专利名称：带物料测算的斗轮取料机控制方法及控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于斗轮取料机的控制装置及控制方法，尤其是涉及用于悬 臂式斗轮取料机的控制装置及控制方法，这种悬臂式斗轮机带物料测算。
背景技术：
斗轮堆取料机主要用于散料的堆存、挖取和均料，它作为散料连续装卸 系统的核心发挥着重要的功能。它既可以通过旋转的斗轮在储料场进行取料 运走，又可以将料经斗臂架带式输送机反向运行而将物料堆到料场，属于连 续高效的堆取合一的装卸设备。堆取料机广泛应用于大型散货港口、火力发 电厂的储煤场、大型土方工程工地、大型钢铁公司的矿石煤炭原料场、大型 焦化厂、大型水泥厂、轻工化工等部门的储料场，进行挖取堆放煤炭、矿石 、砂石、焦炭、食盐等物料。
经过几十年的发展，我国的斗轮堆取料机研制水平取得了较大提高，但同
发达国家相比，仍存在明显差距，其控制技术仅限于基于可编程控制器(PLC )为核心的单机控制，作业水平也仅限于单机手动方式。现在国内的斗轮堆 取料机已经从最初的研究转向发展，向更高的产品质量和设计水平迈进。将 当今工业领域先进的控制技术、计算机通信和处理技术、故障诊断技术等引 入到斗轮堆取料机的控制和通信系统中，是我国斗轮堆取料机控制和通信技 术发展的方向，也是提高斗轮堆取料机运行的经济指标的必然途径，现在一 些厂家与高校联合开发已经起步，对斗轮堆取料机工业控制系统及现场总线 技术的应用、斗轮堆取料机操纵控制系统组态软件的开发、遥控操作运动规 划控制算法、图像监视和处理技术、传感器配置技术、远程网络监视和服务 等，可使我国在该领域的技术水平实现跨越式发展，尽快与世界先进水平接 轨。
斗轮堆取料机的结构和外形参见附图1，主要由行走机构33 (滚轮式)、 回转机构35、斗轮机构31、斗臂架和斗臂架带式输送机32 (既受料、又卸 料)、俯仰机构37 (变幅装置)、配重38、司机室39、电器设备等组成。
5斗轮堆取料机为三自由度(直线行走、上车旋转和俯仰)工程机械，实 际的取料作业通常采用连续旋转、断续行走和手动俯仰方式来实现分层、等 量取料。
悬臂式斗轮堆取料机在取料时通常是以回转为主的分层取料，见附图2
和附图3。 一般要先取最上层物料，按照从上往下逐层取料的方法取料，其
分层取料过程是将斗轮堆取料机的斗轮机构置于料堆顶层作为起始点，取 上部第一层一几个行走进尺与几个回转取料一斗轮堆取料机后退，前臂架下 俯进行第二层一几个行走进尺与几个回转取料一大车调车、调整俯仰到第三 层一几个行走进尺与几个回转取料......一最底层一几个行走进尺与几个回转
单程一大车调车、调整俯仰返回第一层，如此反复达到连续取料的目的。
设备的回转角度也会随着所取料堆的层数位置的变化而变化，最底层时 回转角度范围最大，最上层时回转的角度范围最小，不同参数设备的每层进 尺次数和进尺量是不同的。
对于安装了自动控制系统功能的斗轮堆取料机，为适应全自动作业的要 求，有效地发挥自动控制系统的功能，可以建立斗轮堆取料机自动取料运动 规划。
采用等量取料方式，可以提高斗轮堆取料机的作业能力和工作可靠性， 可以减少斗轮堆取料机取料时的冲击振动，提高其使用寿命。当斗轮堆取料 机堆成规则料堆后，假如料堆完全标准化，则取料作业可以开环方式进行控 制。
不均匀物流会对斗轮、带式输送机和臂架产生冲击，在取料过程中应使 物流尽量稳定。但由于取料工艺的限制，斗轮在悬臂边界作回转变向及变幅 角变化时，物料流不可避免地会减小，甚至达到零，故匀速旋转完全连续取 料是不可能实现的，而只能在料堆内的中部获得。
斗轮堆取料机等量取料控制算法PLC程序流程见附图4。
料堆的宽度过宽对设备正常运行不利。如所用的取料机悬臂长度相对于 料场宽度过短，料场两侧的斗轮堆取料机仅可以取到这个料场的中部，在料 堆的一侧被取走后，由于料堆有一定的高度，设备在实际取料时会经常发生 料堆塌方，使设备的斗轮堆取料机构、回转机构、悬臂带式输送机发生过载 。发生过载后要开动大车行走装置退出，影响机械效率。长期的过载会影响设备的使用寿命。料堆的宽度最好为设备取料时可以取到料堆最远一侧的物 料。如果仅仅可以取到料堆的垂直端面的中部，则在具体使用时须注意在出 现塌方时尽可能地减少设备的过载。
斗轮堆取料机的控制系统发展基本上经历了三个阶段，也即就地手动控制 、半自动控制和自动控制。
第一阶段—单机手动控制阶段
20世纪六七十年代的斗轮堆取料机控制系统是由分立的继电器、接触器 和多芯传统电缆等组成，机构的位置检测控制开关也处于发展的初期阶段， 所采用的仅仅是具有简单功能的机械式开关，其检测精度和防护等级等极低 。操作人员在斗轮堆取料机驾驶室内，对单台设备进行现场独立操作.不能 实现系统复杂的联锁要求。
手动取料由于完全靠目测和经验判断，取料流量不稳定，在生产中会发 生由于取料超过额定流量而使驱动设备及后续输送流程过载，縮短设备使用 寿命，引起跳闸还会影响生产运行；而取料达不到额定流量又会使设备利用
率降低。
现有的斗轮堆取料机和料场宽度由于实际情况的限制很难做到合理配置 ，手动操作时过大的大车进尺量会使斗轮驱动电机发生过载，例如宝钢钢铁
股份有限公司(下称宝钢)的2#、 3#悬臂斗轮堆取料机和它们之间料场宽度 正是这种情况，有相当一部分企业也存在着这样的情况。宝钢对物料流量和 累计吨位的测量采用皮带电子秤，用来监测取料流量，防止超过额定流量。 但安装在取料机悬臂皮带输送机上的皮带电子秤由于取料机振动大、悬臂俯 仰角度频繁变化等原因都会造成计量误差。另外由于电子秤安装于皮带机上 ，流量显示具有滞后性，不能及时反映斗轮铲斗的受力情况，无法及时检测 料堆坍塌造成的流量突增和斗轮驱动电机过载，也不能作为取料自动控制的 传感器。另外皮带电子秤的价格较高，安装成本较大。
在没有安装电子计量秤的取料机上只能靠目测取料状态来防止过载的发 生，效果差。
可见，手动控制缺点较多，但是这种控制系统结构和技术较简单，目前 ，我国的火力发电厂基本上全部采用就地手动控制方式。 第二阶段一 半自动控制阶段在切换不同料堆和层高进行取料作业时，取料机移动到初始位置的工作由 操作工手动完成，在设置好相应参数后，取料作业由取料机自动进行控制。
附图4示出了一种现有的悬臂式取料机PLC取料半自动控制算法的PLC 程序流程，从中可以看出，取料作业是以开环方式进行控制，即在取料前设 定悬臂回转角度值和大车进给值，在进行自动取料时按照设定流程运行，不 受外部作业环境变化影响，它的前提是"当斗轮堆取料机堆成规则料堆后， 假设料堆完全标准化"(呈长条状、边沿整齐、高度一致)。
现有的PLC取料半自动控制装置的缺点在于
(a) 大部分悬臂式斗轮取料机在实际生产运行时，料堆并非完全标准化。 首先，为了提高取料机和储料场的利用效率，取料机轨道两边会堆置数个不 同品种的物料，形成俯视为椭圆形的较小料堆而不是长条状。其次，频繁的 堆料取料切换作业也会造成料堆不规则。这样的情况会使取料作业时取料机 悬臂回转角度会随着取料机位置的不同而改变，附图3为现有的悬臂式斗轮 取料机取料俯视示意图。回转路径W1、回转路径W2和回转路径W3由于取 料机位置(P1、 P2、 P3)的不同而呈现不同的弧长，也就是说在取料时回转角 度需随时调整才能实现等量取料。现有的半自动控制装置需多次暂停取料作 业，重新设定回转角度，以保证能把物料取完，生产效率低，实用性不高。
(b) 在PLC程序控制流程中，大车进给距离的设定值只有一个，在实际 生产中会随着回转方向不同而引起流量的差异。
(c) 回转角度控制和大车进给控制都需要外部编码传感器的反馈信号和 可编程控制器的处理，涉及设备较多，设备复杂，损坏率相应提高，投资较 大。
第三阶段—自动控制阶段
为了适应大型电厂、现代化港口等高度自动化生产的要求，提高工作效 率，斗轮堆取料机的工作过程必须自动化、智能化，通信和管理技术现代化 。自动控制指的是斗轮堆取料机实现无人控制，通过监控系统监视斗轮堆取 料机工作的情况。工作人员可在远方控制室内对斗轮堆取料机进行堆取料作 业及各种控制。远方控制室内的监视屏幕上，可以显示出斗轮堆取料机的工 作位置和工作情况的图示，并配备自动报警系统。同时也可以通过计算机了 解斗轮堆取料机的各种运行参数并通过打印机获得所需要的数据。斗轮堆取料机的控制可并人输运系统整体控制之中。目前，我国的火力发电厂只有极 少数电厂的进口设备采用这种运行方式。
虽然国外的控制技术已经发展到无人驾驶的全自动控制阶段，我国也在 此方面进行研究和发展。但技术难度大，安装成本高，极少使用。
中国专利CN92218591.3公开了一种输送物料测算装置，其根据皮带电动 机的线电流与所输送物料的流量成正比的关系，把检测出的电动机的线电流 信号转换成与之成正比的直流电压，再转换为脉冲信号并进行累计计数，得 出输送物料的重量。
CN 92218591.3未设计精确调零装置和线性整流装置。无精确调零装置会造 成皮带机空载或流量小时，测算装置把驱动电机的空载电流作为物料重量进 行累积，引起误差，此专利仅用文字提到用红外线或机械方法检测皮带上的 物料，并控制测算装置的开关，未具体提出有效实用的调零措施；未设计线 性整流装置，在整流环节其只使用一个整流二极管作半波整流，会造成信号 电压小时，由于二极管存在0.5v左右的死区电压，整流后的电压与物料流量 的比例产生失真，加大测算误差，降低实用性。
因此，CN 92218591.3专利只能作为物料测算使用，没有设计流量显示及控 制外部设备的功能，无法直接应用于斗轮堆取料机作为自动控制使用。
发明内容
如前所述，手动操作取料流量不稳定、在生产中会发生过载而縮短设备 使用寿命、影响生产运行、使设备利用率降低；现有悬臂式斗轮取料机的半 自动控制系统设计上的不合理而在实际使用中存在诸多的缺点；而无人驾驶 自动控制系统由于技术难度大、安装成本高而在实际生产中极少使用。
为克服上述缺陷，本发明提出了用于带物料测算的斗轮取料机的控制装 置及控制方法来快速、简单、低成本地实现取料自动控制功能。
根据本发明一方面的取料自动控制方法分为四步骤，其流程如附图6所 示，第一步电流检测模块2从斗轮电机电流回路1的线电流中检测出相应 的微弱交流电压信号滞二步所述微弱交流电压信号被输送到电流/电压信号 转换模块3进行整流稳压放大处理；第三步经整流稳压放大处理的所述电 压信号被输入到取料自动控制模块6，取料自动控制模块6根据所述电压信
9号的变化同时控制回转机构19和大车进给机构20动作；第四步回转机构 19和大车进给机构20的动作又会引起斗轮电机电流回路1发生变化，由此 构成一个闭环控制系统，实现取料自动控制功能。这个运行步骤同时解释了 附图5的等量取料闭环控制工艺流程中的自动控制部分的电路工作步骤。
优选地，在上述控制方法的第二步中，所述微弱交流电压信号在被输送
到电流/电压信号转换模块3进行整流稳压放大处理后，除了被输入到取料自 动控制模块6以外，还被另外分出一路电压信号输入到取料流量累积吨位显 示模块4，得到流量累积吨位显示功能。
优选地，在上述控制方法的第二步中，所述微弱交流电压信号在被输送
到信号转换模块3进行信号的整流稳压放大处理后，除了被输入到取料自动 控制模块6以外，还被另外分出一路电压信号输入到流量超设定值报警模块 5，从而实现流量超过设定值就报警的功能。
根据本发明的另一方面，提供一种用于上述取料自动控制方法的控制装 置，包括斗轮电机电流回路l;电流检测模块2，用来从斗轮电机电流回路 1的线电流中检测出相应的微弱交流电压信号；电流/电压信号转换模块3， 用来接收从电流检测模块2输出的所述微弱交流电压信号并进行整流稳压放 大处理；取料自动控制模块6，用来接收经电流/电压信号转换模块3整流稳 压放大处理的所述电压信号，并发出控制信号；以及回转机构19和大车进给 机构20，回转机构19和大车进给机构20的动作是由取料自动控制模块6发 出的控制信号同时控制，同时回转机构19和大车进给机构20的动作又会引 起斗轮电机电流回路1发生变化。
优选地，本发明的用于上述取料自动控制方法的控制装置还进一步包括 取料流量累积吨位显示模块4，用来接受并处理由电流/电压信号转换模块3 进行整流稳压放大处理后的电压信号，从而实现流量累积吨位显示功能。
优选地，本发明的用于上述取料自动控制方法的控制装置还进一步包括 流量超设定值报警模块5，用来接受并处理由电流/电压信号转换模块3进行 整流稳压放大处理后的电压信号，从而实现流量超过设定值就报警的功能。
本发明的用于取料自动控制方法的控制装置中的取料自动控制模块6， 包括流量下限比较器9，用来将所输入的信号电压与预先设定的电压值相 比较，并在所述信号电压低于设定电压值时输出一个低电平；单稳态触发器12，用来接收由所述流量下限比较器9输出的低电平，并输出一个由其内部
RC决定脉冲宽度的高电平脉冲；T'触发器14，所述T'触发器14由单稳 态触发器12输出的高电平脉冲引起翻转，并保持原状态不变直到下一个高电 平脉冲到来时才又翻转；继电器16，其由用T'触发器输出的电平信号控制 ;两个回转控制继电器17，分别由继电器16的常闭触点和常开触点控制； 回转机构19，分别由所述两个回转控制继电器17的触点来实现正转和反转 ;两个延时继电器18，其电源供给回路分别与继电器16的另外一组常闭触 点和常开触点相接，两个时间继电器18都可控制大车进给机构20的行进距 离；流量上限比较器8，用来将所输入的信号电压与预先设定的电压值相比 较，并在所述信号电压超过设定电压值时输出一个低电平；单稳态触发器ll ，用来接收由所述流量上限比较器8输出的低电平，并输出一个由其内部电 阻值和电容值决定脉冲宽度的高电平脉冲；继电器13，其常闭触点由所述高 电平激发动作，来切断回转控制继电器17的供电回路。
本发明的用于取料自动控制方法的控制装置中的取料流量累积吨位显示 模块4，包括流量显示47，用来将经电流/电压信号转换器3整流稳压放大 后的电压信号转换成与物料流量相匹配的流量显示；速率可调电压/频率转换 器45，用来将经电流/电压信号转换器3整流稳压放大后的信号电压转换成快 慢与之成正比的脉冲；累积吨位显示46，用来将速率可调电压/频率转换器 45所生成的脉冲经过计数器的计数后得到取料的累积吨位显示。
本发明的用于取料自动控制方法的控制装置中的流量超设定值报警模块 5，包括流量上限比较器8，用来将所输入的信号电压与预先设定的电压值 相比较，并在所述信号电压超过设定电压值时输出一个低电平；单稳态触发 器ll，用来接收由所述流量上限比较器8输出的低电平，并输出一个由其内 部电阻值和电容值决定脉冲宽度的高电平脉冲；继电器13，由所述高电平脉 冲激发动作；报警器15，由所述继电器(13)动作引起常开触点闭合，触发报
警鸣响。
在斗轮取料机上采用本发明的取料自动控制方法和安装本发明的取料自 动控制装置，使其具备自动取料功能后，可以提高取料流量稳定性和生产效 率；减少设备过载的发生、延长设备使用寿命、并能减轻操作工的劳动强度 ;在设计斗轮取料机时的控制系统时，可把本发明作为其中一项功能进行安装，增加了一种控制方式。
本发明采用斗轮取料机原有的斗轮电机电流仪表作为控制源决定回转角 度的大小；采用时间继电器的延时设置决定大车进给量而无须外部检测机构 配合的控制方法，构造简单，只需在操作室内把本装置与手动控制台及电流
仪表按设计好的线路连接即可，与原有的PLC半自动控制系统无关联，是一
种简易而高效的控制装置，使用成本低，改造方法简单。 本发明设计了精确调零、线性整流、流量显示和过载报警等电路结构，使
转换精度提高；给操作工的参考信息增加；使物料测算适用于斗轮堆取料机 的取料作业。
图l为悬臂式斗轮堆取料机的整体结构图2为悬臂式斗轮堆取料机分层取料纵向平面示意图3为悬臂式斗轮取料机取料俯视示意图4为现有的斗轮堆取料机等量取料控制算法PLC程序流程图； 图5为本发明的斗轮堆取料机等量取料闭环控制工艺流程图； 图6为本发明的自动取料控制装置功能关系结构流程图； 图7为本发明的取料自动控制装置电路流程图8为采用根据本发明的自动取料控制装置改造宝钢6#取料机的实施例的 示意图。
具体实施例方式
下面借助于实施例来对本发明进行进一步的说明
斗轮堆取料机的斗轮驱动电机线电流的大小与物料粒度、密度、取料量 、料层厚度等各种因素相关联，在工业化生产对原料进行筛分处理及取料作 业规范的情况下，物料粒度、密度、料层厚度等都会保持稳定，斗轮驱动电 机电流只和铲斗铲取物料量成正比，这在生产实践中把取料流量(电子计量 秤测出)与斗轮电机电流表的读数比较后得到证实。
本发明的控制装置根据取料机斗轮电动机的线电流与斗轮,产斗所伊取物 料的多少成正比的关系，设计出相应电路，把检测出的斗轮电动机的线电流
12信号转换为与之成正比的直流电压和脉冲信号，经调节处理后的电压值和脉 冲累计值即为所取物料的流量值和累积吨位值，达到电子计量秤的相应功能
本发明提出一种经过改进的取料控制流程设计(见附图5)，设计思路是 :把原来半自动取料流程的开环控制方式(见附图4)，改为以物料流量作为 反馈量的闭环控制。 一旦斗轮由于悬臂回转转出料堆范围而取不到物料，使 取料流量迅速下降。斗轮电机电流下降到设定值时，触发控制电路及时让回 转向相反方向运行，同时让大车进给机构进给设定的一段距离，就能使斗轮 持续取到物料，斗轮电机电流上升，当回转运行至超出料堆另一头时，控制 电路又重复上述过程。当料堆坍塌等造成的流量突增导致斗轮电机电流也突 增，控制电路在得到流量过大的信号后能使回转停止并发出声音报警，等流 量恢复正常后再恢复回转正常运行。由此构成信号的反馈和循环的闭环控制 ，使取料流量保持在设定流量上限和下限之间，实现等量取料操作自动化。
在生产实践中发现，由于斗轮圆盘面相对于水平面不是呈直角，而是有轻 微的倾斜角度，以便于物料倾倒至卸料斗。这种结构导致在取料时流量存在 差异在大车进给距离相同的情况下，回转朝着斗轮圆盘面倾斜方向转动时 ，铲斗倾倒物料漏出的物料被重新铲到铲斗中构成流量的增量，而反向回转 时无此增量。进给距离相同而回转方向的不同会导致取料流量存在一定的差 异。使用两个可单独设定大车进给时间值的时间继电器，使回转方向不同时 的大车进给距离也产生一定的差异，则可以抵消取料流量差异，实现取料流 量的高度稳定。
为了说明取料自动控制装置功能关系结构中每一步骤涉及的具体装置，
简要介绍附图7电路方框图和附图6的功能关系结构图之间的对应关系:图6 和图7中的斗轮电机电流回路1、电流检测2、信号转换3—一相对应；图6 中的取料流量累计吨位显示模块4对应于图7中的速率可调电压/频率转换45 、累计吨位显示46、流量显示47部分；图6中的流量超过设定值报警模块5 对应于图7中的流量上限比较器8、单稳态触发器11、继电器13、警报器15 ;图6中的取料自动控制模块6对应于图7中的流量上限比较器8、流量下 限比较器9、单稳态触发器ll、单稳态触发器12、继电器13、 T，触发器14 、继电器16、回转控制继电器17、延时继电器18;图6和图7中的回转机
13构19和大车进给机构20相互对应。
本装置的工作原理从电路方框图7可以看出
把斗轮电机的线电流通过电流检测模块2转换成与之成正比的微弱交流
电压，经过电流/电压信号转换器3的整流稳压放大，成为与物料流量相匹配的直流毫伏电压信号，在数字式电压表上作为流量显示47。
与此同时，信号电压被送入速率可调电压/频率转换器45中，把信号电压转换成快慢与之成正比的脉冲，经过计数器的计数后得到取料的累积吨位显示46。
上述设计可以实现物料测算的相应功能；而下面讲的设计思路是要实现流量报警和取料自动控制。
把信号电压输入流量下限比较器9，与预先设定的电压值相比较， 一旦由于回转机构转动使斗轮运行至料堆边沿而使斗轮铲斗无法铲到足够的物料，斗轮电机电流下降，相应的信号电压也会下降，当它低于设定电压值时，下限比较器即输出一个低电平至单稳态触发器12 (低电平触发)，它随即输出一个由其内部电阻值和电容值决定脉冲宽度的高电平脉冲，单稳态触发器的使用是为了防止由信号电压的波动引起的后继电路误动作，脉冲宽度必须大于回转变换方向引起流量下降的时间宽度，在脉冲结束后就不会由于信号电压仍然低于设定值而再次输出脉冲，引起后继电路误动作。此高电平使T'触发器14翻转，当高电平脉冲结束跳回至低电平时，T'触发器能保持原状态不变，等待下一个高电平脉冲到来时才又翻转，用T'触发器输出的电平信号控制继电器16，继电器16的常闭触点和常开触点分别控制两个回转控制继电器17，而两个回转控制继电器17的触点分别接成能使回转机构19正转和反转的形式，即可达到使用一个继电器的吸合或复位控制回转机构19改变方向的目的。继电器16的另外一组常闭触点和常开触点分别接至两个延时继电器18的电源供给回路中，两个延时继电器18都可控制大车进给机构20行进一段与设定时间值成正比的相应距离，实现与回转方向相匹配的大车进给距离的自动控制。这样，在回转机构19变换方向的同时，大车进给机构20也行进一定的距离，当斗轮电机的电流由于铲斗又能取到物料而上升，流量下限比较器9输出高电平，单稳态触发器12在完成输出一个有一定脉冲宽度的高电平后跳回低电平，进入稳态，为下次触发做准备。再把信号电压输入流量上限比较器8，与预先设定的电压相比较， 一旦超过设定电压，流量上限比较器8即输出一个低电平至单稳态触发器ll，它随即输出一个由其内部电阻值和电容值决定脉冲宽度的高电平脉冲。此高电平
脉冲使继电器13动作，其常开触点闭合，使报警器15得电，发出报警声，提醒操作工超过额定流量，与此同时，继电器13的动作使其常闭触点断开，切断回转控制继电器17的供电回路，使回转机构19停止，当物料流量下降到设定值以下，而脉冲输出也由高电平跳回至低电平，警报器停止发声，继电器复位，接通回转控制器的供电回路，回转重新启动，继续取料。
多路可调电压源10为上限、下限比较器、调零和模拟流量设定提供稳定的可以调节的0-2.5V电压。选择开关24可以选择信号电压或模拟信号，当选择模拟信号时，调节模拟信号的大小可以为上限、下限流量设定提供模拟流量值，便于设定值的确定。电源21经过稳压滤波22处理后提供给后续电路。
具体实施例
参见附图8，采用根据本发明的自动取料控制装置改造宝钢6#取料机的示意图，原则上是可以进行手动、自动之间的快速安全的切换。从图上看出，在回转机构19和其控制线路输入端之间，原有的手动操作开关和自动控制继电器i7处于并联状态，可以由手动、自动切换开关进行回转手动、自动的切换，切换至自动位置后，回转手动操作开关不起作用，可以保证手动或自动操作时不会由于不当操作(例如自动正向运行而手动不小心拨至反向运行)引起电路的短路。在大车进给机构20和其控制线路输入端之间，原有手动操作开关和自动控制继电器18处于串联状态，可以由短路开关进行大车进给手、自动的切换。在选择大车进给自动时，需先把短路开关断开，再把手动操作开关预先拨至慢进位置，也就是预先接通慢进控制线路，自动控制装置即可通过继电器18的通断控制取料机大车进给的开停；选择手动时，短路开关闭合，把自动控制继电器18短路掉，使其不起作用。
在设备调试时，在手动取得稳定物料流量的情况下和原料控制中心的操作员及时联系，反复比较他们提供的物料流量信息(皮带电子计量秤上取得)和本装置流量值的差值并及时调整，直到基本相同为止。考虑到此取料机的设计流量为1200t/h可以把流量上限比较器8的过载报警设定值大于额定值30%左右，即1500t/h 。为了让回转机构在斗轮运转至料堆边沿时能及时
进行反向回转，防止铲取物料出现断续，以提高生产效率，信号电压输入流
量下限比较器9的比较设定值可设为500t/h，即物料流量下降到500t/h时回转反向运行，同时大车也会进给一段设定距离，保证物料的连续稳定取得。
本装置电路简单，造价低廉，改造难度小，只要做好电流互感器和本装置内部的信号防干扰措施，就可以顺利实现预期的功能。与控制中心提供的物料流量信息比较，误差在±8%左右，这在实际生产中完全可以作为物料流量、取料吨位和自动控制的参考信号加以利用。在6#斗轮取料机上进行的自动控制改造，取得满意效果。
在不同型号的斗轮取料机上进行自动控制改造，电气线路需随着原有设计的不同而作相应的调整，如继电器触点的多少和常开、常闭触点的选择等。
应当理解的是，本发明的实施例只是用于说明本发明而不是限制本发明，本发明不限于本文中描述的细节在不脱离本发明权利要求书的精神和宗旨的前提下，本领域的技术人员容易想到的其它替换结构都将落在本发明的权利要求保护范围内。
1权利要求
1.一种带物料测算的斗轮取料机的控制方法，包括如下步骤电流检测模块(2)从斗轮电机电流回路(1)的线电流中检测出相应的微弱交流电压信号；将所述微弱交流电压信号传送到电流/电压信号转换模块(3)进行整流稳压放大处理；将经整流稳压放大处理的所述电压信号传送到取料自动控制模块(6)，取料自动控制模块(6)根据所述电压信号的变化同时控制回转机构(19)和大车进给机构(20)动作；回转机构(19)和大车进给机构(20)的动作引起斗轮电机电流回路(1)发生变化，由此构成一个闭环控制系统。
2. 如权利要求1所述的带物料测算的斗轮取料机的控制方法，其中，经整流稳压放大处锂的所述电压信号除了被传送到取料自动控制模块(6)以外，还被另外分出一路电压信号输入到取料流量累积吨位显示模块(4)。
3. 如权利要求1或2所述的带物料测算的斗轮取料机的控制方法，其中，经整流稳压放大处理的所述电压信号除了被传送到取料自动控制模块(6)以外，还被另外分出一路电压信号输入到流量超设定值报警模块(5)。
4. 用于如权利要求1至3任一项所述的带物料测算的斗轮取料机的控制方法的控制装置，包括斗轮电机电流回路(l);电流检测模块(2)，用来从斗轮电机电流回路(1)的线电流中检测出相应的微弱交流电压信号；电流/电压信号转换模块(3)，用来接收从电流检测模块(2)输出的所述微弱交流电压信号并进行整流稳压放大处理；选择开关(24)，可以选择信号电压或模拟信号；取料自动控制模块(6)，用来接收并处理经电流/电压信号转换模块(3)整流稳压放大处理的所述电压信号，并发出控制信号；回转机构(19)和大车进给机构(20)，回转机构(19)和大车进给机构(20)的动作是由取料自动控制模块(6)发出的控制信号同时控制，同时回转机构(19)和大车进给机构(20)的动作又会引起斗轮电机电流回路(1)发生变化；以及多路可调电压源C 10)，可为所述控制装置提供稳定的可调电压。
5. 如权利要求4所述的控制装置，其中，所述取料自动控制模块6包括流量下限比较器(9)，用来将所输入的信号电压与预先设定的电压值相比较，并在所述信号电压低于设定电压值时输出一个低电平；单稳态触发器(12)，用来接收由所述流量下限比较器(9)输出的低电平，并输出一个由其内部电阻值和电容值决定脉冲宽度的高电平脉冲；T，触发器(14)，所述T'触发器(14)由单稳态触发器(12)输出的高电平脉冲弓I起翻转，并保持原状态不变直到下一个高电平脉冲到来时才又翻转；继电器(16)，由T'触发器输出的电平信号控制；两个回转控制继电器(17)，分别由继电器(16)的常闭触点和常开触点控制回转机构(19)，分别由所述两个回转控制继电器(17)的触点来实现正转和反转；两个延时继电器(18)，其电源供给回路分别与继电器(16)的另外一组常闭触点和常开触点相接，两个时间继电器(18)都可控制大车进给机构(20)的行进距离；流量上限比较器(8)，用来将所输入的信号电压与预先设定的电压值相比较，并在所述信号电压超过设定电压值时输出一个低电平；单稳态触发器(ll)，用来接收由所述流量上限比较器8输出的低电平，并输出 一个由')其内部电阻值和电容值决定脉冲宽度的高电平脉冲；继电器(13)，其常闭触点由所述高电平激发动作，来切断回转控制继电器(17)的供电回路。
6. 如权利要求5所述的控制装置，其中，还包括取料流量累积吨位显示模块(4)，用来接受并处理由电流/电压信号转换模块(3)进行整流稳压放大处理后的电压信号，得到取料流量累积吨位显示。
7. 如权利要求6所述的控制装置，其中，所述取料流量累积吨位显示模块(4)包括流量显示(47)，用来将经电流/电压信号转换器C3)整流稳压放大后的电压信号转换成与物料流量相匹配的流量显示；速率可调电压/频率转换器(45)，用来将经电流/电压信号转换器(3)整流稳压放大后的信号电压转换成快慢与之成正比的脉冲；累积吨位显示(46)，用来将速率可调电压/频率转换器(45)所生成的脉冲经过计数后得到取料流量的累积吨位显示。
8. 如权利要求5至7任一项所述的控制装置，其中，还包括流量超设定值报警模块(5)，用来接受并处理由电流/电压信号转换模块(3)进行整流稳压放大处理后的电压信号，并在流量超设定值时产生报警信号。
9. 如权利要求8所述的控制装置，其中，所述流量超设定值报警模块(5)包括流量上限比较器(8)，用来将所输入的信号电压与预先设定的电压值相比较，并在所述信号电压超过设定电压值时输出一个低电平；单稳态触发器(ll)，用来接收由所述流量上限比较器(8)输出的低电平，并输出一个由其内部电阻值和电容值决定脉冲宽度的高电平脉冲；继电器(13)，其常闭触点和常开触点由所述高电平脉冲激发动作；报警器(15)，其常开触点由继电器(13)动作引起闭合，触发报警鸣响。
全文摘要
本发明提供了一种带物料测算的斗轮取料机的控制方法，包括电流检测模块(2)从斗轮电机电流回路(1)的线电流中检测出相应的微弱交流电压信号；所述微弱交流电压信号被输送到电流/电压信号转换模块(3)进行信号的整流稳压放大处理；经整流稳压放大处理的所述电压信号被输入到取料自动控制模块(6)，取料自动控制模块(6)根据所述电压信号的变化同时控制回转机构(19)和大车进给机构(20)动作；回转机构(19)和大车进给机构(20)的动作又会引起斗轮电机电流回路(1)发生变化。本发明还涉及一种取料自动控制装置采用本发明的取料自动控制方法和安装本发明的取料自动控制装置，可以快速、简单、低成本的实现取料自动控制、流量显示和流量超过设定值报警的功能。
文档编号G05B11/32GK101493676SQ20081003313
公开日2009年7月29日 申请日期2008年1月25日 优先权日2008年1月25日
发明者汪海清 申请人:宝山钢铁股份有限公司