CN108861646A - 一种人字形混匀堆料系统及控制方法 - Google Patents
一种人字形混匀堆料系统及控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种人字形混匀堆料系统及控制方法,该系统包括混匀堆料机,还包括安装于混匀堆料机的悬臂皮带及机架,所述混匀堆料机上装有运算控制器,所述悬臂皮带机架安装有物料堆高检测装置、悬臂皮带姿态检测装置,所述悬臂皮带机的驱动装置采用无级调速装置,所述物料堆高检测装置的输出端、悬臂皮带姿态检测装置的输出端与运算控制器的输入端相连接,所述运算控制器的输出端与悬臂皮带的驱动装置相连接。本发明还提供相应的人字形混匀堆料控制方法,实现物料堆积过程的准确对中,解决现有技术中由于悬臂堆料皮带的卸料点在升降时呈一弧形轨迹,实际堆成的料堆并非理想的“人”字形料堆,引起物料偏析,影响混匀料成分波动的问题。
Description
技术领域
本发明属于高炉炼铁原料处理技术领域,涉及一种人字形混匀堆料系统及控制方法。
背景技术
高炉炼铁非常注重原料成分的稳定性。生产实践数据表明,含铁原料品位波动降低0.1%,烧结生产的燃料消耗降低0.6%~1.2%,烧结矿产量增加0.28%,生铁产量增加0.3%~0.6%,入炉焦比降低0.2%~0.46%,铁渣量降低0.46%,炉尘量降低0.8%。减少原料成分的波动对于高炉炼铁工艺增产降耗有非常重要的意义。
影响混匀料成分波动的因素众多,其中混匀料的堆积过程是关键影响因素之一。现有炼铁原料混匀矿堆积的方法主要采用人字形进行堆积,这种堆料方式所需的堆料机比较简单,堆料点在料堆纵向的中心线上。堆料机在料纵向沿着料堆的长度,以一定的速度从一端移动到另一端,在这过程中就堆完了一层物料。第一层物料是横截面为等腰三角形的一小条物料。第二层则是在这个小三角形上面覆盖一层物料。这样依次一层一层地往上堆料,除第一层外,从横截面看每层物料都形成类似“人”字的行走,故名为人字形堆料方式。但是,事实上用悬臂皮带堆料机堆成的人字形料堆,并不如理想的那样各层依次按人字形进行覆盖。这是由于堆料皮带的卸料点在升降时呈一弧形轨迹,因而实际堆成的料堆与理想料堆不同,势必引起物料偏析,影响混匀料成分的波动。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种人字形混匀堆料控制方法,解决现有技术中由于悬臂堆料皮带的卸料点在升降时呈一弧形轨迹,实际堆成的料堆并非理想的“人”字形料堆,引起物料偏析,影响混匀料成分波动的问题。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种人字形混匀堆料系统,包括混匀堆料机,还包括安装于混匀堆料机的悬臂皮带及机架,所述混匀堆料机上装有运算控制器,所述悬臂皮带机架安装有物料堆高检测装置、悬臂皮带姿态检测装置,所述悬臂皮带机的驱动装置采用无级调速装置,所述物料堆高检测装置的输出端、悬臂皮带姿态检测装置的输出端与运算控制器的输入端相连接,所述运算控制器的输出端与悬臂皮带的驱动装置相连接。
基于所述系统的一种人字形混匀堆料控制方法,包括下列步骤:
S1:在运行控制器中置入预设参数,预设参数包括由悬臂皮带与俯仰中心的距离P,悬臂皮带头部滚筒与皮带相切点与俯仰中心的距离L,落料点中心与俯仰中心的距离S,悬臂皮带头部滚筒半径R,物料与输送带摩擦系数u;
S2:在运行控制器中置入落料点目标坐标参数(xc,yc),坐标参数(xc,yc)的值如下:
其中h为物料堆高检测装置检测到的物料抛出点与料堆顶点的实时距离,θ为悬臂皮带姿态检测装置检测到的悬臂皮带实时俯仰角;
S3:首先假设物料运行到滚筒上,依靠离心力作用直接抛出,即系数K=v2/Rg≥1,此时物料抛离角物料抛出速度vr=v,将坐标参数(xc,yc)、代入下式求出物料抛离速度vr,即离心式卸载情况下的皮带运行速度v;
上式中R为悬臂皮带头部滚筒半径,g为万有引力常数项;
S4:检验皮带运行速度v是否满足K=v2/Rg≥1,若满足则原假设成立,为离心式卸载,直接跳转至步骤S8;若不满足,则说明物料与输送带一起运动或在输送带上滑动一段距离后才卸载,即为重力式卸载,此时的皮带运行速度v≠vr,继续步骤S5~S7;
S5:将坐标参数(xc,yc)、物料抛出速度vr代入式(2),求解得到物料抛离角
S6:假设物料在输送带上开始滑动的角度满足求解以下方程组:
其中K=v2/Rg,求解上式得到得到重力卸载情况下皮带的运行速度v,若有实数解,且v>0,则跳转至步骤S8,反之继续步骤S7;
S7:物料在输送带上开始滑动的角度满足求解以下方程组:
求解上式,并由K=v2/Rg得到重力卸载情况下皮带的运行速度v;
S8:将计算得到的混匀堆料机悬臂皮带此时需要的运行速度v送到变频控制器,对混匀堆料机悬臂皮带的运行速度v进行控制;
S9:在整个料堆的堆积过程中,混匀堆料机运算控制器始终执行上述步骤S1~S8的检测、设置参数调用、运算、控制的过程,通过对混匀堆料机悬臂皮带的运行速度实时控制,实现物料堆积过程中的准确对中。
本发明的有益效果在于:实现物料堆积准确对中,解决现有技术中由于悬臂堆料皮带的卸料点在升降时呈一弧形轨迹,实际堆成的料堆并非理想的“人”字形料堆,引起物料偏析,影响混匀料成分波动的问题。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为本发明实施例的主视图。
附图标记:1-悬臂皮带俯仰中心;2-悬臂皮带及机架;3-悬臂皮带头部滚筒;4-物料堆高检测装置;5-料堆;6-悬臂皮带姿态检测装置。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明的优选实施例进行详细的描述。
参见图1,一种人字形混匀堆料系统,包括混匀堆料机,还包括安装于混匀堆料机的悬臂皮带及机架2,所述混匀堆料机上装有运算控制器,所述悬臂皮带机架安装有物料堆高检测装置4、悬臂皮带姿态检测装置6,所述悬臂皮带机的驱动装置采用无级调速装置,所述物料堆高检测装置4的输出端、悬臂皮带姿态检测装置6的输出端与运算控制器的输入端相连接,所述运算控制器的输出端与悬臂皮带的驱动装置相连接。本实施例采用的物料堆高检测装置为超声波堆高检测装置,采用的悬臂皮带姿态检测装置为旋转编码角度检测装置,采用的无级调速装置为变频无级调速装置,也可以根据需要选择其他检测装置和调速装置。其他混匀堆料机和悬臂皮带的一般控制程序不在此表述。
一种人字形混匀堆料控制方法,包括以下步骤:
(1)步骤1:在运行控制器中置入预设参数,预设参数包括由悬臂皮带与俯仰中心的距离P,悬臂皮带头部滚筒与皮带相切点与俯仰中心的距离L,落料点中心与俯仰中心的距离S,悬臂皮带头部滚筒半径R,物料与输送带摩擦系数u;
(2)步骤2:在运行控制器中置入落料点目标坐标参数(xc,yc),坐标参数(xc,yc)的值如下:
(3)步骤3:首先假设物料运行到滚筒上,依靠离心力作用直接抛出,即系数K=v2/Rg≥1,此时物料抛离角物料抛出速度vr=v,将坐标参数(xc,yc)、代入下式可求出物料抛离速度vr,即离心式卸载情况下的皮带运行速度v;
上式中R为悬臂皮带头部滚筒半径,g为万有引力常数项。
(4)步骤4:检验皮带运行速度v是否满足K=v2/Rg≥1,若满足则原假设成立,为离心式卸载,直接跳转至步骤S8;若不满足,则说明物料与输送带一起运动或在输送带上滑动一段距离后才卸载,即为重力式卸载,此时的皮带运行速度v≠vr,继续步骤5—步骤7;
(5)步骤5:将坐标参数(xc,yc)、物料抛出速度vr代入式(2),求解得到物料抛离角
(6)步骤6:假设物料在输送带上开始滑动的角度满足求解以下方程组:
其中K=v2/Rg,求解上式可得到得到重力卸载情况下皮带的运行速度v,若有实数解,且v>0,则跳转至步骤8,反之继续步骤7;
(7)步骤7:物料在输送带上开始滑动的角度满足求解以下方程组:
求解上式,并由K=v2/Rg可得到重力卸载情况下皮带的运行速度v;
(8)步骤8:将计算得到的混匀堆料机悬臂皮带此时需要的运行速度v送到变频控制器,对混匀堆料机悬臂皮带的运行速度v进行控制;
(9)步骤9:在整个料堆的堆积过程中,混匀堆料机运算控制器始终执行上述步骤1至步骤8的检测、设置参数调用、运算、控制的过程,通过对混匀堆料机悬臂皮带的运行速度实时控制,实现物料堆积过程中的准确对中。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (2)
1.一种人字形混匀堆料系统,包括混匀堆料机,其特征在于:还包括安装于混匀堆料机的悬臂皮带及机架,所述混匀堆料机上装有运算控制器,所述悬臂皮带机架安装有物料堆高检测装置、悬臂皮带姿态检测装置,所述悬臂皮带机的驱动装置采用无级调速装置,所述物料堆高检测装置的输出端、悬臂皮带姿态检测装置的输出端与运算控制器的输入端相连接,所述运算控制器的输出端与悬臂皮带的驱动装置相连接。
2.基于权利要求1所述系统的一种人字形混匀堆料控制方法,其特征在于:该方法包括下列步骤:
S1:在运行控制器中置入预设参数,预设参数包括由悬臂皮带与俯仰中心的距离P,悬臂皮带头部滚筒与皮带相切点与俯仰中心的距离L,落料点中心与俯仰中心的距离S,悬臂皮带头部滚筒半径R,物料与输送带摩擦系数u;
S2:在运行控制器中置入落料点目标坐标参数(xc,yc),坐标参数(xc,yc)的值如下:
其中h为物料堆高检测装置检测到的物料抛出点与料堆顶点的实时距离,θ为悬臂皮带姿态检测装置检测到的悬臂皮带实时俯仰角;
S3:首先假设物料运行到滚筒上,依靠离心力作用直接抛出,即系数K=v2/Rg≥1,此时物料抛离角物料抛出速度vr=v,将坐标参数(xc,yc)、代入下式求出物料抛离速度vr,即离心式卸载情况下的皮带运行速度v;
上式中R为悬臂皮带头部滚筒半径,g为万有引力常数项;
S4:检验皮带运行速度v是否满足K=v2/Rg≥1,若满足则原假设成立,为离心式卸载,直接跳转至步骤S8;若不满足,则说明物料与输送带一起运动或在输送带上滑动一段距离后才卸载,即为重力式卸载,此时的皮带运行速度v≠vr,继续步骤S5~S7;
S5:将坐标参数(xc,yc)、物料抛出速度vr代入式(2),求解得到物料抛离角
S6:假设物料在输送带上开始滑动的角度满足求解以下方程组:
其中K=v2/Rg,求解上式得到重力卸载情况下皮带的运行速度v,若有实数解,且v>0,则跳转至步骤S8,反之继续步骤S7;
S7:物料在输送带上开始滑动的角度满足求解以下方程组:
求解上式,并由K=v2/Rg得到得到重力卸载情况下皮带的运行速度v;
S8:将计算得到的混匀堆料机悬臂皮带此时需要的运行速度v送到变频控制器,对混匀堆料机悬臂皮带的运行速度v进行控制;
S9:在整个料堆的堆积过程中,混匀堆料机运算控制器始终执行上述步骤S1~S8的检测、设置参数调用、运算、控制的过程,通过对混匀堆料机悬臂皮带的运行速度实时控制,实现物料堆积过程中的准确对中。
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