本發(fā)明屬于冶金工業(yè)測控技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)冷機輔助控制裝置及方法。

背景技術(shù)：

在燒結(jié)生產(chǎn)過程中，配合料在燒結(jié)機臺車上燒結(jié)成塊，經(jīng)單輥破碎機破碎成小塊掉落到環(huán)冷機臺車上，在此過程中，物料的堆比發(fā)生了變化。環(huán)冷機臺車上物料的冷卻主要是靠各段冷風(fēng)機向環(huán)冷機臺車上的物料不斷輸送新鮮的空氣以達(dá)到風(fēng)冷的效果，環(huán)冷機的冷卻效果影響因素很多，主要有環(huán)冷機給料量，環(huán)冷機給料溫度，冷風(fēng)機送風(fēng)量，環(huán)冷機速度等。一般的，根據(jù)整個工藝生產(chǎn)情況，環(huán)冷機速度是跟前面的燒結(jié)機速度聯(lián)鎖的，即與燒結(jié)生產(chǎn)能力相匹配，而冷卻效果的保障基本都是通過調(diào)節(jié)冷風(fēng)機送風(fēng)量來實現(xiàn)的。冷卻風(fēng)機送風(fēng)量的調(diào)節(jié)基本都是粗放的，與溫度相關(guān)的時延較大的調(diào)節(jié)。

燒結(jié)機環(huán)冷機速度聯(lián)調(diào)主要依靠理論計算做比例聯(lián)調(diào)，無法針對料量變化進(jìn)行實施調(diào)整，由于物料在燒結(jié)機臺車上的走行時間很長，這種控制方式在環(huán)冷機上物料量還沒有變化時就開始調(diào)整環(huán)冷機速度，發(fā)生超調(diào)現(xiàn)象，給環(huán)冷機控制帶來不必要的擾動以至頻繁操作風(fēng)門，增加不必要的工作量。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供一種環(huán)冷機輔助控制裝置及方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種環(huán)冷機輔助控制裝置，包括：

耐高溫物位掃描儀、環(huán)冷機速度檢測裝置和環(huán)冷機輔助控制器；所述環(huán)冷機輔助控制器包括：數(shù)據(jù)采集單元和中央控制器；

所述耐高溫物位掃描儀通過支架設(shè)置在環(huán)冷機臺車的上方，環(huán)冷機速度檢測裝置安裝在環(huán)冷機傳動摩擦板上；所述耐高溫物位掃描儀的輸出端和環(huán)冷機速度檢測裝置的輸出端分別通過數(shù)據(jù)采集單元連接中央控制器，中央控制器連接廠級控制系統(tǒng)。

所述耐高溫物位掃描儀的高度使耐高溫物位掃描儀的掃描范圍能夠覆蓋整個環(huán)冷機臺車。

采用環(huán)冷機輔助控制裝置的環(huán)冷機輔助控制方法，包括如下步驟：

步驟1：在中央控制器中設(shè)定參數(shù)，所述參數(shù)包括：燒結(jié)機臺車結(jié)構(gòu)、燒結(jié)機臺車尺寸、環(huán)冷機臺車結(jié)構(gòu)和環(huán)冷機臺車尺寸；

步驟2：耐高溫物位掃描儀和環(huán)冷機速度檢測裝置分別實時采集環(huán)冷機中料面高度形狀和環(huán)冷機速度v2，并通過數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送給中央控制器；

步驟3：中央控制器接收環(huán)冷機中料面高度形狀和環(huán)冷機速度v2；

步驟4：環(huán)冷機輔助控制器實時通過廠級控制系統(tǒng)獲取燒結(jié)機料厚檢測裝置采集的燒結(jié)機臺車料厚和燒結(jié)機速度v1；

步驟5：當(dāng)生產(chǎn)穩(wěn)定即原料配比和燒結(jié)礦產(chǎn)量保持不變的情況下，中央控制器計算燒結(jié)機臺車和環(huán)冷機臺車料塊體積比K，并依此得到控制區(qū)間K±5％：

步驟5-1：中央控制器根據(jù)燒結(jié)機臺車結(jié)構(gòu)、燒結(jié)機臺車尺寸、燒結(jié)機臺車料厚以及燒結(jié)機速度v1計算t時間內(nèi)經(jīng)過燒結(jié)機料厚檢測裝置下方的料塊體積V1；同時根據(jù)環(huán)冷機臺車結(jié)構(gòu)、環(huán)冷機尺寸、料面高度形狀以及環(huán)冷機速度v2計算出t時間內(nèi)經(jīng)過環(huán)冷機耐高溫物位掃描儀下方的料塊體積V2；其中，t時間是根據(jù)工況預(yù)設(shè)的時間參數(shù)；

步驟5-2：中央控制器重復(fù)執(zhí)行步驟5-1，得到多組V1和V2，并分別計算V1和V2的比值，得到多個K*＝V1/V2；

步驟5-3：中央控制器計算多個K*的平均值K，并將K±5％作為控制區(qū)間存儲。

步驟6：中央控制器根據(jù)燒結(jié)機速度v1和環(huán)冷機速度v2計算相同料塊從燒結(jié)機料厚檢測裝置下方傳送到耐高溫物位掃描儀下方的延時時間t1；

步驟7：生產(chǎn)過程中，中央控制器根據(jù)燒結(jié)機臺車結(jié)構(gòu)、燒結(jié)機臺車尺寸、燒結(jié)機臺車料厚以及燒結(jié)機速度v1實時計算t′時間內(nèi)經(jīng)過燒結(jié)機料厚檢測裝置下方的料塊體積V1′，t1時間后，中央控制器根據(jù)環(huán)冷機臺車結(jié)構(gòu)、環(huán)冷機尺寸、料面高度形狀以及環(huán)冷機速度v2實時計算t′時間內(nèi)經(jīng)過耐高溫物位掃描儀下方的料塊體積V2′；

步驟8：中央控制器計算V1′/V2′，并判斷V1′/V2′是否在控制區(qū)間[K-5％，K+5％]內(nèi)，是，執(zhí)行步驟10，否則，向廠級控制系統(tǒng)發(fā)送聯(lián)調(diào)比例偏差信號，并執(zhí)行步驟9；

步驟9：廠級控制系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)調(diào)比例偏差信號對環(huán)冷機速度v2進(jìn)行調(diào)整：當(dāng)V1′/V2′＞K+5％時，廠級控制系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)調(diào)比例偏差信號逐步減小環(huán)冷機速度v2，使燒結(jié)機-環(huán)冷機聯(lián)調(diào)比例信號S增大；當(dāng)V1′/V2′＜K-5％，廠級控制系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)調(diào)比例偏差信號逐步增加環(huán)冷機速度v2，使燒結(jié)機-環(huán)冷機聯(lián)調(diào)比例信號S減小；所述S＝v1/v2；

步驟10：中央控制器將V2′發(fā)送給廠級控制系統(tǒng)，廠級控制系統(tǒng)根據(jù)V2′和冷卻風(fēng)機位置實時調(diào)整各冷風(fēng)機送風(fēng)量。

有益效果：本發(fā)明的一種環(huán)冷機輔助控制裝置及方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)勢：

(1)根據(jù)實際物料作為冷風(fēng)機送風(fēng)量調(diào)節(jié)的前饋條件，及時補償因冷卻物料量變化對冷卻風(fēng)量的需求，提高控制質(zhì)量，減少動態(tài)偏差，結(jié)合溫度檢測的反饋控制，保障環(huán)冷機的運行效果；

(2)通過對比物料在燒結(jié)機臺車上與環(huán)冷機臺車上體積的變化為燒結(jié)機-環(huán)冷機速度聯(lián)調(diào)比例提供修正依據(jù)；通過物料體積的檢測，為冷卻風(fēng)機送風(fēng)量提供一個合理可靠的前饋條件，提高控制的效率與精度，使環(huán)冷機的冷卻更加高效。

附圖說明

圖1本發(fā)明一種實施方式的一種環(huán)冷機輔助控制裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2本發(fā)明一種實施方式的環(huán)冷機的俯視圖；

圖3本發(fā)明一種實施方式的環(huán)冷機的剖視圖；

圖4本發(fā)明一種實施方式的燒結(jié)機的俯視圖；

圖5本發(fā)明一種實施方式的燒結(jié)機的剖視圖；

圖中：1-耐高溫物位掃描儀，2-環(huán)冷機速度檢測裝置，3-環(huán)冷機輔助控制器，4-環(huán)冷機臺車，5-燒結(jié)機臺車料厚檢測裝置，6-燒結(jié)機臺車，7-支架；

圖6本發(fā)明一種實施方式的一種環(huán)冷機輔助控制方法流程圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一種實施方式作詳細(xì)說明。

如圖1所示，本實施方式的一種環(huán)冷機輔助控制裝置，包括：

耐高溫物位掃描儀、環(huán)冷機速度檢測裝置和環(huán)冷機輔助控制器；所述環(huán)冷機輔助控制器包括：數(shù)據(jù)采集單元和中央控制器；

所述耐高溫物位掃描儀輸出端和環(huán)冷機速度檢測裝置輸出端分別通過數(shù)據(jù)采集單元連接中央控制器，中央控制器與廠級控制系統(tǒng)相連。

如圖2-3所示，所述耐高溫物位掃描儀1通過支架7設(shè)置在環(huán)冷機臺車4的上方，其高度使掃描范圍能夠覆蓋整個環(huán)冷機臺車，用于檢測物料堆積的形狀與高度；環(huán)冷機輔助控制器3放置在環(huán)冷機臺車附近。環(huán)冷機速度檢測裝置2安裝在環(huán)冷機傳動摩擦板上。

如圖4-5所示，燒結(jié)機臺車料厚檢測裝置5安裝于燒結(jié)機臺6車上方，用于檢測燒結(jié)機臺車中料厚，并發(fā)送給廠級控制系統(tǒng)。

所述耐高溫物位掃描儀1采用型號為APM-3D的物位計；所述環(huán)冷機速度檢測裝置2使用專利號為ZL 2013.2.053698.8的速度檢測裝置，專利申請日為2013年08月22日；數(shù)據(jù)采集單元即I/O單元采用IBIL24AI4-PAC；中央控制器采用ILC470ETH1TX。

如圖6所示，采用環(huán)冷機輔助控制裝置的環(huán)冷機輔助控制方法，包括如下步驟：

步驟1：在中央控制器中設(shè)定預(yù)設(shè)參數(shù)，所述預(yù)設(shè)參數(shù)包括：燒結(jié)機臺車結(jié)構(gòu)，燒結(jié)機臺車尺寸，環(huán)冷機臺車結(jié)構(gòu)，環(huán)冷機臺車尺寸；

步驟2：耐高溫物位掃描儀和環(huán)冷機速度檢測裝置分別實時采集環(huán)冷機中料面高度形狀和環(huán)冷機速度v2，并通過數(shù)據(jù)采集單元發(fā)送給中央控制器；

步驟3：中央控制器接收環(huán)冷機中料面高度形狀和環(huán)冷機速度v2；

步驟4：環(huán)冷機輔助控制器實時通過廠級控制系統(tǒng)獲取燒結(jié)機料厚檢測裝置采集的燒結(jié)機臺車料厚和燒結(jié)機速度v1；

步驟5：當(dāng)生產(chǎn)穩(wěn)定即原料配比和燒結(jié)礦產(chǎn)量保持不變的情況下，中央控制器計算燒結(jié)機臺車和環(huán)冷機臺車料塊體積比K，并依此得到控制區(qū)間K±5％：

步驟5-1：中央控制器根據(jù)燒結(jié)機臺車結(jié)構(gòu)、燒結(jié)機臺車尺寸、燒結(jié)機臺車料厚以及燒結(jié)機速度v1計算t時間內(nèi)經(jīng)過燒結(jié)機料厚檢測裝置下方的料塊體積V1；同時根據(jù)環(huán)冷機臺車結(jié)構(gòu)、環(huán)冷機尺寸、料面高度形狀以及環(huán)冷機速度v2計算出t時間內(nèi)經(jīng)過環(huán)冷機耐高溫物位掃描儀下方的料塊體積V2；其中，t時間是根據(jù)工況預(yù)設(shè)的時間參數(shù)；本實施方式中，在生產(chǎn)穩(wěn)定的情況下，標(biāo)定時間即t為1小時，標(biāo)定完成后自動結(jié)束，切換至成產(chǎn)狀態(tài)。

步驟5-2：中央控制器重復(fù)執(zhí)行步驟5-1，得到多組V1和V2，并分別計算V1和V2的比值，得到多個K*＝V1/V2；

步驟5-3：中央控制器計算多個K*的平均值K，并將K±5％作為控制區(qū)間存儲。

步驟6：中央控制器根據(jù)燒結(jié)機速度v1和環(huán)冷機速度v2計算相同料塊從燒結(jié)機料厚檢測裝置下方傳送到耐高溫物位掃描儀下方的延時時間t1；

步驟7：生產(chǎn)過程中，中央控制器根據(jù)燒結(jié)機臺車結(jié)構(gòu)、燒結(jié)機臺車尺寸、燒結(jié)機臺車料厚以及燒結(jié)機速度v1實時計算t′時間內(nèi)經(jīng)過燒結(jié)機料厚檢測裝置下方的料塊體積V1′，t1時間后，環(huán)冷機輔助控制器根據(jù)環(huán)冷機臺車結(jié)構(gòu)、環(huán)冷機尺寸、料面高度形狀以及環(huán)冷機速度v2實時計算t′時間內(nèi)經(jīng)過耐高溫物位掃描儀下方的料塊體積V2′；

步驟8：中央控制器計算V1′/V2′，并判斷V1′/V2′是否在控制區(qū)間[K-5％，K+5％]內(nèi)，是，執(zhí)行步驟10，否則，當(dāng)V1′/V2′＞K+5％時，向廠級控制系統(tǒng)發(fā)送減小環(huán)冷機速度v2的聯(lián)調(diào)比例偏差信號，并執(zhí)行步驟9；當(dāng)V1′/V2′＞K+5％時，向廠級控制系統(tǒng)發(fā)送增加環(huán)冷機速度v2的聯(lián)調(diào)比例偏差信號，并執(zhí)行步驟9；

步驟9：廠級控制系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)調(diào)比例偏差信號對環(huán)冷機速度v2進(jìn)行調(diào)整：當(dāng)V1′/V2′＞K+5％時，廠級控制系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)調(diào)比例偏差信號逐步減小環(huán)冷機速度v2，使燒結(jié)機-環(huán)冷機聯(lián)調(diào)比例信號S增大；當(dāng)V1′/V2′＜K-5％，廠級控制系統(tǒng)根據(jù)聯(lián)調(diào)比例偏差信號逐步增加環(huán)冷機速度v2，使燒結(jié)機-環(huán)冷機聯(lián)調(diào)比例信號S減??；所述S＝v1/v2。

步驟10：中央控制器將V2′發(fā)送給廠級控制系統(tǒng)，廠級控制系統(tǒng)根據(jù)V2′和冷卻風(fēng)機位置實時調(diào)整各冷風(fēng)機送風(fēng)量。