一种翻车机漏斗给料控制系统及方法与流程

本发明涉及自动控制技术领域，具体地，涉及一种翻车机漏斗给料控制系统及方法。

背景技术：

黄骅港三、四期工程翻车机翻卸C80车型的工艺流程是翻车机将四节翻车机平台上的重车翻卸至九个均匀分布的漏斗中，然后通过活化给料机将煤送至皮带。操作司机通过调节操作界面上的给料量百分比系数，可以将每个给料机的给料量控制在0-1350T/h。

在作业过程中，操作司机必须通过监控摄像头或者询问摘正钩人员密切监控各个漏斗的料位情况，并对各个漏斗的给料系数做出适当修改，以保证各漏斗里留有适当的给料量，这样导致操作司机的工作量直线上升。若是操作司机稍有疏忽就会出现空斗或冒斗的情况。空斗翻车时会出现大料头，轻则撒煤，重则会压停皮带。冒斗时漏斗的煤过多，会因为翻车机翻转与煤干涉而损坏设备。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种翻车机漏斗给料控制系统及方法，解决了操作司机工作量过大的问题，同时利用高料位信号开关避免冒斗和低料位信号开关避免大料头的出现，提升了翻车机作业稳定性，提高了作业效率。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种翻车机漏斗给料控制系统，所述系统包括高料位信号开关、低料位信号开关以及控制器，

其中，所述高料位信号开关竖直设置在每个漏斗的上部格栅上；

所述低料位信号开关水平设置在每个漏斗的底部十字梁下预设距离处；

所述控制器包括：

给料控制单元，用于间隔预定时间依次开启多个漏斗活化给料机，并按照预设给料量百分比控制所述多个漏斗活化给料机给料；

流量系数确定单元，用于根据所述多个漏斗活化给料机的开启顺序、皮带秤示数以及所述预设给料量百分比，确定每个漏斗活化给料机的流量系数，所述流量系数为漏斗活化给料机在给料量百分比为1％时的给料量；

给料量百分比确定单元，用于根据皮带秤示数、高料位信号、低料位信号、预设调节系数和流量系数，确定每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比。

进一步地，所述系统还包括保护盖板，所述保护盖板设置在所述高料位信号开关上部。

进一步地，所述高料位信号开关的长度与一个循环时煤上涨的高度相同。

进一步地，所述流量系数确定单元，还用于根据计算每个漏斗活化给料机的流量系数，其中L_i+1为第i+1个开启的漏斗活化给料机的流量系数，P_i为第i个开启的漏斗活化给料机的皮带秤示数，P_i+1为第i+1个开启的漏斗活化给料机的皮带秤示数，H为所述预设给料量百分比，P₀为0。

进一步地，所述预设调节系数包括总给料量、漏斗出料系数、总出料系数、漏斗翻入量调节系数、低料位系数、漏斗整体调节系数和皮带秤保护系数，所述给料量百分比确定单元，还用于根据F_x＝[SET*(IN_x*T_x)*W_x*P*B]/(L_x*G)计算每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比，其中F_x为第x个漏斗活化给料机的实际给料量百分比，SET为总给料量，IN_x为第x个漏斗的出料系数，T_x为第x个漏斗的漏斗翻入量调节系数，W_x为第x个漏斗的低料位系数，P为漏斗整体调节系数，B为皮带秤保护系数，L_x为第x个漏斗活化给料机的流量系数，G为总出料系数。

进一步地，所述给料量百分比确定单元还包括：第一调节模块，用于当接收到第x个漏斗的高料位信号开关的触发信号时，将第x个漏斗的漏斗翻入量调节系数增加并将其余漏斗的漏斗翻入量调节系数减去其中M为已作业循环数，n为漏斗个数。

进一步地，所述低料位系数W_x初始值为1，所述给料量百分比确定单元还包括：第二调节模块，用于当接收到第x个漏斗的低料位信号开关的触发信号时，将W_x赋值为0。

进一步地，所述给料量百分比确定单元还包括：第三调节模块，用于当监测到皮带秤示数与所述总给料量SET的差值大于预设值时，利用PID命令调节漏斗整体调节系数P。

进一步地，所述皮带秤保护系数B初始值为1，所述给料量百分比确定单元还包括：

第四调节模块，用于当监测到皮带秤示数大于预设超量值时，将B赋值为0.5；

第五调节模块，用于在将B赋值为0.5后，监测到皮带秤示数小于预设下限值时，将B赋值为0.9。

本发明实施例还提供一种翻车机漏斗给料控制方法，其特征在于，所述方法应用于上述所述的翻车机漏斗给料控制系统中，所述方法包括：

间隔预定时间依次开启多个漏斗活化给料机，并按照预设给料量百分比控制所述多个漏斗活化给料机给料；

根据所述多个漏斗活化给料机的开启顺序、皮带秤示数以及所述预设给料量百分比，确定每个漏斗活化给料机的流量系数，所述流量系数为漏斗活化给料机在给料量百分比为1％时的给料量；

根据皮带秤示数、高料位信号、低料位信号、预设调节系数和流量系数，确定每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比。

进一步地，所述根据所述多个漏斗活化给料机的开启顺序、皮带秤示数以及所述预设给料量百分比，确定每个漏斗活化给料机的流量系数包括：

根据计算每个漏斗活化给料机的流量系数，其中L_i+1为第i+1个开启的漏斗活化给料机的流量系数，P_i为第i个开启的漏斗活化给料机的皮带秤示数，P_i+1为第i+1个开启的漏斗活化给料机的皮带秤示数，H为所述预设给料量百分比，P₀为0。

进一步地，所述预设调节系数包括总给料量、漏斗出料系数、总出料系数、漏斗翻入量调节系数、低料位系数、漏斗整体调节系数和皮带秤保护系数，所述根据皮带秤示数、高料位信号、低料位信号、预设调节系数和流量系数，确定每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比包括：

根据F_x＝[SET*(IN_x*T_x)*W_x*P*B]/(L_x*G)计算每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比，其中F_x为第x个漏斗活化给料机的实际给料量百分比，SET为总给料量，IN_x为第x个漏斗的出料系数，T_x为第x个漏斗的漏斗翻入量调节系数，W_x为第x个漏斗的低料位系数，P为漏斗整体调节系数，B为皮带秤保护系数，L_x为第x个漏斗活化给料机的流量系数，G为总出料系数。

进一步地，所述方法还包括：

当接收到第x个漏斗的高料位信号开关的触发信号时，将第x个漏斗的漏斗翻入量调节系数增加并将其余漏斗的漏斗翻入量调节系数减去其中M为已作业循环数，n为漏斗个数。

进一步地，所述低料位系数W_x初始值为1，所述方法还包括：

当接收到第x个漏斗的低料位信号开关的触发信号时，将W_x赋值为0。

进一步地，所述方法还包括：

当监测到皮带秤示数与所述总给料量SET的差值大于预设值时，利用PID命令调节漏斗整体调节系数P。

进一步地，所述皮带秤保护系数B初始值为1，所述方法还包括：

当监测到皮带秤示数大于预设超量值时，将B赋值为0.5；

在将B赋值为0.5后，监测到皮带秤示数小于预设下限值时，将B赋值为0.9。

进一步地，所述方法还包括：

当监测到所述皮带秤示数在规定时间内没有变化时，显示皮带秤示数故障报警提示。

通过上述技术方案，利用高、低料位信号开关监控翻车机漏斗活化给料机进行给料，避免了冒斗和大料头的出现，同时根据皮带秤示数、高料位信号、低料位信号、预设调节系数和流量系数，确定每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比，对单个漏斗活化给料机的调节更加精确，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是本发明实施例提供的一种翻车机漏斗给料控制系统的示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种翻车机漏斗给料控制系统的示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种翻车机漏斗给料控制系统的示意图；

图4是本发明实施例提供的再一种翻车机漏斗给料控制系统的示意图；

图5是本发明实施例提供的另一种翻车机漏斗给料控制系统的示意图；

图6是本发明实施例提供的另一种翻车机漏斗给料控制方法的流程图；

图7是本发明实施例提供的一种翻车机漏斗给料控制系统的实际作业示意图。

附图标记说明

1 作业重车 2 9号漏斗

3 9号漏斗活化给料机 4 1号漏斗

5 1号漏斗活化给料机 6 皮带秤

7 皮带 8 翻车机地基

9 高料位信号开关 10 低料位信号开关

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。

本发明实施例提供一种翻车机漏斗给料控制系统，如图1所示，所述系统包括高料位信号开关11、低料位信号开关12以及控制器13，

其中，所述高料位信号开关11竖直设置在每个漏斗的上部格栅上；

所述低料位信号开关12水平设置在每个漏斗的底部十字梁下预设距离处；

所述控制器13包括：

给料控制单元131，用于间隔预定时间依次开启多个漏斗活化给料机，并按照预设给料量百分比控制所述多个漏斗活化给料机给料；

流量系数确定单元132，用于根据所述多个漏斗活化给料机的开启顺序、皮带秤示数以及所述预设给料量百分比，确定每个漏斗活化给料机的流量系数，所述流量系数为漏斗活化给料机在给料量百分比为1％时的给料量；

给料量百分比确定单元133，用于根据皮带秤示数、高料位信号、低料位信号、预设调节系数和流量系数，确定每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比。

本发明实施例通过在漏斗的上部和底部分别设置高料位信号开关和低料位信号开关，结合控制器对每个漏斗活化给料机进行控制给料，并通过获取到的皮带秤示数、高料位信号和低料位信号，利用预设调节系数和流量系数确定每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比，解决了操作司机工作量过大的问题，同时利用高料位信号开关避免冒斗和低料位信号开关避免大料头的出现，提升了翻车机作业稳定性，提高了作业效率。

其中，高料位信号开关和低料位信号开关均为射频导纳物位开关。所述高料位信号开关的长度与一个循环时煤上涨的高度相同，例如可以为1000mm。其中，所述一个循环为翻一次车。所述高料位信号开关利用管卡固定在格栅上，并在所述高料位信号开关上部安装可活动的保护盖板，所述保护盖板可以为脊形盖板或者其他形状的盖板，只要能够避免翻车时翻入漏斗里的煤流将开关损坏就可，还可以方便对开关进行维修。

另外，在每个漏斗的底部十字梁下预设距离处设置有所述低料位信号开关，在十字梁的防护下，可以避免翻车时煤流的直接冲击。其中，所述预设距离为最多10cm，还可以少于10cm，只要保证漏斗内有部分存煤即可，另外，所述低料位信号开关还可以水平向下倾斜至少30°，便于所述低料位信号开关插入煤中，当煤通过漏斗活化给料机流出后，所述低料位信号开关从煤露出，则触发所述低料位信号开关。

另外，在安装完所述高料位信号开关和低料位信号开关后，由于煤种的不同，煤的湿度等个特性不尽相同，料位开关的检测杆上均会粘上不同厚度的煤，为了避免无信号影响翻车效率，还要对开关进行灵敏度调节。

其中，所述控制器为PLC(Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器)。

进一步地，所述流量系数确定单元132，还用于根据计算每个漏斗活化给料机的流量系数，其中L_i+1为第i+1个开启的漏斗活化给料机的流量系数，P_i为第i个开启的漏斗活化给料机的皮带秤示数，P_i+1为第i+1个开启的漏斗活化给料机的皮带秤示数，H为所述预设给料量百分比，P₀为0。

进一步地，所述预设调节系数包括总给料量、漏斗出料系数、总出料系数、漏斗翻入量调节系数、低料位系数、漏斗整体调节系数和皮带秤保护系数，所述给料量百分比确定单元133，还用于根据F_x＝[SET*(IN_x*T_x)*W_x*P*B]/(L_x*G)计算每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比，其中F_x为第x个漏斗活化给料机的实际给料量百分比，SET为总给料量，IN_x为第x个漏斗的出料系数，T_x为第x个漏斗的漏斗翻入量调节系数，W_x为第x个漏斗的低料位系数，P为漏斗整体调节系数，B为皮带秤保护系数，L_x为第x个漏斗活化给料机的流量系数，G为总出料系数。

进一步地，如图2所示，所述给料量百分比确定单元133还包括：

第一调节模块21，用于当接收到第x个漏斗的高料位信号开关的触发信号时，将第x个漏斗的漏斗翻入量调节系数增加并将其余漏斗的漏斗翻入量调节系数减去其中M为已作业循环数，n为漏斗个数。

进一步地，如图3所示，所述低料位系数W_x初始值为1，所述给料量百分比确定单元133还包括：

第二调节模块31，用于当接收到第x个漏斗的低料位信号开关的触发信号时，将W_x赋值为0。

进一步地，如图4所示，所述给料量百分比确定单元133还包括：

第三调节模块41，用于当监测到皮带秤示数与所述总给料量SET的差值大于预设值时，利用PID命令调节漏斗整体调节系数P。

进一步地，如图5所示，所述皮带秤保护系数B初始值为1，所述给料量百分比确定单元还包括：

第四调节模块51，用于当监测到皮带秤示数大于预设超量值时，将B赋值为0.5；

第五调节模块52，用于在将B赋值为0.5后，监测到皮带秤示数小于预设下限值时，将B赋值为0.9。

通过本发明实施例提供的翻车机漏斗给料控制系统，在漏斗的上部和底部分别设置高料位信号开关和低料位信号开关，结合控制器对每个漏斗活化给料机进行控制给料，并通过获取到的皮带秤示数、高料位信号和低料位信号，利用预设调节系数和流量系数确定每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比，解决了操作司机工作量过大的问题，同时利用高料位信号开关避免冒斗和低料位信号开关避免大料头的出现，提升了翻车机作业稳定性，提高了作业效率。

相应地，本发明实施例还提供一种翻车机漏斗给料控制方法，所述方法应用于上述实施例所述的翻车机漏斗给料控制系统中，如图6所示，所述方法包括：

601、间隔预定时间依次开启多个漏斗活化给料机，并按照预设给料量百分比控制所述多个漏斗活化给料机给料。

其中，所述预定时间的设定与开启漏斗活化给料机的顺序有关，无论是从距离皮带秤最近的漏斗活化给料机开始，还是从距离皮带秤最远的漏斗活化给料机开始给料，所述预定时间的设定只要保证前一个漏斗活化给料机给出的煤，在后一个漏斗活化给料机开启前到达皮带秤即可。其中，所述预设给料量百分比可设为20％，此值可由操作司机自行设置。

602、根据所述多个漏斗活化给料机的开启顺序、皮带秤示数以及所述预设给料量百分比，确定每个漏斗活化给料机的流量系数，所述流量系数为漏斗活化给料机在给料量百分比为1％时的给料量。

根据计算每个漏斗活化给料机的流量系数，其中L_i+1为第i+1个开启的漏斗活化给料机的流量系数，P_i为第i个开启的漏斗活化给料机的皮带秤示数，P_i+1为第i+1个开启的漏斗活化给料机的皮带秤示数，H为所述预设给料量百分比，P₀为0。

例如，如图7所示，当第一个开启的漏斗活化给料机为9号漏斗活化给料机时，9号漏斗活化给料机给出的煤到达皮带秤时，得到的皮带秤示数为P₁，则得到的就是第一个开启的9号漏斗活化给料机的流量系数，当第二个开启的漏斗活化给料机为8号漏斗活化给料机时，根据皮带秤速度和8号漏斗活化给料机与皮带秤的距离可以得到，8号漏斗活化给料机给出的煤到达皮带秤的时间，则根据该时间皮带秤可以得到8号漏斗活化给料机与9号漏斗活化给料机给出的煤的总量，当P₂-P₁后得到的即为8号漏斗活化给料机的给料量，则得到的就是第二个开启的8号漏斗活化给料机的流量系数，后续漏斗活化给料机的流量系数依此类推。

603、根据皮带秤示数、高料位信号、低料位信号、预设调节系数和流量系数，确定每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比。

其中，所述预设调节系数包括总给料量、漏斗出料系数、总出料系数、漏斗翻入量调节系数、低料位系数、漏斗整体调节系数和皮带秤保护系数，则根据F_x＝[SET*(IN_x*T_x)*W_x*P*B]/(L_x*G)计算每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比，其中F_x为第x个漏斗活化给料机的实际给料量百分比，SET为总给料量，IN_x为第x个漏斗的出料系数，T_x为第x个漏斗的漏斗翻入量调节系数，W_x为第x个漏斗的低料位系数，P为漏斗整体调节系数，B为皮带秤保护系数，L_x为第x个漏斗活化给料机的流量系数，G为总出料系数。

其中，由于实际作业时，每次停车位置会有略微不同，因此每次翻入漏斗的煤量与漏斗的出料也略有不同，因此对每个漏斗的出料系数IN_x进行调节，即T_x为第x个漏斗的漏斗翻入量调节系数。另外，当接收到第x个漏斗的高料位信号开关的触发信号时，将第x个漏斗的漏斗翻入量调节系数增加并将其余漏斗的漏斗翻入量调节系数减去其中M为已作业循环数，n为漏斗个数。其中，已作业循环数即为已经作业的翻车次数。

另外，当接收到第x个漏斗的低料位信号开关的触发信号时，将W_x赋值为0。

另外，当监测到皮带秤示数与所述总给料量SET的差值大于预设值时，利用PID命令调节漏斗整体调节系数P。其中，调节的间隔时间为一个调节周期时间，即距离皮带秤最远的1号漏斗活化给料机给出的煤到达皮带秤所需的时间。所述漏斗整体调节系数为针对所有漏斗，所有漏斗同时调节。

另外，所述皮带秤保护系数B初始值为1，当监测到皮带秤示数大于预设超量值时，将B赋值为0.5；在将B赋值为0.5后，监测到皮带秤示数小于预设下限值时，将B赋值为0.9。其中，当所述预设超量值设为8500T/H，所述预设下限值设为7000T/H时，监测到皮带秤示数大于8500T/H，则将B赋值为0.5，以迅速减小所有漏斗的给料量百分比，避免皮带秤超量过多被压停。在将B赋值为0.5后，监测到皮带秤示数小于7000T/H时，将B赋值为0.9。所述皮带秤保护系数也是针对所有漏斗，所有漏斗同时调节。

另外，当监测到所述皮带秤示数在规定时间内没有变化时，显示皮带秤示数故障报警提示。其中，所述规定时间可以为一个调节周期时间，也可以比该时间大，例如为10秒，在漏斗活化给料机进行给料的过程中，若监测到所述皮带秤示数在10秒内没有变化时，显示皮带秤示数故障报警提示，并关闭所有漏斗活化给料机。

为了便于理解本发明，下面将以每次翻车为4节车厢，共有9个漏斗和对应的漏斗活化给料机进行作业给料为例，描述本发明实施例，其中，描述的系数仅为示例，并不能限定本发明的保护范围。如图7所示，根据翻车机平台上重车和9个漏斗的对应情况，翻入各漏斗的煤量是不同的，将9个漏斗的出料系数从左至右设为30：100：60：100：60：100：60：100：30，间隔20秒依次开启9号漏斗活化给料机至1号漏斗活化给料机，并按照预设给料量百分比为20％控制9个漏斗活化给料机给料，其中9号漏斗活化给料机的给料第一个到达皮带秤，而1号漏斗活化给料机的给料为最后一个到达皮带秤。之后，根据计算9个漏斗活化给料机的流量系数，其中L_i+1为第i+1个开启的漏斗活化给料机的流量系数，P_i为第i个开启的漏斗活化给料机的皮带秤示数，P_i+1为第i+1个开启的漏斗活化给料机的皮带秤示数，H为所述预设给料量百分比，P₀为0。在确定了9个漏斗活化给料机的流量系数之后，则按照各个流量系数对应给料，并根据皮带秤示数、高料位信号、低料位信号、预设调节系数和流量系数，确定每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比。在确定每个漏斗活化给料机的实际给料量百分比的同时，需要实时监控皮带秤示数、高料位信号和低料位信号，例如，当监测到所述皮带秤示数在规定时间内没有变化时，显示皮带秤示数故障报警提示，或者当监测到皮带秤示数与所述总给料量SET的差值大于预设值时，利用PID命令调节漏斗整体调节系数P，或者当监测到皮带秤示数大于预设超量值时，将所述预设调节系数中的皮带秤保护系数B赋值为0.5；在将B赋值为0.5后，监测到皮带秤示数小于预设下限值时，将B赋值为0.9；当接收到第x个漏斗的高料位信号开关的触发信号时，将第x个漏斗的漏斗翻入量调节系数增加并将其余漏斗的漏斗翻入量调节系数减去当接收到第x个漏斗的低料位信号开关的触发信号时，将所述预设调节系数中的低料位系数W_x赋值为0，即停止第x个漏斗活化给料机给料。

通过本发明实施例，第一利用高料位信号避免冒斗和低料位信号避免大料头的出现，提升翻车机作业稳定性；第二由于每个漏斗活化给料机实际情况不同，测量每个漏斗活化给料机的流量系数，对每个漏斗活化给料机进行调节更精确，保证各漏斗的存煤量大致相同，避免经常出现高低料位触发信号，影响作业效率；第三当触发高低料位信号时，在保证总体给料量不变的情况下调节各漏斗活化给料机的给料量百分比，调节更加快速；第四通过已作业循环数调节单个漏斗的漏斗翻入量调节系数T_x，更加准确；第五利用PID命令控制总体给料量，提高作业效率；第六利用皮带秤保护系数避免皮带机超载，尤其在特殊煤种的情况下，快速降低给料量。通过上述措施，解决了操作司机工作量过大的问题，提升了翻车机作业稳定性，提高了作业效率。

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。