取料系统配煤的控制方法与流程

本发明涉及物料运输，具体地，涉及一种取料系统配煤的控制方法。

背景技术：

经济时代的不断发展，推动着冶金工业以及海上船舶运输业的蓬勃发展，日益增长的港口物料吞吐量也决定了取料机在港口散货料场中的重要角色。但随着各种工业功能的提升，以及料场作业量的需求，取料机须具备更加智能化的条件。

取料机配煤作业主要是根据用户对煤炭的质量要求，选取2种以上不同质量标准的煤炭，采用一定的配混比例，通过皮带机的连续传送和电子皮带秤的实时计量，产出适质的混煤。过去，由于自动化程度低，针对配煤比例多是以结果为导向的，单一的启停控制或是无控制，而对配煤这种动态时变的工作方式能起到的作用不大，而且对生产效率有较大影响。这不仅影响港口的经济效益，同时也因为过多的商务纠纷，严重影响港口的形象和信誉。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种取料系统配煤的控制方法，该取料系统配煤的控制方法可以在无停机动作的前提下，严格控制配煤比例并提高作业效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种取料系统配煤的控制方法，该取料系统包括第一取料机和第二取料机，该控制方法包括：计算所述第一取料机的取料流量Q₁和所述第二取料机的取料流量Q₂；根据所述第一取料机的取料流量Q₁计算所述第一取料机的取料效能P₁，根据所述第二取料机的取料流量Q₂计算所述第二取料机的取料效能P₂；根据所述第一取料机的取料效能P₁计算目标效能P’；根据所述目标效能P’与所述第二取料机的取料效能P₂调节所述第二取料机的悬臂的回转速度。

优选地，所述第一取料机的取料流量Q₁和所述第二取料机的取料流量Q₂通过以下公式计算：Q＝k×I-N，其中k为取料机比例系数，I为取料机电机的电流值，N为取料机静态补偿常数，Q为取料流量。

优选地，根据所述第一取料机的取料流量Q₁计算所述第一取料机的取料效能P₁，根据所述第二取料机的取料流量Q₂计算所述第二取料机的取料效能P₂包括：根据所述第一取料机的取料流量Q₁计算当前时刻时第一取料机取料累积量Q_t1，根据所述第二取料机的取料流量Q₂计算当前时刻时第二取料机取料累积量Q_t2；根据所述当前时刻时第一取料机取料累积量Q_t1计算所述第一取料机的取料效能P₁，根据所述当前时刻时第二取料机取料累积量Q_t2计算所述第二取料机的取料效能P₂。

优选地，所述第一取料机的取料效能P₁和所述第二取料机的取料效能P₂通过以下公式计算：其中Q_t为当前时刻时取料机取料累积量，t为当前时刻取料机运行时间，P为取料效能。

优选地，所述目标效能P’通过以下公式计算：P′＝P×K，其中K为配煤比例系数，P为取料效能。

优选地，根据所述目标效能P’与所述第二取料机的取料效能P₂调节所述第二取料机的悬臂的回转速度包括：在所述目标效能P’大于所述第二取料机的取料效能P₂时，增大所述第二取料机的悬臂的回转速度；在所述目标效能P’小于所述第二取料机的取料效能P₂时，减小所述第二取料机的悬臂的回转速度。

优选地，所述目标效能P’和所述第二取料机的取料效能P₂的差与所述第二取料机的悬臂的回转速度的调节幅度呈比例关系。

优选地，在所述取料机的取料流量大于该取料机分配到的取料流量的预定倍数时，减小该取料机的悬臂的回转速度。

优选地，在所述第一取料机和所述第二取料机的取料流量之和大于最大预定流量时，减小所述第一取料机和/或所述第二取料机的悬臂的回转速度。

优选地，所述最大预定流量为所述第一取料机和所述第二取料机输出的物料汇合处的皮带机承受最大流量。

通过上述技术方案，采用本发明提供的取料系统配煤的控制方法，计算第一取料机的取料流量和第二取料机的取料流量；根据所述第一取料机的取料流量和第二取料机的取料流量计算所述第一取料机的取料效能和第二取料机的取料效能；根据所述第一取料机的取料效能计算目标效能；根据所述目标效能与所述第二取料机的取料效能进行对比，以调节所述第二取料机的悬臂的回转速度。该取料系统配煤的控制方法可以在无停机动作的前提下，严格控制配煤比例并提高作业效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明一实施方式提供的取料系统配煤的控制方法的流程图；

图2是本发明另一实施方式提供的取料系统配煤的控制方法的流程图；

图3是本发明另一实施方式提供的取料系统配煤的控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是本发明一实施方式提供的取料系统配煤的控制方法的流程图。如图1所示，本发明提供一种取料系统配煤的控制方法，该取料系统包括第一取料机和第二取料机，该控制方法包括：计算第一取料机的取料流量Q₁和第二取料机的取料流量Q₂(步骤S11)；根据所述第一取料机的取料流量Q₁计算所述第一取料机的取料效能P₁(步骤S12)，根据所述第二取料机的取料流量Q₂计算所述第二取料机的取料效能P₂(步骤S13)；根据所述第一取料机的取料效能P₁计算目标效能P’(步骤S14)；根据所述目标效能P’与所述第二取料机的取料效能P₂调节所述第二取料机的悬臂的回转速度(步骤S15)。

优选地，所述第一取料机的取料流量Q₁和所述第二取料机的取料流量Q₂通过以下公式计算：Q＝k×I-N，其中k为取料机比例系数，I为取料机电机的电流值，N为取料机静态补偿常数，Q为取料流量。

由于设备的固有特性，取料机靠皮带秤数值反映取料流量存在严重的滞后性，安装在悬臂皮带前部的皮带秤基本只能在斗轮取上料14s以后才能反映出数值，这给控制系统的实现带来了很大的困难。因此本发明实施方式使用转换的方法，利用斗轮运行电流与其负载的正比例相关关系，以斗轮电流为自变量的一阶线性函数来实时反映取料流量。其中取料机比例系数k是根据取料机不同而不同的常数，取料机静态补偿常数N为预先设定的常数。

利用公式，第一取料机的取料流量Q₁＝k₁×I₁-N，第二取料机的取料流量Q₂＝k₂×I₂-N。

图2是本发明另一实施方式提供的取料系统配煤的控制方法的流程图如图2所示，该控制方法包括：计算第一取料机的取料流量Q₁和第二取料机的取料流量Q₂(步骤S21)；根据所述第一取料机的取料流量Q₁计算当前时刻时第一取料机取料累积量Q_t1(步骤S22)，根据所述当前时刻时第一取料机取料累积量Q_t1计算所述第一取料机的取料效能P₁(步骤S23)；根据所述第二取料机的取料流量Q₂计算当前时刻时第二取料机取料累积量Q_t2(步骤S24)，根据所述当前时刻时第二取料机取料累积量Q_t2计算所述第二取料机的取料效能P₂(步骤S25)；根据所述第一取料机的取料效能P₁计算目标效能P’(步骤S26)；根据所述目标效能P’与所述第二取料机的取料效能P₂调节所述第二取料机的悬臂的回转速度(步骤S27)。

得知实时的取料机的取料流量，计算从开始到某一时刻的取料累积量的方法是本领域公知的，例如通过积分得到，在此不再赘述。

另外，由于取料流量是瞬变的，而且两台取料机地址也时刻在变，因此直接取第一台取料机的瞬时流量来计算第二台取料机的目标流量为是无效的，也不符合生产实际需求。由此本发明再次用转化的思想，将两台取料机放到相同的动态时间轴中，使用取料效能来精确地将两台取料机联系起来。

优选地，所述第一取料机的取料效能P₁和所述第二取料机的取料效能P₂通过以下公式计算：其中Q_t为当前时刻时取料机取料累积量，t为当前时刻取料机运行时间，P为取料效能。

第一取料机的取料效能第二取料机的取料效能

优选地，所述目标效能P’通过以下公式计算：P′＝P×K，其中K为配煤比例系数。K根据配煤要求不同而不同，即如要求第一取料机和第二取料机以3:2的比例混合或以7:1的比例混合，K是不同的。但是在配煤比例已知的情况下，K是已知的。

图3是本发明另一实施方式提供的取料系统配煤的控制方法的流程图。如图3所示，该控制方法包括：计算第一取料机的取料流量Q₁和第二取料机的取料流量Q₂(步骤S31)；根据所述第一取料机的取料流量Q₁计算所述第一取料机的取料效能P₁(步骤S32)，根据所述第二取料机的取料流量Q₂计算所述第二取料机的取料效能P₂(步骤S33)；根据所述第一取料机的取料效能P₁计算目标效能P’(步骤S34)；对比所述目标效能P’与所述第二取料机的取料效能P₂(步骤S35)；在所述目标效能P’大于所述第二取料机的取料效能P₂时，增大所述第二取料机的悬臂的回转速度(步骤S36)；在所述目标效能P’小于所述第二取料机的取料效能P₂时，减小所述第二取料机的悬臂的回转速度(步骤S37)。

在取料作业中，回转速度决定了取料的瞬时流量。所以，在实际生产作业中，控制悬臂回转速度既是控制取料流量的方法。利用PID控制器闭环负反馈控制回路的本质，全程实时的使用目标效能与第二取料机的取料效能作对比，以输出的回转速度作为控制变量，使所述目标效能P’和所述第二取料机的取料效能P₂的差与所述第二取料机的悬臂的回转速度的调节幅度呈比例关系，以此动态改变回转速度输出，使第二取料机的取料效能无限动态贴近目标效能。同时，加入积分控制以减小取料效能的稳态误差，加入微分控制来缩短调节周期，此方法可使调节过程智能高效，同时保持控制系统的稳定性。

另外，本发明还对皮带机提供了保护方法，如下所述：

在所述取料机的取料流量大于该取料机分配到的取料流量的预定倍数时，减小该取料机的悬臂的回转速度。

根据取料机分配到的取料流量设置PID输出上限，防止飞车；同时考虑地面皮带承载能力，通过斗轮电流检测瞬时流量，当瞬时流量超过取料机分配到的取料流量的预定倍数(优选为1.3倍)时输出低速，防止瞬时压停皮带。

在所述第一取料机和所述第二取料机的取料流量之和大于最大预定流量时，减小所述第一取料机和/或所述第二取料机的悬臂的回转速度。所述最大预定流量为所述第一取料机和所述第二取料机输出的物料汇合处的皮带机承受最大流量。

利用取料机地址位置数据，与地面皮带运行速度做运算，可得到两台取料机取料流的时间差，既可预测流量相叠加的时刻和位置。在第一取料机和第二取料机的取料流量之和大于第一取料机和所述第二取料机输出的物料汇合处的皮带机承受最大流量时，做减速及悬停相应，以达到保护效果。

本发明利用PID控制器闭环负反馈控制回路的本质，全程实时的使用目标效能P’与第二取料机的取料效能P₂作对比，将差值和一个负常数P(表示比例)相乘，然后和目标效能的值相加，使控制器输出的变化与输入控制器的偏差成比例关系，然后以输出的回转速度作为控制变量，以此动态改变回转速度输出，使第二取料机的取料效能全程动态贴近目标效能，此方法可使调节过程智能高效，同时保持控制系统的稳定性，最大程度的匹配配煤作业的生产要求。

通过上述技术方案，采用本发明提供的取料系统配煤的控制方法，计算第一取料机的取料流量和第二取料机的取料流量；根据所述第一取料机的取料流量和第二取料机的取料流量计算所述第一取料机的取料效能和第二取料机的取料效能；根据所述第一取料机的取料效能计算目标效能；根据所述目标效能与所述第二取料机的取料效能进行对比，以调节所述第二取料机的悬臂的回转速度。该取料系统配煤的控制方法可以在无停机动作的前提下，严格控制配煤比例并提高作业效率。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。