CN110345098A - 窑头排风机风量自动调节方法、装置、***、设备和介质 - Google Patents

窑头排风机风量自动调节方法、装置、***、设备和介质 Download PDF

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林辉
邱枫
王学斯
张泽军
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Abstract

本发明公开了一种窑头排风机风量自动调节方法、装置、***、设备和介质，首先构建窑头排风机风量调节模型；在对窑头排风机进行风量调节之前，设定排风机连接的变频器转速基准值、窑头罩负压基准值以及调节系数；在对窑头排风机进行风量调节时，实时获取窑头罩负压，根据上述设定的各参数值，通过窑头排风机风量调节模型计算得到窑头排风机所连接变频器转速调节值，然后根据转速调节值生成相应的转速调节信号，并且发送至窑头排风机所连接变频器；本发明能够实时、准确的实现对窑头排风机风量的自动调节，降低了操作员的劳动负荷，并且大大提高了窑头排风机风量的调节效率。

Description

窑头排风机风量自动调节方法、装置、***、设备和介质
技术领域
本发明涉及新型干法窑生产技术领域，特别涉及一种窑头排风机风量自动调节方法、装置、***、设备和介质。
背景技术
新型干法窑生产过程中，风、煤、料和窑速是公认的四大操作要素，其中用风问题是最重要，也是最为复杂的控制参数。***用风变数较大，某个部位结构尺寸的细微变化，或外在因素(如积料、结皮和漏风等)的影响，都会使用风状况发生变化，给窑***的产质量、电热耗产生负面影响，实际生产过程中调控操作难度较大。
新型干法窑采用DCS控制***，现有技术中，操作员通过监控窑头罩负压，手动调整窑头排风机转速，控制负压值在-50pa(±20pa)，实现入窑风量和入窑头大布袋风量的平衡，在调整窑头排风机转速的同时，要考虑篦冷机料层厚度、篦冷机风机风量增加带来的影响，给操作员带来较大的工作量。按照传统操作方法，当篦冷机料层变薄或变厚、当增加篦冷机风机风量或降低篦冷机风机风量以及当窑尾风量变化时，操作员都要频繁调整窑头排风机转速，给操作员带来极大的工作量，分散操作员较大的精力；若操作员对窑头罩负压调节不及时，将影响入窑风量以及窑工况。
传统的PID控制器由比例单元(P)、积分单元(I)和微分单元(D)组成，因PID控制不具备良好的动态品质的控制策略，闭环动态品质对PID增益的变化很敏感，所以当被控对象处于经常变化的环境中时，PID控制就不太适合；实践证明PID控制不适用于窑头排风机转速自动调节。
发明内容
本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种窑头排风机风量自动调节方法，该方法能够实时、准确的实现对窑头排风机风量的自动调节，降低了操作员的劳动负荷，提高了窑头排风机风量的调节效率。
本发明的第二目的在于提供一种窑头排风机风量自动调节装置。
本发明的第三目的在于提供一种窑头排风机风量自动调节***。
本发明的第四目的在于提供一种计算设备。
本发明的第五目的在于提供一种存储介质。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：一种窑头排风机风量自动调节方法，步骤如下：
根据窑头排风机所连接的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2、调节系数SET以及窑头罩负压P1构建窑头排风机风量调节模型；
针对于要调节风量的窑头排风机，设定其连接的变频器转速基准值SP；针对于要调节风量的排风机所在窑头，设定窑头罩负压基准值P2；设定调节系数SET；
针对于要调节风量的排风机所在窑头，实时获取窑头罩负压P1；然后根据上述设定的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2和调节系数SET，通过窑头排风机风量调节模型计算得到窑头排风机所连接变频器转速调节值S；
根据窑头排风机风量调节模型计算得到变频器转速调节值S生成相应的转速调节信号，并且发送至窑头排风机所连接的变频器。
优选的，所构建的窑头排风机风量调节模型为：
其中S为窑头排风机所连接变频器转速调节值。
更进一步的，设定窑头罩负压基准值P2为-30±5Pa。
更进一步的，设定调节系数为0.7，针对于要调节风量的窑头排风机，设定其连接的变频器转速基准值SP为600转/分钟。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：一种窑头排风机风量自动调节装置，包括：
模型构建模块，用于根据窑头排风机所连接的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2、调节系数SET以及窑头罩负压P1构建窑头排风机风量调节模型；
第一设定模块，用于针对于要调节风量的窑头排风机，设定其连接的变频器转速基准值SP；
第二设定模块，用于针对于要调节风量的排风机所在窑头，设定窑头罩负压基准值P2；
第三设定模块，用于设定调节系数SET；
获取模块，用于针对于要调节风量的排风机所在窑头，实时获取窑头罩负压P1；
计算模块，用于根据设定的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2和调节系数SET，通过窑头排风机风量调节模型计算得到窑头排风机所连接变频器转速调节值S；
转速调节信号生成模块，用于根据窑头排风机风量调节模型计算得到变频器转速调节值S生成相应的转速调节信号，并且发送至窑头排风机所连接变频器。
优选的，模型构建模块所构建的窑头排风机风量调节模型为：
其中S为窑头排风机所连接变频器转速调节值。
本发明的第三目的通过下述技术方案实现：一种窑头排风机风量自动调节***，包括控制器以及设置在窑头罩的气压传感器；
所述气压传感器连接控制器，用于实时检测窑头罩负压P1，并且将检测到窑头罩负压P1传送给控制器；
所述控制器连接窑头排风机所连接变频器，用于执行实施例1所述的窑头排风机风量自动调节方法。
优选的，所述控制器连接报警器。
本发明的第四目的通过下述技术方案实现：一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现本发明第一目的所述的窑头排风机风量自动调节方法。
本发明的第五目的通过下述技术方案实现：一种存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现本发明第一目的所述的窑头排风机风量自动调节方法。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
(1)本发明窑头排风机风量自动调节方法，首先根据窑头排风机所连接的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2、调节系数SET以及窑头罩负压P1构建窑头排风机风量调节模型；在对窑头排风机进行风量调节之前，首先设定排风机连接的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2以及调节系数SET；在对窑头排风机进行风量调节时，实时获取窑头罩负压P1，根据上述设定的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2和调节系数SET，通过窑头排风机风量调节模型计算得到窑头排风机所连接变频器转速调节值S，然后根据转速调节值S生成相应的转速调节信号，并且发送至窑头排风机所连接变频器。由上述可见，在本发明中，通过窑头排风机风量调节模型实时的针对变频器转速调节值S进行计算，以使得变频器能够控制排风机电机按照相应转速进行旋转，实现排风机风量的自动调节，能够实时、准确的实现对窑头排风机风量的自动调节，降低了操作员的劳动负荷，并且大大提高了窑头排风机风量的调节效率。
(2)本发明窑头排风机风量自动调节方法中，所构建的窑头排风机风量调节模型为S＝SP-(P1-P2)/SET，由上述模型可知，本发明方法将窑头排风机转速与窑头罩压直接的调节关系近似成一个一阶方程，在获取到实时窑头罩负压P1后，按照模型预设条件即能够进行参数(变频器转速调节值)实时条件，不受到操作人员经验的影响；另外根据上述模型可知，本发明方法通过调节窑头罩负压基准值P2使窑头风量控制在一个基准范围内，减少了***风量的波动；并且通过调节系数的设定可以改变转速调节值S的幅度，具有调节灵活以及适用性广的优点。
(3)本发明窑头排风机风量自动调节***中，用于执行窑头排风机风量自动调节方法的控制器还连接报警器，通过报警器进行报警工作，例如当实时获取到的窑头罩负压P1超过一定阈值时，控制器可以驱动报警器进行报警，提醒操作人员排查异常情况。
附图说明
图1是本发明窑头排风机风量自动调节方法流程图。
图2是本发明窑头排风机风量自动调节***结构框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
本实施例公开了一种窑头排风机风量自动调节方法，应用在新型干法窑窑头的排风机上，如图1所示，步骤如下：
步骤S1、根据窑头排风机所连接的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2、调节系数SET以及窑头罩负压P1构建窑头排风机风量调节模型；在本实施例中，构建的窑头排风机风量调节模型为：
其中S为窑头排风机所连接变频器转速调节值。
步骤S2、针对于要调节风量的窑头排风机，设定其连接的变频器转速基准值SP；针对于要调节风量的排风机所在窑头，设定窑头罩负压基准值P2；设定调节系数SET。在本实施例中，可以设定窑头罩负压基准值P2为-30±5Pa，调节系数为0.7，其中窑头罩负压每上升7Pa，则提高窑头排风机转速10转/分钟。针对于要调节风量的窑头排风机，可以设定其连接的变频器转速基准值SP为600转/分钟。上述设定值，可以由操作人员根据新型干法窑生产工艺实际情况进行设定。
步骤S3、针对于要调节风量的排风机所在窑头，实时获取窑头罩负压P1；然后根据上述设定的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2和调节系数SET，通过窑头排风机风量调节模型计算得到窑头排风机所连接变频器转速调节值S；
步骤S4、根据窑头排风机风量调节模型计算得到变频器转速调节值S生成相应的转速调节信号，并且发送至窑头排风机所连接的变频器，使得变频器根据所接收到的转速调节信号控制排风机电机按照相应转速进行旋转，从而实现排风机风量的自动调节。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，如ROM/RAM、磁盘或光盘等。
实施例2
本实施例公开了一种窑头排风机风量自动调节装置，包括模型构建模块、第一设定模块、第二设定模块、第三设定模块、获取模块、计算模块和转速调节信号生成模块，各模块的各功能如下：
模型构建模块，用于根据窑头排风机所连接的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2、调节系数SET以及窑头罩负压P1构建窑头排风机风量调节模型；
在本实施例中，模型构建模块构建的窑头排风机风量调节模型为：
其中S为窑头排风机所连接变频器转速调节值。
第一设定模块，用于针对于要调节风量的窑头排风机，设定其连接的变频器转速基准值SP；在本实施例中，操作人员根据新型干法窑生产工艺实际情况设定变频器转速基准值SP。
第二设定模块，用于针对于要调节风量的排风机所在窑头，设定窑头罩负压基准值P2；
第三设定模块，用于设定调节系数SET，其中调节系数SET的设定可以改变转速调节值S的幅度，操作人员可以根据新型干法窑生产工艺实际情况设定调节系数SET，使得窑头排风机风量每次按照相应幅度进行调节。例如，当本实施例中设定调节系数SET为0.7时，窑头罩负压每上升7Pa，则提高窑头排风机转速10转/分钟。
获取模块，用于针对于要调节风量的排风机所在窑头，实时获取窑头罩负压P1；其中窑头罩负压P1的检测可以通过设置在窑头罩的气压传感器实现。
计算模块，用于根据设定的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2和调节系数SET，通过窑头排风机风量调节模型计算得到窑头排风机所连接变频器转速调节值S；
转速调节信号生成模块，用于根据窑头排风机风量调节模型计算得到变频器转速调节值S生成相应的转速调节信号，并且发送至窑头排风机所连接变频器，使得变频器根据所接收到的转速调节信号控制排风机电机按照相应转速进行旋转，从而实现排风机风量的自动调节。
在此需要说明的是，上述实施例提供的***仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
可以理解，上述实施例的***所使用的术语“第一”、“第二”等可用于描述各种单元，但这些单元不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个模块与另一个模块区分。举例来说，在不脱离本发明的范围的情况下，可以将第一设定模块称为第二设定模块，且类似地，可将第二设定模块称为第一设定模块。
实施例3
本实施例公开了一种窑头排风机风量自动调节***，如图2所示，包括控制器以及设置在窑头罩的气压传感器；其中：
气压传感器连接控制器，用于实时检测窑头罩负压P1，并且将检测到窑头罩负压P1传送给控制器；在本实施例中，气压传感器可以使用西门子MF44331BA222AB6Z，该气压传感器的量程：-100至100pa。
控制器连接窑头排风机所连接变频器，用于执行实施例1所述的窑头排风机风量自动调节方法，如下：
根据窑头排风机所连接的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2、调节系数SET以及窑头罩负压P1构建窑头排风机风量调节模型；
针对于要调节风量的窑头排风机，设定其连接的变频器转速基准值SP；针对于要调节风量的排风机所在窑头，设定窑头罩负压基准值P2；设定调节系数SET；
针对于要调节风量的排风机所在窑头，实时获取窑头罩负压P1；然后根据上述设定的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2和调节系数SET，通过窑头排风机风量调节模型计算得到窑头排风机所连接变频器转速调节值S；
根据窑头排风机风量调节模型计算得到变频器转速调节值S生成相应的转速调节信号，并且发送至窑头排风机所连接变频器，使得变频器根据所接收到的转速调节信号控制排风机电机按照相应转速进行旋转，从而实现排风机风量的自动调节。
在本实施例中，控制器可以是PLC、单片机、DSP、MCU等具有控制和处理功能的器件。
在本实施例中，控制器连接有输入设备和显示器，通过输入设备输入需要设定的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2和调节系数SET。其中输入设备可以是键盘等设备。
在本实施例中，控制器连接有报警器，其中报警器可以是声光报警器。控制器获取到窑头罩负压P1时，将其与阈值进行比较，若超过阈值，则驱动声光报警器进行报警，以提醒操作人员排查异常情况。
在本实施例中，声光报警器可以包括与控制器连接的蜂鸣器和LED灯。
实施例4
本实施例公开了一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现实施例1所述的窑头排风机风量自动调节方法，如下：
根据窑头排风机所连接的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2、调节系数SET以及窑头罩负压P1构建窑头排风机风量调节模型；
针对于要调节风量的窑头排风机，设定其连接的变频器转速基准值SP；针对于要调节风量的排风机所在窑头，设定窑头罩负压基准值P2；设定调节系数SET；
针对于要调节风量的排风机所在窑头，实时获取窑头罩负压P1；然后根据上述设定的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2和调节系数SET，通过窑头排风机风量调节模型计算得到窑头排风机所连接变频器转速调节值S；
根据窑头排风机风量调节模型计算得到变频器转速调节值S生成相应的转速调节信号，并且发送至窑头排风机所连接变频器，使得变频器根据所接收到的转速调节信号控制排风机电机按照相应转速进行旋转，从而实现排风机风量的自动调节。
本实施例中所述的存储介质可以是ROM、RAM、磁盘、光盘等介质。
实施例5
本实施例公开了一种存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时，实现实施例1所述的窑头排风机风量自动调节方法，如下：
根据窑头排风机所连接的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2、调节系数SET以及窑头罩负压P1构建窑头排风机风量调节模型；
针对于要调节风量的窑头排风机，设定其连接的变频器转速基准值SP；针对于要调节风量的排风机所在窑头，设定窑头罩负压基准值P2；设定调节系数SET；
针对于要调节风量的排风机所在窑头，实时获取窑头罩负压P1；然后根据上述设定的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2和调节系数SET，通过窑头排风机风量调节模型计算得到窑头排风机所连接变频器转速调节值S；
根据窑头排风机风量调节模型计算得到变频器转速调节值S生成相应的转速调节信号，并且发送至窑头排风机所连接变频器，使得变频器根据所接收到的转速调节信号控制排风机电机按照相应转速进行旋转，从而实现排风机风量的自动调节。
本实施例中所述的计算设备可以是台式电脑、笔记本电脑、智能手机、PDA手持终端、平板电脑或其他具有输入功能的终端设备。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种窑头排风机风量自动调节方法，其特征在于，步骤如下：
根据窑头排风机所连接的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2、调节系数SET以及窑头罩负压P1构建窑头排风机风量调节模型；
针对于要调节风量的窑头排风机，设定其连接的变频器转速基准值SP；针对于要调节风量的排风机所在窑头，设定窑头罩负压基准值P2；设定调节系数SET；
针对于要调节风量的排风机所在窑头，实时获取窑头罩负压P1；然后根据上述设定的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2和调节系数SET，通过窑头排风机风量调节模型计算得到窑头排风机所连接变频器转速调节值S；
根据窑头排风机风量调节模型计算得到变频器转速调节值S生成相应的转速调节信号，并且发送至窑头排风机所连接的变频器。
2.根据权利要求1所述的窑头排风机风量自动调节方法，其特征在于，所构建的窑头排风机风量调节模型为：
其中S为窑头排风机所连接变频器转速调节值。
3.根据权利要求2所述的窑头排风机风量自动调节方法，其特征在于，设定窑头罩负压基准值P2为-30±5Pa。
4.根据权利要求2所述的窑头排风机风量自动调节方法，其特征在于，设定调节系数为0.7，针对于要调节风量的窑头排风机，设定其连接的变频器转速基准值SP为600转/分钟。
5.一种窑头排风机风量自动调节装置，其特征在于，包括：
模型构建模块，用于根据窑头排风机所连接的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2、调节系数SET以及窑头罩负压P1构建窑头排风机风量调节模型；
第一设定模块，用于针对于要调节风量的窑头排风机，设定其连接的变频器转速基准值SP；
第二设定模块，用于针对于要调节风量的排风机所在窑头，设定窑头罩负压基准值P2；
第三设定模块，用于设定调节系数SET；
获取模块，用于针对于要调节风量的排风机所在窑头，实时获取窑头罩负压P1；
计算模块，用于根据设定的变频器转速基准值SP、窑头罩负压基准值P2和调节系数SET，通过窑头排风机风量调节模型计算得到窑头排风机所连接变频器转速调节值S；
转速调节信号生成模块，用于根据窑头排风机风量调节模型计算得到变频器转速调节值S生成相应的转速调节信号，并且发送至窑头排风机所连接变频器。
6.根据权利要求5所述的窑头排风机风量自动调节装置，其特征在于，模型构建模块所构建的窑头排风机风量调节模型为：
其中S为窑头排风机所连接变频器转速调节值。
7.一种窑头排风机风量自动调节***，其特征在于，包括控制器以及设置在窑头罩的气压传感器；
所述气压传感器连接控制器，用于实时检测窑头罩负压P1，并且将检测到窑头罩负压P1传送给控制器；
所述控制器连接窑头排风机所连接变频器，用于执行权利要求1～4中任一项所述的窑头排风机风量自动调节方法。
8.根据权利要求7所述的窑头排风机风量自动调节***，其特征在于，所述控制器连接报警器。
9.一种计算设备，包括处理器以及用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现权利要求1～4任一项所述的窑头排风机风量自动调节方法。
10.一种存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时，实现权利要求1～4任一项所述的窑头排风机风量自动调节方法。
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