CN105223973A - 一种斗轮式堆取料机取料流量控制方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开提供了一种斗轮式堆取料机取料流控制方法和装置。由于斗轮电机的取料流量与取料机的斗轮电流值或斗轮电压值正相关，因而本发明通过取料机的斗轮电流值或斗轮电压值得到取料机的当前取料流量。进而，比较目标取料流量和当前取料流量，通过PI运算对堆取料机的悬臂回转速度进行调节。由于取料机的取料流量与悬臂回转速度有关，因而通过调节悬臂的回转速度可实现对取料流量的控制，保证取料流量恒定，提高了作业效率。

Description

一种斗轮式堆取料机取料流量控制方法和装置

技术领域

本发明涉及自动控制领域，更具体的说是涉及一种斗轮式堆取料机的取料流量控制方法和装置。

背景技术

斗轮式堆取料机是一种利用斗轮连续取料，用机上的带式输送机连续堆料的有轨式装卸机械。其主要由斗轮机构、悬臂回转机构、悬臂带式输送机、尾车、俯仰机构与大车行走机构组成。

在取料作业时，悬臂回转速度直接影响取料流量(吨/小时或T/H)。人工取料模式下，司机通过回转操作手柄控制悬臂回转速度，以尽量达到取料流量稳定。然而该方法对操作人员技能要求较高，并且劳动负荷较大。

传统半自动、全自动取料模式下，斗轮取料机在自动旋转取料过程中，在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”，臂架的回转速度应按1/cosΦ(Φ为悬臂与大车轨道夹角)函数曲线的变化规律进行调速。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1/cosΦ的关系调整回转速度。此种方法的优点是不用人实时控制回转速度，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，缺点是回转速度很难与取料流量要求建立联系，而且如果料堆比较小，边角比较多的情况下，在一定时间内取料流量较小，严重影响作业效率。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种斗轮式堆取料机取料流量控制方法和装置，以实时调节斗轮式堆取料机的取料流量，保证取料流量恒定，提高作业效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种斗轮式堆取料机取料流量控制方法，其特征在于，包括：

获取所述斗轮式堆取料机的斗轮电流值或斗轮压力值；

根据预设的斗轮电流值与取料流量的对应关系或斗轮压力值与取料流量对应关系，计算所述斗轮式堆取料机的当前取料流量；

比较预设的目标取料流量和当前的取料流量，并根据比较结果进行PI运算调节所述斗轮堆取料机的悬臂回转速度，以调节所述斗轮堆取料机的取料流量。

优选的，所述根据预设的斗轮电流值与取料流量的对应关系或斗轮压力值与所述取料流量对应关系，计算所述斗轮式堆取料机的当前取料流量，包括：

根据预设公式E＝KI+b或E＝KP+b，计算所述斗轮式堆取料机的当前取料量；

其中，E为当前取料流量，I为斗轮电流值，P为斗轮电压值，K和b为测定常数。

优选的，所述比较预设的目标取料流量和当前的取料流量，并根据比较结果进行PI运算调节所述斗轮堆取料机的悬臂回转速度，以调节取料流量，包括：

根据预设公式V_k+1＝V_k+K_b(E_k－E)+E_k/T_i对所述当前取料流量进行PI调节；

其中，V_k+1为目标悬臂回转速度输出值，V_k为当前悬臂回转速度输出值，K_b为比例积分，E_k为目标取料流量，E为当前取料流量，T_i为积分时间。

一种斗轮式堆取料机的取料流量控制装置，包括：

信息采集单元，所述信息采集单元用于获取所述斗轮式堆取料机的斗轮电流值或斗轮压力值；

计算单元，所述计算单元用于根据预设的斗轮电流值与取料流量的对应关系或斗轮压力值与取料流量对应关系，计算所述斗轮式堆取料机的当前取料流量；

调节单元，所述调节单元用于比较预设的目标取料流量和当前的取料流量，并根据比较结果调节所述斗轮堆取料机的悬臂回转速度，以调节所述斗轮堆取料机的取料流量。

优选的，所述调节单元为PI控制器，所述PI控制器用于根据预设公式V_k+1＝V_k+K_b(E_k－E)+E_k/T_i对所述当前取料流量进行PI调节；

其中，V_k+1为目标悬臂回转速度输出值，V_k为当前悬臂回转速度输出值，K_b为比例积分，E_k为目标取料流量，E为当前取料流量，T_i为积分时间。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种斗轮式堆取料机取料流控制方法和装置。由于斗轮电机的取料流量与取料机的斗轮电流值或斗轮电压值正相关，因而本发明通过取料机的斗轮电流值或斗轮电压值得到取料机的当前取料流量。进而，比较目标取料流量和当前取料流量，通过PI运算对堆取料机的悬臂回转速度进行调节。由于取料机的取料流量与悬臂回转速度有关，因而通过调节悬臂的回转速度可实现对取料流量的控制，保证取料流量恒定，提高了作业效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1示出了本发明一种斗轮式堆取料机取料流量控制方法的流程示意图；

图2是示出了本发明一种斗轮式堆取料机取料流量控制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例(一)

参见图1示出了本发明一种斗轮式堆取料机取料流量控制方法的一个实施例的流程示意图。

101：获取斗轮式堆取料机的斗轮电流值或斗轮压力值。

在实际应用中由于市场上存在不同驱动类型的斗轮式堆取料机，因而所获取的信息不同。在电机驱动斗轮的设备上,斗轮取料流量与斗轮电机电流正向相关，液压马达驱动斗轮的设备上，斗轮取料流量与斗轮压力值正向相关。操作人员可根据获取到的斗轮电流值或斗轮压力值确定斗轮的取料流量。

102：根据预设的斗轮电流值与取料流量的对应关系或斗轮压力值与取料流量对应关系，计算所述斗轮式堆取料机的当前取料流量。

为利于工程实现，我们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斗轮取料流量，将其命名为等效流量E。

E＝KI+b或E＝KP+b

其中，I为斗轮电流，P为斗轮压力，k、b均为测定常数。

我们采取现场实测标定的方法，计算出k、b的值。在实际调试过程中，我们发现在斗轮实际取料过程中，将取料流量分段进行标定。比如最大流量为6000T/H的斗轮机，在0～2000T/H测定k1,b1；2000～4000T/H测定k2,b2；4000～6000T/H测定k3,b3。这样计算出的等效流量更接近实际情况。也就是说，不同的取料流量对应不同的测定常数。

103：比较预设的目标取料流量和当前的取料流量，并根据比较结果进行PI运算调节所述斗轮堆取料机的悬臂回转速度，以调节所述斗轮堆取料机的取料流量。

根据预设公式Vk+1＝Vk+Kb(Ek－E)+Ek/Ti对当前取料流量进行PI调节；

其中，Vk+1为目标悬臂回转速度输出值，Vk为当前悬臂回转速度输出值，Kb为比例积分，Ek为目标取料流量，E为当前取料流量，Ti为积分时间。

将上述PI调节公式输入PI控制器中。控制目标设定为作业需要达到的目标取料流量，公式输入端为斗轮取料流量，公式输出值为悬臂回转速度给定值，该给定值以总线通讯方式或模拟量输出方式送入回转电机变频器。悬臂回转速度即可由取料时的斗轮电流或斗轮压力来控制，所以可有效形成一个闭环控制过程。

需要说明的是，为防止PI调速发生速度输出过大，产生飞车情况，在PI控制器中限定最大的速度输出值Vmax，Vmax＝Kmax*E，Kmax为比例系数，会根据不同的取料位置在现场测算并进行标定。

由此可见，本发明通过取料机的斗轮电流值或斗轮电压值得到取料机的当前取料流量。进而，比较目标取料流量和当前取料流量，通过PI运算对堆取料机的悬臂回转速度进行调节。由于取料机的取料流量与悬臂回转速度有关，因而通过调节悬臂的回转速度可实现对取料流量的控制，保证取料流量恒定，提高了作业效率。

实施例(二)

对应上述方法，本发明还公开了一种与上述方法相对应的装置。参见图2示出了本发明一种斗轮式堆取料机取料流量控制装置的结构示意图。

该装置主要包括：信息采集单元1，所述信息采集单元1用于获取所述斗轮式堆取料机的斗轮电流值或斗轮压力值。

与信息采集单元1相连的计算单元2，所述计算单元2用于根据预设的斗轮电流值与取料流量的对应关系或斗轮压力值与取料流量对应关系，计算所述斗轮式堆取料机的当前取料流量。

与所述计算单元2相连的调节单元3，所述调节单元3用于比较预设的目标取料流量和当前的取料流量，并根据比较结果调节所述斗轮堆取料机的悬臂回转速度，以调节所述斗轮堆取料机的取料流量。

可选的，该调节单元3可采用PI控制器实现。具体实现方式如下：

该PI控制器根据预设公式V_k+1＝V_k+K_b(E_k－E)+E_k/T_i对当前取料流量进行PI调节。其中，V_k+1为目标悬臂回转速度输出值，V_k为当前悬臂回转速度输出值，K_b为比例积分，E_k为目标取料流量，E为当前取料流量，T_i为积分时间。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种斗轮式堆取料机取料流量控制方法，其特征在于，包括：

获取所述斗轮式堆取料机的斗轮电流值或斗轮压力值；

根据预设的斗轮电流值与取料流量的对应关系或斗轮压力值与取料流量对应关系，计算所述斗轮式堆取料机的当前取料流量；

比较预设的目标取料流量和当前的取料流量，并根据比较结果进行PI运算调节所述斗轮堆取料机的悬臂回转速度，以调节所述斗轮堆取料机的取料流量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设的斗轮电流值与取料流量的对应关系或斗轮压力值与所述取料流量对应关系，计算所述斗轮式堆取料机的当前取料流量，包括：

根据预设公式E＝KI+b或E＝KP+b，计算所述斗轮式堆取料机的当前取料量；

其中，E为当前取料流量，I为斗轮电流值，P为斗轮电压值，K和b为测定常数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述比较预设的目标取料流量和当前的取料流量，并根据比较结果进行PI运算调节所述斗轮堆取料机的悬臂回转速度，以调节取料流量，包括：

根据预设公式V_k+1＝V_k+K_b(E_k－E)+E_k/T_i对所述当前取料流量进行PI调节；

其中，V_k+1为目标悬臂回转速度输出值，V_k为当前悬臂回转速度输出值，K_b为比例积分，E_k为目标取料流量，E为当前取料流量，T_i为积分时间。

4.一种斗轮式堆取料机的取料流量控制装置，其特征在于，包括：

信息采集单元，所述信息采集单元用于获取所述斗轮式堆取料机的斗轮电流值或斗轮压力值；

计算单元，所述计算单元用于根据预设的斗轮电流值与取料流量的对应关系或斗轮压力值与取料流量对应关系，计算所述斗轮式堆取料机的当前取料流量；

调节单元，所述调节单元用于比较预设的目标取料流量和当前的取料流量，并根据比较结果调节所述斗轮堆取料机的悬臂回转速度，以调节所述斗轮堆取料机的取料流量。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述调节单元为PI控制器，所述PI控制器用于根据预设公式V_k+1＝V_k+K_b(E_k－E)+E_k/T_i对所述当前取料流量进行PI调节；

其中，V_k+1为目标悬臂回转速度输出值，V_k为当前悬臂回转速度输出值，K_b为比例积分，E_k为目标取料流量，E为当前取料流量，T_i为积分时间。