一种基于物料位置的提升机控制方法及控制装置 |
|||||||
| 申请号 | CN202310315723.X | 申请日 | 2023-03-28 | 公开(公告)号 | CN116280986A | 公开(公告)日 | 2023-06-23 |
| 申请人 | 贵州中烟工业有限责任公司; | 发明人 | 张敏; 杨荣松; 朱剑凌; 唐伟; 张志成; 林兴; 周全; 冯印宗; 李健; 陆道新; 李娜; 杨波; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种基于物料 位置 的提升机控制方法及控制装置，控制方法包括：获取计量槽内的物料高度；确定物料高度位于计量槽的中料位时所对应的提升机的提升 频率 f；根据物料高度位于计量槽的高料位与中料位之间，确定提升机的实际频率；根据物料高度位于计量槽的低料位与中料位之间，确定提升机的实际频率。本发明能够使提升机的供料频率实现无极调整，同时解决了提升机频繁启停及供料不足或计量槽堵料的问题。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于物料位置的提升机控制方法，其特征在于，所述提升机的下游设备依次设置计量槽和电子皮带秤，所述计量槽竖直设置，所述提升机的顶端与计量槽的上部槽口连接，所述计量槽的底部与电子皮带秤连接，所述计量槽内包括高料位、中料位、低料位三个料位，所述控制方法包括： |
||||||
| 说明书全文 | 一种基于物料位置的提升机控制方法及控制装置技术领域背景技术[0002] 烟丝的生产过程中为了保证电子皮带秤上物料流量的稳定，一般需要提前在电子皮带秤前设置一个计量槽，从而起到存储物料并规整物料进入电子皮带秤前的流量的作用，而为了减少流量的波动，计量槽中物料流量的稳定性则至关重要。现有技术的计量槽控制方式多采用的是在计量槽外壁安装两对物料检测光电管，通过物料在计量槽内的料位来控制提升机的启停及速度。具体地，在物料的低料位和高料位分别设置一对光电管，当物料位于低料位以下时，提升机高频运行；当物料位于高料位以上时，提升机停止运行，提升机停止供料；当物料位于低料位和高料位之间时，提升机以恒定频率低频运行。 [0003] 然而，但是现有的控制方式过于单一，仅仅是通过设定固定频率控制上游提升机的运行速度，但是提升机的运行频率在高低频之间来回切换，易造成堵料或流量不足甚至造成断料，并且提升机启停频繁，提升机的故障率高。 发明内容[0004] 本发明的目的在于解决现有技术中提升机的运行频率在高低频之间来回切换，易造成计量槽堵料或流量不足甚至造成断料，并且提升机启停频繁，提升机的故障率高的问题。本发明提供了一种基于物料位置的提升机控制方法及控制装置，能够使提升机的供料频率实现无极调整，同时解决了提升机频繁启停及供料不足或计量槽堵料的问题。 [0005] 为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种基于物料位置的提升机控制方法，提升机的下游设备依次设置计量槽和电子皮带秤，计量槽竖直设置，提升机的顶端与计量槽的上部槽口连接，计量槽的底部与电子皮带秤连接，计量槽内包括高料位、中料位、低料位三个料位，控制方法包括： [0006] 获取计量槽内的物料高度； [0007] 确定物料高度位于计量槽的中料位时所对应的提升机的提升频率f； [0008] 根据物料高度位于计量槽的高料位与中料位之间，确定提升机的实际频率F为：F＝f*(1‑h/h1)； [0009] 根据物料高度位于计量槽的低料位与中料位之间，确定提升机的实际频率F为：F＝f+(fmax‑f)*h/h2； [0010] 其中，f代表物料高度位于中料位时所对应的提升机的提升频率，fmax代表提升机的最大提升频率，h1代表高料位与中料位之间的高度差，h2代表中料位与低料位之间的高度差，h代表计量槽内的物料高度与中料位之间的高度差的绝对值。 [0011] 根据本发明的另一具体实施方式，还包括： [0012] 根据物料高度位于高料位以上时，确定提升机的提升频率为0； [0013] 根据物料高度位于低料位以下时，确定提升机的提升频率为fmax。 [0014] 根据本发明的另一具体实施方式，物料高度位于计量槽的中料位时，提升机的供料流量与电子皮带秤设定的输出流量相等。 [0015] 根据本发明的另一具体实施方式，确定物料高度位于计量槽的中料位时所对应的提升机的提升频率f，包括： [0016] 确定单位长度的提升机物料重量； [0017] 通过单位长度的提升机物料重量和提升机的瞬时供料流量，获得提升机的运行速度； [0018] 根据提升机的运行速度，获得提升机的转速； [0019] 根据提升机的转速获得提升频率f： [0020] f＝m*i*p/60*ρ*a*l*R*π [0023] 本发明的实施方式还提供了一种基于物料位置的提升机控制装置，提升机的下游设备依次设置计量槽和电子皮带秤，计量槽竖直设置，提升机的顶端与计量槽的上部槽口连接，计量槽的底部与电子皮带秤连接，计量槽内包括高料位、中料位、低料位三个料位，控制装置包括： [0024] 高度获取单元，用于获取计量槽内的物料高度； [0025] 中料位提升频率确定单元，用于确定物料高度位于计量槽的中料位时所对应的提升机的提升频率f； [0026] 第一实际频率确定单元，用于根据物料高度位于计量槽的高料位与中料位之间，确定提升机的实际频率F为：F＝f*(1‑h/h1)； [0027] 第二实际频率确定单元，用于根据物料高度位于计量槽的低料位与中料位之间，确定提升机的实际频率F为：F＝f+(fmax‑f)*h/h2； [0028] 其中，f代表物料高度位于中料位时所对应的提升机的提升频率，fmax代表提升机的最大提升频率，h1代表高料位与中料位之间的高度差，h2代表中料位与低料位之间的高度差，h代表计量槽内的物料高度与中料位之间的高度差的绝对值。 [0029] 根据本发明的另一具体实施方式，还包括： [0030] 高料位提升频率确定单元，用于根据物料高度位于高料位以上时，确定提升机的提升频率为0； [0031] 低料位提升频率确定单元，用于根据物料高度位于低料位以下时，确定提升机的提升频率为fmax。 [0032] 根据本发明的另一具体实施方式，中料位提升频率确定单元中，物料高度位于计量槽的中料位时，提升机的供料流量与电子皮带秤设定的输出流量相等。 [0033] 根据本发明的另一具体实施方式，中料位提升频率确定单元包括： [0034] 重量确定子单元，用于确定单位长度的提升机物料重量； [0035] 运行速度确定子单元，用于通过单位长度的提升机物料重量和提升机的瞬时供料流量，获得提升机的运行速度； [0036] 转速确定子单元，用于根据提升机的运行速度，获得提升机的转速； [0037] 提升频率确定子单元，用于根据提升机的转速获得提升频率f： [0038] f＝m*i*p/60*ρ*a*l*R*π [0039] 其中，ρ代表物料密度，a代表提升机的物料厚度，l代表提升机的布料宽度，m为单位时间的提升机的供料流量，i代表提升机的电机减速器的传动比，p代表提升机的电机的旋转磁场的极对数。 [0040] 根据本发明的另一具体实施方式，还包括物料高度检测单元，物料高度检测单元为计量槽内侧壁上设置的对射式光栅或者条形码，用于获取计量槽内的物料高度。 [0041] 根据本发明提供的基于物料位置的提升机控制方法及控制装置，通过获取物料的实际物料高度以及确定物料位于中料位时的提升机的提升频率，根据物料的实际物料高度距离中料位的物料高度位置，确定提升机的实际提升频率，可以实现提升机的供料频率的无极调整，能够根据物料的实际位置不断调节物料的供料流量，实现计量槽内的物料始终处于中部空间，保障供料流量的稳定性，避免了流量波动和断料的发生，同时解决了提升机频繁启停的问题。附图说明 [0043] 图2示出本发明一实施例提供的基于物料位置的提升机控制装置的方框图。 具体实施方式[0044] 以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。 [0045] 应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。 [0046] 术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0047] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的实施方式作进一步地详细描述。 [0048] 如图1所示，本发明的实施方式提供了一种基于物料位置的提升机控制方法，提升机的下游设备依次设置计量槽和电子皮带秤，计量槽竖直设置，提升机的顶端与计量槽的上部槽口连接，计量槽的底部与电子皮带秤连接，计量槽内包括高料位、中料位、低料位三个料位，控制方法包括以下步骤： [0049] S101，获取计量槽内的物料高度； [0050] S102，确定物料高度位于计量槽的中料位时所对应的提升机的提升频率f； [0051] S103，根据物料高度位于计量槽的高料位与中料位之间，确定提升机的实际频率F为：F＝f*(1‑h/h1)； [0052] S104，根据物料高度位于计量槽的低料位与中料位之间，确定提升机的实际频率F为：F＝f+(fmax‑f)*h/h2； [0053] 其中，f代表物料高度位于中料位时所对应的提升机的提升频率，fmax代表提升机的最大提升频率，h1代表高料位与中料位之间的高度差，h2代表中料位与低料位之间的高度差，h代表计量槽内的物料高度与中料位之间的高度差的绝对值。 [0054] 采用上述技术方案，通过获取物料的实际物料高度以及确定物料位于中料位时的提升机的提升频率，根据物料的实际物料高度距离中料位的物料高度位置，确定提升机的实际提升频率，可以实现提升机的供料频率的无极调整，能够根据物料的实际位置不断调节物料的供料流量，实现计量槽内的物料始终处于中部空间，保障供料流量的稳定性，避免了流量波动和断料的发生，同时解决了提升机频繁启停的问题。 [0055] 具体地，物料高度在高料位与中料位之间时或者在低料位与中料位之间时，物料高度发生变化，通过根据物料的实际高度调整提升机的提升频率，从而实现提升机的无极调整，使得物料高度始终保持在低料位与高料位之间，以保障供料流量的稳定性，同时避免提升机频繁启停。 [0056] 进一步地，计量槽的内侧壁上设置对射式光栅或者条形码以获取计量槽内的物料高度。 [0057] 具体地，在实际供料过程中，由于提升机上物料厚度不是绝对均匀或前后工艺段流量的波动，实际供料流量存在不稳定现象，通过设置物料高度检测装置以检测物料在计量槽中的位置。可选的，物料高度检测装置为对射式光栅或者条形码。以条形码为例，在计量槽的内侧壁的一侧上安装条形码，另一侧上安装视觉识别装置，物料落入计量槽内将遮蔽部分条形码，通过视觉识别装置识别条形码的长度，来判定物料在计量槽内的实际物料高度。 [0058] 进一步地，控制方法还包括： [0059] 根据物料高度位于高料位以上时，确定提升机的提升频率为0； [0060] 根据物料高度位于低料位以下时，确定提升机的提升频率为fmax。 [0061] 具体地，若提升机的前端物料出现了问题，此时，可能会出现物料高度位于高料位以上的情况，那么就需要提升机停机，此时提升机的提升频率即为0，以便工作人员查找问题；或者出现物料高度低于低料位，那么让提升机的提升频率为额定最大提升频率，以满足供料需求。通常情况下，提升机的最大提升频率为50Hz。 [0062] 进一步地，物料高度位于计量槽的中料位时，提升机的供料流量与电子皮带秤设定的输出流量相等。 [0063] 采用这种技术方案，定义物料高度位于中料位时，提升机的供料情况。具体地，使得提升机的提升频率满足供料流量等于后续工序设定的输出流量，从而使得提升机的物料位置始终处于中部空间，保障供料流量的稳定性。 [0064] 进一步地，确定物料高度位于计量槽的中料位时所对应的提升机的提升频率f，包括： [0065] 确定单位长度的提升机物料重量； [0066] 通过单位长度的提升机物料重量和提升机的瞬时供料流量，获得提升机的运行速度； [0067] 根据提升机的运行速度，获得提升机的转速； [0068] 根据提升机的转速获得提升频率f： [0069] f＝m*i*p/60*ρ*a*l*R*π， [0070] 其中，ρ代表物料密度，a代表提升机的物料厚度，l代表提升机的布料宽度，m为单位时间的提升机的供料流量，i代表提升机的电机减速器的传动比，p代表提升机的电机的旋转磁场的极对数。 [0071] 具体地，提升机的物料厚度为a，提升机的物料密度为ρ，提升机的布料宽度为l，则单位长度提升机的物料重量m0为： [0072] m0＝ρal， [0073] 设定提升机的供料流量与电子秤设定的输出流量相等，单位时间的提升机供料流量m为： [0074] m＝m0*v＝ρalv， [0075] 则提升机的运行速度v为： [0076] v＝m/ρal。 [0077] 提升机包括电机、电机减速器和输送带，其中电机与电机减速器相连，电机减速器通过传动装置与输送带相连，通过控制电机的运行频率从而控制输送带的运行速度，进而控制提升机的供料流量。 [0078] 若电机减速器的传动轴直径为R，传动比为i，则电机减速器的转速D0为： [0079] D0＝v/(R*π)， [0080] 根据电机减速器的转速获得电机的转速D为： [0081] D＝D0*i＝vi/(R*π) [0082] 根据电机的转速与频率的关系式：D＝60f/p，获得提升机的提升频率f为： [0083] f＝Dp/60＝m*i*p/60*ρ*a*l*R*π。 [0084] 【实施例】 [0085] 提升机的物料厚度a为5cm，提升机的物料密度ρ为0.25g/cm3，提升机的布料宽度l为1m，单位长度的提升机物料流量m0为：m0＝pal＝5*0.25*1000＝1250g＝1.25Kg，电子秤设定流量3600Kgh，换算为秒则设定流量为m＝lkg/s，提升机理论供料速度v＝m/m0＝0.8s，根据电机及减速器参数，计算中料位时提升机的提升频率频率为20Hz。 [0086] 当物料高度在中料位和低料位之间时，若物料位置与中料位之间的高度差的绝对值为10cm，中料位与低料位之间的高度差为20cm，根据公式F2＝f+(fmax‑f)h/h2＝20+(50‑20)*10/20＝35Hz，则提升机的实际频率为35Hz； [0087] 当物料高度在中料位和高料位之间时，若物料位置与中料位之间的高度差的绝对值为10cm，高料位与中料位之间的高度差为20cm，根据公式F1＝f*(1‑h/h1)＝20*(1‑10/20)＝10Hz，则提升机的实际频率为10Hz。 [0088] 如图2所示，本发明的实施方式还提供了一种基于物料位置的提升机控制装置，提升机的下游设备依次设置计量槽和电子皮带秤，计量槽竖直设置，提升机的顶端与计量槽的上部槽口连接，计量槽的底部与电子皮带秤连接，计量槽内包括高料位、中料位、低料位三个料位，控制装置包括： [0089] 高度获取单元201，用于获取计量槽内的物料高度； [0090] 中料位提升频率确定单元202，用于确定物料高度位于计量槽的中料位时所对应的提升机的提升频率f； [0091] 第一实际频率确定单元203，用于根据物料高度位于计量槽的中料位与高料位之间，确定提升机的实际频率F为：F＝f*(1‑h/h1)； [0092] 第二实际频率确定单元204，用于根据物料高度位于计量槽的低料位与中料位之间，确定提升机的实际频率F为：F＝f+(fmax‑f)*h/h2； [0093] 其中，f代表物料高度位于中料位时所对应的提升机的提升频率，fmax代表提升机的最大提升频率，h1代表高料位与中料位之间的高度差，h2代表中料位与低料位之间的高度差，h代表计量槽内的物料高度与中料位之间的高度差的绝对值。 [0094] 进一步地，控制装置还包括： [0095] 高料位提升频率确定单元，用于根据物料高度位于高料位以上时，确定提升机的提升频率为0； [0096] 低料位提升频率确定单元，用于根据物料高度位于低料位以下时，确定提升机的提升频率为fmax。 [0097] 进一步地，中料位提升频率确定单元中，物料高度位于计量槽的中料位时，提升机的供料流量与电子皮带秤设定的输出流量相等。 [0098] 进一步地，中料位提升频率确定单元包括： [0099] 重量确定子单元，用于确定单位长度的提升机物料重量； [0100] 运行速度确定子单元，用于通过单位长度的提升机物料重量和提升机的瞬时供料流量，获得提升机的运行速度； [0101] 转速确定子单元，用于根据提升机的运行速度，获得提升机的转速； [0102] 提升频率确定子单元，用于根据提升机的转速获得提升频率f： [0103] f＝m*i*p/60*ρ*a*l*R*π， [0104] 其中，ρ代表物料密度，a代表提升机的物料厚度，l代表提升机的布料宽度，m为单位时间的提升机的供料流量，i代表提升机的电机减速器的传动比，p代表提升机的电机的旋转磁场的极对数。 [0105] 进一步地，还包括物料高度检测单元，物料高度检测单元为计量槽内侧壁上设置的对射式光栅或者条形码，用于获取计量槽内的物料高度。 [0106] 虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了图示和描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。 |
||||||
