CN117537618A - 一种高炉无中间仓的一键排料方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高炉槽下无中间仓的一键排料方法，属于高炉自动排料方法技术领域。本发明的技术方案是：根据手动随机选仓，选仓具有时序性和无序性，排料有设定排料时间和设定剩余重量两种方式，每种方式包含单排多排功能，两种方式随意切换，采用仓间距离矢量二维表为依据，并结合皮带运行速度计算提前或延迟时间。保证在准排料过程不断料不叠料，减少料段长度，增加上料能力，控制效果好，且所需设备简单，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明属于高炉排料方法领域，具体涉及一种高炉无中间仓的一键排料方法。
背景技术
高炉排料过程中需要将多种原料分层布置炉内要求分布均匀，也就是说多种原料的排料顺序具有随机性，多种原料储存在不同的料仓之中，且同种原料可能存放于多个料仓，料仓排料口通过皮带与高炉衔接，料仓将原料排放到皮带上，通过皮带的输送进入高炉之中，而且皮带不能断料、叠料，但是岗位手动情况下进行排料时发生断料、叠料现象。
通过在料仓与高炉之间增设中间仓，通过预先将料仓内的物料通过皮带转移到中间仓，可避免断料和叠料，但是这种方式设备多、传送距离长、中间仓占地大，在很多现有车间无法应用，因此，目前主要通过岗位师傅手动进行排料。
而槽下排料不均匀主要与岗位师父主观经验时间设定有关，不论单流还是多流，采取传统延迟时间方法进行仓排操作，主观操作可能没有充分考虑到仓间距、皮带速度、仓排速度等因素，造成布料叠料层次不齐，薄厚不一。进而造成高炉内部布料不均匀，透气性不均匀，气流不稳定，引起高炉顶压频繁波动。
发明内容
本发明为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提供了一种高炉无中间仓的一键排料方法，不需要设置中间仓，能够避免皮带断料、叠料，保证高炉内部布料均匀。
本发明采用的具体技术方案是：
一种高炉无中间仓的一键排料方法，包括如下步骤：
S1：手动选仓，按照高炉排料需要选择若干个料仓；
S2：时序性排序：按手动选仓的先后顺序形成料仓序列，并按手动选仓先后确定当前仓和下一仓，当前仓开始排料并判定下一仓与当前仓相对皮带的位置，在当前仓排料结束的时刻，提前/延后△t将下一仓转换为当前仓进行排料；
S3：自动重复上述S2步骤至排料完成。
步骤S2中，判断当前仓排料结束的时刻的方式包括时间设定方式及剩余重量方式。
当前仓排料为时间设定方式时，判断提前/延后排料的条件为，
其中，△t为提前/延后下一仓转换为当前仓进行排料的时间，
当△t>0，下一仓延后排料；△t<0，下一仓提前排料；
i为当前仓的ID；
j为下一仓的ID；
L为查询仓间距离矢量二维表D(i,j)获得的仓间距离矢量；
V0为皮带的速度。
当前仓排料为剩余重量方式时，根据当前仓的ID与下一仓的ID查询为查询仓间距离矢量二维表D(i,j)获得的仓间距离矢量L。
当前仓排料为剩余重量方式时，下一仓提前排料的条件为，
其中，i为当前仓ID；
j为下一仓ID；
Weighti为当前仓实时料重量；
Wi为当前仓剩余重量设定值；
vi为当前仓实时排料速度。
当前仓排料为剩余重量方式时，下一仓延后排料的条件为，
其中，tdelay为延后排料时间；
i为当前仓的ID；
j为下一仓的ID；
L为查询仓间距离矢量二维表D(i,j)获得的仓间距离矢量；
V0为皮带的速度。
本发明的有益效果是：
本发明的排料方法根据手动随机选仓，选仓具有选择的时序性和料仓顺序的无序性，排料有设定排料时间和设定剩余重量两种方式，每种方式包含单排多排功能，两种方式随意切换，采用仓间距离矢量二维表为依据，并结合皮带运行速度计算提前或延迟时间。保证在准排料过程不断料不叠料，减少料段长度，增加上料能力，控制效果好，且所需设备简单，经济效益显著。
附图说明
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的现场料仓布置图；
图3为本发明的现场运行图；
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步说明：
具体实施例如图1所示，本发明为一种高炉无中间仓的一键排料方法，包括如下步骤：
S1：手动选仓，按照高炉排料需要选择若干个料仓；
S2：时序性排序：按手动选仓的先后顺序形成料仓序列，并按手动选仓先后确定当前仓和下一仓，当前仓开始排料并判定下一仓与当前仓相对皮带的位置，在当前仓排料结束的时刻，提前/延后△t将下一仓转换为当前仓进行排料；
S3：自动重复上述S2步骤至排料完成。
步骤S2中，判断当前仓排料结束的时刻的方式包括时间设定方式及剩余重量方式。
本发明的排料方法在使用时，首先，用户手动选择排料的料仓，通过选择的顺序动态获取料仓的排料顺序，并对其时序进行自动排序。料仓原编号ID保持不变，通过手动点击按照顺序为需要排料的料仓进行排序，即按照选择的先后顺序形成顺序选择号。也可以先选择需要排料的料仓，然后再手动按需为料仓进行排序，形成顺序选择号。序号允许范围为1<＝m<＝13。
其中，料仓序列中的数据格式为，料仓ID(顺序选择号)。
例如：选择了ID为5和ID为1的料仓，然后点击启动按钮。则ID为5的料仓第一个启动，ID为1的料仓第二个启动。其他没有被选中的料仓其顺序状态值均被赋值为14(14为超过ID允许范围的值)，保证不会进入排料程序中。
定位当前仓与下一仓，定义两个变量(变量i、变量j)，变量i存储当前仓ID，变量j存储下一仓ID。在进入主程序之前对两个变量进行初始化。
在选中若干仓并排序完成前提下，通过选择料仓顺序序列中最小值所对应的料仓ID为当前仓，并存储到变量i中。找到首次启动仓(当前仓的料仓ID)，对应当前仓的料仓ID赋值14。
进入主程序后，根据变量i中存储的当前仓的料仓ID启动对应料仓进行放料，由于此时当前仓的料仓ID已经被赋值14，不会被再次选中，则再次通过选择料仓顺序序列中最小值所对应的料仓ID为下一仓，并存储到变量j中。
当前仓排料完成后，需要进行下次排料时将变量j所存储的料仓ID赋值给变量i作为更新后的状态变量，并将变量j所对应的料仓ID赋值为14。
当进入到下次放料操作时，根据选择料仓顺序序列的最小值所对应的料仓ID为下一仓，并存储到变量j中。如此反复，直到所有料仓放料完成为止。
举例：ID1号仓第一个启动，ID3号仓第二个启动，ID5号仓第三个启动，进入主程序后，ID1号仓编号已经被赋值14，ID3号仓编号为2，ID5号仓编号为3，此时料仓序列的状态为14(1)-3(2)-5(3)，而确定下一仓编号的判断依据是当前仓的顺序选择号小于下一仓的顺序选择号，对应顺序选择号的料仓ID即为下一仓ID。
假设下一仓料仓ID为3，顺序选择号为2，即3(2)，此时的料仓序列包括三组数据，14(1)-3(2)-5(3)，其中第一组数据料仓ID为14，大于13(实际的料仓ID最大值)，因此第一组数据不参与下一轮排料。
由顺序选择号进行比较，2小于3成立，此时顺序选择号对应的料仓ID为3；
假设下一仓料仓ID为5，顺序选择号为3，即5(3)，同理第一组数据料仓ID为14不参与排料，由顺序选择号进行比较3小于2不成立。
通过上述判断，此时下一仓的料仓ID为3，并存储入变量j。
当前仓排料完成后，需要进行下次排料时将变量j所存储的料仓ID赋值给变量i作为更新后的状态变量，并将变量j所对应的料仓ID赋值为14。
此时状态仓编号状态为14(1)-14(2)-5(3)，当前仓编号3，下一仓编号是5。
找到了当前仓和下一仓，当前仓开始计时排料，当排料完成后，对应该仓的选中状态置零，当前仓和下一仓编号更新，当前仓和下一仓计时更新，下一仓提前或延时计时更新到当前仓后并将下一仓计时置零，这样以队列形式循环更新当前仓和下一仓编号和计时，进行排料，直至下一仓编号大于最大料仓ID13。
计时时间计算：计时时间分为两部分，第一部分：仓排空时间，第二部分：提前或延时时间，其中仓排空时间岗位工可以根据经验设定，也可以采用最小二乘法计算出来的推荐值。
关于时间设定，可以根据岗位经验设定，也可以采用该仓上次排料平均速度计算本次仓排料时间设定。计算方法是利用本次仓初始重量除以该仓上次排料平均速度，即
通过该仓上一仓料重除以排完所需时间计算(通过历史数据和测试数据拟合可知，重量与时间呈线性关系，采用最小二乘法进行拟合得出排料初始速度/>)。循环更新即循环更新本次仓时间设定推荐值，由于不同批次物料流动性可能不同，因此通过更新排空时间，以适应不同物料，保证最终进入高炉中的物料重量准确。
当前仓排料为时间设定方式时，判断提前/延后排料的条件为，
其中，△t为提前/延后下一仓转换为当前仓进行排料的时间，
当△t>0，下一仓延后排料；△t<0，下一仓提前排料；
i为当前仓的ID；
j为下一仓的ID；
L为查询仓间距离矢量二维表D(i,j)获得的仓间距离矢量；
V0为皮带的速度。
表2：仓间距离矢量二维表D(i,j)
具体实施例1：时间设定方式下，下一仓提前/延后排料。
提前判断下一仓开启条件：根据i为1～13。举例：ID3(第3个启动)→ID2(第2个启动)→ID1(第1个启动)，箭头→为皮带方向。
延后判断下一仓开启条件：举例：ID3(第1个启动)→ID2(第2个启动)→ID1(第3个启动)。
提前或延迟时间和皮带速度v0及当前仓和下一仓的矢量距离di,j有关，根据现场料仓布置图，如图2，原仓号从左到右递减分布，皮带以2m/s的速度向右运行，进行上料。举例，还是选中ID1号仓和ID5号仓为例，为简便下称为1号仓、5号仓，其中5号仓在计时时间0s时第一个启动，1号仓第二个启动，5号仓料位排空时间50秒，5号仓与1号仓间距+20m，1号仓开始排料时间50+(+20/2)＝60s，计时时间50s时5号仓关闭，延时10s，即60秒后1号仓开启。反之，1号仓第一个启动，5号仓第二个启动，5号仓开始排料时间50+(-20/2)＝40s，即计时时间40s时5号仓开启，50s时1号仓关闭。
结合仓间距离矢量二维表D(i,j)，当前仓计时条件分为两部分，第一：当前仓ID大于下一仓ID(5→1延时)，第二：当前仓ID小于下一仓ID(1→5提前)。
延时计时判断条件(5→1延时)：当前仓开到位信号过来，当前仓计时时间大于当前仓排空时间，小于仓排空时间加皮带行走时间，说明此时皮带上的物料断点，尚未移动到下一仓的出料槽下，当前仓处于计时状态。
当前仓关闭条件：当前仓计时时间大于仓排空时间，当前仓输出指令置零，即当前仓关闭。
下一仓开启条件：当前仓计时大于仓排空时间加皮带行走时间，说明此时皮带上的物料断点已经运动到下一仓的出料槽下，此时若判断当前仓关闭为真，当前仓计时时间和下一仓计时时间置零。
提前计时判断条件(1→5提前)：当前仓开到位信号过来，当前仓开始计时，下一仓开到位信号过来，下一仓开始计时。
下一仓输出指令置一，即下一仓打开的条件：当前仓计时时间大于料仓排空时间减去皮带行走时间，下一仓输出指令置一。
当前仓选中置零条件：当前仓计时时间大于料仓排空时间，当前仓选中置零。
综上，未被选中、选中取消、计时时间到三种情况，其选中状态置零，选中状态置零的料仓不需要进行计时。
终止排料判断：选中若干仓后点击要料信号，进入一键排料流程，直至所有仓排完停止，等待下一次排料。
当前仓排料为剩余重量方式时，根据当前仓的ID与下一仓的ID查询为查询仓间距离矢量二维表D(i,j)获得的仓间距离矢量L，当L>0时下一仓延后排料，L<0时下一仓提前排料。
当前仓排料为剩余重量方式时，下一仓提前排料的条件为，
其中，i为当前仓ID；
j为下一仓ID；
Weighti为当前仓实时料重量；
Wi为当前仓剩余重量设定值；
vi为当前仓实时排料速度。
当前仓排料为剩余重量方式时，下一仓延后排料的条件为，
其中，tdelay为延后排料时间；
i为当前仓的ID；
j为下一仓的ID；
L为查询仓间距离矢量二维表D(i,j)获得的仓间距离矢量；
V0为皮带的速度。
下一仓延时按照时间设定方式作为判断依据：Weightx≤restx？outputx＝0:outputx＝1
其中timex为当前仓计时时间，outputx为当前仓开指令。下一仓提前排料是按照剩余料重判断，判断依据：其中Weighxt为当前仓重量，|dx,y|为当前仓与下一仓仓间距，vp为皮带速度，vx为当前仓排料速度，outputy为下一仓开指令。
按照时间设定方式和重量设定方式进行一键排料，排料过程中遇到阀门没有开到位，跳过当前仓，下一仓更新当前仓继续进行排料。遇到皮带停机，终止排料。除了上述跳跃排料、终止排料功能外，在排料过程中可手动取消或者添加排料仓，正在排料仓取消后会发出关闭仓阀门指令，添加排料仓会按照队列方式排在最后排料。
若采用多排模式(即叠料分层排料模式)，即设置两个或更多的料仓序列，并对这些料仓序列同时执行本发明的排料方法即可，借助同一条输送带，完成高炉入料。
Claims (6)
1.一种高炉无中间仓的一键排料方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：手动选仓，按照高炉排料需要选择若干个料仓；
S2：时序性排序：按手动选仓的先后顺序形成料仓序列，并按手动选仓先后确定当前仓和下一仓，当前仓开始排料并判定下一仓与当前仓相对皮带的位置，在当前仓排料结束的时刻，提前/延后△t将下一仓转换为当前仓进行排料；
S3：自动重复上述S2步骤至排料完成。
2.根据权利要求1所述的一种高炉无中间仓的一键排料方法，其特征在于：步骤S2中，判断当前仓排料结束的时刻的方式包括时间设定方式及剩余重量方式。
3.根据权利要求2所述的一种高炉无中间仓的一键排料方法，其特征在于：当前仓排料为时间设定方式时，判断提前/延后排料的条件为，
其中，△t为提前/延后下一仓转换为当前仓进行排料的时间，
当△t>0，下一仓延后排料；△t<0，下一仓提前排料；
i为当前仓的ID；
j为下一仓的ID；
L为查询仓间距离矢量二维表D(i,j)获得的仓间距离矢量；
V0为皮带的速度。
4.根据权利要求2所述的一种高炉无中间仓的一键排料方法，其特征在于：当前仓排料为剩余重量方式时，根据当前仓的ID与下一仓的ID查询仓间距离矢量二维表D(i,j)获得的仓间距离矢量L。
5.根据权利要求4所述的一种高炉无中间仓的一键排料方法，其特征在于：当前仓排料为剩余重量方式时，下一仓提前排料的条件为，
其中，i为当前仓ID；
j为下一仓ID；
Weighti为当前仓实时料重量；
Wi为当前仓剩余重量设定值；
vi为当前仓实时排料速度。
6.根据权利要求4所述的一种高炉无中间仓的一键排料方法，其特征在于：当前仓排料为剩余重量方式时，下一仓延后排料的条件为，
其中，tdelay为延后排料时间；
i为当前仓的ID；
j为下一仓的ID；
L为查询仓间距离矢量二维表D(i,j)获得的仓间距离矢量；
V0为皮带的速度。
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