CN113218198A - 一种矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统及方法，包括若干料仓，在所述料仓上方设有导轨，所述导轨上滑动地设有送料设备，用于给各个料仓上料，所述送料设备上设有物位仪，用于随送料设备巡检各料仓的料位并生成料位信号，实现料仓料位的动态监测。本发明通过安装在送料设备上的至少两台物位仪对料仓料位进行巡检，料位信号将作为两组包含了时间信息、位置信息、各料仓料位及料仓间料位的连续曲线数据输出，至少两组信号互为冗余，相互重叠校验，具有相当高的可靠性，为矿热炉生产全自动控制、优化布料系统设计提供可靠基础。
Description
技术领域
本发明涉及冶金化工技术领域，具体涉及一种矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统及方法。
背景技术
用于冶金、化工等行业的矿热炉随炉型增大，每天需要数百吨的原料输入。
目前矿热炉的主流设计中，通过矿热炉炉顶料仓与下料管对应的方式实现原料入炉。
入炉原料的配比在配料阶段完成；入炉料量则与冶炼效率和炉内料面下降速度和料面堆高有关，到目前为止并没有精确控制的方法。
同一个炉顶料仓可能有不止一个下料管。一般情况按照经验值、从打开料管阀门到关闭确定一个时间段来完成下料过程。
围绕电极均布在炉内的大型矿热炉下料管上端的炉顶料仓通常不做（称重）计量，一般都会留有一定余量的原料，辅助下料口阀门实现对炉内高温气体沿料管上溢的密封以确保安全性。
目前，安装有料仓的物位计在送料设备（小车等）下料时被物料砸坏无法正常使用（形同未安装）。而固态块状原料可能会堵塞料仓底部的料管入口导致不能正常落料，如果没有人工及时干预，缺乏料仓料位监控的自动布料系统可能出现再次布料溢出料仓的情况；块状原料还可能会卡住阀门使之不能完全关闭，出现高温气体炉顶溢出事故。这些偶然情况并非罕见。
因此，既要保证送料设备（小车等）对炉顶料仓的布料不外溢，又要确保每次下料后仓内留有足够余量实现料管密封，对于拥有十数个乃至数十个炉顶料仓的大型矿热炉来说，料位监控要么无法实现自动化，要么成本高昂。
针对上述问题，本发明提供一种矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统，低成本、高可靠性、与电炉自动控制系统的高度契合可关联性是其优势所在。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统。
为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
一种矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统，包括若干料仓，在所述料仓上方设有导轨，所述导轨上滑动地设有送料设备，用于给各个料仓上料，所述送料设备上设有物位仪，用于随送料设备巡检各料仓的料位并生成料位信号，实现料仓料位的动态监测。
进一步的，所述导轨上设有若干个与各料仓相对应的对位开关，用于检测各料仓的位置信息，使得生成料位信号中包含各料仓的位置信息。
进一步的，在位于最外端和/或最里端的所述料仓外缘设置一个位置确定的基准点作为定点位置，用于作为送料设备的定点停靠点或定点起始点，以及校准物位仪的漂移、及时发现物位仪的异常、便于更换。
进一步的，所述物位仪至少包含两个并且设置在送料设备的下料口处，使其生成两组互为冗余、便于相互重叠校验的料位信号。
进一步的，所述物位仪为激光雷达物位仪或相位式雷达物位仪。
进一步的，所述料位信号包含时间信息、位置信息、料位信息、以及各料仓的料位信息随位置连续检测生成的料位曲线数据。
一种矿热炉炉顶料仓料位的动态监测方法，该方法包括以下步骤：
步骤1）送料设备在上料时从定点位置向最远的料仓运动，物位仪随行检测沿导轨线上的所有料仓的料位，并记录下检测时间信息、料仓的位置信息、料仓的料位信息、以及各料仓的料位信息随位置连续检测生成的料位曲线数据构成料位信号；
步骤2）对物位仪得到的料位信号数据进行预处理，用以消除物位仪本身随送料设备移动的速度和振动干扰所致的信号失真；
步骤3）长期循环记录料仓的料位信息与送料设备的布料过程、相应料管阀门状态数据，引入炉况参数，在动态料位算法中采用大数据相关分析技术，建立原料输入与产品输出的相关性，确认各料仓的上料量；
步骤4）送料设备首先停在最远的料仓位置进行上料入仓，这一过程中一直监测这一料仓的物料，修正上料量，完成后进行次远处的料仓上料，直到最近一个料仓完成上料，最后返回定点位置。
进一步的，在所述送料设备在不上料时，进行定时巡检，用于检测最低料仓的料位，确认上料时间，保证料仓的料位在要求范围内，其方法为：从定点位置向最远料仓行走，检测沿导轨线上的所有料仓的料位，确认各料仓的上料量，记录下检测时间信息、料仓的位置信息、料仓的料位信息，如果两头都有定点位置，则送料设备到达对面的定点位置停下，如果只有一个定点位置，则送料设备返回此定点位置。
进一步的，所述物位仪随行记录下的检测时间信息、料仓的位置信息和料仓的料位信息通过有线或无线方式上传至上位机进行存储、人机界面显示、远程调用、数据分析、以及图形化处理生成的料位曲线数据。
进一步的，在所述物位仪监测运行一段时间后，对存储数据进行分析、运算，在硬件冗余高可靠性基础上，对实测信号进行智能校验，对极小概率的误测异常信号及可能的物位仪损坏失真信号进行报警提示。
本发明的有益效果是:
本发明通过安装在送料设备上的至少两台物位仪对料仓料位进行巡检，料位信号将作为两组包含了时间信息、位置信息、各料仓料位及料仓间料位的连续曲线数据输出，至少两组信号互为冗余，相互重叠校验，具有相当高的可靠性，为矿热炉生产全自动控制、优化布料系统设计提供可靠基础。
附图说明
图1为本发明进行料仓检测状态图；
图2为本发明进行定点校准状态图。
图中标号说明：1、料仓，2、导轨，3、送料设备，4、物位仪，5、对位开关，6、定点位置。
具体实施方式
下面将参考附图并结合实施例，来详细说明本发明。
如图1所示，一种矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统，包括若干料仓1，在所述料仓1上方设有导轨2，所述导轨2上滑动地设有送料设备3，用于给各个料仓1上料，所述送料设备3上设有物位仪4，用于随送料设备3巡检各料仓1的料位并生成料位信号，实现料仓1料位的动态监测。
所述导轨2上设有若干个与各料仓1相对应的对位开关5，用于检测各料仓1的位置信息，使得生成料位信号中包含各料仓1的位置信息。
如图2所述，在位于最外端和/或最里端的所述料仓1外缘设置一个位置确定的基准点作为定点位置6，用于作为送料设备3的定点停靠点或定点起始点，以及校准物位仪4的漂移、及时发现物位仪4的异常、便于更换。
所述物位仪4至少包含两个并且设置在送料设备3的下料口处，使其生成两组互为冗余、便于相互重叠校验的料位信号。
所述物位仪4为激光雷达物位仪或相位式雷达物位仪，在本实施例中，选用相位式雷达物位仪。
所述料位信号包含时间信息、位置信息、料位信息、以及各料仓1的料位信息随位置连续检测生成的料位曲线数据。
一种矿热炉炉顶料仓料位的动态监测方法，该方法包括以下步骤：
步骤1）送料设备3在上料时从定点位置6向最远的料仓1运动，物位仪4随行检测沿导轨2线上的所有料仓1的料位，并记录下检测时间信息、料仓1的位置信息、料仓1的料位信息、以及各料仓1的料位信息随位置连续检测生成的料位曲线数据构成料位信号；
步骤2）对物位仪4得到的料位信号数据进行预处理，用以消除物位仪4本身随送料设备3移动的速度和振动干扰所致的信号失真；
步骤3）长期循环记录料仓1的料位信息与送料设备3的布料过程、相应料管阀门状态数据，引入炉况参数，在动态料位算法（例如以{时间，位置，料位1，料位2}为数组存储、运算）中采用大数据相关分析技术，建立原料输入与产品输出的相关性，确认各料仓1的上料量；
步骤4）送料设备3首先停在最远的料仓1位置进行上料入仓，这一过程中一直监测这一料仓1的物料，修正上料量，完成后进行次远处的料仓1上料，直到最近一个料仓1完成上料，最后返回定点位置6。
在所述送料设备3在不上料时，进行定时巡检，用于检测最低料仓1的料位，确认上料时间，保证料仓1的料位在要求范围内，其方法为：从定点位置6向最远料仓1行走，检测沿导轨2线上的所有料仓1的料位，确认各料仓1的上料量，记录下检测时间信息、料仓1的位置信息、料仓1的料位信息，如果两头都有定点位置6，则送料设备3到达对面的定点位置6停下，如果只有一个定点位置6，则送料设备3返回此定点位置6。
所述物位仪4随行记录下的检测时间信息、料仓1的位置信息和料仓1的料位信息通过有线或无线方式上传至上位机进行存储、人机界面显示、远程调用、数据分析、以及图形化处理生成的料位曲线数据。
在所述物位仪4监测运行一段时间后，对存储数据进行分析、运算，在硬件冗余高可靠性基础上，对实测信号进行智能校验，对极小概率的误测异常信号及可能的物位仪4损坏失真信号进行报警提示。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)
1.一种矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统，包括若干料仓（1），其特征在于，在所述料仓（1）上方设有导轨（2），所述导轨（2）上滑动地设有送料设备（3），用于给各个料仓（1）上料，所述送料设备（3）上设有物位仪（4），用于随送料设备（3）巡检各料仓（1）的料位并生成料位信号，实现料仓（1）料位的动态监测。
2.根据权利要求1所述的矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统，其特征在于，所述导轨（2）上设有若干个与各料仓（1）相对应的对位开关（5），用于检测各料仓（1）的位置信息，使得生成料位信号中包含各料仓（1）的位置信息。
3.根据权利要求2所述的矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统，其特征在于，在位于最外端和/或最里端的所述料仓（1）外缘设置一个位置确定的基准点作为定点位置（6），用于作为送料设备（3）的定点停靠点或定点起始点，以及校准物位仪（4）的漂移、及时发现物位仪（4）的异常、便于更换。
4.根据权利要求3所述的矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统，其特征在于，所述物位仪（4）至少包含两个并且设置在送料设备（3）的下料口处，使其生成两组互为冗余、便于相互重叠校验的料位信号。
5.根据权利要求4所述的矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统，其特征在于，所述物位仪（4）为激光雷达物位仪或相位式雷达物位仪。
6.根据权利要求5所述的矿热炉炉顶料仓料位的动态监测系统，其特征在于，所述料位信号包含时间信息、位置信息、料位信息、以及各料仓（1）的料位信息随位置连续检测生成的料位曲线数据。
7.一种矿热炉炉顶料仓料位的动态监测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤1）送料设备（3）在上料时从定点位置（6）向最远的料仓（1）运动，物位仪（4）随行检测沿导轨（2）线上的所有料仓（1）的料位，并记录下检测时间信息、料仓（1）的位置信息、料仓（1）的料位信息、以及各料仓（1）的料位信息随位置连续检测生成的料位曲线数据构成料位信号；
步骤2）对物位仪（4）得到的料位信号数据进行预处理，用以消除物位仪（4）本身随送料设备（3）移动的速度和振动干扰所致的信号失真；
步骤3）长期循环记录料仓（1）的料位信息与送料设备（3）的布料过程、相应料管阀门状态数据，引入炉况参数，在动态料位算法中采用大数据相关分析技术，建立原料输入与产品输出的相关性，确认各料仓（1）的上料量；
步骤4）送料设备（3）首先停在最远的料仓（1）位置进行上料入仓，这一过程中一直监测这一料仓（1）的物料，修正上料量，完成后进行次远处的料仓（1）上料，直到最近一个料仓（1）完成上料，最后返回定点位置（6）。
8.根据权利要求7所述的矿热炉炉顶料仓料位的动态监测方法，其特征在于，在所述送料设备（3）在不上料时，进行定时巡检，用于检测最低料仓（1）的料位，确认上料时间，保证料仓（1）的料位在要求范围内，其方法为：从定点位置（6）向最远料仓（1）行走，检测沿导轨（2）线上的所有料仓（1）的料位，确认各料仓（1）的上料量，记录下检测时间信息、料仓（1）的位置信息、料仓（1）的料位信息，如果两头都有定点位置（6），则送料设备（3）到达对面的定点位置（6）停下，如果只有一个定点位置（6），则送料设备（3）返回此定点位置（6）。
9.根据权利要求7所述的矿热炉炉顶料仓料位的动态监测方法，其特征在于，所述物位仪（4）随行记录下的检测时间信息、料仓（1）的位置信息和料仓（1）的料位信息通过有线或无线方式上传至上位机进行存储、人机界面显示、远程调用、数据分析、以及图形化处理生成的料位曲线数据。
10.根据权利要求9所述的矿热炉炉顶料仓料位的动态监测方法，其特征在于，在所述物位仪（4）监测运行一段时间后，对存储数据进行分析、运算，在硬件冗余高可靠性基础上，对实测信号进行智能校验，对极小概率的误测异常信号及可能的物位仪（4）损坏失真信号进行报警提示。
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