專利名稱：一種鏈箅機(jī)的料層厚度自動(dòng)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域。具體涉及一種鏈箅機(jī)的料層厚度自動(dòng)控制裝置。
背景技術(shù)：
鏈箅機(jī)是球團(tuán)生產(chǎn)線的核心設(shè)備，其機(jī)體箅床主要由牽引鏈節(jié)、箅板、側(cè)板和小軸等組成。傳動(dòng)裝置通過傳動(dòng)軸帶動(dòng)箅床運(yùn)轉(zhuǎn)，生球在箅床上處于相對(duì)靜止，隨箅床前移，經(jīng)過干燥、脫水和預(yù)熱，進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯。顯然，生球在箅床上分布的厚度及其均勻度直接影響干燥、脫水和預(yù)熱的效果，因此鏈箅機(jī)的料層厚度控制至關(guān)重要。目前生產(chǎn)線上使用的鏈箅機(jī)，承載能力已超過百萬噸，而球團(tuán)燒結(jié)過程中厚度控制是一個(gè)存在眾多干擾因素、非線性、強(qiáng)耦合和嚴(yán)重不確定性的復(fù)雜過程。現(xiàn)有的鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯控制系統(tǒng)的控制方式大多采用人工手動(dòng)控制方式(廖柏林.基于粗糙集理論的鏈箅機(jī)-回轉(zhuǎn)窯智能優(yōu)化系統(tǒng).鞍山科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2006,8)，當(dāng)料層厚度過高時(shí)，依賴人工降低鏈箅機(jī)機(jī)速，從而降低生球布料量，隨著布料量的減少，料層厚度減少。當(dāng)料層厚度過低時(shí)，增加鏈箅機(jī)機(jī)速，隨著布料量的增加，料層厚度增加。因此球團(tuán)生產(chǎn)質(zhì)量受到人為因素的影響，不利于球團(tuán)礦產(chǎn)量和質(zhì)量的提高，同時(shí)也造成了能量的消耗。目前已有的厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)(徐紹川.基于自適應(yīng)專家控制的鏈箅機(jī)料厚自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).燒結(jié)球團(tuán)， 2009，10)存在系統(tǒng)較為復(fù)雜、知識(shí)獲取困難等缺陷，因此在應(yīng)用中難于實(shí)現(xiàn)。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型旨在克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，目的是提供一種成本低、安全穩(wěn)定、有利于生產(chǎn)控制、節(jié)能降耗、生產(chǎn)作業(yè)率高和能提高球團(tuán)質(zhì)量的鏈箅機(jī)的料層厚度自動(dòng)控制裝置。為實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是該裝置包括低壓供電系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)和電機(jī)控制系統(tǒng)；低壓供電系統(tǒng)分別與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的一端與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)相連，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的另一端與電機(jī)控制系統(tǒng)的輸入端連接，電機(jī)控制系統(tǒng)的輸出端分別與電機(jī)Ml和電機(jī)M2連接，電機(jī) Ml驅(qū)動(dòng)鏈箅機(jī)機(jī)頭鏈條，電機(jī)M2驅(qū)動(dòng)鏈箅機(jī)的機(jī)尾鏈條。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)由PLC控制站、工控機(jī)和操作臺(tái)組成；PLC控制站分別通過第一總線電纜和第一信號(hào)電纜與對(duì)應(yīng)的工控機(jī)和操作臺(tái)連接，PLC控制站分別通過第二總線電纜和第二信號(hào)電纜與對(duì)應(yīng)的電機(jī)控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接。PLC控制站與工控機(jī)之間采用PR0FIBUS數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括皮帶式稱重機(jī)、厚度檢測(cè)儀和旋轉(zhuǎn)編碼器；皮帶式稱重機(jī)安裝在皮帶運(yùn)輸機(jī)的下面，厚度檢測(cè)儀安裝在鏈箅機(jī)入口處，旋轉(zhuǎn)編碼器安裝在電機(jī)Ml上的輸出軸上，皮帶式稱重機(jī)、厚度檢測(cè)儀和旋轉(zhuǎn)編碼器分別與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)連接。所述的皮帶運(yùn)輸機(jī)位于小球篩分機(jī)的尾部下方。在生產(chǎn)過程中用皮帶秤測(cè)定生球布料量(kg/min)，用計(jì)算機(jī)按下式(1)計(jì)算鏈箅機(jī)目標(biāo)速度Sl (m/min)，每^iin進(jìn)行一次機(jī)速前饋控制；[0010]Sl = WT/ (KXLOXffO)(1)[0011]式⑴中S1—鏈箅機(jī)的目標(biāo)速度，m/min ；[0012]WO——鏈箅機(jī)的寬度，mm ；[0013]LO——鏈箅機(jī)料層厚度的給定值，mm ；[0014]WT——T分鐘前的生球布料量，T = 2 ；[0015]K——生球堆比重，t/(m2X 106)，[0016]生球堆比重K值按下式計(jì)算[0017]K = WP/ (VPXLPXffL)(2)[0018]式中WP——當(dāng)前的生球布料量，kg/mm ；[0019]SP——鏈箅機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行速度，m/min ；[0020]LP——鏈箅機(jī)當(dāng)前的料層厚度采樣值，mm ；[0021]WL——生球布料的實(shí)際寬度，mm。[0022]該裝置在工作過程中，每anin用皮帶式稱重機(jī)采集--次生球布料量WP，再通過采
集鏈箅機(jī)速度SP和料層厚度LP，按公式( 計(jì)算，獲得K值。將K值代入公式(1)計(jì)算鏈箅機(jī)速度Si，當(dāng)料層厚度過高時(shí)，K值增加，該裝置則自動(dòng)降低鏈箅機(jī)速度Si，料層厚度降低；當(dāng)料層厚度過低時(shí)，K值減少，該裝置則自動(dòng)提升鏈箅機(jī)速度Si,料層厚度增加。由于采用上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型首先能自動(dòng)準(zhǔn)確檢測(cè)生球布料量、鏈箅機(jī)的運(yùn)行速度以及料層厚度。再根據(jù)以上參數(shù)計(jì)算料層厚度的誤差，即計(jì)算鏈箅機(jī)運(yùn)行速度的誤差，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整鏈箅機(jī)運(yùn)行速度，減少人為因素的影響，達(dá)到對(duì)鏈箅機(jī)料層厚度的自動(dòng)控制，使得現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。對(duì)鏈箅機(jī)厚度控制僅采用三個(gè)傳感器，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，在降低成本的同時(shí)，減少了干擾的影響。尤其是PLC控制站與工控機(jī)之間采用PR0FIBUS數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，解決了遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸問題，提高了系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。因此，本實(shí)用新型具有成本低、安全穩(wěn)定、生產(chǎn)作業(yè)率高、節(jié)能降耗、能大幅提高產(chǎn)品質(zhì)量的特點(diǎn)，能使系統(tǒng)的可靠性及鏈箅機(jī)的整體性能得到極大的提高。

圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1中的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)5的示意圖；圖3是圖1中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)7的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述，并非對(duì)其保護(hù)范圍的限制實(shí)施例1一種鏈箅機(jī)的料層厚度自動(dòng)控制裝置。該裝置如圖1所示，包括低壓供電系統(tǒng)7、 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)6、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)8和電機(jī)控制系統(tǒng)4。低壓供電系統(tǒng)7分別與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)6和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)8連接，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)6的一端與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)8相連，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)6的另一端與電機(jī)控制系統(tǒng)4的輸入端連接，電機(jī)控制系統(tǒng)4的輸出端分別與電機(jī) Ml和電機(jī)M2連接，電機(jī)Ml驅(qū)動(dòng)鏈箅機(jī)機(jī)頭鏈條3，電機(jī)M2驅(qū)動(dòng)鏈箅機(jī)的機(jī)尾鏈條5。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)6如圖2所示，由PLC控制站13、工控機(jī)15和操作臺(tái)11組成。PLC 控制站13分別通過第一總線電纜14和第一信號(hào)電纜12與對(duì)應(yīng)的工控機(jī)15和操作臺(tái)11 連接，PLC控制站13分別通過第二總線電纜9和第二信號(hào)電纜10與對(duì)應(yīng)的電機(jī)控制系統(tǒng)4 和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)8連接。PLC控制站13與工控機(jī)15之間采用PR0FIBUS數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)8如圖3所示，包括皮帶式稱重機(jī)18、厚度檢測(cè)儀17和旋轉(zhuǎn)編碼器 16。皮帶式稱重機(jī)18安裝在皮帶運(yùn)輸機(jī)2的下面，厚度檢測(cè)儀17安裝在鏈箅機(jī)入口處，旋轉(zhuǎn)編碼器16安裝在電機(jī)Ml上的輸出軸上，皮帶式稱重機(jī)18、厚度檢測(cè)儀17和旋轉(zhuǎn)編碼器 16分別與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)6連接。本實(shí)施例中，皮帶運(yùn)輸機(jī)2位于小球篩分機(jī)1的尾部下方。本裝置的使用方法是在生產(chǎn)過程中用皮帶秤測(cè)定生球布料量(kg/min)，用計(jì)算機(jī)按下式計(jì)算鏈箅機(jī)目標(biāo)速度Sl (m/min)，每^iin進(jìn)行一次機(jī)速前饋控制；Sl = WT/(K X LO X W0)(1)式(1)中S1——鏈箅機(jī)的目標(biāo)速度，m/min ；WO——鏈箅機(jī)的寬度，謹(jǐn)；LO——鏈箅機(jī)料層厚度的給定值，mm ；WT——T分鐘前的生球布料量，T = 2 ；K——生球堆比重，t/(m2X 106)， 生球堆比重K值按下式計(jì)算K = WP/(VP X LP X WL)(2)式⑵中WP——當(dāng)前的生球布料量，kg/mm ；SP——鏈箅機(jī)當(dāng)前的運(yùn)行速度，m/min ；LP——鏈箅機(jī)當(dāng)前的料層厚度采樣值，mm ；WL——生球布料的實(shí)際寬度，mm。該裝置在工作過程中，每aiiin用皮帶式稱重機(jī)18采集一次生球布料量WP，再通過采集鏈箅機(jī)速度SP和料層厚度LP，按公式( 計(jì)算，獲得K值。將K值代入公式(1)計(jì)算鏈箅機(jī)速度Si，當(dāng)料層厚度過高時(shí)，K值增加，該裝置則自動(dòng)降低鏈箅機(jī)速度Si，料層厚度降低；當(dāng)料層厚度過低時(shí)，K值減少，該裝置則自動(dòng)提升鏈箅機(jī)速度Si，料層厚度增加。本實(shí)施例首先能自動(dòng)準(zhǔn)確檢測(cè)生球布料量、鏈箅機(jī)的運(yùn)行速度以及料層厚度。再根據(jù)以上參數(shù)計(jì)算料層厚度的誤差，即計(jì)算鏈箅機(jī)運(yùn)行速度Si的誤差，由計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 6自動(dòng)調(diào)整鏈箅機(jī)運(yùn)行速度，減少人為因素的影響，達(dá)到對(duì)鏈箅機(jī)料層厚度的自動(dòng)控制，使得現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。對(duì)鏈箅機(jī)厚度控制僅采用三個(gè)傳感器，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集，在降低成本的同時(shí)，減少了干擾的影響。尤其是PLC控制站13與工控機(jī)15之間采用PR0FIBUS數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，解決了遠(yuǎn)距離的信號(hào)傳輸問題，提高了系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性。因此，本裝置具有成本低、安全穩(wěn)定、生產(chǎn)作業(yè)率高、節(jié)能降耗、能大幅提高產(chǎn)品質(zhì)量的特點(diǎn)，能使系統(tǒng)的可靠性及鏈箅機(jī)的整體性能得到極大的提高。
權(quán)利要求1.一種鏈箅機(jī)的料層厚度自動(dòng)控制裝置，其特征在于該裝置包括低壓供電系統(tǒng)[7]、 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)W]、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[8]和電機(jī)控制系統(tǒng)W]；低壓供電系統(tǒng)[7]分別與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[6]和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[8]連接，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)W]的一端與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) [8]相連，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[6]的另一端與電機(jī)控制系統(tǒng)[4]的輸入端連接，電機(jī)控制系統(tǒng) [4]的輸出端分別與電機(jī)Ml和電機(jī)M2連接，電機(jī)Ml驅(qū)動(dòng)鏈箅機(jī)機(jī)頭鏈條[3]，電機(jī)M2驅(qū)動(dòng)鏈箅機(jī)的機(jī)尾鏈條[5]；計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[6]由PLC控制站[13]、工控機(jī)[15]和操作臺(tái)[11]組成；PLC控制站[13]分別通過第一總線電纜[14]和第一信號(hào)電纜[12]與對(duì)應(yīng)的工控機(jī)[15]和操作臺(tái) [11]連接，PLC控制站[13]分別通過第二總線電纜[9]和第二信號(hào)電纜[10]與對(duì)應(yīng)的電機(jī)控制系統(tǒng)[4]和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[8]連接；PLC控制站[13]與工控機(jī)[15]之間采用PR0FIBUS 數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[8]包括皮帶式稱重機(jī)[18]、厚度檢測(cè)儀[17]和旋轉(zhuǎn)編碼器[16]；皮帶式稱重機(jī)[18]安裝在皮帶運(yùn)輸機(jī)[2]的下面，厚度檢測(cè)儀[17]安裝在鏈箅機(jī)入口處，旋轉(zhuǎn)編碼器[16]安裝在電機(jī)Ml上的輸出軸上，皮帶式稱重機(jī)[18]、厚度檢測(cè)儀[17]和旋轉(zhuǎn)編碼器[16]分別與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[6]連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏈箅機(jī)的料層厚度自動(dòng)控制裝置，其特征在于所述的皮帶運(yùn)輸機(jī)[2]位于小球篩分機(jī)[1]的尾部下方。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鏈箅機(jī)的料層厚度自動(dòng)控制裝置。其技術(shù)方案是低壓供電系統(tǒng)[7]分別與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[6]和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[8]連接，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[6]分別與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[8]和電機(jī)控制系統(tǒng)[4]連接，電機(jī)控制系統(tǒng)[4]分別與電機(jī)M1和電機(jī)M2連接，電機(jī)M1和電機(jī)M2分別驅(qū)動(dòng)鏈箅機(jī)機(jī)頭鏈條[3]和機(jī)尾鏈條[5]；PLC控制站[13]分別與工控機(jī)[15]、操作臺(tái)[11]、電機(jī)控制系統(tǒng)[4]和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)[8]連接；PLC控制站[13]與工控機(jī)[15]之間采用PROFIBUS數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)；皮帶式稱重機(jī)[18]、厚度檢測(cè)儀[17]和旋轉(zhuǎn)編碼器[16]分別與計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)[6]連接。本裝置具有成本低、安全穩(wěn)定、生產(chǎn)率高、節(jié)能降耗、整體性能強(qiáng)、可靠性高和能大幅提高產(chǎn)品質(zhì)量的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)C22B1/20GK202072741SQ20112010333
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2011年4月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月11日
發(fā)明者劉振興, 方康玲, 羅山林, 趙敏, 陳國(guó)年, 黃衛(wèi)華 申請(qǐng)人:武漢科技大學(xué)