CN108507353A - 带式球团焙烧机的料厚调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带式球团焙烧机的料厚调节方法，通过在带式球团焙烧机的机头测量料厚的位置上横向冗余配置3‑5对料位计，通过将一定周期内料位计测量的料厚值取平均值，并和设定的料厚目标值共同代入特定的公式内进行计算，得到适于保证布料厚度的焙烧机的运转速度，从而根据得到的运转速度值来调整焙烧机的实际运转速度，实现了对带式球团焙烧机的布料厚度的自动控制；其基于布料厚度测量实现调节带式球团焙烧机的运转速度，使得带式球团焙烧机调速稳定，且布料厚度均匀，烧结产量高。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种带式球团焙烧机的料厚调节方法。
背景技术
带式球团焙烧机是球团生产工艺中一种新的带式焙烧机工艺，且是在球团设备中非常重要的设备之一，工艺要求带式球团焙烧机的布料厚度控制完全在全自动调节料厚的状态中进行生产，不需要人工进行操作运行。因为带式焙烧机运行升降速的动作，在整个生产过程中会影响产量。针对带式焙烧机料厚的全自动运行要求，在以前的带式焙烧机料厚调节方法上，大多是选用1到4个雷达料位计，也有人使用PID调节模式，在生产运行过程中存在比较大的不稳定因素，而测量的准确性直接关系到产量，甚至会发生烧坏焙烧机的生产事故。
目前，现有技术中仅有针对烧结机中布料厚度的调节装置或方法，但并没有针对带式球团焙烧机的布料厚度进行调节的方法。例如：中国专利CN106940176虽然公开了一种料层厚度检测装置及方法，能够检测烧结机台车上传输的物料的料层厚度，但其采用的检测设备需要有挡料板并检测重量，在球团调节过程中无此设备，因而其算法并不能应用到带式球团焙烧机的厚度调节中；而中国专利CN106705671公开了一种基于雷达检测技术的烧结机料层厚度控制装置，其烧结调节布料厚度的工艺在于调节圆辊的转速来达到调节料量的目的，而在带式球团焙烧机中根本不存在圆辊，因而其方法在带式球团焙烧机中也不适用。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供一种带式球团焙烧机的料厚调节方法，基于布料厚度测量实现调节带式球团焙烧机的运转速度，使得带式球团焙烧机调速稳定，且布料厚度均匀，烧结产量高。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种带式球团焙烧机的料厚调节方法，主要包括以下步骤：
步骤1、在带式球团焙烧机的机头处横向冗余配置3-5对用于测量布料厚度的料位计；
步骤2、设定所述料位计的测量周期，并将各个所述料位计在同一测量周期内的测量数值收集，并求取平均值；
步骤3、根据步骤2得到的平均值按照公式1计算得到所述带式球团焙烧机的目标运转速度；
R_sp＝R_spold+K*(Layer_SP-Layer_PV)/10 公式1，
其中，R_sp为带式球团焙烧机的目标运转速度；R_spold为带式球团焙烧机的当前运转速度；K为修正系数；Layer_SP为预先设定的布料厚度；Layer_PV为横向配置的3-5个非冗余的料位计测量的数值求取的平均值；
步骤4、根据步骤3得到的目标运转速度调整所述带式球团焙烧机的运转速度。
优选的是，所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法中，步骤4中使用PID对所述带式球团焙烧机的运转速度进行调节。
优选的是，所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法中，步骤1中在所述带式球团焙烧机的机头处均匀冗余配置4对料位计，其中4个所述料位计用于布料厚度的测量，剩余4个所述料位计为冗余配置。
优选的是，所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法中，步骤2中所述料位计的测量周期为20-40s。
优选的是，所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法中，单次所述带式球团焙烧机的运转速度的调整量具有限幅，所述限幅的具体规则如下：
当K*(Layer_SP-Layer_PV)/10>1时，R_sp＝R_spold+1；
当K*(Layer_SP-Layer_PV)/10<-1时，R_sp＝R_spold-1；以及
当-1<K*(Layer_SP-Layer_PV)/10<1时，
R_sp＝R_spold+K*(Layer_SP-Layer_PV)/10。
优选的是，所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法中，Layer_SP和K分别具有限幅；
其中，400mm<Layer_SP<500mm；0<K<1.5。
优选的是，所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法中，所述步骤4中通过变频器对所述带式球团焙烧机的运转速度进行调节。
优选的是，所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法中，Layer_PV在低于设定的最小阈值时，所述带式球团焙烧机的运转速度下降至设定的最低运转速度。
优选的是，所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法中，所述带式球团焙烧机的造球盘的造球总量低于设定的最小造球量时，所述带式球团焙烧机的运转速度延时降速。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明通过在带式球团焙烧机的机头测量料厚的位置上横向冗余设置3-5对料位计，通过将一定周期内料位计测量的料厚值取平均值，并和设定的料厚目标值共同代入特定的公式内进行计算，得到适于保证布料厚度的焙烧机的运转速度，从而根据得到的运转速度值来调整焙烧机的实际运转速度，实现了对带式球团焙烧机的布料厚度的自动控制，避免了现有技术中人为调整运转速度或PID调节，使得调整后料厚保持更加精准，同时避免了料厚波动量大、容易出错的弊端，使得焙烧机的运行更加安全可靠。
通过对料位计的测量结果简单计算，并代入公式内进行计算即能得出焙烧机运转速度，计算便捷，准确，从而使得焙烧机的布料厚度便于调节。
通过设定合理的测量周期，使得焙烧机的布料厚度在测量周期内随时调节，避免了料层厚度不均，影响焙烧机的运行，并提高了球团焙烧的质量，实现了在满足调节料层厚度要求的基础上，提高生产效率的目的。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
应当理解，本发明所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不排除一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。
如图1所示，本发明提供一种主要包括以下步骤：
步骤1、在带式球团焙烧机的机头处横向冗余配置3-5对用于测量布料厚度的料位计。
步骤2、设定所述料位计的测量周期，并将各个所述料位计在同一测量周期内的测量数值收集，并求取平均值。
步骤3、根据步骤2得到的平均值按照公式1计算得到所述带式球团焙烧机的目标运转速度。
R_sp＝R_spold+K*(Layer_SP-Layer_PV)/10 公式1，
其中，R_sp为带式球团焙烧机的目标运转速度；R_spold为带式球团焙烧机的当前运转速度；K为修正系数；Layer_SP为预先设定的布料厚度；Layer_PV为横向配置的3-5个非冗余的料位计测量的数值求取的平均值；
步骤4、根据步骤3得到的目标运转速度调整所述带式球团焙烧机的运转速度。
在上述方案中，具体调节布料厚度的具体实现方式为：在带式球团焙烧机的机头测量料厚的位置上冗余配置3-5对料位计，其中配置的3-5个料位计用于布料厚度的测量，而另外3-5个料位计作为冗余配置，在用于测量的料位计故障或者测量波动大，存在误差时，可以随时制定任一冗余的料位计进行布料厚度的测量；用于测量的料位计输出4-20mA的电流信号，通过PLC/DCS实现数据的采集，完成料厚的测量；在Step7软件中对各个料位计的时时反馈值进行取设定周期内的累计，并求出设定的周期内的平均值；手动设定生产时候所需要的目标料厚，通过目标料厚和计算出的平均值的差值调节带式球团焙烧机的运转速度，每次调节之间的周期为(宽皮带长度/宽皮带机速+设定测量周期值)；进而求出带式球团焙烧机的目标运转速度，并调节实际运转速度。
采用本发明所述的方法计算速度快，稳定，可以有效改善现有技术中对于焙烧机布料厚度调节不平的问题，且原理简单，便于实现。同时，在本发明的调节方法中还可以选择采用西门子Step7WINCC软件编程技术，从而使得整个系统都是图形用户界面，界面友好，方便对于目标料厚的设定等操作，使得本发明所述方法在实际应用中更加方便，便于推广使用。
另外，修正系数K用于修正预正(Layer_SP-Layer_PV)/10，K值的取值是在调试过程中的经验值，为1个可以修改的数值；依据公式1，所述带式球团焙烧机的目标运转速度以每10mm为1个单位进行调节。K的数值依照(Layer_SP-Layer_PV)/10的数值范围进行选取，具体如下：
(Layer_SP-Layer_PV)/10≤10mm，K取1.0；
10mm<(Layer_SP-Layer_PV)/10≤20mm，K取1.0；
20mm<(Layer_SP-Layer_PV)/10≤30mm，K取0.8；
30mm<(Layer_SP-Layer_PV)/10≤40mm，K取0.6；
40mm<(Layer_SP-Layer_PV)/10≤50mm，K取0.4；
(Layer_SP-Layer_PV)/10>50mm，K取0.4。
一个优选方案中，步骤4中使用PID对所述带式球团焙烧机的运转速度进行调节。
在上述方案中，通过计算出带式球团焙烧机的目标运转速度后，再采用PID调节模式，能够避免直接采用PID调节模式在生产运行过程中存在的较大的不稳定因素，从而提高了对焙烧机运转速度调节的稳定性，达到平滑稳定的调节布料厚度的目的。同时因PID调节模式具有比例调节，能够有效防止机速产生过大的波动。
一个优选方案中，步骤1中在所述带式球团焙烧机的机头处均匀冗余配置4对料位计，其中4个所述料位计用于布料厚度的测量，剩余4个所述料位计为冗余配置。
在上述方案中，现有技术中一般选用1到4个料位计用于布料厚度的测量，存在较大的误差，本发明经过反复实验发现采用4对料位计均匀布置对布料厚度的测量数据结果较为完整，能够有效防止出现摆动机构不运行，横向料厚布料不均的情况，实现完全对焙烧机运转速度的合理调整，从而保证布料厚度的均匀性和一致性，同时采用冗余配置的4对料位计能够使得料位计在故障或者误差较大时，及时采用冗余料位计进行替换，进而保证了对料厚监控的实时性和准确性。
一个优选方案中，步骤2中所述料位计的测量周期为20-40s。
在上述方案中，通过设定测量周期为20-40s，能够保证对于布料厚度的精准监控，进而提高了焙烧机的运转效率，且保证了球团的焙烧质量。
一个优选方案中，单次所述带式球团焙烧机的运转速度的调整量具有限幅，所述限幅的具体规则如下：
当K*(Layer_SP-Layer_PV)/10＞1时，R_sp＝R_spold+1；
当K*(Layer_SP-Layer_PV)/10＜-1时，R_sp＝R_spold-1；以及
当-1＜K*(Layer_SP-Layer_PV)/10＜1时，
R_sp＝R_spold+K*(Layer_SP-Layer_PV)/10。
在上述方案中，通过对焙烧机的运转速度的单词调节量进行严格的限幅处理，能够使得焙烧机的布料厚度调节稳定，从而便于生产稳步进行。
一个优选方案中，Layer_SP和K分别具有限幅；其中，400mm<<500mm；0<K<1.5。
在上述方案中，通过对布料厚度的设定值以及修正参数进行限幅，能够防止误操作的发生，从而保证带式球团焙烧机安全运转，且保证了生产质量。
一个优选方案中，所述步骤4中通过变频器对所述带式球团焙烧机的运转速度进行调节。
在上述方案中，通过使用变频器对带式球团焙烧机的运转速度进行调节，使得速度调节更加平稳，且变频器响应速度快，并节能，在本发明中优选G120型变频器。
一个优选方案中，Layer_PV在低于设定的最小阈值时，所述带式球团焙烧机的运转速度下降至设定的最低运转速度。
在上述方案中，因在带式球团焙烧机中为上部加热方式，因而通过设置料位计测量的布料厚度的平均值小于设定的最小阈值时，焙烧机的运转速度下降至最低运转速度，能够防止所述带式球团焙烧机的壁板被上部的加热器烧坏，从而使得焙烧机运行更加安全可靠。
一个优选方案中，所述带式球团焙烧机的造球盘的造球总量低于设定的最小造球量时，所述带式球团焙烧机的运转速度延时降速。
在上述方案中，通过设定带式球团焙烧机的造球盘的造球总量低于设定的最小造球量时，所述带式球团焙烧机的运转速度延时降速，能够防止布料厚度波动量过大。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (9)
1.一种带式球团焙烧机的料厚调节方法，其中，主要包括以下步骤：
步骤1、在带式球团焙烧机的机头处横向冗余配置3-5对用于测量布料厚度的料位计；
步骤2、设定所述料位计的测量周期，并将各个所述料位计在同一测量周期内的测量数值收集，并求取平均值；
步骤3、根据步骤2得到的平均值按照公式1计算得到所述带式球团焙烧机的目标运转速度；
R_sp＝R_spold+K*(Layer_SP-Layer_PV)/10 公式1，
其中，R_sp为带式球团焙烧机的目标运转速度；R_spold为带式球团焙烧机的当前运转速度；K为修正系数；Layer_SP为预先设定的布料厚度；Layer_PV为横向配置的3-5个非冗余的料位计测量的数值求取的平均值；
步骤4、根据步骤3得到的目标运转速度调整所述带式球团焙烧机的运转速度。
2.如权利要求1所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法，其中，步骤4中使用PID对所述带式球团焙烧机的运转速度进行调节。
3.如权利要求1所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法，其中，步骤1中在所述带式球团焙烧机的机头处均匀冗余配置4对料位计，其中4个所述料位计用于布料厚度的测量，剩余4个所述料位计为冗余配置。
4.如权利要求1所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法，其中，步骤2中所述料位计的测量周期为20-40s。
5.如权利要求1所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法，其中，单次所述带式球团焙烧机的运转速度的调整量具有限幅，所述限幅的具体规则如下：
当K*(Layer_SP-Layer_PV)/10>1时，R_sp＝R_spold+1；
当K*(Layer_SP-Layer_PV)/10<-1时，R_sp＝R_spold-1；以及
当-1<K*(Layer_SP-Layer_PV)/10<1时，
R_sp＝R_spold+K*(Layer_SP-Layer_PV)/10。
6.如权利要求1所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法，其中，Layer_SP和K分别具有限幅；
其中，400mm<Layer_SP<500mm；0<K<1.5。
7.如权利要求1所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法，其中，所述步骤4中通过变频器对所述带式球团焙烧机的运转速度进行调节。
8.如权利要求1所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法，其中，Layer_PV在低于设定的最小阈值时，所述带式球团焙烧机的运转速度下降至设定的最低运转速度。
9.如权利要求1所述的带式球团焙烧机的料厚调节方法，其中，所述带式球团焙烧机的造球盘的造球总量低于设定的最小造球量时，所述带式球团焙烧机的运转速度延时降速。
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