专利名称：一种烧结自动布料方法
技术领域：
本发明涉及一种烧结自动布料方法，尤其是涉及一种包括雷达料位计、布料设备和控制系统所共同实施的对烧结机纵向布料和烧结机横向布料进行实时控制的烧结自动布料方法。
背景技术：
名词解释VVVF为变频器；LC为可编程序控制器；PID为比例、积分、微分控制器；CRT为控制屏。
目前，国内烧结机的布料均是采用人工、半自动或自动的布料方式进行。人工布料是由现场操作者观察烧结机台车上的料层厚度，根据料层厚度的变化，一般是变化50mm以上，操作者才能察觉到并调整布料设备；半自动布料是由控制室操作员根据机头摄像机的图像及安装在点火炉前的层厚仪的数据在控制室内人工调整布料设备；自动布料则是采用安装在布料设备后点火炉前的层厚仪所测数据直接对布料设备进行控制。人工或半自动布料方式往往要受到操作者操作知识的差异、判断能力的高低和责任感的强弱的影响，控制时具有很大的随意性；根据层厚仪所测数据直接对布料设备进行控制的自动布料方式，由于将测量仪表安装于点火炉与九辊布料器(反射板)之间，其测量点与混合料的落料点有一段距离，一般有2-3个烧结机台车，这样数据的采集和控制存在着严重的滞后性，采集的数据不能实时直接参与控制，而需要经过不同的计算方法去进行转换，然后才参与控制，这样就会使得布料存在滞后，直接影响到布料的效果。
发明内容为了克服现有烧结机采用人工、半自动或自动布料方法时存在生产数据采集和检测的滞后性及操作控制的随意性的缺点，本发明提供一种包括雷达料位计、布料设备和控制系统所共同实施的对烧结机纵向布料和烧结机横向布料进行实时控制的烧结自动布料方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种烧结自动布料方法，包括烧结机纵向布料方法和烧结机横向布料方法，主要包括雷达料位计、布料设备和控制系统，该控制系统包括圆辊给料机速度自控系统和辅助闸门开度自控系统，将雷达料位计安装在圆辊给料机的前方，雷达料位计的测量面对着九辊布料器的下料口，雷达料位计倾斜时测得的物料高度呈线性变化趋势，采用计算机直接连到雷达料位计上，通过PACTware软件设定控制值，进行实时控制的烧结自动布料，包括烧结机纵向布料方法和烧结机横向布料方法。
所述烧结机纵向布料方法是将雷达料位计安装在圆辊给料机的前方，雷达料位计的测量面对着九辊布料器的下料口，雷达料位计的输出电流信号通过隔离器输出到PLC控制器输入点，PLC根据应用程序将电流信号转换为数字量检测值S的平均值S2，根据期望的布料物料高度，在CRT上给出设定值S1，PLC内的PID调节器将设定值S1与检测值的平均值S2做比较计算出偏差值，然后PID调节器对该偏差值进行PID运算，PID运算结果被输出给变频器作为变频器的控制输入，变频器根据输入信号的值来实现对圆辊布料机的电机速度的调节；从而实现圆辊给料量的控制来实现烧结机纵向布料的控制。
所述烧结机横向布料方法是将雷达料位计安装在烧结机布料设备上的扇形主闸门横向布置上的辅助闸门的相对应位置上，雷达料位计的检测值S均在CRT上显示，操作员根据检测值S在计算机上进行偏差值设定Pi，I＝1-4，且∑P＝0，然后算出每个辅助闸门的设定值SFi＝S2+Pi，并将该设定值SFi与检测值S相比较作PID运算后，由设定程序给出脉冲信号到辅助闸门的电液推杆执行机构，来调整电液推杆的行程大小而控制辅助闸门的开度，从而实现烧结机的横向布料的控制。
所述雷达料位计的型号是VEGAPULS68，在实施烧结机的纵向布料时最佳是将4台雷达料位计沿烧结机台车宽度方向均匀分布在圆辊给料机的前方，雷达料位计的测量方向对着九辊布料器的下料口。
所述雷达料位计的型号是VEGAPULS68，在实施烧结机的横向布料时最佳是将4台雷达料位计安装在烧结机布料设备上的扇形主闸门横向布置上的辅助闸门的相对应位置上。
所述雷达料位计的输出信号为4-20mA的电流信号。
本发明的积极效果是本发明将雷达料位计安装于圆辊给料机的前方，雷达料位计的测量方向对着九辊布料器的下料口，因而具有很强的实时性，并对整个烧结过程的稳定性起到了积极的作用，本发明结构及控制原理简单，投资少，只有现有自动布料装置投资的1/10，具有很好的实用性和可靠性。适合于对所有烧结机的布料控制。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明自动布料装置的结构示意图；图2是本发明所述程序控制流程图示意图；图3是本发明所述实施例程序控制流程图示意图；图4是本发明所述雷达料位计检测系统接线图。
图中1-矿槽，2-微动辅助闸门，3-扇形主闸门，4-松料器，5-圆辊清料刮板，6-圆辊给料机，7-九辊布料器，8-人行走台即料位计传统的安装位置，9-刮料板，10-烧结机台车，11-雷达料位计。
具体实施方式参见图1和图2，一种烧结自动布料方法，控制组件主要包括九辊布料器7、VVVF变频器、圆辊电机、微动电机、PLC可编程序控制器、PID比例、积分、微分控制器、计算机及雷达料位计11。
烧结机自动布料装置由雷达料位计11，雷达料位计11的型号是VEGAPULS68、布料设备及控制系统三部分组成，该装置的结构如图1所示；其控制系统又分圆辊给料机6速度自控系统和辅助闸门开度自控系统，由于烧结混合料堆积的倾斜角度是一定的，测得的混合料堆积的物料高度呈线性变化趋势，雷达料位计11的测量面直接对着九辊布料器的下料口，可直接得到下料口的混合料量的变化趋势，这样就采用计算机直接连接雷达料位计11并通过PACTware软件进行设定，使料位计11的测量输出值与实际控制值基本一致。
如图2所示，控制过程是这样实现的首先对程序中使用的变量及各种参数进行初始化。初始化完毕后对雷达料位计11的工作状态进行扫描，并做出是否正常工作的判断。该判断有两种结果正常与不正常。
雷达料位计11正常工作时，进行有效工作台数求和并读入测量数据值至PLC。该测量值一方面与设定值进行单台控制的偏差计算，计算结果作为PID控制器的输入进行PID运算，运算后输出相应的控制值，经PLC输出相应的电信号来控制驱动辅助闸门2的微动电机，该部分主要实现横向布料下料量的调整。
如图3所示，在本实施例中，另一方面，该雷达料位计11测量值与其它雷达料位计11的测量结果一起参与料层厚度的平均值的计算，计算结果与设定值进行偏差计算，所得结果作为PID控制器输入，经过PID运算后，输出相应控制值，经PLC输出作为VVVF(变频器)的控制输入(该输出信号为4-20mA的模拟量信号)，变频器根据输入信号的大小输出相应的频率来控制电机的转速，同时将电机的转速反馈给PID控制器，形成闭环控制，该部分主要实现纵向布料下料量的调整。
雷达料位计11不正常时，可由操作人员通过计算机键盘输入远程手动控制值，由PLC输出相应的电信号进行控制；也可不参与任何控制。
如图4所示，雷达料位计11的保护接地端子G可就近接至建构筑物的基础或埋件上，接线端子1、2直接接至现场控制总线EIC上，PLC根据雷达料位计11上的物理地址进行识别。
雷达料位计11的工作原理由探头发出高频脉冲雷达波遇到被测物体(物料)表面被反射折回，部分反射回波被同一探头接收，转换成电信号。雷达波的传播时间与换能器到物体表面的距离成正比。雷达波传输距离S与波速C和传输时间T之间的关系用公式表示S＝C×T/2。由计算机将所测值转换成物料高度。它以4-20mA的模拟量信号接入PLC控制器的输入端。
如图3所示，在实际过程中，烧结机自动布料装置将四台雷达料位计11横向安装在圆辊给料机的前方，雷达料位计的测量面对着九辊布料器的下料口，(我们曾经将料位计安装在传统的位置8以及松料器4上或九辊布料器7下等位置均达不到预期的效果，故该位置是此装置的核心部分)，并将测量的数据参与实时控制具有首创性。该装置控制烧结机纵向布料是由操作员在控制屏CRT上给出设定值S1，其值为期望控制的布料料层厚度。四台雷达料位计11的输出信号为4～20mA的电流信号，该信号经隔离器输出到PLC控制器输入点，PLC根据应用程序将4～20mA的电流信号转换为数字量检测值S的平均值S2，PLC内的PID调节器将设定值S1与检测值的平均值S2做比较计算出偏差值，然后PID调节器对该偏差值进行PID运算，PID运算结果被输出给变频器VVVF作为变频器VVVF的控制输入，变频器VVVF根据输入信号的值来实现对圆辊给料机6的电机速度的调节，从而实现圆辊给料量的控制来实现烧结机纵向布料。烧结机自动布料装置控制烧结机横向布料则通过调整扇形闸门上的辅门来实现的。
烧结机布料设备上的扇形主闸门3横向布置有四个辅助闸门，四台雷达料位计11分别对应四个辅助闸门，每台雷达料位计11的检测值S均在CRT上显示，操作员根据检测值S在计算机上进行偏差值设定(Pi，i＝1～4)且∑Pi＝0，然后算出每个辅助闸门的设定值SFi＝S2+Pi，并将该设定值SFi与检测值S相比较作PID运算后，由设定程序给出脉冲信号到辅助闸门的电液推杆执行机构，来调整电液推杆的行程大小而控制辅助闸门的开度，从而实现烧结机台车的横向布料。
例如当我们期望烧结机混合料物料高度为680时，则由操作员在控制屏CRT上给出设定值S1为680，四台雷达料位计11的输出信号送到PLC控制器输入点，PLC根据应用程序信号转换为数字量检测值S的平均值S2假设为650，PLC内的PID调节器将设定值S1与检测平均值S2做比较计算出偏差值ΔS为30，然后PID调节器对该偏差值ΔS进行PID运算，PID运算结果被输出给变频器VVVF作为控制输入，变频器VVVF根据输入信号的值来实现对圆辊给料机6的电机加速调节，从而使检测平均值S2更接近680从而实现圆辊给料量的控制来实现烧结机纵向布料。
在实际生产过程中，混合料矿种及混合料水份均是比较稳定，很少调整扇形主闸门3，几乎不用调整，故该装置没有设计主闸门控制；另如果当某台雷达料位计11发生故障时，操作员则可以在CRT上的控制表“选择”栏中将其剔除，不参与烧结机自动布料装置整个计算及控制过程，从而提高该装置的稳定性及可靠性。
权利要求
1.一种烧结自动布料方法，主要包括雷达料位计、布料设备和控制系统，该控制系统包括圆辊给料机速度自控系统和辅助闸门开度自控系统，其特征是将雷达料位计安装在圆辊给料机的前方，雷达料位计的测量面对着九辊布料器的下料口，雷达料位计测得的物料高度呈线性变化趋势，采用计算机直接连到雷达料位计上，通过PACTware软件设定控制值，进行实时控制的烧结自动布料方法，包括烧结机纵向布料方法和烧结机横向布料方法。
2.根据权利要求1所述的一种烧结自动布料方法，其特征是所述烧结机纵向布料方法是将1个以上的雷达料位计沿台车宽度方向均匀分布在圆辊给料机的前方，雷达料位计的测量面对着九辊布料器的下料口，雷达料位计的输出电流信号通过隔离器输出到PLC控制器输入点，PLC根据应用程序将电流信号转换为数字量检测值S的平均值S2，根据期望的布料料层厚度，在CRT上给出设定值S1，PLC内的PID调节器将设定值S1与检测值的平均值S2做比较计算出偏差值，然后PID调节器对该偏差值进行PID运算，PID运算结果被输出给变频器作为变频器的控制输入，变频器根据输入信号的值来实现对圆辊布料机的电机速度的调节，从而实现圆辊给料量的控制来实现烧结机纵向布料的控制。
3.根据权利要求1所述的一种烧结自动布料方法，其特征是所述烧结机横向布料方法是将雷达料位计安装在烧结机布料设备上的扇形主闸门横向布置上的辅助闸门的相对应位置上，雷达料位计的检测值S均在CRT上显示，操作员根据检测值S在计算机上进行偏差值设定Pi，I＝1-4，且∑P＝0，然后算出每个辅助闸门的设定值SFi＝S2+Pi，并将该设定值SFi与检测值S相比较作PID运算后，由设定程序给出脉冲信号到辅助闸门的电液推杆执行机构，来调整电液推杆的行程大小而控制辅助闸门的开度，从而实现烧结机的横向布料的控制。
4.根据权利要求1或2所述的一种烧结自动布料方法，其特征是所述雷达料位计的型号是VEGAPULS68，在实施烧结机的纵向布料时最佳是将4台雷达料位计横向安装在圆辊给料机的前方，雷达料位计的测量面对着九辊布料器的下料口。
5.根据权利要求1或3所述的一种烧结自动布料方法，其特征是所述雷达料位计的型号是VEGAPULS68，在实施烧结机的横向布料时最佳是将4台雷达料位计安装在烧结机布料设备上的扇形主闸门横向布置上的辅助闸门的相对应位置上。
6.根据权利要求1或2或3所述的一种烧结自动布料方法，其特征是所述雷达料位计的输出信号为4-20mA的电流信号。
全文摘要
本发明涉及一种烧结自动布料方法，主要包括雷达料位计、布料设备和控制系统，该控制系统包括圆辊给料机速度自控系统和辅助闸门开度自控系统，将雷达料位计安装在圆辊给料机的前方，雷达料位计的测量方向对着九辊布料器的下料口，雷达料位计测得的物料高度呈线性变化趋势，就采用计算机直接连到雷达料位计上，通过PACTware软件设定控制值，进行实时控制的烧结自动布料方法，包括烧结机纵向布料方法和烧结机横向布料方法。因而具有很强的实时性，并对整个烧结过程的稳定性起到了积极的作用，本发明结构及控制原理简单，投资少，只有现有自动布料装置投资的1/10，具有很好的实用性和可靠性。适合于所有烧结机的布料控制。
文档编号F27B21/00GK1776338SQ200510101430
公开日2006年5月24日 申请日期2005年11月24日 优先权日2005年11月24日
发明者冯国辉, 李圭文, 刑宝勤, 高文东, 邓海东 申请人:广东韶钢松山股份有限公司