CN113231189A - 砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法及其装置，在中控室的控制***中分别设置棒条给料机输送量与其工作频率、破碎机生产量与其工作电流、计量胶带机载重量与其工作电流的数据逻辑表，实时采集各频率、电流参数数据，通过PID控制算法实时监控各设备的生产能力，当生产能力超出数据逻辑表中规定的范围时，控制***进行复算并校正参数，发出指令，在输出端口自动调整对应参数，使破碎机、棒条给料机和计量胶带机维持在各自的最佳工况，将无法直接监控的生产能力转化为可量化监控、调控的参数，实现给料与破碎均衡生产智能控制，确保所有设备均处于低空置率、高效运行状态，提升产量，降低能耗。
Description
技术领域
本发明属于机制砂石智能加工技术领域，具体涉及一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法及其装置。
背景技术
机制砂在粗碎加工时需将矿山矿石经棒条给料机送至破碎机进行破碎加工，以获得粒径合格的半成品，但矿山矿石均质性较差，故给料量变量因素多，现有技术中，矿石来料速度不均，导致棒条给料机与破碎机加工量无法实时匹配，停机调配需导致生产停滞，多次起停设备导致能耗增高，同时存在进破碎机口石料粒径较大产生堵料、石料在破碎机口上方搭桥、破碎机无满腔运行等异常情况，堵料导致破碎机工作电流升高，石料在破碎机口上方搭桥和破碎机无满腔运行导致破碎机空转，破碎机工作电流降低，均产生无效能耗，导致能耗高，而同时产出低，并且需要配置人员实时关注破碎机加工情况，以便能及时处理，人工成本高，因此需要实时调控与破碎机平衡的给料量，方可保证***的高效运行，提高产量，降低能耗。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法及其装置，将无法直接监控的生产能力转化为可量化监控、调控的参数，实现给料与破碎均衡生产智能控制，确保所有设备均处于低空置率、高效运行状态，提升产量，降低能耗。
本发明通过以下技术方案得以实现：
一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法，包括以下步骤：在中控室的控制***中分别设置棒条给料机输送量与其工作频率、破碎机生产量与其工作电流、计量胶带机载重量与其工作电流的数据逻辑表，实时采集棒条给料机工作频率、破碎机工作电流、计量胶带机工作电流，通过PID控制算法实时监控破碎机、棒条给料机和计量胶带机的生产能力，当破碎机、棒条给料机或计量胶带机的生产能力超出数据逻辑表中规定的范围时，控制***进行复算并校正参数，发出指令，在输出端口自动调整棒条给料机工作频率、破碎机工作电流或计量胶带机工作电流参数，使破碎机、棒条给料机和计量胶带机的生产能力维持在各自的数据逻辑表范围内，将无法直接监控的生产能力转化为可量化监控、调控的参数，实现给料与破碎均衡生产智能控制，确保所有设备均处于低空置率、高效运行状态，提升产量，降低能耗。
所述破碎机、棒条给料机和计量胶带机各自的数据逻辑表范围均为各自满载运行状态的80％～90％，即保护设备又兼顾效率，是最佳运行工况。
不同厂家、型号设备，生产环境、矿石来料差异，设备实际运行参数与预设数据逻辑表存在浮动，所述棒条给料机输送量与其工作频率、破碎机生产量与其工作电流、计量胶带机载重量与其工作电流通过进行生产性实验，获得各自对应参数的关系对比表，再根据各自对应参数的关系对比表与对应预设的数据逻辑表进行比对，棒条给料机工作频率、破碎机工作电流、计量胶带机工作电流参数按实际生产情况进行修正，与实际生产情况匹配，确保***智能控制破碎机、棒条给料机和计量胶带机维持在各自的最佳工况。
建立破碎机工作电流与其生产量的线性关系，实时监控破碎机工作电流，通过电流调节实现加破碎机工产能调节。
建立计量胶带机工作电流与其载重量的线性关系，实时监控计量胶带机工作电流，通过电流调节实现计量胶带机载重量调节。
建立棒条给料机工作频率与其加工能力的线性关系，实时监控计量棒条给料机工作频率，通过频率调节实现棒条给料机输送量调节。
所述中控室的控制***实时采集破碎机中设置的料位计数据，并根据破碎机中料量填充情况，通过变频器自动调节棒条给料机的频率，使破碎机处于满腔运行状态。
所述中控室实时采集破碎机上方摄像头信息，对破碎机进料口状态进行监控，当控制***检测棒条给料机频率位于数据逻辑表范围内，破碎机工作电流超出数据逻辑表范围时，中控室的显示屏上反馈摄像头图像，并通过警报器发出声光报警，通过扬声器发出语音提示，在出现设备无法自主调控的异常情况时，及时通知操作人员进行处理，维持生产延续，保证生产效率。
本申请还提供一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制装置，用于任一上述的砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法，包括中控室、棒条给料机、破碎机和计量胶带机，棒条给料机向破碎机输送矿料，矿料经破碎后由计量胶带机送至半成品库，棒条给料机的电机依次通过变频器、PID控制器与中控室的控制***电性连接，破碎机的电机和计量胶带机的电机分别通过智能电表、PID控制器与中控室的控制***电性连接。
所述破碎机的内腔上部设置有料位计，破碎机的进料口上方设置有摄像头，摄像头正对进料口，料位计和摄像头与中控室的控制***电性连接，中控室中设置有与其控制***电性连接的显示屏、警报器和扬声器。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，将无法直接监控的生产能力转化为可量化监控、调控的参数，实现给料与破碎均衡生产智能控制，确保所有设备均处于低空置率、高效运行状态，提升产量，降低能耗。通过生产性实验，消除实际生产情况与预设数据逻辑表差异，修正数据逻辑表与实际生产情况匹配，确保***智能控制破碎机、棒条给料机和计量胶带机维持在各自的最佳工况。通过设置摄像头对破碎机进料口状态进行监控，同时配备显示屏、警报器和扬声器，在出现矿石堵料、搭桥等设备无法自主调控的异常情况时，及时通知操作人员进行处理，维持生产延续，保证生产效率。
附图说明
图1是本发明的装置结构示意及智能控制逻辑图；
图2是本发明中棒条给料机的频率与输送量控制计算逻辑；
图3是本发明中破碎机的电流与生产量控制计算逻辑；
图4是本发明中计量胶带机的电流与载重量控制计算逻辑。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1所示，一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制装置，包括中控室、棒条给料机、破碎机和计量胶带机，棒条给料机向破碎机输送矿料，矿料经破碎后由计量胶带机送至半成品库，棒条给料机的电机依次通过变频器、PID控制器与中控室的控制***电性连接，破碎机的电机和计量胶带机的电机分别通过智能电表、PID控制器与中控室的控制***电性连接。
所述破碎机的内腔上部设置有料位计，破碎机的进料口上方设置有摄像头，摄像头正对进料口，料位计和摄像头与中控室的控制***电性连接，中控室中设置有与其控制***电性连接的显示屏、警报器和扬声器。
上述砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制装置的控制方法，包括以下步骤：在中控室的控制***中分别设置棒条给料机输送量与其工作频率、破碎机生产量与其工作电流、计量胶带机载重量与其工作电流的数据逻辑表，实时采集棒条给料机工作频率、破碎机工作电流、计量胶带机工作电流，通过PID控制算法实时监控破碎机、棒条给料机和计量胶带机的生产能力，当破碎机、棒条给料机或计量胶带机的生产能力超出数据逻辑表中规定的范围时，控制***进行复算并校正参数，发出指令，在输出端口自动调整棒条给料机工作频率、破碎机工作电流或计量胶带机工作电流参数，使破碎机、棒条给料机和计量胶带机的生产能力维持在各自的数据逻辑表范围内，将无法直接监控的生产能力转化为可量化监控、调控的参数，实现给料与破碎均衡生产智能控制，确保所有设备均处于低空置率、高效运行状态，提升产量，降低能耗。棒条给料机工作频率及转速、破碎机工作电流、计量胶带机工作电流均采用联动PID控制算法，算法逻辑见图2至图4所示。
所述破碎机、棒条给料机和计量胶带机各自的数据逻辑表范围均为各自满载运行状态的80％～90％，即保护设备又兼顾效率，是最佳运行工况。
不同厂家、型号设备，生产环境、矿石来料差异，设备实际运行参数与预设数据逻辑表存在浮动，所述棒条给料机输送量与其工作频率、破碎机生产量与其工作电流、计量胶带机载重量与其工作电流通过进行生产性实验，获得各自对应参数的关系对比表，再根据各自对应参数的关系对比表与对应预设的数据逻辑表进行比对，棒条给料机工作频率、破碎机工作电流、计量胶带机工作电流参数按实际生产情况进行修正，与实际生产情况匹配，确保***智能控制破碎机、棒条给料机和计量胶带机维持在各自的最佳工况。棒条给料机输送量、破碎机生产量与计量胶带机载重量三者相当，才能保证各设备均维持在各自的最佳工况，需选择合适的设备进行匹配，本实施例中，棒条给料机型号为ZSW-600×180，破碎机型号为NP1620，计量胶带机型号为B1000，各设备数量根据生产能力匹配原则进行选择。
如表1所示，所述破碎机的生产量与电流关系对比表包括载重百分比、每分钟的生产重量、及对应的载重百分比的工作电流，破碎机的加工产能等于载重百分比与每分钟的生产重量之积，建立破碎机工作电流与其生产量的线性关系，实时监控破碎机工作电流，通过电流调节实现加破碎机工产能调节。
表1破碎机的生产量与电流的关系对比表
| 载重百分比(％) | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 |
| 生产重量(t/min) | 21.79 | 22.07 | 22.35 | 22.63 | 22.9 | 23.18 | 23.45 | 23.73 | 24.00 | 24.28 | 24.54 |
| 电流(A) | 571.9 | 579.1 | 586.3 | 593.5 | 600.7 | 607.9 | 615.1 | 622.3 | 629.5 | 636.7 | 643.9 |
如表2所示，所述计量胶带机载重量与电流的关系对比表包括载重百分比、每分钟的载重量、以及对应的载重百分比的工作电流，计量胶带机的加工产能等于载重百分比与每分钟的载重量之积，建立计量胶带机工作电流与其载重量的线性关系，实时监控计量胶带机工作电流，通过电流调节实现计量胶带机载重量调节。
表2计量胶带机的载重量与电流的关系对比表
| 载重百分比(％) | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 |
| 载重量(t/min) | 21.07 | 21.33 | 21.59 | 21.85 | 22.11 | 22.37 | 22.63 | 22.89 | 23.15 | 23.41 | 23.68 |
| 电流(A) | 286.1 | 289.6 | 293.1 | 296.7 | 300.2 | 303.7 | 307.2 | 310.7 | 314.2 | 317.7 | 321.2 |
如表3所示，所述棒条给料机的输送量与频率关系对比表包括使用频率、电机转速和输送能力，建立棒条给料机工作频率与其加工能力的线性关系，实时监控计量棒条给料机工作频率，通过频率调节实现棒条给料机输送量调节。
表3棒条给料机的输送量与频率的关系对比表
| 使用频率(Hz) | 40 | 40.5 | 41 | 41.5 | 42 | 42.5 | 43 | 43.5 | 44 | 44.5 | 45 |
| 电机转速(RPM) | 1184 | 1199 | 1214 | 1229 | 1244 | 1258 | 1273 | 1287 | 1302 | 1317 | 1331 |
| 输送能力(t/min) | 21.33 | 21.60 | 21.87 | 22.14 | 22.41 | 22.68 | 22.94 | 23.22 | 23.49 | 23.76 | 24.03 |
所述中控室的控制***实时采集破碎机中设置的料位计数据，并根据破碎机中料量填充情况，通过变频器自动调节棒条给料机的频率，使破碎机处于满腔运行状态。
所述中控室实时采集破碎机上方摄像头信息，对破碎机进料口状态进行监控，当控制***检测棒条给料机频率位于数据逻辑表范围内，破碎机工作电流超出数据逻辑表范围时，中控室的显示屏上反馈摄像头图像，并通过警报器发出声光报警，通过扬声器发出语音提示，在出现设备无法自主调控的异常情况时，及时通知操作人员进行处理，保证生产延续，保证生产效率。
控制原理如下：
生产流程正常情况下：棒条给料机频率与输送量及电流成线性关系，频率调大对应的电流及输送量升高，当输送量增加，破碎机的负荷增加，破碎机工作电流升高，同时计量胶带机的负荷和电流也随之增加，反之则降低。只要调整棒条给料机频率，使破碎机及胶带机电流、在最佳工况运行上限及下限范围内，则设备利用率最高，节能效果最好。
生产流程非正常情况下：在运行过程中，当棒条给料机频率未发生变化，而破碎机工作电流发生大幅度变化时，说明生产线发生异常，一般产生的原因是进破碎机口石料粒径较大产生堵料、石料在破碎机口上方搭桥、破碎机无满腔运行等。堵料导致破碎机工作电流升高，石料在破碎机口上方搭桥和破碎机无满腔运行导致破碎机空转，电流降低。因此当计算机检测棒条给料机频率与破碎机工作电流对应的生产能力匹配性出现较大差异时，中控室的显示屏上反馈摄像头图像，并通过警报器发出声光报警，通过扬声器发出语音提示，从而及时处理。
本发明提供的一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法及其装置，将无法直接监控的生产能力转化为可量化监控、调控的参数，实现给料与破碎均衡生产智能控制，确保所有设备均处于低空置率、高效运行状态，提升产量，降低能耗。通过生产性实验，消除实际生产情况与预设数据逻辑表差异，修正数据逻辑表与实际生产情况匹配，确保***智能控制破碎机、棒条给料机和计量胶带机维持在各自的最佳工况。通过设置摄像头对破碎机进料口状态进行监控，同时配备显示屏、警报器和扬声器，在出现矿石堵料、搭桥等设备无法自主调控的异常情况时，及时通知操作人员进行处理，维持生产延续，保证生产效率。
Claims (10)
1.一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
在中控室的控制***中分别设置棒条给料机输送量与其工作频率、破碎机生产量与其工作电流工作电流、计量胶带机载重量与其工作电流工作电流的数据逻辑表，实时采集棒条给料机工作频率、破碎机工作电流破碎机工作电流、计量胶带机工作电流工作电流，通过PID控制算法实时监控破碎机、棒条给料机和计量胶带机的生产能力，当破碎机、棒条给料机或计量胶带机的生产能力超出数据逻辑表中规定的范围时，控制***进行复算并校正参数，发出指令，在输出端口自动调整棒条给料机工作频率、破碎机工作电流破碎机工作电流或计量胶带机工作电流工作电流参数，使破碎机、棒条给料机和计量胶带机的生产能力维持在各自的数据逻辑表范围内。
2.如权利要求1所述的一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法，其特征在于：所述破碎机、棒条给料机和计量胶带机各自的数据逻辑表范围均为各自满载运行状态的80％～90％。
3.如权利要求1所述的一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法，其特征在于：所述棒条给料机输送量与其工作频率、破碎机生产量与其工作电流工作电流、计量胶带机载重量与其工作电流工作电流通过进行生产性实验，获得各自对应参数的关系对比表，再根据各自对应参数的关系对比表与对应预设的数据逻辑表进行比对，棒条给料机工作频率、破碎机工作电流破碎机工作电流、计量胶带机工作电流工作电流参数按实际生产情况进行修正。
4.如权利要求1所述的一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法，其特征在于：建立破碎机工作电流与其生产量的线性关系，实时监控破碎机工作电流，通过电流调节实现加破碎机工产能调节。
5.如权利要求1所述的一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法，其特征在于：建立计量胶带机工作电流与其载重量的线性关系，实时监控计量胶带机工作电流，通过电流调节实现计量胶带机载重量调节。
6.如权利要求1所述的一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法，其特征在于：建立棒条给料机工作频率与其加工能力的线性关系，实时监控计量棒条给料机工作频率，通过频率调节实现棒条给料机输送量调节。
7.如权利要求1所述的一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法，其特征在于：所述中控室的控制***实时采集破碎机中设置的料位计数据，并根据破碎机中料量填充情况，通过变频器自动调节棒条给料机的频率，使破碎机处于满腔运行状态。
8.如权利要求1所述的一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法，其特征在于：所述中控室实时采集破碎机上方摄像头信息，对破碎机进料口状态进行监控，当控制***检测棒条给料机频率位于数据逻辑表范围内，破碎机工作电流超出数据逻辑表范围时，中控室的显示屏上反馈摄像头图像，并通过警报器发出声光报警，通过扬声器发出语音提示。
9.一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制装置，用于权利要求1至8任一所述的砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制方法，其特征在于：包括中控室、棒条给料机、破碎机和计量胶带机，棒条给料机向破碎机输送矿料，经破碎后由计量胶带机送至半成品库，棒条给料机的电机依次通过变频器、PID控制器与中控室的控制***电性连接，破碎机的电机和计量胶带机的电机分别通过智能电表、PID控制器与中控室的控制***电性连接。
10.如权利要求9所述的一种砂石粗碎车间给料与破碎均衡生产智能控制装置，其特征在于：所述破碎机的内腔上部设置有料位计，破碎机的进料口上方设置有摄像头，摄像头正对进料口，料位计和摄像头与中控室的控制***电性连接，中控室中设置有与其控制***电性连接的显示屏、警报器和扬声器。
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