CN113413999A - 一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，在PLC控制系统中设定1号计量胶带机输送量和破碎机电流的预设波动范围，并分类预设智能处理方案，并实时监控1号计量胶带机实际输送量和破碎机实际电流，当1号计量胶带机实际输送量和破碎机实际电流中至少任一值超出预设波动范围时，PLC控制系统自动按智能处理方案中对应的异常情况调整设备运行参数，使1号计量胶带机输送量和破碎机电流处于预设的波动范围内。通过监控计量胶带机运输量和破碎机电流，计算质量加权平均粒径，生产因素量化调控生产出粒径粒级满足要求的半成品矿料，实现粗碎加工过程智能控制，自动调节，降低半成品质量波动，为后续工序均衡生产提供保障。

Description

一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术
技术领域
本发明属于机制砂石加工技术领域，具体涉及一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术。
背景技术
机制砂石加工从粗碎、中细碎、超细碎逐级将石料加工成不同粒径的骨料，其中粗碎产品是中细碎车间加工料源，俗称半成品。
粗碎车间，是将矿石破碎至满足中细碎加工粒径的加工场所，是矿石开采运输与砂石系统衔接的枢纽。承担着矿石破碎、脱泥及将矿石输送到半成品堆场的加工任务。主要由给料机、破碎机、脱泥筛、胶带机组成，其工艺流程如图1所示。
目前，国内砂石生产工艺，在粗碎车间设计时，主要考虑其破碎效率是否满足其功能要求，兼顾考虑脱泥功能。故其工艺设计均为开路设计，对粗碎车间生产的半成品，一般不做检测与控制。因此，半成品质量(包括泥土软弱岩石含量和粒径粒级)波动较大，后续工序均衡性差，工艺控制难度大，产品质量波动大、系统能耗高且不利于绿色生产控制。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，通过监控计量胶带机运输量和破碎机电流，计算质量加权平均粒径，生产因素量化调控生产出粒径粒级满足要求的半成品矿料，实现粗碎加工过程智能控制，自动调节，降低半成品质量波动，为后续工序均衡生产提供保障。
本发明通过以下技术方案得以实现：
一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，在PLC控制系统中设定1号计量胶带机输送量和破碎机电流的预设波动范围，并分类预设智能处理方案，并实时监控1号计量胶带机实际输送量和破碎机实际电流，当1号计量胶带机实际输送量和破碎机实际电流中至少任一值超出预设波动范围时，PLC控制系统自动按智能处理方案中对应的异常情况调整设备运行参数，使1号计量胶带机输送量和破碎机电流处于预设的波动范围内，通过监控1号计量胶带机输送量，以及监控破碎机处理能力及负荷率，实现对质量加权平均进行控制，进而控制半成品质量，满足后续工序进料要求粒级分布适合多粒级组合破碎要求，为高品质机制砂石加工奠定基础。
为了实现智能控制，所述智能处理方案包括以下分类：
当破碎机实际电流位于预设波动范围内，且1号计量胶带机实际输送量高于预设波动范围时，调整矿石组合模式或减小破碎机开口间隙；
当破碎机实际电流位于预设波动范围内，且1号计量胶带机实际输送量低于预设波动范围时，调整矿石组合模式或增加破碎机开口间隙；
当破碎机实际电流高于预设波动范围，且1号计量胶带机实际输送量位于预设波动范围内时，检查能导致破碎机电流升高的设备故障；
当破碎机实际电流高于预设波动范围，且1号计量胶带机实际输送量低于预设波动范围时，检查能导致破碎机电流升高的设备故障；
当破碎机实际电流低于预设波动范围时，排除进料口卡滞，调整矿石组合模。
所述1号计量胶带机输送量的预设波动范围满足其工作电流为满载电流的80％～90％。
所述破碎机电流的预设波动范围为满载电流的80％～90％。
在PLC控制系统中还设定棒条给料机剔除率和脱泥筛剔除率两者的标准值及允许的偏差率，根据中控室矿石调度信息获取来料矿石中的含泥量，控制棒条给料机的电动翻板门自动剔除含泥量超标的矿石来料，并实时监控棒条给料机的剔除率，与其标准值进行比较；含泥量超标的矿石送至脱泥筛进行脱泥筛分，并实时监控脱泥筛剔除率，与其标准值进行比较，当棒条给料机剔除率或脱泥筛剔除率中任一值超过允许的偏差率时，在监控屏上进行预警提示，并根据偏差情况调整运行参数，使棒条给料机剔除率和脱泥筛剔除率维持在各自允许的偏差率范围内，对有害物质剔除进行控制，保证有害物质含量处于允许的范围，保证半成品及后续工序产品质量。
所述预警提示包括设备运行参数状态、质量控制问题来源以及处理方案提示。
所述含泥量不超标的矿石来料和脱泥筛筛分合格的矿石进入破碎机进行破碎加工，棒条给料机下料频率及转速、破碎机电流、1-3号计量胶带机生产量均采用联动PID控制算法。
所述棒条给料机运行时，根据矿山来料信息中来料品质和粗碎生产情况、1号计量胶带机的输送量，结合PID控制算法计算成果，通过PLC控制系统自动调节给料机的生产能力。
所述含泥量不超标的矿石来料经棒条给料机的电动翻板门进入1号计量胶带机，含泥量超标的矿石来料经棒条给料机的电动翻板门进入2号计量胶带机，棒条给料机的剔除率K棒的计算公式为：
K棒＝m2÷(m1+m3)×100％，
其中m1为1号计量胶带机的输送量(即棒条给料机筛面料通过破碎的矿石量)，单位t/h；m2为2号计量胶带机的输送量(即棒条给料机筛除矿石量)，单位t/h；
所述棒条给料机剔除率允许的偏差率为±3％。
所述含泥量超标的矿石送至脱泥筛进行脱泥筛分，筛分合格的矿石送至1号计量胶带机，筛分不合格的矿石送至3号计量胶带机，进入弃料堆，脱泥筛剔除率K脱的计算公式为：
K脱＝m3÷(m1+m3)×100％，
其中m1为1号计量胶带机输送量(即棒条给料机筛面料通过破碎的矿石量)，单位t/h；m3为3号计量胶带机输送量(即脱泥筛筛除矿石量)，单位t/h；
所述脱泥筛剔除率允许的偏差率为±3％。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，通过监控计量胶带机运输量和破碎机电流，计算质量加权平均粒径，生产因素量化调控生产出粒径粒级满足要求的半成品矿料，实现粗碎加工过程智能控制，自动调节，降低半成品质量波动，并控制在较小的范围内，为后续工序均衡生产提供保障；通过监控棒条给料机剔除率或脱泥筛剔除率，对有害物质剔除进行控制，保证有害物质含量处于允许的范围，保证半成品及后续工序产品质量。
附图说明
图1是本发明粗碎车间的工艺流程图；
图2是本发明的半成品质量控制原理图；
图3是本发明中给料机的下料频率、转速及生产量控制计算逻辑；
图4是本发明中破碎机的电流及生产量控制计算逻辑；
图5是本发明中胶带机皮带秤与生产量控制计算逻辑。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示，砂石粗碎生产车间生产流程为矿石来料经过棒条给料机时，根据中控室矿石调度信息中矿石的含泥量进行分流，含泥量超标的矿石进入脱泥筛脱泥处理，脱泥后合格料经1号计量胶带机进入半成品仓，脱泥料经3号计量胶带机进入弃料仓；含泥量不超标的矿石中，粒径合格的矿石直接送至1号计量胶带机，粒径超标的矿石进入破碎机破碎后送至1号计量胶带机，进入半成品仓。
如图2所示，一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，在PLC控制系统中设定1号计量胶带机输送量和破碎机电流的预设波动范围，并分类预设智能处理方案，并实时监控1号计量胶带机实际输送量和破碎机实际电流，当1号计量胶带机实际输送量和破碎机实际电流中至少任一值超出预设波动范围时，PLC控制系统自动按智能处理方案中对应的异常情况调整设备运行参数，使1号计量胶带机输送量和破碎机电流处于预设的波动范围内。
所述智能处理方案包括以下分类：
当破碎机实际电流位于预设波动范围内，且1号计量胶带机实际输送量高于预设波动范围时，调整矿石组合模式或减小破碎机开口间隙；
当破碎机实际电流位于预设波动范围内，且1号计量胶带机实际输送量低于预设波动范围时，调整矿石组合模式或增加破碎机开口间隙；
当破碎机实际电流高于预设波动范围，且1号计量胶带机实际输送量位于预设波动范围内时，检查能导致破碎机电流升高的设备故障；
当破碎机实际电流高于预设波动范围，且1号计量胶带机实际输送量低于预设波动范围时，检查能导致破碎机电流升高的设备故障；
当破碎机实际电流低于预设波动范围时，排除进料口卡滞，调整矿石组合模。
所述1号计量胶带机输送量的预设波动范围满足其工作电流为满载电流的80％～90％。
所述破碎机电流的预设波动范围为满载电流的80％～90％。
在PLC控制系统中还设定棒条给料机剔除率和脱泥筛剔除率两者的标准值及允许的偏差率，根据中控室矿石调度信息获取来料矿石中的含泥量，控制棒条给料机的电动翻板门自动剔除含泥量超标的矿石来料，并实时监控棒条给料机的剔除率，与其标准值进行比较；含泥量超标的矿石送至脱泥筛进行脱泥筛分，并实时监控脱泥筛剔除率，与其标准值进行比较，当棒条给料机剔除率或脱泥筛剔除率中任一值超过允许的偏差率时，在监控屏上进行预警提示，并根据偏差情况调整运行参数，使棒条给料机剔除率和脱泥筛剔除率维持在各自允许的偏差率范围内。
所述预警提示包括设备运行参数状态、质量控制问题来源以及处理方案提示。
所述含泥量不超标的矿石来料和脱泥筛筛分合格的矿石进入破碎机进行破碎加工，棒条给料机下料频率及转速、破碎机电流、1-3号计量胶带机生产量均采用联动PID控制算法。
所述棒条给料机运行时，根据矿山来料信息中来料品质和粗碎生产情况、1号计量胶带机的输送量，结合PID控制算法计算成果，通过PLC控制系统自动调节给料机的生产能力。
所述含泥量不超标的矿石来料经棒条给料机的电动翻板门进入1号计量胶带机，含泥量超标的矿石来料经棒条给料机的电动翻板门进入2号计量胶带机，棒条给料机的剔除率K棒的计算公式为：
K棒＝m2÷(m1+m3)×100％，
其中m1为1号计量胶带机的输送量(即棒条给料机筛面料通过国破碎的矿石量)，单位t/h；m2为2号计量胶带机的输送量(即棒条给料机筛除量矿石量)，单位t/h；
所述棒条给料机剔除率允许的偏差率为±3％。
所述含泥量超标的矿石送至脱泥筛进行脱泥筛分，筛分合格的矿石送至1号计量胶带机，筛分不合格的矿石送至3号计量胶带机，进入弃料堆，脱泥筛剔除率K脱的计算公式为：
K脱＝m3÷(m1+m3)×100％，
其中m1为1号计量胶带机输送量(即棒条给料机筛面料通过破碎的矿石量)，单位t/h；m3为3号计量胶带机输送量(即脱泥筛筛除量矿石量)，单位t/h；
所述脱泥筛剔除率允许的偏差率为±3％。
实施例
半成品的质量控制指标包括泥土软弱岩石含量和粒径粒级，在料源质量及粒级分布均衡的前提下，粗碎处理能力、破碎效率、脱泥剔除量波动幅度较小，半成品软弱岩石及粒级粒径分布处于较均衡状况。因此，粗碎车间若各计量胶带机在生产不同组合料时，其运输量波动在预定范围内，可验证系统运行稳定性及产品质量波动。故半成品质量控制主要通过计量胶带机运输量，计算有害物质剔除率(对应泥土软弱岩石含量指标)及质量加权平均粒径(对应粒径粒级指标)，并以设定控制指标进行比较。
对于泥土软弱岩石含量指标，在PLC控制系统中设定有害物质剔除率的标准值及允许的偏差率，并预设有害物质剔除智能控制表，标准值根据实际的设备及生产环境进行生产性实验后确定，若波动范围在预设范围内，则半成品合格，否则需要根据相关信息调整运行参数，有害物质剔除智能控制见表1。
有害物质剔除率包括棒条给料机剔除率和脱泥筛剔除率，其计算公式如下：
a、棒条给料机剔除率：K棒＝m2÷(m1+m3)×100％
b、脱泥筛剔除率：K脱＝m3÷(m1+m3)×100％
其中m1为1号计量胶带机输送量(即棒条给料机筛面料通过破碎的矿石量)，单位t/h；m2为2号计量胶带机输送量(即棒条给料机筛除矿石量)，单位t/h；m3为3号计量胶带机输送量(即脱泥筛筛除矿石量)，单位t/h。
表1有害物质剔除智能控制表
Figure BDA0003137043730000091
对于粒径粒级指标，影响半成品粒径主要因素主要有：进料粒级粒径、破损机开口及给料与破碎均衡性。如上述因素波动小，则半成品粒径粒级波动小。则质量加权平均粒径波动较小。故半成品质量控制主要通过控制进料粒级、破碎机处理能力及负荷率均衡来控制。
在PLC控制系统中设定1号计量胶带机输送量和破碎机电流的预设波动范围，并分类预设智能处理方案，预设的波动范围根据实际的设备及生产环境进行生产性实验后确定，即通过1号计量胶带机获取实时输送量，当1号计量胶带机输送量在预定波动范围内，且破碎机电流波动也在预定范围内，则可判断破碎效率及产品质量加权平均粒径满足质控要求，反之，则不满足质量要求。控制中心智能判断问题源，并报警提示，见表2。
表2智能处理方案表
Figure BDA0003137043730000101
棒条给料机下料频率及转速、破碎机电流、1-3号计量胶带机生产量均采用联动PID控制算法，算法逻辑见图3至图5所示。
本发明提供的一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，通过监控计量胶带机运输量和破碎机电流，计算质量加权平均粒径，生产因素量化调控生产出粒径粒级满足要求的半成品矿料，实现粗碎加工过程智能控制，自动调节，降低半成品质量波动，并控制在较小的范围内，为后续工序均衡生产提供保障；通过监控棒条给料机剔除率或脱泥筛剔除率，对有害物质剔除进行控制，保证有害物质含量处于允许的范围，保证半成品及后续工序产品质量。

Claims (10)

1.一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，其特征在于：
在PLC控制系统中设定1号计量胶带机输送量和破碎机电流的预设波动范围，并分类预设智能处理方案，并实时监控1号计量胶带机实际输送量和破碎机实际电流，当1号计量胶带机实际输送量和破碎机实际电流中至少任一值超出预设波动范围时，PLC控制系统自动按智能处理方案中对应的异常情况调整设备运行参数，使1号计量胶带机输送量和破碎机电流处于预设的波动范围内。
2.如权利要求1所述的一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，其特征在于，所述智能处理方案包括以下分类：
当破碎机实际电流位于预设波动范围内，且1号计量胶带机实际输送量高于预设波动范围时，调整矿石组合模式或减小破碎机开口间隙；
当破碎机实际电流位于预设波动范围内，且1号计量胶带机实际输送量低于预设波动范围时，调整矿石组合模式或增加破碎机开口间隙；
当破碎机实际电流高于预设波动范围，且1号计量胶带机实际输送量位于预设波动范围内时，检查能导致破碎机电流升高的设备故障；
当破碎机实际电流高于预设波动范围，且1号计量胶带机实际输送量低于预设波动范围时，检查能导致破碎机电流升高的设备故障；
当破碎机实际电流低于预设波动范围时，排除进料口卡滞，调整矿石组合模。
3.如权利要求1所述的一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，其特征在于：所述1号计量胶带机输送量的预设波动范围满足其工作电流为满载电流的80％～90％。
4.如权利要求1所述的一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，其特征在于：所述破碎机电流的预设波动范围为满载电流的80％～90％。
5.如权利要求1所述的一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，其特征在于：在PLC控制系统中还设定棒条给料机剔除率和脱泥筛剔除率两者的标准值及允许的偏差率，根据中控室矿石调度信息获取来料矿石中的含泥量，控制棒条给料机的电动翻板门自动剔除含泥量超标的矿石来料，并实时监控棒条给料机的剔除率，与其标准值进行比较；含泥量超标的矿石送至脱泥筛进行脱泥筛分，并实时监控脱泥筛剔除率，与其标准值进行比较，当棒条给料机剔除率或脱泥筛剔除率中任一值超过允许的偏差率时，在监控屏上进行预警提示，并根据偏差情况调整运行参数，使棒条给料机剔除率和脱泥筛剔除率维持在各自允许的偏差率范围内。
6.如权利要求5所述的一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，其特征在于：所述预警提示包括设备运行参数状态、质量控制问题来源以及处理方案提示。
7.如权利要求5所述的一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，其特征在于：所述含泥量不超标的矿石来料和脱泥筛筛分合格的矿石进入破碎机进行破碎加工，棒条给料机下料频率及转速、破碎机电流、1-3号计量胶带机生产量均采用联动PID控制算法。
8.如权利要求6所述的一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，其特征在于：所述棒条给料机运行时，根据矿山来料信息中来料品质和粗碎生产情况、1号计量胶带机的输送量，结合PID控制算法计算成果，通过PLC控制系统自动调节给料机的生产能力。
9.如权利要求5所述的一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，其特征在于：所述含泥量不超标的矿石来料经棒条给料机的电动翻板门进入1号计量胶带机，含泥量超标的矿石来料经棒条给料机的电动翻板门进入2号计量胶带机，棒条给料机的剔除率K棒的计算公式为：
K棒＝m2÷(m1+m3)×100％，
其中m1为1号计量胶带机的输送量，单位t/h；m2为2号计量胶带机的输送量，单位t/h；
所述棒条给料机剔除率允许的偏差率为±3％。
10.如权利要求5所述的一种砂石粗碎生产车间半成品质量在线智能检测控制技术，其特征在于：所述含泥量超标的矿石送至脱泥筛进行脱泥筛分，筛分合格的矿石送至1号计量胶带机，筛分不合格的矿石送至3号计量胶带机，进入弃料堆，脱泥筛剔除率K脱的计算公式为：
K脱＝m3÷(m1+m3)×100％，
其中m1为1号计量胶带机输送量，单位t/h；m3为3号计量胶带机输送量，单位t/h；
所述脱泥筛剔除率允许的偏差率为±3％。
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