矿石破碎负荷的智能调节系统的制作方法

本发明涉及一种矿石破碎负荷的智能调节系统。

背景技术：

sandvik破碎机在正常生产时要求挤满给矿，比如要求机腔料位要高出分料头300mm左右，此时破碎机处于最佳工作状态。以前，人工观察机腔料位，若料位偏低，则人工扳大下矿口闸门，反之则扳小给矿口闸门。但由于操作强度大，且受经验和责任心影响，很难保证控制目标，未能最大限度地发挥设备效率，无法保证产量。

要实现自动控制必须首先解决机腔料位检测装置问题。测量料位的方法很多，但能满足破碎现场灰尘大、振动强这种恶劣环境的不多，且要求体积小、便于安装，不与物料直接接触。

技术实现要素：

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种矿石破碎负荷的智能调节系统，该系统能够对破碎机中的机腔料位进行实时调节，使破碎机工作始终在满负荷下，一方面最大限度地发挥设备效率，一方面保证产量。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：

矿石破碎负荷的智能调节系统，包括给矿机、位于给矿机出口处的给矿传送皮带以及位于给矿传送皮带末端的破碎机，给矿传送皮带位于给矿机的下方，破碎机位于给矿传送皮带的下方；其中，所述给矿传送皮带上安装有皮带秤，所述破碎机机腔上方安装有超声波料位计，所述给料机连接有变频器；所述皮带秤连接矿量控制器，超声波料位计连接料位控制器，料位控制器将超声波料位计检测到的破碎机机腔料位与机腔料位设定值的对比结果传输给矿量控制器，矿量控制器将给矿机传输到给矿传送皮带的给矿量信息和破碎机机腔料位信息结合后输出给变频器，控制变频器的输出频率。

其中，所述系统以给矿量为副参数，以破碎机机腔料位为主参数构成串级控制系统。

其中，所述系统的控制方法为：超声波料位计将检测到的破碎机机腔料位传输给料位控制器，料位控制器将超声波料位计检测到的破碎机机腔料位和机腔料位设定值进行对比，并将破碎机机腔料位和机腔料位设定值的对比结果传输给矿量控制器，矿量控制器同时结合皮带秤将给矿机传输到给矿传送皮带的给矿量信息和对比结果信息后综合控制变频器的输出频率，通过控制变频器的输出频率调整给矿机的给矿量。

其中，所述矿量控制器采用pi控制算法。

其中，所述料位控制器采用模糊控制算法。

其中，所述料位控制器为二维模糊控制器。

与现有技术相比，本发明技术方案具有的有益效果为：

本发明矿石破碎负荷的智能调节系统通过在破碎机中增加超声波料位计能够实时监测到破碎机机腔料位，通过在以机腔料位作为被控参数构成的单回路控制系统中串联一个给矿量控制副回路，不等给矿机给矿量的波动影响到机腔料位，副回路立刻可对给矿机给矿量进行调节，从而大大减小了给矿机给矿量的扰动对机腔料位的影响，从而提高了主参数(机腔料位)的控制质量和系统的动态特性，使调节系统具有极强的抗扰动能力。

附图说明

图1为本发明矿石破碎负荷的智能调节系统的系统原理图；

图2为本发明矿石破碎负荷的智能调节系统的控制方法原理图；

图3为本发明矿石破碎负荷的智能调节系统中具有多个可调整因子的模糊控制器。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的技术方案做进一步说明，但是本发明要求保护的范围并不局限于此。

如图1～3所示，本发明矿石破碎负荷的智能调节系统，包括给矿机1、位于给矿机1出口处的给矿传送皮带2以及位于给矿传送皮带2末端的破碎机3，给矿传送皮带2位于给矿机1的下方，破碎机3位于给矿传送皮带2的下方；其中，给矿传送皮带2上安装有皮带秤5，破碎机3机腔上方安装有超声波料位计4，给料机1连接有变频器6；皮带秤5连接矿量控制器8，超声波料位计4连接矿量控制器7，料位控制器7将超声波料位计4检测到的破碎机机腔料位与机腔料位设定值的对比结果传输给矿量控制器7，矿量控制器7将给矿机1传输到给矿传送皮带2的给矿量信息和破碎机机腔料位信息结合后输出给变频器6，控制变频器6的输出频率。本发明矿石破碎负荷的智能调节系统以给矿量为副参数，以破碎机机腔料位为主参数从而构成串级控制系统。

本发明矿石破碎负荷的智能调节系统的控制方法为：超声波料位计4将检测到的破碎机机腔料位传输给料位控制器7，料位控制器7将超声波料位计4检测到的破碎机机腔料位和机腔料位设定值进行对比，并将破碎机机腔料位和机腔料位设定值的对比结果传输给矿量控制器8，矿量控制器8同时结合皮带秤5将给矿机1传输到给矿传送皮带2的给矿量信息和对比结果信息后综合控制变频器6的输出频率，通过控制变频器6的输出频率调整给矿机1的给矿量，当机腔料位过高时，减少变频器6的输出频率，从而减少给矿机1的给矿量；相反，则增加变频器6的输出频率，从而增加给料机1的转速，使破碎机工作始终在满负荷下，以保证产量。

给矿量的波动(如粒度、粘度发生变化)是系统中的一个主要扰动，若仅以机腔料位作为被控参数构成单回路控制系统，当扰动发生后，由于给矿皮带的传输需要一定的时间，即存在纯滞后，在给矿传输皮带较短的系统中，该纯滞后不大，单回路控制系统还可以基本满足要求，但对于给矿传输皮带较长的系统，将导致调节作用大大滞后，且易发生振荡，系统工作稳定性难以保证。

本发明矿石破碎负荷的智能调节系统的控制中，内环矿量控制器作为随动环节，采用普通的pi控制可以基本满足控制系统的要求，外环料位控制器采用模糊控制算法。

采用二维模糊控制器，即双输入(偏差e、偏差变化率△e)单输出控制结构。如图3所示，为提高系统性能，采用具有多个可调整因子的模糊控制器，引入可调整因子α，用于调整误差和误差变化在不同阶段的作用。在控制过程中，通过破碎机料位和功率负荷检测来分析判断破碎机的生产负荷。在判断分析过程中引入模糊控制理论，具有显著的控制效果。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而这些属于本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种矿石破碎负荷的智能调节系统，包括给矿机、位于给矿机出口处的给矿传送皮带以及位于给矿传送皮带末端的破碎机；给矿传送皮带上安装有皮带秤，破碎机机腔上方安装有超声波料位计，给料机连接有变频器；皮带秤连接矿量控制器，超声波料位计连接料位控制器，料位控制器将超声波料位计检测到的破碎机机腔料位与机腔料位设定值的对比结果传输给矿量控制器，矿量控制器将给矿量信息和破碎机机腔料位信息结合后输出给变频器，控制变频器的输出频率。本发明系统通过在以机腔料位作为被控参数构成的单回路控制系统中串联一个给矿量控制副回路，大大减小了给矿机给矿量的扰动对机腔料位的影响，从而提高了主参数的控制质量和系统的动态特性。

技术研发人员：童国道;唐声阳;朱丽平;谭文彬
受保护的技术使用者：南京鼎尔特科技有限公司
技术研发日：2017.06.26
技术公布日：2017.10.03