专利名称：料种优先矩阵高炉配料系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种高炉配料系统。
背景技术：
目前传统的高炉配料系统，在设计配料矩阵时以称量斗为中心，配料矩阵中的元素为称量斗的序号。在实际的矩阵运转时，PLC(Programmable Logic Controller)程序控制模块以称量斗的序号为识别匹配的标志，寻找相应的称量斗进行放料。如高炉需要5吨 焦炭，放料操作人员通过电话或网络文件告诉备料操作员需要5吨焦炭，备料操作员通过查询系统目前3号称量斗空的且载重5吨，通过系统控制将3号称量斗备上5吨焦炭，并且将称量斗的序号存入到配料记录中。在放料时，PLC控制模块读取配料记录，根据读取称量斗上标志码存储单元中的识别码，确定该称量斗是否为3号称量斗。系统确认为3号称量斗即开始放料，在此过程中系统只是确定称量斗的序号，而不识别称量斗所装载的料种。具体的实现方式之一，如图2所示，配料矩阵中包括10个批次，每个批次中又包括了 8个料种，每个料种又由8个称量斗组成。如图I所示，放料指针由三级组成，依次是批次指针step、料种指针group以及称量斗的序号指针hopper。step指针表示的批次用于对批次的寻址；group指针用于料种的寻址，hopper指针用于称量斗序号的寻址。PLC控制模块依次通过以上指针访问配料矩阵对应地址，读取该对应地址所存储的称量斗序号，所读取的称量斗的序号即为下一需要放料的称量斗的序号，通过称量斗序号找到相对应的称量斗；判断该称量斗是否已加满料，如果已经加满则放料。通常状况下，高炉的配料系统都是依次放料，故hopper自动加1，同时判断本料种放料是否完毕，如果本料种放料未完毕，则直接寻找下一本料种的放料称量斗的序号，如果本料种放料完毕，则进入下一料种放料，依次类推。同时称量斗的备料不受控制，只要称量斗放空即开始备料。如预设3号称量斗在系统设置的是承载5吨的焦炭，当3号称量斗本次放料完毕后，系统根据称量斗放空即开始备料的原则，在本料种还未备料完成的情况下，由PLC控制模块再次在3号称量斗内加载5吨焦炭以完成备料。通常情况下备料是根据放料的需求同步进行的，备料根据称量斗从原料仓输送到高炉炉顶放料口处的时间换算，提前一些备料，备料控制的灵活度不够。以上的传统的高炉配料系统实现了物料的自动加载和放料，但是同时存在以下问题I、由于系统在放料过程中，是以称量斗的序号为识别的标志，称量斗中具体是什么料种以及物料的重量都不关注，料种和料重均必须由操作员通过查找记录来关注，这样操作员的工作负荷重。2、由于需要由操作员在具体放料的时候把关称量斗内的料种和料重，增加了系统人为误操作的风险，系统放料正常的稳定性减弱，降低了系统的自动化程度。3、在物料品种更换频繁且品种繁多的时候，由于需要具体关注到每一个称量斗，配料矩阵需要进行大量的调整，操作繁琐。如配料矩阵内设有80个称量斗，如果80个称量斗中由20个称量斗承载的物料由原来的焦炭变成了烧结矿，20个由原来的焦炭变成球团矿，则配料矩阵需要更新40个称量斗的相关记录，调整大，操作较为琐碎。4、由于备料不受控制，以斗空即备料为原则，当有多余的称量斗不可以实现用多余的空称量斗对下一批料的提前备料，备料的灵活性不够。5、配料的过程中，不能与高炉的专家系统模块很好的对接，原因是专家系统模块提供的是所需的料种和料重，而高炉配料系统是以称量斗的序号为关键字。专家系统模块提供的数据仅作为操作员的参考，操作员需要根据称量斗的载重，称量斗的数目等情况进行配置才能生成配料记录，不能直接用于高炉配料矩阵设置配料记录。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种减少人为因素导致配料误差、备料控制灵活的料种优先矩阵高炉配料系统。 为达上述目的，本发明料种优先矩阵高炉配料系统，包括料种优先矩阵存储器、称量斗以及PLC控制模块；所述料种优先矩阵存储器用于存储以料种为关键字的配料记录，所述称量斗，包括一标志码存储单元，用于按照PLC控制模块输出的控制信号进行备料或放料；所述PLC控制模块，用于接收备料指令，并读取配料记录，输出控制信号将配料记录中的所述料种加载到空称量斗中，并将所述料种的识别码写入所述标志码存储单元；和/或用于接收放料指令，读取配料记录，通过所述标志码存储单元中所记载的识别码，查找并控制装载有与配料记录中所述料种的称量斗进行放料。进一步地，所述料种优先矩阵高炉配料系统还包括专家系统模块，根据高炉生产需要以及内置问题解决模型向所述配料矩阵输入配料需求；所述PLC控制程序接收所述配料需求，并生成配料记录写入所述料种优先矩阵存储器。本发明料种优先矩阵高炉配料系统的有益效果I、本发明料种优先矩阵高炉配料系统，改变了传统高炉配料系统中放料时识别称量斗的标号不辨别称量斗内的料种，易造成的混料的状况，而采用识别料种进行放料，放料时不需要由操作员来进行判断自动识别料种，起到了很好的混料防止作用。2、本发明料种优先矩阵高炉配料系统，采用PLC程序根据预报配料记录控制配料过程，可以由操作员根据实际需求提前配料，改变了采用称量斗空即备料的控制不灵活的现状。3、本发明料种优先矩阵高炉配料系统，完善了与专家系统模块的数据交换，专家系统模块输入的有关料种及其对应的料重的数据可以直接用于配料矩阵的配料记录，不需要操作员进行人工配置，减少了人员失误造成的配料不正确，提高了系统的自动化。4、本发明料种优先矩阵高炉配料系统，采用料种优先原则以料种为关键字，相对于传统的配料矩阵以称量斗的序号为关键字，占用的存储空间小，提供的人机界面更加简洁。5、本发明料种优先矩阵高炉配料系统，采用料种优先原则以料种为关键字，在进行物料更换时更为方便，不需要逐个的关注称量斗内的料种的变更，降低了工作的繁琐度。
图I是本发明料种优先矩阵高炉配料系统实施例一所述结构示意图；图2是传统高炉配料矩阵的放料流程图；图3是本发明料种优先矩阵高炉配料系统实施例二所述备料流程
图4是本发明料种优先矩阵高炉配料系统实施例二所述放料流程图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。实施例一如图I所示，本实施例料种优先矩阵高炉配料系统包括料种优先矩阵存储器、称量斗以及PLC控制模块；所述料种优先矩阵存储器用于存储以料种为关键字的配料记录，所述称量斗，包括一标志码存储单元，用于按照PLC控制模块输出的控制信号进行备料或放料；所述标志码存储单元用于所述PLC控制模块写入或读取与称量斗装载的料种所对应的识别码；称量斗在识别存储单元中存储的是RO码，RO码所对应的是料种而不是传统的称量斗的序号；所述PLC控制模块，用于接收备料指令，并读取配料记录，输出控制信号将配料记录中的所述料种加载到空称量斗中，并将所述料种的识别码写入所述标志码存储单元；和/或用于接收放料指令，读取配料记录，通过所述标志码存储单元中所记载的识别码，查找并控制装载有与配料记录中所述料种的称量斗进行放料。当所述料种优先矩阵高炉配料系统备料时，所述PLC控制模块，接收备料指令，读取配料记录，将配料记录中所述料种加载到空称量斗中，并将所述料种的识别码写入所述标志码存储单元；当料种优先矩阵高炉配料系统放料时，所述PLC控制模块，接收放料指令，读取配料记录，通过标志码存储单元中所记载的识别码，查找装载有与配料记录中所述料种的称量斗进行放料。本实施例料种优先矩阵高炉配料系统，改变了传统高炉配料系统中放料时识别称量斗的标号不辨别称量斗内的料种，易造成的混料的状况，而采用识别料种进行放料，放料时不需要由操作员来进行判断自动识别料种，起到了很好的混料防止作用。本实施例料种优先矩阵高炉配料系统，采用PLC程序根据预报配料记录控制配料过程，可以由操作员根据实际需求提前配料，改变了采用称量斗空即备料的控制不灵活的现状。本实施例料种优先矩阵高炉配料系统，采用料种优先原则以料种为关键字，相对于传统的配料矩阵以称量斗的序号为关键字，占用的存储空间小，提供的人机界面更加简洁。本实施例料种优先矩阵高炉配料系统，采用料种优先原则以料种为关键字，在进行物料更换时更为方便，不需要逐个的关注称量斗内的料种的变更，降低了工作的繁琐度。实施例二 本实施例在实施例一的基础上，还增加了专家系统模块，所述专家系统模块，由现有的高炉专家系统构成，根据高炉生产需要以及内置问题解决模型向所述配料矩阵输入配料需求；所述PLC控制模块接收所述配料需求，并生 成配料记录写入所述料种优先矩阵存储器。在具体的应用过程中，PLC控制模块，通过其内置的备料指针对所述料种优先矩阵存储器中配料记录进行寻址；通过其内置的放料指针对所述料种优先矩阵存储器中配料记录进行寻址；获取相应的配料记录后，根据指令对称量斗进行操作。在实际操作过程中，仅需改变备料指针所指向的地址就可以实现实现提前I批或数批备料。如图3-图4所示，所述料种优先矩阵存储器，用以根据所述专家系统模块提出的配料需求生成配料记录，其中每一条配料记录的属性均包括料种和料重，且料种为关键字，配料矩阵每次循环包括10个批次，批次寻址的指针为step指针，用于备料的批次寻址的指针为stepl，用于放料的批次寻址的指针为step2 ;每个批次又包括8个料种的配料记录，同一批次的8个料种之间，相邻两个料种之间的寻址通过指针的位移实现。当8个料种都放料完毕或备料完毕，则批次指针位移进行下一批次的放料或备料的执行。放料指针，指向所述配料矩阵存储器中配料记录所在的地址，用于放料寻址；所述放料指针分为两级指针，一级指针为批次指针step2, _■级指针为料种指针group2 ;其中，所述批次指针step2指向预备配料批次,所述料种指针group2指向当前配料批次中的配料记录；备料指针，指向所述配料矩阵存储器中配料记录所在的地址，用于备料寻址；所述备料指针分为两级指针，一级指针为批次指针stepl, _■级指针为料种指针group2 ;其中，所述批次指针stepl指向当前配料批次,所述料种指针group2指向预备配料批次中的配料记录。当放料时,所述PLC控制模块,用以接收的放料指令，通过放料指针访问并读取配料矩阵存储器中配料记录，根据配料记录中的关键字查找到装载有与所述关键字相匹配的料种的称量斗，控制所述称量斗放料；当备料时，所述PLC程序控制模块，用以接收的备料指令，通过备料指针的寻址，访问并读取配料矩阵存储器中所述配料记录，根据配料记录中的关键字对空称量斗装载上与所述关键字相匹配的料种。其中，所述配料记录中的料重为其所对应的料种本次放料或备料所对应的总重量;如图4所示，当放料时，所述PLC程序控制模块，根据接收的放料指令及配料记录中的关键字查找到装载有与所述关键字相匹配的料种的称量斗，同时对查找到称量斗进行称重M1，对本次当前料种放料的各称量斗所放料的重量进行累加M，当累加的重量SI达到所述料重时完成配料记录的执行，否则继续放料；如图3所示，当备料时，所述PLC程序控制模块，根据接收的备料指令及配料记录中的关键字对空称量斗装载上与所述关键字相匹配的料种，且根据称量斗的载重对称量斗备料，同时累加各称量斗所述装载的重量M2，当累加的重量S2达到所述料重时，完成预备备料记录的执行，否则继续备料。如图4所示，每个称量斗在放料之前均需要称重，由于系统的备料和放料的记录均是来自配料矩阵存储器，一般情况下同一料种备料的料重等于放料料种的重量，不会出现料重过重，出现这种情况即转入异常处理。本实施例料种优先矩阵高炉配料系统，料种优先为原则，将料种设置为关键字，在进行称量斗的查找时不再以称量斗的序号取而代之的是称量斗内所装载的料种，这种查找模式在查找装有料种的称量斗的同时，自动识别了料种，有效的避免了过去高炉配料系统中由操作员通过系统查找来确认料种造成的操作失误形成的混料显现，降低了操作员的工作负荷，料种的更换更为简单，不用具体到每个称量斗，人机操作界面也更为简洁。
配料需求可以是操作人员根据生产需求以及生产规划得到的，也可以是在生成过程中由专家系统模块根据高炉的实际生成需求生成的及时配料需求。在传统的技术中，由于配料矩阵存储器中记录的是称量斗序号、料种、料重，由生产规划得到的料种和料重式配料需求不可以直接应用于生成配料记录，必须由操作人员根据称量斗的载重等实际情况进行分配生成配料记录。同样的专家系统模块生成的配料需求也是以料种、料重的形式，生成配料记录也需重复上述步骤。上述配料记录的生成方式，造成配料工作繁琐、由于有人员操作，减低了系统的自动化程度，降低了系统的稳定性。而本实施例所述料种优先矩阵高炉配料系统，以料种为关键字，与专家系统模块对接更好。且进一步地，简化了操作，特别是实现配料记录较大范围更新的时候，如在传统的系统中，如有80个称量斗，如果80个称量斗中有20个称量斗承载的物料由原来的焦炭变成了烧结矿，20个由原来的焦炭变成球团矿，则配料记录需要更新40个称量斗的相关记录，调整大，操作较为琐碎，而现有的系统只需更新两条配料记录即可，操作更加方便。以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
权利要求
1.一种料种优先矩阵高炉配料系统，其特征在于，所述料种优先矩阵高炉配料系统包括料种优先矩阵存储器、称量斗以及PLC控制模块； 所述料种优先矩阵存储器用于存储以料种为关键字的配料记录， 所述称量斗，包括一标志码存储单元，用于按照PLC控制模块输出的控制信号进行备料或放料； 所述PLC控制模块，用于接收备料指令，并读取配料记录，输出控制信号将配料记录中的所述料种加载到空称量斗中，并将所述料种的识别码写入所述标志码存储单元；和/或用于接收放料指令，读取配料记录，通过所述标志码存储单元中所记载的识别码，查找并控制装载有与配料记录中所述料种的称量斗进行放料。
2.根据权利要求I所述的料种优先矩阵高炉配料系统，其特征在于，所述料种优先矩阵高炉配料系统还包括 专家系统模块，根据高炉生产需要以及内置问题解决模型向所述配料矩阵输入配料需求； 所述PLC控制程序接收所述配料需求，并生成配料记录写入所述料种优先矩阵存储器。
全文摘要
本发明公开了一种料种优先矩阵高炉配料系统，为解决现有高炉配料系统，放料时关注称量斗的序号而不关注称量斗内所装载的料种，易造成混料，系统存储数据量大，更新配置繁琐等问题而设计。本发明所述料种优先矩阵高炉配料系统包括料种优先矩阵存储器、称量斗以及PLC控制模块；所述料种优先矩阵存储器用于存储以料种为关键字的配料记录，所述称量斗，包括一标志码存储单元；所述PLC控制模块，根据料种优先矩阵储存其中的配料记录控制称量斗备上配料记录中所述料种，并将识别码写入标志码存储单元；和/或通过识别码查找到装载有配料记录中所述料种的称量斗放料。本发明具有配料混料几率小、备料控制灵活，操作员工作负荷轻等特点。
文档编号C21B5/00GK102766708SQ20121024044
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者夏伟 申请人:中冶华天工程技术有限公司