CN117443550A - 一种磨煤机变加载液压油控制装置 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种磨煤机变加载液压油控制装置，包括：现场控制单元，所述现场控制单元用于基于第一预设函数，根据磨煤机的给煤量输出第一控制信号；信号转换单元，所述信号转换单元用于将所述第一控制信号转化为第二控制信号；比例控制阀，所述比例控制阀用于根据所述第二控制信号调节输入至所述磨煤机的油压大小。本公开通过第一预设函数的设计实现，简化了基于给煤量确定第一控制信号输出的过程，使现场控制单元输出的第一控制信号具有稳定的表现，更有利于进行比例控制阀的控制，进一步使磨煤机具有一个稳定的油压情况和工作状态。

Description

一种磨煤机变加载液压油控制装置

技术领域

本公开涉及计算机自动控制技术领域，尤其涉及一种磨煤机变加载液压油控制装置。

背景技术

目前磨煤机常用的液压油系统为自动变加载液压油系统，加载主油站(恒压变量油泵一主一备)提供系统油压，每台磨煤机配有一台变加载分站，分站接受分布式控制系统(DCS，Distributed Control System)发出的油压指令，就地控制柜接收到信号通过电阻排(RMI)后进入放大板卡进行信号转换，转换后的信号输出至比例控制阀进行磨煤机的油压控制。在实际油压指令发出的过程中，DCS系统会根据油压的给定值和实际测量值的偏差对油压指令进行调节，由于实际磨煤机中油压波动较大，导致DCS系统输出的油压指令也有较大波动，不利于比例控制阀的控制。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种磨煤机变加载液压油控制装置，用以解决现有技术中磨煤机油压波动不利于比例控制阀控制的问题。

本公开的实施例采用如下技术方案：一种磨煤机变加载液压油控制装置，包括：现场控制单元，所述现场控制单元用于基于第一预设函数，根据磨煤机的给煤量输出第一控制信号；信号转换单元，所述信号转换单元用于将所述第一控制信号转化为第二控制信号；比例控制阀，所述比例控制阀用于根据所述第二控制信号调节输入至所述磨煤机的油压大小。

在一些实施例中，所述现场控制单元具体用于：基于所述第一预设函数，确定所述给煤量对应的加载指令值；将所述加载指令值转化为所述第一控制信号。

在一些实施例中，所述现场控制单元具体用于：在预设时长内，以默认指令值作为起始按照预设步长对指令值进行提升直至所述加载指令值，并将每个所述指令值转化为第一控制信号进行输出。

在一些实施例中，所述第一控制信号为4～20mA的电流信号或0～10V的直流信号；所述第二控制信号为0～5V的交流信号。

在一些实施例中，还包括：压力变送器，所述压力变送器用于采集所述比例控制阀开启之后所述磨煤机接收的实际油压值，并将所述实际油压值上传至所述现场控制单元。

在一些实施例中，所述现场控制单元还用于：基于第二预设函数，确定所述给煤量对应的标准油压值；在接收到所述压力变送器上传的所述实际油压值之后，比较所述标准油压值和所述实际油压值之间的差值，根据所述差值调整所述第一控制信号的大小。

在一些实施例中，所述第二预设函数为：

其中，x表示给煤量，y表示标准油压值，a,b,m,n,p,q均为定值。

在一些实施例中，所述现场控制单元还用于：在所述差值超过告警阈值的情况下进行告警。

在一些实施例中，还包括：旁路系统和三通阀，所述三通阀用于控制所述旁路系统的通断状态，所述旁路系统与所述比例控制阀并联，在所述比例控制阀正常运行时，所述三通阀控制所述旁路系统断开，在所述比例控制阀故障时，所述三通阀控制所述旁路系统导通，并通过所述旁路系统向所述磨煤机输入默认油压值。

在一些实施例中，所述现场控制单元和所述信号转换单元置于现场控制柜中。

本公开实施例的有益效果在于：通过第一预设函数的设计实现，简化了基于给煤量确定第一控制信号输出的过程，使现场控制单元输出的第一控制信号具有稳定的表现，更有利于进行比例控制阀的控制，进一步使磨煤机具有一个稳定的油压情况和工作状态。

附图说明

为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开实施例中磨煤机变加载液压油控制装置的结构示意图；

图2为本公开实施例中第一预设函数的函数图像；

图3为本公开实施例中第二预设函数的函数图像；

图4为本公开实施例中磨煤机变加载液压油控制装置的另一种结构示意图；

图5为本公开实施例中在DCS逻辑组态中搭建的一套控制装置示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书一个或多个实施例中的技术方案，下面将结合本说明书一个或多个实施例中的附图，对本说明书一个或多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本说明书的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书一个或多个实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本文件的保护范围。

目前磨煤机常用的液压油系统为自动变加载液压油系统，加载主油站(恒压变量油泵一主一备)提供系统油压，每台磨煤机配有一台变加载分站，分站接受分布式控制系统(DCS，Distributed Control System)发出的油压指令，就地控制箱接收到信号通过电阻排(RMI)后进入放大板卡进行信号转换，转换后的信号输出至比例控制阀进行磨煤机的油压控制。在实际油压指令发出的过程中，DCS系统会根据油压的给定值和实际测量值的偏差对油压指令进行调节，由于实际磨煤机中油压波动较大，导致DCS系统输出的油压指令也有较大波动，不利于比例控制阀的控制。

另外，由于就地控制箱内粉尘、温湿度等环境条件都较差，加速放大板卡电子元器件的老化，其控制功能逐渐失效，而且厂家设备更新换代，无法进行放大板卡的维修更新，造成磨煤机液压分站加载油压经常出现不受指令控制的情况，极大影响磨煤机出力和磨煤机运行的经济性。

为了解决上述问题，本公开实施例提供了一种磨煤机变加载液压油控制装置，其结构示意图如图1所示，至少包括现场控制单元10、信号转换单元20以及比例控制阀30，图1中还示出了磨煤机100以及加载主油站200。具体地，其中，现场控制单元10主要指DCS系统中用于进行逻辑控制的DCS控制单元，其主要基于第一预设函数，根据磨煤机100当前的给煤量输出第一控制信号；信号转换单元20通常为信号转换器，用于实现不同类型信号之间的转换，本实施例中用于将第一控制信号转换为第二控制信号；比例控制阀30，其主要置于磨煤机100以及加载主油站200之间，用于根据第二控制信号调整阀门的开启程度以控制输入至磨煤机100中的油压大小。

在本实施例中，第一预设函数为基于磨煤机运行工况和历史运行经验等整合而成的给煤量和加载指令值之间的函数关系，在给煤量已知的情况下，现场控制单元10可以根据第一预设函数得到一个合理的加载指令值，并配合油压实验功能将该加载指令值转换为第一控制信号。在一些实施例中，加载指令值通过大于0且小于等于100以内的数值表示，该数值可以是整数也可以是分数，但不能为零，第一控制信号为4～20mA的电流信号或0～10V的直流信号，并限制加载指令值和第一控制信号的电流或电压值的大小之间呈正比，即指令值越大，第一控制信号的电流或电压值越大，则当前需要提供至磨煤机的油压越大，通过对指令值进行尽可能精细的划分，实现对第一控制信号的精准输出，为准确实现磨煤机油压控制提供可能。

在实际实现时，第一预设函数可以为一个分段函数，在给煤量达到一个特定值之前，对应的加载指令值是随着给煤量的提升不断增加的，即此时给煤量与加载指令值之间具有线性函数关系，在给煤量到达特定值之后，加载指令值保持为一个定值不再进行变化。具体可以通过如下公式表示，对应函数图像如图2所示：

其中，t表示加载指令值，x表示给煤量，n表示给煤量的特定值，u表示斜率，v为截距，表示默认加载值。需要注意的是，n的值具体根据磨煤机型号和运行工况、代加工的煤块特质、磨煤需求等情况进行设定，例如将n的值设定为30吨或35吨，即在给煤量超过30或35吨以后，加载指令值的输出恒定为100，此时即对应最大的油压供应情况，v的值同样进行自主设定，一般对应默认最小的油压。

本实施例中的信号转换单元20主要用于将现场控制单元10所输出的第一控制信号转化为比例控制阀30可以识别的第二控制信号，即第二控制信号为0～5V的交流信号，第一控制信号的大小和第二控制信号的大小之间成正比。在本实施例中，现场控制单元10和信号转换单元20均设置在DCS端的现场控制柜中，柜内环境温度和湿度合理，并且没有粉尘污染，有利于电子元器件的稳定工作，解决了就地控制箱内粉尘、温湿度等环境条件不满足造成的控制装置电路板及电子元器件运行不稳定的弊端，从硬件角度解决了由于比例放大板老化造成磨煤机液压分站加载压力经常出现不受指令控制的问题，提高了磨煤机出力和磨煤机运行的经济性。

比例控制阀30接收第二控制信号之后，调节比例阀的开度实现油压的精准控制，第二控制信号的值越大，对应比例阀开启的程度越大，则输入至磨煤机的油压越大。

对应于实际的使用情况，尤其是磨煤机启动后刚开始运行的阶段或者试验阶段，为了避免加载指令值的突然增加引起油压大幅波动的情况，现场控制单元10在实际进行加载指令值的生成和第一控制信号的输出时，可以在预设时长内，以默认指令值为起始，按照预设步长对指令值进行提升直至提升至加载指令值为止，并对上述指令值提升过程中每个指令值依次转化为相应的第一控制信号进行输出，上述多个第一控制信号经过信号转换单元20转换后依次输出对应的第二控制信号，比例控制阀30则对应进行阀门开启程度的变化。以默认指令值取1，加载指令值取91为例，设预设步长为10，则指令值从1开始每次提升10直至提升至91，则共输出1、11、21、31、41、51、61、71、81、91共10个指令值，对应转化为10个第一控制信号和10个第二控制信号，由于指令值不端增加，则第一控制信号和第二控制信号大小也在不断提升，对应比例控制阀开启的大小也逐渐从最小开启至所需要的程度，使输入到磨煤机的油压也按照固定的提升幅度增加，直至满足当前给煤量所需为止。

在一些实施例中，控制装置还可以包括压力变送器40，如图4所示，其设置在比例控制阀30和磨煤机100之间，用于实时采集比例控制阀30开启之后磨煤机10接收的实际油压值，并将该实际油压值上传至现场控制单元10，便于运行人员进行监视。本实施例通过设置压力变送器40，实时监测变加载控制油压，并将该实时油压值作为比例控制阀的反馈信号进入DCS系统，构成一个完整的控制调节系统，提高了该控制装置的调节精度。

进一步地，现场控制单元10基于该实际油压值与当前给煤量对应的标准油压值之间进行比较，用以监测控制装置的实际运行情况，并且可以根据比较结果对第一控制信号进行调节。具体地，标准油压值为磨煤机在处理当前给煤量时的最优油压值，但实际给到磨煤机的油压情况可能会有损耗或偏移，现场控制单元10基于第二预设函数，确定当前给煤量对应的标准油压值，其中，第二预设函数为给煤量与加载油压之间的函数关系，即根据磨煤机的实际运行工况及运行经验整合而来，还可以根据后期磨煤机运行的状况来修改相应的煤量与加载油压的函数关系，适应磨煤机的运行工况，实现给煤量和加载油压的合理性和经济性控制。本实施例中，第二预设函数的公式如下，函数图像如图3所示：

其中，x表示给煤量，y表示标准油压值，a,b,m,n,p,q均为定值，具体数值根据实际情况进行设定。需要注意的是，结合第一预设函数的设计，在给煤量超过n的情况下，对应输出的加载指令值固定不变，则该给煤量对应的标准油压值也应该不变，因此，第二预设函数中的n值可以对应第一预设函数中的n值进行确定。

在一些实施例中，现场控制单元10根据实际油压值和标准油压值之间的差值，判断比例控制阀30或磨煤机的运行情况，在上述差值处于预设范围内时，认定实际油压值基本与标准油压值相同，比例控制阀30和磨煤机运行正常，此时无需进行第一控制信号的调节，可按照当前油压情况继续给到磨煤机；若该差值超出预设范围但未超过告警阈值，则根据差值进行第一控制信号的增大或减小，以调整比例控制阀的开启程度，实现对实际油压值的调节；若该差值超过告警阈值，则此时比例控制阀30有可能处于失控状态，或者控制装置出现油路堵塞、线圈烧毁失去控制的情况，现场控制单元10对应进行告警，以告知运行人员进行检修或维护。

图4中还示出了旁路系统50和三通阀60，其中，旁路系统50为并联在比例控制阀30两端的备用油路，其通断情况通过三通阀60控制，三通阀60则接入加载主油站200的输出端以及比例控制阀30所在的油路以及旁路系统50，在比例控制阀30正常运行时，三通阀60控制旁路系统50断开，输入到磨煤机的油压为经过比例控制阀30调控后的油压；若比例阀因油路堵塞或线圈烧损失去控制功能处于故障状态时，三通阀60控制旁路系统50导通，断开比例控制阀所在油路，使液压油从备用油路输入至磨煤机，以提供磨煤机运行所需的正常液压油压力，提高磨煤机运行的安全性和稳定性。需要注意的是，本实施例中的三通阀60为手动控制三通阀，运行人员可基于现场控制单元10的告警情况或者其接收到的实时油压值与标准油压值的差值情况自主判定是否需要进行油路切换；当然也可以将三通阀60设置为电动三通阀，使其基于现场控制单元10的告警情况或者现场控制单元10发出的控制指令自动进行油路切换。

本公开通过第一预设函数的设计实现，简化了基于给煤量确定第一控制信号输出的过程，使现场控制单元输出的第一控制信号具有稳定的表现，更有利于进行比例控制阀的控制，进一步使磨煤机具有一个稳定的油压情况和工作状态。与此同时，本实施例的现场控制单元和信号转换单元均设置在DCS端的现场控制柜中，柜内环境温度和湿度合理，并且没有粉尘污染，有利于电子元器件的稳定工作，解决了就地控制箱内粉尘、温湿度等环境条件不满足造成的控制装置电路板及电子元器件运行不稳定的弊端。

图5示出了本实施例中在DCS逻辑组态中搭建的一套控制装置示意图，并且在控制装置中还涉及了变加载油压试验功能，以验证油压指令在0和100时的实际油压是否符合要求。图5中实线为模拟量的传递方式，虚线为开关量的传递方式。框图中的FX78模块为给煤量与变加载压力设定值的函数关系式(第二预设函数)，FX66模块为给煤量与变加载油压控制指令的函数关系式(第一预设函数)。RLMT模块的作用是速率限制，避免控制油压输出指令的快速波动。试验功能是通过模块DMS69实现的，对应一个手操器按钮，按下则进行试验，试验完成后自动复位。当磨煤机正常运行时，油压输出指令为FX66的函数输出值；当磨煤机停运时，油压输出指令为0；当进行油压试验时，输出指令通过选择切换模块ASELV置值100，经过速率限制后输出；当磨煤机变加载压力达到8MPa时，试验完成，复位试验按钮。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种磨煤机变加载液压油控制装置，其特征在于，包括：

现场控制单元，所述现场控制单元用于基于第一预设函数，根据磨煤机的给煤量输出第一控制信号；

信号转换单元，所述信号转换单元用于将所述第一控制信号转化为第二控制信号；

比例控制阀，所述比例控制阀用于根据所述第二控制信号调节输入至所述磨煤机的油压大小。

2.根据权利要求1所述的磨煤机变加载液压油控制装置，其特征在于，所述现场控制单元具体用于：

基于所述第一预设函数，确定所述给煤量对应的加载指令值；

将所述加载指令值转化为所述第一控制信号。

3.根据权利要求2所述的磨煤机变加载液压油控制装置，其特征在于，所述现场控制单元具体用于：

在预设时长内，以默认指令值作为起始按照预设步长对指令值进行提升直至所述加载指令值，并将每个所述指令值转化为第一控制信号进行输出。

4.根据权利要求1所述的磨煤机变加载液压油控制装置，其特征在于，所述第一控制信号为4～20mA的电流信号或0～10V的直流信号；

所述第二控制信号为0～5V的交流信号。

5.根据权利要求1所述的磨煤机变加载液压油控制装置，其特征在于，还包括：

压力变送器，所述压力变送器用于采集所述比例控制阀开启之后所述磨煤机接收的实际油压值，并将所述实际油压值上传至所述现场控制单元。

6.根据权利要求5所述的磨煤机变加载液压油控制装置，其特征在于，所述现场控制单元还用于：

基于第二预设函数，确定所述给煤量对应的标准油压值；

在接收到所述压力变送器上传的所述实际油压值之后，比较所述标准油压值和所述实际油压值之间的差值，根据所述差值调整所述第一控制信号的大小。

7.根据权利要求6所述的磨煤机变加载液压油控制装置，其特征在于，所述第二预设函数为：

其中，x表示给煤量，y表示标准油压值，a,b,m,n,p,q均为定值。

8.根据权利要求6所述的磨煤机变加载液压油控制装置，其特征在于，所述现场控制单元还用于：

在所述差值超过告警阈值的情况下进行告警。

9.根据权利要求1所述的磨煤机变加载液压油控制装置，其特征在于，还包括：

旁路系统和三通阀，所述三通阀用于控制所述旁路系统的通断状态，所述旁路系统与所述比例控制阀并联，在所述比例控制阀正常运行时，所述三通阀控制所述旁路系统断开，在所述比例控制阀故障时，所述三通阀控制所述旁路系统导通，并通过所述旁路系统向所述磨煤机输入默认油压值。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的磨煤机变加载液压油控制装置，其特征在于，所述现场控制单元和所述信号转换单元置于现场控制柜中。