CN116873501A - 物料输送系统及物料输送控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物料输送技术领域，公开了物料输送系统及物料输送控制方法。物料输送系统包括：上游输送机；下游输送机，设置在上游输送机的下游；缓存仓，具有进料口和出料口，进料口对应于上游输送机的头部；给料机，设置在出料口处，给料机位于下游输送机的尾部的上方；第一物料检测件，用于检测上游输送机的实际运量；第二物料检测件，用于检测缓存仓中的实际缓存量；控制器，与上游输送机、下游输送机、给料机联锁，控制器用于根据上游输送机的实际运量和缓存仓中的实际缓存量控制给料机的给料量和下游输送机的带速。通过稳定下游输送机的物料的截面面积，动态调整下游输送机的带速，使得下游输送机运行稳定，减少能耗。

Description

物料输送系统及物料输送控制方法

技术领域

本发明涉及物料输送技术领域，具体涉及物料输送系统及物料输送控制方法。

背景技术

长距离输送机通常会根据地形进行起伏，同时存在多个水平转弯区段，当来料不稳定时会存在多个暂态工况，导致输送机运行张力暂态变大，功率和耗能瞬时增大，使得物料的运输耗能增加，转弯段还可能出现撒料等问题，同时长距离输送机的设计强度要包容各种工况，导致设计强度冗余度增大，这就导致长距离输送机相比于普通输送机对物料的稳定性要求较高。而长距离输送机的上游通常由简陋的堆场供料，容易出现给料不均匀、断料等现象，给料稳定性较差，不仅造成了输送机的张力波动很大，长距离输送机运行不稳定，还会降低长距离输送机的利用率，造成耗能增加等。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种物料输送系统及物料输送控制方法，以解决长距离输送机的上游给料不均匀、断料导致长距离输送机运行不稳定、耗能增加的问题。

第一方面，本发明提供了一种物料输送系统，包括：上游输送机；下游输送机，设置在上游输送机的下游；缓存仓，具有进料口和出料口，进料口对应于上游输送机的头部；给料机，设置在出料口处，给料机位于下游输送机的尾部的上方；第一物料检测件，用于检测上游输送机的实际运量；第二物料检测件，用于检测缓存仓中的实际缓存量；控制器，与上游输送机、下游输送机、给料机联锁，控制器用于根据上游输送机的实际运量和缓存仓中的实际缓存量控制给料机的给料量和下游输送机的带速。

有益效果：在对应于上游输送机的头部和下游输送机的尾部处设置缓存仓，缓存仓可以缓存上游输送机所输送来的物料，通过缓存仓的出口处给料机来控制给料速度，通过给料机给下游输送机均匀上料，可以稳定下游输送机的物料的截面面积，动态调整下游输送机的带速，使得下游输送机运行稳定，减少能耗，有效的避免了下游输送机由于上游给料不均匀、断料导致下游输送机工况切换频繁、运行稳定性差、利用率低、耗能增加的情况。并且，控制器根据上游输送机的实际运量和缓存仓中的实际缓存量控制给料机的给料量和下游输送机的带速，进而可以保证下游输送机物料断面面积的稳定性，避免出现断料等现象。

在一种可选的实施方式中，物料输送系统还包括第三物料检测件和第四物料检测件，第三物料检测件靠近给料机设置，第三物料检测件用于检测给料机输送至下游输送机的物料量，第四物料检测件对应于下游输送机的头部设置，第四物料检测件用于检测下游输送机已输送完毕的物料量，控制器用于根据缓存仓的实际缓存量、下游输送机正在输送的物料量、物料输送系统本次所要输送的物料总量以及下游输送机已经输送的物料量控制给料机的给料量和下游输送机的带速。

有益效果：通过长距离输送机的变速实现运行功率的降低，提高下游输送机的利用率，避免单吨物料耗能增加的问题，可以有效的保证下游输送机物料断面面积的稳定性，避免出现断料等现象。

第二方面，本发明还提供了一种物料输送控制方法，用于控制上述的物料输送系统，物料输送控制方法包括以下步骤：获取物料输送系统的上游输送机的实际运量和缓存仓中的实际缓存量；根据上游输送机的实际运量和缓存仓中的实际缓存量控制物料输送系统的给料机的给料量和下游输送机的带速。

有益效果：通过上游输送机的实际运量和缓存仓中的实际缓存量调整给料机的给料量和下游输送机的带速，通过调整给料机的给料量，进而保证下游输送机的上料均匀，使得下游输送机运行稳定，减少能耗，有效的避免了下游输送机由于上游给料不均匀、断料导致下游输送机工况切换频繁、运行稳定性差、利用率低、耗能增加的情况。

在一种可选的实施方式中，根据上游输送机的实际运量和缓存仓中的实际缓存量控制物料输送系统的给料机的给料量和下游输送机的带速的步骤包括：判断上游输送机在预设时间内的运量的波动值是否大于运量波动阈值；确定上游输送机在预设时间内的运量的波动值大于运量波动阈值，判断缓存仓中的实际缓存量是否大于等于缓存下限值，确定缓存仓中的实际缓存量大于等于缓存下限值，则控制给料机按照额定给料量运行及下游输送机按照额定带速和额定运量运行；确定缓存仓中的实际缓存量小于缓存下限值，则根据缓存仓的实际缓存量、下游输送机正在输送的物料量及物料输送系统本次尚未完成的输送量调节给料机的给料量和下游输送机的带速。

有益效果：在实际输送过程中，上游输送机的实际运量可能会发生波动，上游输送机在预设时间内的运量的波动值大于等于运量波动阈值是指上游输送机的实际运量波动比较大，当上游输送机的实际运量波动比较大时，如果缓存仓中的实际缓存量大于等于缓存下限值，说明缓存仓缓存的物料量满足下游输送机额定输送能力的需求，此时无需调节给料机的给料速度和下游输送机的带速，直接控制给料机按照额定给料量运行及下游输送机按照额定带速和额定运量运行，提高物料输送效率；如果缓存仓中的实际缓存量小于缓存下限值，说明缓存仓缓存的物料量比较少，无法满足下游输送机额定输送能力的需求，此时再根据缓存仓的实际缓存量、下游输送机正在输送的物料量以及下游输送机尚未完成的输送量调节给料机的给料量和下游输送机的带速，实现根据上游输送机的来料情况调节给料速度和输送速度，可以避免下游输送机料流不稳定和缓存仓空仓等问题。

在一种可选的实施方式中，确定缓存仓中的实际缓存量小于缓存下限值，则根据缓存仓的实际缓存量、下游输送机正在输送的物料量及物料输送系统本次尚未完成的输送量调节给料机的给料量和下游输送机的带速的步骤包括：判断缓存仓的实际缓存量和下游输送机正在输送的物料量之和是否大于物料输送系统本次尚未完成的输送量，其中，物料输送系统本次尚未完成的输送量为物料输送系统本次所要输送的物料总量和下游输送机已经输送完毕的物料量之差；确定缓存仓的实际缓存量和下游输送机正在输送的物料量之和大于等于物料输送系统本次尚未完成的输送量，则控制给料机按照额定给料量运行及下游输送机按照额定带速和额定运量运行，直至完成本次运输任务；确定缓存仓的实际缓存量和下游输送机正在输送的物料量之和小于物料输送系统本次尚未完成的输送量，则减少给料机的给料量以及降低下游输送机的带速。

有益效果：当缓存仓的实际缓存量和下游输送机正在输送的物料量之和大于等于物料输送系统本次尚未完成的输送量时，说明缓存仓所缓存的物料量和下游输送机正在输送的物料量之和可以满足物料输送系统本次还没有输送的物料量，此时直接控制给料机按照额定给料量运行及下游输送机按照额定带速和额定运量运行，保证利用最少时间完成输送任务；当达到物料输送系统本次所要输送的物料总量时，控制给料机和下游输送机停止即可。当缓存仓的实际缓存量和下游输送机正在输送的物料量之和小于物料输送系统本次尚未完成的输送量时，说明缓存仓所缓存的物料量和下游输送机正在输送的物料量之和不满足物料输送系统本次还没有输送的物料量，此时减少给料机的给料量以及降低下游输送机的带速，保证长距离输送机填充率的稳定，减少断料对长距离输送机的影响，防止长距离输送机部分断料导致的输送机张力分布不均出现撒料、飘荡、胶带震动等影响。

在一种可选的实施方式中，在减少给料机的给料量的步骤中，控制给料机按照上游输送机的实际运量对下游输送机给料；在降低下游输送机的带速的步骤中，控制下游输送机的带速从现行带速降低至目标带速，下游输送机的目标带速v_n2＝v_E2×Q₁/Q_E2，其中，v_E2为下游输送机的额定带速，Q₁为上游输送机的实际运量，Q_E2为下游输送机的额定运量。

有益效果：通过降低下游输送机的带速可以保证下游输送机的填充料，避免下游输送机断料导致输送机张力分布不均出现撒料、飘荡、胶带震动等情况，保证下游输送机稳定性。

在一种可选的实施方式中，控制下游输送机的带速从现行带速降低至目标带速的步骤中，控制下游输送机的带速从现行带速曲线变速至目标带速。

有益效果：通过曲线变速使得下游输送机的变速冲击小，进而避免变速冲击大导致撒料、飘荡、胶带震动。

在一种可选的实施方式中，控制下游输送机的带速从现行带速曲线变速至目标带速的步骤中，控制下游输送机的带速先以现行带速运行预设时间后从现行带速逐渐减小至目标带速，再以目标带速继续运行，现行带速为v_n1，目标带速为v_n2，下游输送机的变速开始时间为t₁，下游输送机在t_n秒内完成变速，下游输送机的变速完成时间为t₁+t_n，下游输送机的带速v＝(v_n1+v_n2)/2+[(v_n1-v_n2)/2]*cos(π*(t-t₁)/t_n)，t₁<t<t₁+t_n。

有益效果：下游输送机的速度曲线变化圆滑，不存在速度突变点；对应变速的减速度在减速前为零，减速过程减速度从零逐渐增大再逐渐减小至零，变速完毕后保持零不变，减速度曲线也不存在突变点，使得下游输送机的带速逐渐减小，实现了变速曲线的减速度都是圆滑过渡，变速冲击更小。

在一种可选的实施方式中，在控制下游输送机的带速从现行带速降低至目标带速的步骤之前，物料输送控制方法还包括：判断下游输送机所要降低到的目标带速是否大于其额定带速的10％；确定下游输送机所要降低到的目标带速大于其额定带速的10％，则控制下游输送机的带速从现行带速降低至目标带速；确定下游输送机所要降低到的目标带速小于等于其额定带速的10％，则控制下游输送机的带速从现行带速降低至其额定带速的10％并控制报警部件发生报警。

有益效果：当下游输送机所要降低到的目标带速小于等于其额定带速的％时，说明此时无法保证下游输送机的填充率，控制下游输送机的带速降低至其额定带速的10％并控制报警部件发生报警，操作人员根据报警信号和上游输送机的上料情况来最终决策是否停机，例如，如果在很长一段时间内不能给上游输送机上料，操作人员可以控制下游输送机停机，如果在较短的一段时间内上游输送机可以上料，操作人员可以控制下游输送机不停机，下游输送机继续以额定带速的10％运行。

在一种可选的实施方式中，在控制下游输送机的带速从现行带速降低至目标带速的步骤之后，物料输送控制方法还包括：若上游输送机在预设时间内的运量的波动值小于运量波动阈值且缓存仓中的实际缓存量大于等于缓存下限值，则增加给料机的给料量以及提高下游输送机的带速。

有益效果：当上游输送机在预设时间内的运量的波动值小于等于运量波动阈值且缓存仓中的实际缓存量大于等于缓存下限值时，说明上游输送机给料量逐步增加至额定给料量，且缓存仓恢复了最小缓存量，在此基础上，上游输送机给料均匀，直接增加给料机的给料量以及提高下游输送机的带速，提高输送效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种物料输送系统的结构示意图；

图2为本发明实施例的一种物料输送控制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例的一种物料输送控制方法的具体流程示意图；

图4为本发明实施例的一种下游输送机的带速的变速曲线图；

图5为本发明实施例的一种下游输送机的减速度的变速曲线图。

附图标记说明：

1、上游输送机；2、下游输送机；3、缓存仓；4、给料机；501、第一物料检测件；502、第二物料检测件；503、第三物料检测件；504、第四物料检测件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1，描述本发明的实施例。

根据本发明的实施例，一方面，提供了一种物料输送系统，包括：上游输送机1、下游输送机2、缓存仓3、给料机4、第一物料检测件501、第二物料检测件502及控制器，下游输送机2设置在上游输送机1的下游；缓存仓3具有进料口和出料口，进料口对应于上游输送机1的头部；给料机4，设置在出料口处，给料机4位于下游输送机2的尾部的上方；第一物料检测件501用于检测上游输送机1的实际运量；第二物料检测件502用于检测缓存仓3中的实际缓存量；控制器与上游输送机1、下游输送机2、给料机4联锁，控制器用于根据上游输送机1的实际运量和缓存仓3中的实际缓存量控制给料机4的给料量和下游输送机2的带速。

应用本实施例的物料输送系统，在对应于上游输送机1的头部和下游输送机2的尾部处设置缓存仓3，缓存仓3可以缓存上游输送机1所输送来的物料，通过缓存仓3的出口处给料机4来控制给料速度，通过给料机4给下游输送机2均匀上料，可以稳定下游输送机的物料的截面面积，动态调整下游输送机的带速，使得下游输送机2运行稳定，减少能耗，有效的避免了下游输送机2由于上游给料不均匀、断料导致下游输送机2工况切换频繁、运行稳定性差、利用率低、耗能增加的情况。并且，控制器根据上游输送机1的实际运量和缓存仓3中的实际缓存量控制给料机4的给料量和下游输送机2的带速，进而可以保证下游输送机2物料断面面积的稳定性，避免出现断料等现象。

在本实施例中，下游输送机2为长距离输送机，上游输送机1为普通的输送机，长距离输送机配套相应的带速传感器，用于检测带速。具体地，长距离输送机和普通的输送机优选为皮带机。缓存仓3和给料机4的设置解决了长距离输送机上游给料不均匀、断料等问题导致长距离输送机料流不稳定的问题，进而避免了工况切换频繁造成长距离输送机稳定性差。

在本实施例中，给料机4为振动给料机或板式给料机，通过振动给料机或板式给料机给长距离输送机均匀上料，避免了不均匀的来料直接上料。其中，振动给料机通过调整激振力或激振频率来调整给料量。

在本实施例中，物料输送系统还包括第三物料检测件503和第四物料检测件504，第三物料检测件503靠近给料机4设置，第三物料检测件503用于检测给料机输送至下游输送机2的物料量，即下游输送机2的上料量，第四物料检测件504对应于下游输送机2的头部设置，第四物料检测件504用于检测下游输送机2已输送完毕的物料量，控制器用于根据缓存仓3的实际缓存量、下游输送机2正在输送的物料量及物料输送系统本次尚未完成的输送量调节给料机4的给料量和下游输送机2的带速。通过长距离输送机的变速实现运行功率的降低，提高下游输送机的利用率，避免单吨物料耗能增加的问题，可以有效的保证下游输送机2物料断面面积的稳定性，避免出现断料等现象。

在本实施例中，第一物料检测件501、第二物料检测件502、第三物料检测件503及第四物料检测件504均为体积传感器，通过检测物料的体积来计算物料量或运量，易于实现。

具体地，第一物料检测件501为第一体积传感器，第一体积传感器设置在上游输送机1的头部的上方，可以实时监测上游输送机1所输送的物料的体积，并累计计量本次运输的总量。第二物料检测件502为第二体积传感器，第二体积传感器设置在缓存仓3的顶部，可以实时检测缓存仓3内的存料。第三物料检测件503为第三体积传感器，第三体积传感器设置在下游输送机2的尾部的上方，第三体积传感器位于给料机4的出料口处，通过第三体积传感器所测的物料体积不仅记录下游输送机2的上料量，还同时校核下游输送机2物料断面的稳定性，监测物料断面面积是否发生波动等现象。第四物料检测件504为第四体积传感器，第四体积传感器设置在下游输送机2的头部的上方，通过第四体积传感器所得的物料体积来计算下游输送机2的出料量，负责对外结算等功能。

具体地，第一体积传感器、第二体积传感器及第三体积传感器互为校核，第一体积传感器所测的数值为来料量，第三体积传感器所测的数值为给料机4出料量，第一体积传感器和第三体积传感器所测的数值之差为缓存仓3的存料量，与第二体积传感器所测的数值互为校核；第三体积传感器和第四体积传感器互为校核，当第三体积传感器的出料量运输至头部时为第四体积传感器的数值，下游输送机2正在输送的物料量为第三体积传感器的出料量累积量和第四体积传感器的出料量累积量的差值。

需要说明的是，物料的前进方向是指物料朝向下游输送机2的头部运动的方向。

另外，在其他实施例中，第一物料检测件501、第二物料检测件502、第三物料检测件503及第四物料检测件504也可以为其他传感器，只要能够可以检测物料的参数并根据该参数计算出物料量的传感器均可。

如图2所示，根据本发明的实施例，另一方面，提供了一种物料输送控制方法，用于控制上述的物料输送系统，物料输送控制方法包括以下步骤：

获取物料输送系统的上游输送机1的实际运量和缓存仓3中的实际缓存量；

根据上游输送机1的实际运量和缓存仓3中的实际缓存量控制物料输送系统的给料机4的给料量和下游输送机2的带速。

通过上游输送机1的实际运量和缓存仓3中的实际缓存量调整给料机4的给料量和下游输送机2的带速，通过调整给料机的给料量，进而保证下游输送机2的上料均匀，使得下游输送机2运行稳定，减少能耗，有效的避免了下游输送机2由于上游给料不均匀、断料导致下游输送机2工况切换频繁、运行稳定性差、利用率低、耗能增加的情况。

需要说明的是，单位时间内的运量用Q表示，Q的单位为kg/s，单位时间内运输的体积用Q_v表示，Q_v的单位为m³/s，则Q＝Q_v×ρ，ρ为物料的密度，对Q进行积分运算得到输送量或物料量，Q_v通过体积传感器来检测，第一体积传感器、第三体积传感器及第四体积传感器所检测到的数据均为单位时间内的运输的体积，而第二体积传感器所检测到的数值为缓存仓3中的物料的体积，缓存仓3中的实际缓存量为第二体积传感器所检测到的体积与密度的乘积。

具体地，第一体积传感器所检测到的单位时间内运输的体积用Q_v1表示，上游输送机1在单位时间内的实际运量用Q₁表示，则Q₁＝Q_v1×ρ；第三体积传感器所检测到的单位时间内运输的体积用Q_v3表示，第四体积传感器所检测到的单位时间内运输的体积用Q_v4表示，对(Q_v4-Q_v3)×ρ进行积分运算得到下游输送机2正在输送的物料量，对Q_v4×ρ进行积分运算得到下游输送机2已经输送完毕的物料量。

在本实施例中，根据上游输送机1的实际运量和缓存仓3中的实际缓存量控制物料输送系统的给料机4的给料量和下游输送机2的带速的步骤包括：

判断上游输送机1在预设时间内的运量的波动值是否大于运量波动阈值；

确定上游输送机1在预设时间内的运量的波动值大于运量波动阈值，判断缓存仓3中的实际缓存量是否大于等于缓存下限值，

确定缓存仓3中的实际缓存量大于等于缓存下限值，则控制给料机4按照额定给料量运行及下游输送机2按照额定带速和额定运量运行；

确定缓存仓3中的实际缓存量小于缓存下限值，则根据缓存仓3的实际缓存量、下游输送机2正在输送的物料量及物料输送系统本次尚未完成的输送量调节给料机4的给料量和下游输送机2的带速。

在实际输送过程中，上游输送机1的实际运量可能会发生波动，上游输送机1在预设时间内的运量的波动值大于等于运量波动阈值是指上游输送机1的实际运量波动比较大，当上游输送机1的实际运量波动比较大时，如果缓存仓3中的实际缓存量大于等于缓存下限值，说明缓存仓3缓存的物料量满足下游输送机额定输送能力的需求，此时无需调节给料机4的给料速度和下游输送机2的带速，直接控制给料机4按照额定给料量运行及下游输送机2按照额定带速和额定运量运行，提高物料输送效率；如果缓存仓3中的实际缓存量小于缓存下限值，说明缓存仓3缓存的物料量比较少，无法满足下游输送机额定输送能力的需求，此时再根据缓存仓3的实际缓存量、下游输送机2正在输送的物料量以及下游输送机2尚未完成的输送量调节给料机4的给料量和下游输送机2的带速，实现根据上游输送机的来料情况调节给料速度和输送速度，可以避免下游输送机2料流不稳定和缓存仓空仓等问题。

具体地，运量波动阈值可设为额定运量的5％等。

需要说明的是，上游输送机1可以通过挖掘机、推土机等来上料，物料输送系统本次所要输送的物料总量是操作人员在显示屏上输入的数值。

在本实施例中，确定上游输送机1在预设时间内的运量的波动值小于等于运量波动阈值，则控制给料机4按照额定给料量运行及下游输送机2按照额定带速和额定运量运行。上游输送机1在预设时间内的运量的波动值小于等于运量波动阈值是指上游输送机1的实际运量波动不大，当上游输送机1的实际运量波动不大时，说明给料均匀，直接控制给料机4按照额定给料量运行及下游输送机2按照额定带速和额定运量运行，提高物料输送效率。

为了保证长距离输送机的填充率，减少断料对长距离输送机的影响，防止长距离输送机部分断料导致的输送机张力分布不均出现撒料、飘荡、胶带震动等影响，在本实施例中，确定缓存仓3中的实际缓存量小于缓存下限值，则根据缓存仓3的实际缓存量、下游输送机2正在输送的物料量及物料输送系统本次尚未完成的输送量调节给料机4的给料量和下游输送机2的带速的步骤包括：

判断缓存仓3的实际缓存量和下游输送机2正在输送的物料量之和是否大于等于物料输送系统本次尚未完成的输送量，其中，物料输送系统本次尚未完成的输送量为物料输送系统本次所要输送的物料总量和下游输送机2已经输送完毕的物料量之差；

确定缓存仓3的实际缓存量和下游输送机2正在输送的物料量之和大于等于物料输送系统本次尚未完成的输送量，则控制给料机4按照额定给料量运行及下游输送机2按照额定带速和额定运量运行，直至完成本次运输任务；

确定缓存仓3的实际缓存量和下游输送机2正在输送的物料量之和小于物料输送系统本次尚未完成的输送量，则减少给料机4的给料量以及降低下游输送机2的带速。

物料输送系统本次所要输送的物料总量和下游输送机2已经输送的物料量之差是指物料输送系统本次尚未完成的输送量，当缓存仓3的实际缓存量和下游输送机2正在输送的物料量之和大于等于物料输送系统本次尚未完成的输送量时，说明缓存仓3所缓存的物料量和下游输送机2正在输送的物料量之和可以满足物料输送系统本次还没有输送的物料量，此时直接控制给料机4按照额定给料量运行及下游输送机2按照额定带速和额定运量运行，保证利用最少时间完成输送任务；当达到物料输送系统本次所要输送的物料总量时，控制给料机4和下游输送机2停止即可。当缓存仓3的实际缓存量和下游输送机2正在输送的物料量之和小于物料输送系统本次尚未完成的输送量时，说明缓存仓3所缓存的物料量和下游输送机2正在输送的物料量之和不满足物料输送系统本次还没有输送的物料量，此时减少给料机4的给料量以及降低下游输送机2的带速，保证长距离输送机填充率的稳定，减少断料对长距离输送机的影响，防止长距离输送机部分断料导致的输送机张力分布不均出现撒料、飘荡、胶带震动等影响。

在本实施例中，在减少给料机4的给料量的步骤中，控制给料机4按照上游输送机1的实际运量对下游输送机2给料，给料机4的给料量与上游输送机1的实际运量相一致，使得给料机4的给料速度与上游输送机1的带速相匹配，避免给料时出现断料现象。

在本实施例中，在降低下游输送机2的带速的步骤中，控制下游输送机2的带速从现行带速降低至目标带速，下游输送机2的目标带速v_n2＝v_E2×Q₁/Q_E2，其中，v_E2为下游输送机2的额定带速，Q₁为上游输送机1的实际运量，Q_E2为下游输送机2的额定运量。通过降低下游输送机2的带速可以保证下游输送机2的填充料，避免下游输送机2断料导致输送机张力分布不均出现撒料、飘荡、胶带震动等情况，保证下游输送机2稳定性。

在本实施例中，控制下游输送机2的带速从现行带速降低至目标带速的步骤中，控制下游输送机2的带速从现行带速曲线变速至目标带速。通过曲线变速使得下游输送机2的变速冲击小，进而避免变速冲击大导致撒料、飘荡、胶带震动。

在本实施例中，如图4和图5所示，控制下游输送机2的带速从现行带速曲线变速至目标带速的步骤中，下游输送机2的带速先以现行带速运行预设时间后从现行带速逐渐减小至目标带速，再以目标带速继续运行，现行带速为v_n1，目标带速为v_n2，下游输送机2的变速开始时间为t₁，下游输送机2在t_n秒内完成变速，下游输送机2的变速完成时间为t₁+t_n，下游输送机2的带速v＝(v_n1+v_n2)/2+[(v_n1-v_n2)/2]*cos(π*(t-t₁)/t_n)，t₁<t<t₁+t_n。下游输送机2的曲线变速的减速度在减速前为零，减速过程减速度从零逐渐增大再逐渐减小至零，变速完毕后保持零不变，减速度曲线也不存在突变点，使得下游输送机2的带速逐渐减小，实现了变速曲线的减速度都是圆滑过渡，变速冲击更小。在下游输送机2的带速先以现行带速运行预设时间后从现行带速逐渐减小至目标带速，再以目标带速继续运行时，下游输送机2的减速度在减速前为零，减速过程减速度从零逐渐增大再逐渐减小至零，变速完毕后保持零不变，减速度a＝[(v_n1-v_n2)/2]*sin(π*(t-t₁)/t_n)*π/t_n。以下举例说明，当v_n1＝4m/s且v_n2＝2m/s时，0～10s为带速4m/s，10s～50s从带速4m/s逐渐降至2m/s，50～60s为带速2m/s，其中10s～50s为变速过程，0～10s为带速不变，减速度为0；10～50s从带速4m/s逐渐降至2m/s，减速度连续，50～60s变速完毕，带速不变，减速度为0，速度变化曲线圆滑，加速度没有突变点。

在本实施例中，在控制下游输送机2的带速从现行带速降低至目标带速的步骤之前，物料输送控制方法还包括：

判断下游输送机2所要降低到的目标带速是否大于其额定带速的10％；

确定下游输送机2所要降低到的目标带速大于其额定带速的10％，则控制下游输送机2的带速从现行带速降低至目标带速；

确定下游输送机2所要降低到的目标带速小于等于其额定带速的10％，则控制下游输送机2的带速从现行带速降低至其额定带速的10％并控制报警部件发生报警。

当下游输送机2所要降低到的目标带速小于等于其额定带速的10％时，说明此时无法保证下游输送机2的填充率，控制下游输送机2的带速降低至其额定带速的10％并控制报警部件发生报警，操作人员根据报警信号和上游输送机1的上料情况来最终决策是否停机，例如，如果在很长一段时间内不能给上游输送机1上料，操作人员可以控制下游输送机2停机，如果在较短的一段时间内上游输送机1可以上料，操作人员可以控制下游输送机2不停机，下游输送机2继续以额定带速的10％运行。

在本实施例中，在控制下游输送机的带速从现行带速降低至目标带速的步骤之后，物料输送控制方法还包括：若上游输送机在预设时间内的运量的波动值小于等于运量波动阈值且缓存仓中的实际缓存量大于等于缓存下限值，则增加给料机的给料量以及提高下游输送机的带速。当上游输送机在预设时间内的运量的波动值小于等于运量波动阈值且缓存仓中的实际缓存量大于等于缓存下限值时，说明上游输送机给料量逐步增加至额定给料量，且缓存仓恢复了最小缓存量，在此基础上，上游输送机给料均匀，直接增加给料机的给料量以及提高下游输送机的带速，提高输送效率。

在本实施例中，增加给料机的给料量以及提高下游输送机的带速的步骤中，控制给料机按照额定给料量运行并控制下游输送机的带速从现行带速曲线变速至额定带速。具体地，控制下游输送机的带速先以现行带速运行预设时间后从现行带速逐渐增大至额定带速，再以额定带速继续运行，增速过程与减速过程类似，在此不再详细赘述。

在本实施例中，物料输送控制方法还包括：

判断下游输送机2已经输送的物料量是否达到物料输送系统本次运输的输送总量；

确定下游输送机2已经输送的物料量达到物料输送系统本次运输的输送总量时，控制给料机4、上游输送机1、下游输送机2停止；

确定下游输送机2已经输送的物料量未达到物料输送系统本次运输的输送总量时，则继续获取上游输送机1的实际运量、缓存仓中的实际缓存量、下游输送机2正在输送的物料量、下游输送机2已经输送完毕的物料量。

下游输送机2已经输送完毕的物料量达到物料输送系统本次运输的输送总量时，说明已经完成本次运输，此时可以给料机4、上游输送机1、下游输送机2停止，如果继续下次运输，控制给料机4、上游输送机1、下游输送机2不停止并继续运行。

在本实施例中，上游输送机1的额定运量为Q_E1，实际运量为Q₁，额定带速为v_E1，实际带速为v₁；长距离输送机的额定运量为Q_E2，实际运量为Q₂，额定带速为v_E2，实际带速为v₂，正常运输时，Q₁＝Q₂。

下面结合图3对物料输送控制方法的控制逻辑进行说明：

1、确定物料输送系统本次运输的输送总量M；

2、控制长距离输送机、上游输送机1、振动给料机或板式给料机均启动，缓存仓3缓存物料；

3、当监测到上游输送机1的运量Q₁发生的波动比较大且缓存仓3中的料量不少于正常缓存物料量的缓存下限值时，控制给料机4按照额定给料量向长距离输送机上料，控制长距离输送机按照额定带速及额定运量运行。

4、当监测到上游输送机1的运量Q₁发生的波动比较大且缓存仓3中的料量少于正常缓存物料量的缓存下限值时，触发料量跟随程序。其中，料量跟随程序的目标为：满足长距离输送机的填充率，减少料流不均对长距离输送机的影响，防止长距离输送机部分断料导致的输送机张力分布不均，出现撒料、飘荡、胶带震动等影响。

具体地，当缓存仓3中的料量+长距离输送机上正在运输的物料量≥输送总量M-长距离输送已输送完毕的物料量，控制给料机4按照额定给料量向长距离输送机上料，控制长距离输送机按照额定带速及额定运量运行。

当缓存仓3中的料量+长距离输送机上正在运输的物料量<输送总量M-长距离输送已输送完毕的物料量，控制给料机4按照给料量Q₁向长距离输送机上料，同时长距离输送机触发智能调速流程，长距离输送机开始曲线变速，带速变为v_E2×Q₁/Q_E2，以保证长距离输送机的填充率不变；长距离输送机的现运行带速是v_n1，目标带速为v_n2，变速开始时间为t₁，于t_n秒内完成，则变速完成时间为t₁+t_n，下游输送机2的带速v＝(v_n1+v_n2)/2+[(v_n1-v_n2)/2]*cos(π*(t-t₁)/t_n)，t₁<t<t₁+t_n。

当长距离输送机带速降低到额定带速为v_E1的10％，带速将不在下降，此时如果无法保证长距离输送机的填充率，长距离输送机将发出报警信号，由控制系统做最终决策是否停机。

通过长距离输送机的变速保证了长距离输送机输送物料断面面积的稳定性，解决了由于长距离输送机上游给料不均匀、断料等问题导致的长距离输送机料流不稳定的问题，进而避免了工况切换频繁造成长距离输送机稳定性差，避免长距离输送机在上游供料不稳定的时候长期大功率运行；通过长距离输送机的变速实现运行功率的降低，解决单吨物料耗能增加的问题；通过长距离输送机的变速，避免了长距离输送机工况的频繁切换，避免了特殊工况的出现，可以降低长距离输送机的规格，进而减少投资造价；下游输送机2的速度曲线变化圆滑，不存在速度突变点；对应下游输送机2的曲线变速的减速度在减速前为零，减速过程减速度从零逐渐增大再逐渐减小至零，变速完毕后保持零不变，减速度曲线也不存在突变点，实现了变速曲线的带速和减速度都是圆滑过渡，变速冲击小。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种物料输送系统，其特征在于，包括：

上游输送机(1)；

下游输送机(2)，设置在所述上游输送机(1)的下游；

缓存仓(3)，具有进料口和出料口，所述进料口对应于所述上游输送机(1)的头部；

给料机(4)，设置在所述出料口处，所述给料机(4)位于所述下游输送机(2)的尾部的上方；

第一物料检测件(501)，用于检测所述上游输送机(1)的实际运量；

第二物料检测件(502)，用于检测所述缓存仓(3)中的实际缓存量；

控制器，与所述上游输送机(1)、所述下游输送机(2)、所述给料机(4)联锁，所述控制器用于根据所述上游输送机(1)的实际运量和所述缓存仓(3)中的实际缓存量控制所述给料机(4)的给料量和所述下游输送机(2)的带速。

2.根据权利要求1所述的物料输送系统，其特征在于，所述物料输送系统还包括第三物料检测件(503)和第四物料检测件(504)，所述第三物料检测件(503)靠近所述给料机(4)设置，所述第三物料检测件(503)用于检测所述给料机(4)输送至所述下游输送机(2)的物料量，所述第四物料检测件(504)对应于所述下游输送机(2)的头部设置，所述第四物料检测件(504)用于检测所述下游输送机(2)已经输送完毕的物料量，所述控制器用于根据所述缓存仓(3)的实际缓存量、所述下游输送机(2)正在输送的物料量及所述物料输送系统本次尚未完成的输送量控制所述给料机(4)的给料量和所述下游输送机(2)的带速。

3.一种物料输送控制方法，其特征在于，用于控制权利要求1所述的物料输送系统，所述物料输送控制方法包括以下步骤：

获取所述物料输送系统的上游输送机(1)的实际运量和缓存仓(3)中的实际缓存量；

根据所述上游输送机(1)的实际运量和所述缓存仓(3)中的实际缓存量控制所述物料输送系统的给料机(4)的给料量和下游输送机(2)的带速。

4.根据权利要求3所述的物料输送控制方法，其特征在于，根据所述上游输送机(1)的实际运量和所述缓存仓(3)中的实际缓存量控制所述物料输送系统的给料机(4)的给料量和下游输送机(2)的带速的步骤包括：

判断所述上游输送机(1)在预设时间内的运量的波动值是否大于运量波动阈值；

确定所述上游输送机(1)在预设时间内的运量的波动值大于所述运量波动阈值，判断所述缓存仓(3)中的实际缓存量是否大于等于缓存下限值，

确定所述缓存仓(3)中的实际缓存量大于等于所述缓存下限值，则控制所述给料机(4)按照额定给料量运行及所述下游输送机(2)按照额定带速运行；

确定所述缓存仓(3)中的实际缓存量小于所述缓存下限值，则根据所述缓存仓(3)的实际缓存量、所述下游输送机(2)正在输送的物料量及所述物料输送系统本次尚未完成的输送量调节所述给料机(4)的给料量和所述下游输送机(2)的带速。

5.根据权利要求4所述的物料输送控制方法，其特征在于，确定所述缓存仓(3)中的实际缓存量小于所述缓存下限值，则根据所述缓存仓(3)的实际缓存量、所述下游输送机(2)正在输送的物料量及所述物料输送系统本次尚未完成的输送量调节所述给料机(4)的给料量和所述下游输送机(2)的带速的步骤包括：

判断所述缓存仓(3)的实际缓存量和所述下游输送机(2)正在输送的物料量之和是否大于等于所述物料输送系统本次尚未完成的输送量，其中，所述物料输送系统本次尚未完成的输送量为所述物料输送系统本次所要输送的物料总量和所述下游输送机(2)已经输送完毕的物料量之差；

确定所述缓存仓(3)的实际缓存量和所述下游输送机(2)正在输送的物料量之和大于等于所述物料输送系统本次尚未完成的输送量，则控制所述给料机(4)按照额定给料量运行及所述下游输送机(2)按照额定带速和额定运量运行，直至完成本次运输任务；

确定所述缓存仓(3)的实际缓存量和所述下游输送机(2)正在输送的物料量之和小于所述物料输送系统本次尚未完成的输送量，则减少所述给料机(4)的给料量以及降低所述下游输送机(2)的带速。

6.根据权利要求5所述的物料输送控制方法，其特征在于，

在减少所述给料机(4)的给料量的步骤中，控制所述给料机(4)按照所述上游输送机(1)的实际运量对所述下游输送机(2)给料；

在降低所述下游输送机(2)的带速的步骤中，控制所述下游输送机(2)的带速从现行带速降低至目标带速，所述下游输送机(2)的目标带速v_n2＝v_E2×Q₁/Q_E2，其中，v_E2为所述下游输送机(2)的额定带速，Q₁为所述上游输送机(1)的实际运量，Q_E2为所述下游输送机(2)的额定运量。

7.根据权利要求6所述的物料输送控制方法，其特征在于，控制所述下游输送机(2)的带速从现行带速降低至目标带速的步骤中，控制所述下游输送机(2)的带速从现行带速曲线变速至目标带速。

8.根据权利要求7所述的物料输送控制方法，其特征在于，控制所述下游输送机(2)的带速从现行带速曲线变速至目标带速的步骤中，控制所述下游输送机(2)先以所述现行带速运行预设时间后从所述现行带速逐渐减小至所述目标带速，再以所述目标带速继续运行，所述现行带速为v_n1，所述目标带速为v_n2，所述下游输送机(2)的变速开始时间为t₁，所述下游输送机(2)在t_n秒内完成变速，所述下游输送机(2)的变速完成时间为t₁+t_n，所述下游输送机(2)的带速v＝(v_n1+v_n2)/2+[(v_n1-v_n2)/2]*cos(π*(t-t₁)/t_n)，t₁<t<t₁+t_n。

9.根据权利要求6所述的物料输送控制方法，其特征在于，在控制所述下游输送机(2)的带速从现行带速降低至目标带速的步骤之前，所述物料输送控制方法还包括：

判断所述下游输送机(2)所要降低到的目标带速是否大于其额定带速的10％；

确定所述下游输送机(2)所要降低到的目标带速大于其额定带速的10％，则控制所述下游输送机(2)的带速从现行带速降低至所述目标带速；

确定所述下游输送机(2)所要降低到的目标带速小于等于其额定带速的10％，则控制所述下游输送机(2)的带速从现行带速降低至其额定带速的10％并控制报警部件发生报警。

10.根据权利要求7所述的物料输送控制方法，其特征在于，在控制所述下游输送机(2)的带速从现行带速降低至目标带速的步骤之后，所述物料输送控制方法还包括：

若所述上游输送机(1)在预设时间内的运量的波动值小于所述运量波动阈值且所述缓存仓(3)中的实际缓存量大于等于所述缓存下限值，则增加所述给料机(4)的给料量以及提高所述下游输送机(2)的带速。