专利名称：一种链箅机的料层厚度自动控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于自动控制技术领域。具体涉及一种链箅机的料层厚度自动控制装置。
背景技术：
链箅机是球团生产线的核心设备，其机体箅床主要由牵引链节、箅板、侧板和小轴等组成。传动装置通过传动轴带动箅床运转，生球在箅床上处于相对静止，随箅床前移，经过干燥、脱水和预热，进入回转窑。显然，生球在箅床上分布的厚度及其均勻度直接影响干燥、脱水和预热的效果，因此链箅机的料层厚度控制至关重要。目前生产线上使用的链箅机，承载能力已超过百万吨，而球团烧结过程中厚度控制是一个存在众多干扰因素、非线性、强耦合和严重不确定性的复杂过程。现有的链箅机-回转窑控制系统的控制方式大多采用人工手动控制方式(廖柏林.基于粗糙集理论的链箅机-回转窑智能优化系统.鞍山科技大学学报，2006,8)，当料层厚度过高时，依赖人工降低链箅机机速，从而降低生球布料量，随着布料量的减少，料层厚度减少。当料层厚度过低时，增加链箅机机速，随着布料量的增加，料层厚度增加。因此球团生产质量受到人为因素的影响，不利于球团矿产量和质量的提高，同时也造成了能量的消耗。目前已有的厚度自动控制系统(徐绍川.基于自适应专家控制的链箅机料厚自动控制系统设计.烧结球团， 2009，10)存在系统较为复杂、知识获取困难等缺陷，因此在应用中难于实现。
发明内容本实用新型旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种成本低、安全稳定、有利于生产控制、节能降耗、生产作业率高和能提高球团质量的链箅机的料层厚度自动控制装置。为实现上述任务，本实用新型所采用的技术方案是该装置包括低压供电系统、计算机控制系统、数据采集系统和电机控制系统；低压供电系统分别与计算机控制系统和数据采集系统连接，计算机控制系统的一端与数据采集系统相连，计算机控制系统的另一端与电机控制系统的输入端连接，电机控制系统的输出端分别与电机Ml和电机M2连接，电机 Ml驱动链箅机机头链条，电机M2驱动链箅机的机尾链条。计算机控制系统由PLC控制站、工控机和操作台组成；PLC控制站分别通过第一总线电缆和第一信号电缆与对应的工控机和操作台连接，PLC控制站分别通过第二总线电缆和第二信号电缆与对应的电机控制系统和数据采集系统连接。PLC控制站与工控机之间采用PR0FIBUS数据传输技术。数据采集系统包括皮带式称重机、厚度检测仪和旋转编码器；皮带式称重机安装在皮带运输机的下面，厚度检测仪安装在链箅机入口处，旋转编码器安装在电机Ml上的输出轴上，皮带式称重机、厚度检测仪和旋转编码器分别与计算机控制系统连接。所述的皮带运输机位于小球筛分机的尾部下方。在生产过程中用皮带秤测定生球布料量(kg/min)，用计算机按下式(1)计算链箅机目标速度Sl (m/min)，每^iin进行一次机速前馈控制；[0010]Sl = WT/ (KXLOXffO)(1)[0011]式⑴中S1—链箅机的目标速度，m/min ；[0012]WO——链箅机的宽度，mm ；[0013]LO——链箅机料层厚度的给定值，mm ；[0014]WT——T分钟前的生球布料量，T = 2 ；[0015]K——生球堆比重，t/(m2X 106)，[0016]生球堆比重K值按下式计算[0017]K = WP/ (VPXLPXffL)(2)[0018]式中WP——当前的生球布料量，kg/mm ；[0019]SP——链箅机当前的运行速度，m/min ；[0020]LP——链箅机当前的料层厚度采样值，mm ；[0021]WL——生球布料的实际宽度，mm。[0022]该装置在工作过程中，每anin用皮带式称重机采集--次生球布料量WP，再通过采
集链箅机速度SP和料层厚度LP，按公式( 计算，获得K值。将K值代入公式(1)计算链箅机速度Si，当料层厚度过高时，K值增加，该装置则自动降低链箅机速度Si，料层厚度降低；当料层厚度过低时，K值减少，该装置则自动提升链箅机速度Si,料层厚度增加。由于采用上述技术方案，本实用新型首先能自动准确检测生球布料量、链箅机的运行速度以及料层厚度。再根据以上参数计算料层厚度的误差，即计算链箅机运行速度的误差，由计算机控制系统自动调整链箅机运行速度，减少人为因素的影响，达到对链箅机料层厚度的自动控制，使得现场电机经济运行，达到节能降耗的目的。对链箅机厚度控制仅采用三个传感器，实现现场数据采集，在降低成本的同时，减少了干扰的影响。尤其是PLC控制站与工控机之间采用PR0FIBUS数据传输技术，解决了远距离的信号传输问题，提高了系统的安全性与稳定性。因此，本实用新型具有成本低、安全稳定、生产作业率高、节能降耗、能大幅提高产品质量的特点，能使系统的可靠性及链箅机的整体性能得到极大的提高。
图1为本实用新型的一种结构示意图；图2是图1中的计算机控制系统5的示意图；图3是图1中的数据采集系统7的示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施方式
，对本实用新型做进一步的描述，并非对其保护范围的限制实施例1一种链箅机的料层厚度自动控制装置。该装置如图1所示，包括低压供电系统7、 计算机控制系统6、数据采集系统8和电机控制系统4。低压供电系统7分别与计算机控制系统6和数据采集系统8连接，计算机控制系统6的一端与数据采集系统8相连，计算机控制系统6的另一端与电机控制系统4的输入端连接，电机控制系统4的输出端分别与电机 Ml和电机M2连接，电机Ml驱动链箅机机头链条3，电机M2驱动链箅机的机尾链条5。计算机控制系统6如图2所示，由PLC控制站13、工控机15和操作台11组成。PLC 控制站13分别通过第一总线电缆14和第一信号电缆12与对应的工控机15和操作台11 连接，PLC控制站13分别通过第二总线电缆9和第二信号电缆10与对应的电机控制系统4 和数据采集系统8连接。PLC控制站13与工控机15之间采用PR0FIBUS数据传输技术。数据采集系统8如图3所示，包括皮带式称重机18、厚度检测仪17和旋转编码器 16。皮带式称重机18安装在皮带运输机2的下面，厚度检测仪17安装在链箅机入口处，旋转编码器16安装在电机Ml上的输出轴上，皮带式称重机18、厚度检测仪17和旋转编码器 16分别与计算机控制系统6连接。本实施例中，皮带运输机2位于小球筛分机1的尾部下方。本装置的使用方法是在生产过程中用皮带秤测定生球布料量(kg/min)，用计算机按下式计算链箅机目标速度Sl (m/min)，每^iin进行一次机速前馈控制；Sl = WT/(K X LO X W0)(1)式(1)中S1——链箅机的目标速度，m/min ；WO——链箅机的宽度，謹；LO——链箅机料层厚度的给定值，mm ；WT——T分钟前的生球布料量，T = 2 ；K——生球堆比重，t/(m2X 106)， 生球堆比重K值按下式计算K = WP/(VP X LP X WL)(2)式⑵中WP——当前的生球布料量，kg/mm ；SP——链箅机当前的运行速度，m/min ；LP——链箅机当前的料层厚度采样值，mm ；WL——生球布料的实际宽度，mm。该装置在工作过程中，每aiiin用皮带式称重机18采集一次生球布料量WP，再通过采集链箅机速度SP和料层厚度LP，按公式( 计算，获得K值。将K值代入公式(1)计算链箅机速度Si，当料层厚度过高时，K值增加，该装置则自动降低链箅机速度Si，料层厚度降低；当料层厚度过低时，K值减少，该装置则自动提升链箅机速度Si，料层厚度增加。本实施例首先能自动准确检测生球布料量、链箅机的运行速度以及料层厚度。再根据以上参数计算料层厚度的误差，即计算链箅机运行速度Si的误差，由计算机控制系统 6自动调整链箅机运行速度，减少人为因素的影响，达到对链箅机料层厚度的自动控制，使得现场电机经济运行，达到节能降耗的目的。对链箅机厚度控制仅采用三个传感器，实现现场数据采集，在降低成本的同时，减少了干扰的影响。尤其是PLC控制站13与工控机15之间采用PR0FIBUS数据传输技术，解决了远距离的信号传输问题，提高了系统的安全性与稳定性。因此，本装置具有成本低、安全稳定、生产作业率高、节能降耗、能大幅提高产品质量的特点，能使系统的可靠性及链箅机的整体性能得到极大的提高。
权利要求1.一种链箅机的料层厚度自动控制装置，其特征在于该装置包括低压供电系统[7]、 计算机控制系统W]、数据采集系统[8]和电机控制系统W]；低压供电系统[7]分别与计算机控制系统[6]和数据采集系统[8]连接，计算机控制系统W]的一端与数据采集系统 [8]相连，计算机控制系统[6]的另一端与电机控制系统[4]的输入端连接，电机控制系统 [4]的输出端分别与电机Ml和电机M2连接，电机Ml驱动链箅机机头链条[3]，电机M2驱动链箅机的机尾链条[5]；计算机控制系统[6]由PLC控制站[13]、工控机[15]和操作台[11]组成；PLC控制站[13]分别通过第一总线电缆[14]和第一信号电缆[12]与对应的工控机[15]和操作台 [11]连接，PLC控制站[13]分别通过第二总线电缆[9]和第二信号电缆[10]与对应的电机控制系统[4]和数据采集系统[8]连接；PLC控制站[13]与工控机[15]之间采用PR0FIBUS 数据传输技术；数据采集系统[8]包括皮带式称重机[18]、厚度检测仪[17]和旋转编码器[16]；皮带式称重机[18]安装在皮带运输机[2]的下面，厚度检测仪[17]安装在链箅机入口处，旋转编码器[16]安装在电机Ml上的输出轴上，皮带式称重机[18]、厚度检测仪[17]和旋转编码器[16]分别与计算机控制系统[6]连接。
2.根据权利要求1所述的链箅机的料层厚度自动控制装置，其特征在于所述的皮带运输机[2]位于小球筛分机[1]的尾部下方。
专利摘要本实用新型涉及一种链箅机的料层厚度自动控制装置。其技术方案是低压供电系统[7]分别与计算机控制系统[6]和数据采集系统[8]连接，计算机控制系统[6]分别与数据采集系统[8]和电机控制系统[4]连接，电机控制系统[4]分别与电机M1和电机M2连接，电机M1和电机M2分别驱动链箅机机头链条[3]和机尾链条[5]；PLC控制站[13]分别与工控机[15]、操作台[11]、电机控制系统[4]和数据采集系统[8]连接；PLC控制站[13]与工控机[15]之间采用PROFIBUS数据传输技术；皮带式称重机[18]、厚度检测仪[17]和旋转编码器[16]分别与计算机控制系统[6]连接。本装置具有成本低、安全稳定、生产率高、节能降耗、整体性能强、可靠性高和能大幅提高产品质量的特点。
文档编号C22B1/20GK202072741SQ20112010333
公开日2011年12月14日 申请日期2011年4月11日 优先权日2011年4月11日
发明者刘振兴, 方康玲, 罗山林, 赵敏, 陈国年, 黄卫华 申请人:武汉科技大学