CN110542322B - 连续式烧结炉的物料过程控制方法、***、装置及介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续式烧结炉的物料过程控制方法、***、装置、介质及设备，在盛放物料的容器经烧结炉的炉口连续进入至烧结炉内部的过程中，实时对进入至烧结炉内部的容器进行计数；根据容器尺寸以及进入烧结炉内部的容器数量，得到此批次首行容器在烧结炉内的当前位置；根据此批次首行容器所在的当前位置，调整当前位置所在的温区的工艺温度以匹配当前批次物料的烧结工艺。本发明的控制方法、***、装置、介质及设备均具有生产效率高、自动化水平高等优点。

Description

连续式烧结炉的物料过程控制方法、***、装置及介质
技术领域
本发明主要涉及烧结技术领域，特指一种连续式烧结炉的物料过程控制方法、***、装置、介质及设备。
背景技术
连续式烧结炉应用于磁性材料、锂电池正负极材料、陶瓷等材料的烧制，是一种大规模对物料进行烧结的工业窑炉。炉内分为若干个温区，每个温区由一套温度控制仪器进行温度控制。连续式烧结炉炉腔内通过传动机构将盛放物料的容器由炉口输送至炉尾，在整个输送过程中物料随着位置的变化经历不同的温区，从而实现物料温度随时间的变化，完成工艺烧结过程。
在使用连续式烧结炉生产锂电池材料中，物料放于同一规格的匣钵内，匣钵由传动机构从炉口驱动至炉尾，不同种类的锂电池材料对应每个温区不同的烧结温度。炉内温度高于一般电子元器件的耐受温度，造成了在炉内布置传感器的不便性，使得物料在炉内位置不易测量。现有技术背景下，当使用同一台连续式烧结炉烧结不同种锂电池材料时，需要等待同种物料完全出炉后修改温度，新一批物料才可进炉进行烧结，否则过早或过晚修改温度将会引起物料与其烧结工艺温度不匹配，最终引起产品的质量下降。
由于炉腔内部温度达到数百甚至上千摄氏度，而普通电子元器件往往无法承受炉内的高温，对炉内布置传感器测量物料的位置造成不便。采用测量传动机构的运动速度的方法可以间接测量匣钵的前进速度，进而计算出匣钵在炉中的位置，但该方法在传动机构与匣钵之间存在滑动摩擦时测量误差较大，在位置误差较大情况下进行多种物料的连续进料和温区调节温度，将会造成过早或过晚地修改工艺温度，从而降低产品质量。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种生产效率高、自动化程度高的连续式烧结炉的物料过程控制方法、***、装置、介质及设备。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种连续式烧结炉的物料过程控制方法，包括以下步骤：
S01、在盛放物料的容器经烧结炉的炉口连续进入至烧结炉内部的过程中，实时对进入至烧结炉内部的容器进行计数；
S02、根据容器尺寸以及进入烧结炉内部的容器数量，得到此批次首行容器在烧结炉内的当前位置；
S03、根据此批次首行容器所在的当前位置，调整当前位置所在的温区的工艺温度以匹配当前批次物料的烧结工艺。
作为上述技术方案的进一步改进：
在步骤S01中，调整烧结炉入口处传动机构的传输速度大于烧结炉内部的传输速度以保证烧结炉内相邻容器紧密排列无间隙。
根据过渡段和各温区的长度得到各个温区至炉口的距离，再换算成对应容器长度的倍数；通过进入烧结炉内部的容器数量等于对应倍数时，则位于对应的温区。
本发明还公开了一种连续式烧结炉的物料过程控制***，包括控制单元、检测单元和温控单元；所述控制单元分别与检测单元和温控单元相连；所述检测单元用于检测进入至烧结炉内部的容器数量，并将数量信号发送至控制单元，所述控制单元根据所述数量信号计算得到当前批次首行容器所在的温区，并发送温度信号至温控单元以调整此温区的工艺温度以匹配当前批次物料的烧结工艺。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述检测单元包括对射式光电开关，布置在烧结炉的炉口对容器进行计数。
所述温控单元包括多个温控模块，各温控模块与各温区一一对应。
所述控制单元内预设有不同物料对应的烧结工艺温度。
本发明进一步公开了一种连续式烧结炉的物料过程控制装置，包括
第一模块，用于在盛放物料的容器经烧结炉的炉口连续进入至烧结炉内部的过程中，实时对进入至烧结炉内部的容器进行计数；
第二模块，用于根据容器尺寸以及进入烧结炉内部的容器数量，得到此批次首行容器在烧结炉内的当前位置；
第三模块，用于根据此批次首行容器所在的当前位置，调整当前位置所在的温区的工艺温度以匹配当前批次物料的烧结工艺。
本发明还公开了一种计算机可读存储介质，其上储存有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的连续式烧结炉的物料过程控制方法的步骤。
本发明进一步公开了一种计算机设备，包括存储器和运行器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的连续式烧结炉的物料过程控制方法的步骤。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明的连续式烧结炉的物料过程控制方法，计算出容器(即物料)在炉内位置，根据该位置调节温区的温度至该物料的烧结工艺温度，实现物料种类发生变化时根据物料种类自动调整温区温度，无需等待前一批次物料完全出炉后，才通过人工方式进行各温区工艺温度修改，然后新批次物料进料烧结；有利于物料的不间断生产，提高生产效率，有利于温度随物料种类的合理调节，保障产品质量，提高自动化水平。
本发明的连续式烧结炉的物料过程控制方法，调整烧结炉入口处传动机构的传输速度大于烧结炉内部的传输速度以保证烧结炉内相邻容器紧密排列无间隙，保障后续位置定位的精准性。
附图说明
图1为本发明实施例中的方法流程图。
图2为本发明实施例中的烧结炉的结构示意图。
图3为本发明实施例中的控制***方框图。
图4为本发明实施例中的预设工艺温度值。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
如图1所示，本实施例的连续式烧结炉的物料过程控制方法，包括以下步骤：
S01、在盛放物料的容器经烧结炉的炉口连续进入至烧结炉内部的过程中，实时对进入至烧结炉内部的容器进行计数；
S02、根据容器尺寸以及进入烧结炉内部的容器数量，得到此批次首行容器在烧结炉内的当前位置；
S03、根据此批次首行容器所在的当前位置，调整当前位置所在的温区的工艺温度以匹配当前批次物料的烧结工艺。
本发明的连续式烧结炉的物料过程控制方法，计算出容器(即物料)在炉内位置，根据该位置调节温区的温度至该物料的烧结工艺温度，实现物料种类发生变化时根据物料种类自动调整温区温度，无需等待前一批次物料完全出炉后，才通过人工方式进行各温区工艺温度修改，然后新批次物料进料烧结；有利于物料的不间断生产，提高生产效率，有利于温度随物料种类的合理调节，保障产品质量，提高自动化水平。
本实施例中，在步骤S01中，调整烧结炉入口处传动机构(如辊轴)的传输速度大于烧结炉内部传动机构(如辊轴)的传输速度以保证烧结炉内相邻容器紧密排列无间隙，保障后续位置定位的精准性。
本实施例中，根据过渡段和各温区的长度得到各个温区至炉口的距离，再换算成对应容器长度的倍数；通过进入烧结炉内部的容器数量等于对应倍数时，则位于对应的温区。
本发明还公开了一种连续式烧结炉的物料过程控制***，包括控制单元、检测单元和温控单元；控制单元分别与检测单元和温控单元相连；检测单元用于检测进入至烧结炉内部的容器数量，并将数量信号发送至控制单元，控制单元根据数量信号计算得到当前批次首行容器所在的温区，并发送温度信号至温控单元以调整此温区的工艺温度以匹配当前批次物料的烧结工艺。
本实施例中，检测单元包括对射式光电开关，布置在烧结炉的炉口对容器进行计数；温控单元包括多个温控模块，各温控模块与各温区一一对应；控制单元内预设有不同物料对应的烧结工艺温度。
连续式烧结炉(辊道炉)具有产量大、容纳物料数量多的特点，在生产时物料连续成行大批量进炉烧结。利用该特性，采用容器(如匣钵)计数的方法计算每一批次物料首尾行匣钵在炉中的位置。为保证炉内前后排匣钵之间紧密排列无间隙，由下位计算机控制辊道炉入口辊台处的辊棒转速高于炉内辊棒转速，使得入口辊台处匣钵前进速度快于炉内匣钵前进速度，追赶并紧贴上前方匣钵。在上位机的人机交互界面中由用户输入待烧结物料的批次号或物料种类号，以及每批次或每种物料对应的匣钵数量和各温区烧结温度。在辊道炉进料口处设置传感器用于检测是否有匣钵进入炉内，由下位计算机对炉口处传感器的开关量信号进行计数。下位计算机将该计数值传输至上位计算机，根据该计数值、匣钵和炉体的尺寸以及输入的待烧结物料批次信息，由上位计算机计算该批次物料的首尾行匣钵在炉中位置。根据某批次物料的第一行匣钵的位置触发该位置所属温区发生温度改变，由上位计算机将物料对应的工艺温度传输给温度控制元件修改温区温度，以匹配该批次物料的烧结工艺。
下面结合附图及具体实例对本发明做出进一步阐述：
如图2所示，烧结炉内一共有n个温区，根据过渡段L0和各温区的长度L1、L2、…、Ln得到各个温区至炉口的距离D1、D2、…、Dn。每个匣钵形状规则且长度均为l，则各温区至炉口距离可换算为匣钵长度的倍数
Figure BDA0002174359590000041
在辊道炉的炉口处布置对射式光电开关(图2中A所示)用于检测是否有匣钵，该信号上升沿触发计数加1。在下位机程序中设置n+1个计数器，计数器0作为炉口进料计数器，其余计数器1～n分配给各个温区用。在上位机人机交互界面中输入每一批次物料匣钵的数量和工艺温度，根据第k批次物料的匣钵数量ak计算该批次物料匣钵序列的首尾距离，由于炉口进料为双列并排进料，故将该距离换算为匣钵数量的一半，即
Figure BDA0002174359590000051
当炉口处物料批次由k变为k+1时计数器0计满
Figure BDA0002174359590000052
此时记录各温区计数器的值：Ci,k+1(i＝0,1,…,n)，开始对k+1批次物料进行计数(如图2所示，中间空白为物料批次2#，右边划格子的为物料批次1#，左边划斜线的为物料批次3#)。当k+1批次物料的首行匣钵运动至第i个温区时，计数器i相较Ci,k+1增加
Figure BDA0002174359590000053
此时上位机向温控仪表发送更改温区i温度指令，将该温区温度设定为Tk+1,i。按照图3所示的关系上位机与温控仪表间建立RS485通讯，使用Modbus RTU通讯协议将温区的工艺设定温度(如图4所示)传输至温控仪。按照图1所示的流程图对不同批次物料的交接位置进行计算，由所处位置触发温控仪对温度进行改变。
本发明的方案通过控制推进速度使得炉内前后行物料之间紧密排布，进而可以利用物料匣钵计数的方法计算不同种类物料在炉内的位置，为每一个温区配置一个计数器作为计算是否有不同种类的物料推进至该温区的工具，可以克服由于炉内的高温带来的位置测量不便，同时将计算出来的物料所处位置作为各个温区自动调节工艺温度的依据。
使用本发明可以实现不同种类的物料交叉连续进料，无需等待物料完全出炉后才变更温区的烧结温度并安排新批次物料进料，实现多批次连续进料及自动调节温区烧结温度相关联，提高生产效率。
本发明还公开了一种连续式烧结炉的物料过程控制装置，包括
第一模块，用于在盛放物料的容器经烧结炉的炉口连续进入至烧结炉内部的过程中，实时对进入至烧结炉内部的容器进行计数；
第二模块，用于根据容器尺寸以及进入烧结炉内部的容器数量，得到此批次首行容器在烧结炉内的当前位置；
第三模块，用于根据此批次首行容器所在的当前位置，调整当前位置所在的温区的工艺温度以匹配当前批次物料的烧结工艺。
本发明实施例还公开了一种计算机可读储存介质，其上储存有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的连续式烧结炉的物料过程控制方法的步骤。同时，本发明实施例还公开了一种计算机设备，包括处理器和存储器，存储器上存储有计算机程序，计算机程序在被处理器运行时执行如上所述的连续式烧结炉的物料过程控制方法的步骤。本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现各种功能。存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(Smart MediaCard,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其它易失性固态存储器件等。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种连续式烧结炉的物料过程控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S01、在盛放物料的容器经烧结炉的炉口连续进入至烧结炉内部的过程中，实时对进入至烧结炉内部的容器进行计数；
S02、根据容器尺寸以及进入烧结炉内部的容器数量，得到此批次首行容器在烧结炉内的当前位置；
S03、根据此批次首行容器所在的当前位置，调整当前位置所在的温区的工艺温度以匹配当前批次物料的烧结工艺。
2.根据权利要求1所述的连续式烧结炉的物料过程控制方法，其特征在于，在步骤S01中，调整烧结炉入口处传动机构的传输速度大于烧结炉内部传动机构的传输速度以保证烧结炉内容器紧密排列无间隙。
3.根据权利要求1所述的连续式烧结炉的物料过程控制方法，其特征在于，根据过渡段和各温区的长度得到各个温区至炉口的距离，再换算成对应容器长度的倍数；通过进入烧结炉内部的容器数量等于对应倍数时，则位于对应的温区。
4.一种连续式烧结炉的物料过程控制***，其特征在于，包括控制单元、检测单元和温控单元；所述控制单元分别与检测单元和温控单元相连；所述检测单元用于检测进入至烧结炉内部的容器数量，并将数量信号发送至控制单元，所述控制单元根据所述数量信号计算得到当前批次首行容器所在的温区，并发送温度信号至温控单元以调整此温区的工艺温度以匹配当前批次物料的烧结工艺。
5.根据权利要求4所述的连续式烧结炉的物料过程控制***，其特征在于，所述检测单元包括对射式光电开关，布置在烧结炉的炉口对容器进行计数。
6.根据权利要求4或5所述的连续式烧结炉的物料过程控制***，其特征在于，所述温控单元包括多个温控模块，各温控模块与各温区一一对应。
7.根据权利要求4或5所述的连续式烧结炉的物料过程控制***，其特征在于，所述控制单元内预设有不同物料对应的烧结工艺温度。
8.一种连续式烧结炉的物料过程控制装置，其特征在于，包括
第一模块，用于在盛放物料的容器经烧结炉的炉口连续进入至烧结炉内部的过程中，实时对进入至烧结炉内部的容器进行计数；
第二模块，用于根据容器尺寸以及进入烧结炉内部的容器数量，得到此批次首行容器在烧结炉内的当前位置；
第三模块，用于根据此批次首行容器所在的当前位置，调整当前位置所在的温区的工艺温度以匹配当前批次物料的烧结工艺。
9.一种计算机可读存储介质，其上储存有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1至3中任意一项所述的连续式烧结炉的物料过程控制方法的步骤。
10.一种计算机设备，包括存储器和运行器，所述存储器上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序在被处理器运行时执行如权利要求1至3中任意一项所述的连续式烧结炉的物料过程控制方法的步骤。
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