小车卸入仓斗才完成小车的移位，方式仓斗被混料。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (4)

1.一种异型仓斗进料的控制方法，其特征在于，所述控制方法如下：1)料仓料位计的设置，2)料仓料位的精确计算；3)停止进料时间的计算；4)皮带上进料的准确显示。

2.根据权利要求1所述的异型仓斗进料的控制方法，其特征在于，所述步骤1)中料仓料位计的设置中，在卸料模拟小车上设置有第一移动料位计和第二移动料位计，在仓斗上设置有固定料位计。

3.根据权利要求2所述的异型仓斗进料的控制方法，其特征在于，所述步骤2)中具体如下：

在小车卸料过程中，料位计不停的检测料位的提高，对料仓的料位做一个相对料位的反馈，根据圆锥体公式：破析料面为两个不同半径的圆锥体构成，V_锥＝(πR³(H-h₁)/3r_移1+πR³(H-h2)/3r_移2)/2，圆柱体的高度为：圆柱体的体积为：随着进料，按着这样的公式模型，可以计算出料仓物料的体积V＝V_锥+V_柱，再根据不同料种类的ρ密度,再根据公式：G＝ρ×V，计算仓斗内物料的重量G_总量，同时通过料罐总体积的反推，知道料罐内还可以进料数量G_需求；

4.根据权利要求3所述的异型仓斗进料的控制方法，其特征在于，所述步骤3)中具体如下：按照上述的重量计算过程，用固定的单位时间4秒脉冲结算仓斗进料的变化量，计算出单位时间的实际进料流量g，因为皮带系统对于某一个物料的进料流程是一定的，皮带的传动速度也是一定的，那么整个料流在皮带上从源头到尾部的进料仓运行时间一定的T_皮带，随着进料流量g与时间Δt的积分运算持续，进入仓斗内的料的量G_进料在不断上升，G_需求在减少，G_需求通过PLC按公式的运算，可以知道出需要进料时间T_需要，表示皮带源头需要卸料的时间，这个时间减去皮带上进料量即皮带从源头到仓斗料尾的时间T_皮带，就是实际给料装置给料时间T_给料，因此T_给料＝T_需要-T_皮带。