取料机取料流量控制方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程控制领域，具体地，涉及一种取料机取料流量控制方法和装置。
【背景技术】
[0002]在斗轮式取料机进行取料作业时，悬臂回转速度直接影响瞬时取料流量(单位通常为吨/小时或T/Η)。在人工取料模式下，司机通过回转操作手柄来控制悬臂回转速度，并通过观察悬臂皮带上的物料实时视频系统、斗轮电流或斗轮压力、皮带秤数据等来增加或者减少悬臂回转速度，以尽量达到取料流量稳定。其优点是取料流量稳定，取料边界换向灵活，但缺点是对操作人员技能要求较高，并且劳动负荷较大。
[0003]在传统半自动、全自动取料模式下，斗轮式取料机在自动旋转取料过程中，在悬臂回转角度一定的情况下，斗中的物料充满量是变化的。远离轨道，取料量小；悬臂垂直轨道时，取料量为零。正常取料作业过程中，为了消除取料过程中的“月牙损失”，臂架的悬臂回转速度应按l/cos? (Φ为悬臂与大车轨道之间的夹角)函数曲线的变化规律进行调速，以使臂架在任意角度下，在相同的时间内尽量保持取料流量稳定。一般在接近轨道处PLC给回转一个基准悬臂回转速度，远离轨道处按照l/cos?的关系来调整悬臂回转速度。此种方法的优点是不用人实时控制悬臂回转速度，在物料料堆比较庞大的情况下，取料流量能够保持在一定的值之上，缺点是悬臂回转速度很难与瞬时取料流量建立联系，而且如果料堆比较小、边角比较多，则在一定时间内瞬时取料流量会较小，这严重影响了作业效率。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种取料机取料流量控制方法和装置，其能够减小司机的劳动负荷，保持取料流量稳定，提高作业效率。
[0005]为了实现上述目的，本发明提供一种取料机取料流量控制方法，该方法包括:依据斗轮电流或斗轮压力来获取实际瞬时取料流量；将所获取的实际瞬时取料流量与目标瞬时取料流量进行比较；以及依据比较结果来设置取料机的悬臂回转速度。
[0006]本发明还提供一种取料机取料流量控制装置，该装置包括:实际瞬时取料流量获取模块，用于依据斗轮电流或斗轮压力来获取实际瞬时取料流量；比较模块，用于将所获取的实际瞬时取料流量与目标瞬时取料流量进行比较；以及悬臂回转速度设置模块，用于依据比较结果来设置取料机的悬臂回转速度。
[0007]通过上述技术方案，由于根据本发明的取料机取料流量控制方法和装置依据斗轮电流或斗轮压力来获取实际瞬时取料流量、将所获取的实际瞬时取料流量与目标瞬时取料流量进行比较并依据比较结果来设置取料机的悬臂回转速度，因此其能够保持取料流量稳定，提高作业效率，并减小司机的劳动负荷。
[0008]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】
[0009]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:
[0010]图1是根据本发明一种实施方式的取料机取料流量控制方法的流程图；以及
[0011]图2是根据本发明一种实施方式的取料机取料流量控制系统的示意框图。
【具体实施方式】
[0012]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。
[0013]本发明提供一种取料机取料流量控制方法，如图1所示，该方法包括以下步骤:
[0014]步骤S1、依据斗轮电流或斗轮压力来获取实际瞬时取料流量；
[0015]步骤S2、将所获取的实际瞬时取料流量与目标瞬时取料流量进行比较；以及
[0016]步骤S3、依据比较结果来设置取料机的悬臂回转速度。
[0017]目前常用的斗轮式取料机通常可以包括电机直接启动式斗轮取料机和液压马达式斗轮取料机。电机直接启动式斗轮取料机的斗轮瞬时取料流量与斗轮电机电流正向相关，而液压马达驱动的斗轮取料机在斗轮转速不变的情况下其斗轮瞬时取料流量与斗轮压力值正向相关。因此，在步骤S1中，可以依据斗轮电流或斗轮压力与瞬时取料流量的上述关系来获取实际瞬时取料流量。为利于工程实现，本发明采用线性相关的公式将斗轮电流或斗轮压力折算成近似的所对应的实际斗轮瞬时取料流量，也即，可以依据以下公式来获取实际瞬时取料流量:
[0018]E实际=匕工+^^或 E 实际=k2P+b2 (1)
[0019]其中，I为斗轮电流，P为斗轮压力，kpbpkjP 132均为测定常数。k^bnk2和匕的值可以采取现场实测标定的方法来获得。
[0020]另外，本发明的发明人还发现，若使不同的实际瞬时取料流量分段对应着不同的WiaPh常数值，则依据公式⑴计算出的瞬时取料流量更接近实际情况。因此，在本发明中，将瞬时取料流量分段进行标定以得到各个分段所对应的k1、b1、匕和b 2测定常数。例如，若斗轮式取料机的最大实际瞬时取料流量为6000T/H，则在kpbpkjP b 2测定常数的标定过程中，可以在0?2000T/H的实际瞬时取料流量分段内进行标定使得该分段内的匕、bn k2^P b 2测定常数分别为k n、bn、M口 b 21;在2000?4000T/H的实际瞬时取料流量分段内进行标定使得该分段内的4、匕、匕和b 2测定常数分别为k 12、b12、k22和b 22;在4000?6000T/H的实际瞬时取料流量分段内进行标定使得该分段内的kpbpkjP b 2测定常数分别为 ki3、b13、k23和 b 23。
[0021]优选地，为了防止因调速发生悬臂回转速度输出过大而产生飞车情况，根据本发明的取料机取料流量控制方法还可以包括:将依据比较结果设置的悬臂回转速度与预设的悬臂回转速度上限值进行比较；若依据比较结果设置的悬臂回转速度小于所述悬臂回转速度上限值，则将依据比较结果设置的悬臂回转速度输出给回转电机变频器；以及若依据比较结果设置的悬臂回转速度大于所述悬臂回转速度上限值，则将所述悬臂回转速度上限值输出给所述回转电机变频器。其中悬臂回转速度上限值或者依据比较结果设置的悬臂回转速度可以通过总线通讯方式或模拟量输出的方式传送给回转电机变频器。
[0022]例如，所述悬臂回转速度上限值可以由以下公式给出:
[0023]Vmax= K max*E 目标(2)
[0024]其中，K_为比例系数，E w为所述目标瞬时取料流量。K_会根据不同的取料位置在现场测算并进行标定，以兼顾安全性和高取料效率。公式(2)仅是示例，其他诸如非线性关系式也是可行的。
[0025]优选地，根据本发明的方法可以通过PID或ΡΙ的方式来依据比较结果设置所述取料机的悬臂回转速度。例如，可以利用比例积分ΡΙ调节控制原理来建立如下所示的简化的数学函数关系式:
[0026]Vk= V k i+Kb (Ek_E目标)+E./T, (3)
[0027]其中，\是？1调节后的悬臂回转速度?^是？〗调节前的悬臂回转速度；1(和13是如上公式(1)中所述的测定常数；Ek是当前实际瞬时取料流量；E 是目标瞬时取料流量；以及?\是积分时间。
[0028]将公式⑴和⑶以PLC编程语言输入PLC后，即可通过取料时的斗轮电流或斗轮压力来控制悬臂回转速度，所以可有效形成一个闭环控制过程，并使实际瞬时取料流量尽量稳定在目标瞬时取料流量附近。
[0029]本发明还提供一种取料机取料流量控制装置，如图2所示，该装置包括:实际瞬时取料流量获取模块21，用于依据斗轮电流或斗轮