圆盘造球智能化生产控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种圆盘造球智能化生产控制系统及其控制方法，控制系统包括上位机控制单元、现场控制单元、检测单元和电动执行单元；控制系统与控制方法相互配合，通过上位机控制单元对数据进行处理和预设值设定后传送至现场控制单元进行生产控制；检测单元用于对现场圆盘造球过程中与造球合格率相关的多项实际工艺数值进行采集并实时发送检测结果至现场控制单元进行逻辑判断依据；相对于检测单元作为该生产控制系统的数据输入单元，电动执行单元为数据输出单元，实现通过可编程逻辑控制器对圆盘造球装置的生产工艺参数进行调节，实现将成球合格率控制在预期合格率范围之内，提升产品质量。

Intelligent control system and control method for disc pelletizer

The invention discloses a disc balling intelligent control system and control method of production, the control system comprises a control unit and PC field control unit, detection unit and electric actuating unit; control system and control method with each other, and the default value setting unit for processing transmitted to the control unit for the production control of data by the PC control unit is used for on-site detection; made a number of practical numerical disc balling process associated with the qualified rate of the ball in the process of collecting and sending real-time detection results to the scene control unit of logic judgment; relative to the detection unit as a data input unit of the production control system, electric actuator unit for data output unit implementation the parameter can be adjusted through the production process of the programmable logic controller disc balling device, implementation will become The ball pass rate is controlled within the range of the expected pass rate to improve the product quality.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及监控系统
，特别涉及一种圆盘造球智能化生产控制系统及其控制方法。
技术介绍
随着资源不断的枯竭和国际铁矿石价格的不断攀升，高炉使用的原燃料质量不断出现劣化。对于大型高炉，高炉的操作、铁水质量均与原料有着非常密切的关系，其中原材料对高炉操作的顺利运行、稳定起着非常重要的作用。造球机是为高炉提供球团矿物料的设备，造球机的成球合格率及矿石物料的部分比例会直接影响到高炉的生产质量。目前，造球工段生产过程过于依赖人工操作，加水量、加料量、造球盘转速、造球盘倾角由操作人员凭经验和眼力调整，无法保证生球水分达标，也不能保证较高且稳定的生球球径合格率，这不仅造成生产浪费也会影响烧结工段的生产效益。目前国内外对粒度检测的方法主要包括机械的筛网筛分法、激光衍射法、电感应法等(后两者主要针对尘埃颗粒)，随着数字图像处理技术在粒度识别领域中的应用，颗粒测量技术向着范围广、测量准确度和精确度高、重现性好、速度快的方向发展。近年来，随着数字图像处理技术的广泛应用，非接触式的视频在线自动检测技术逐渐兴起。非接触式是指通过工业相机采集物料图像，可以实时进行物料的现场监控和检测。因此有必要配套相应的能化生产控制系统和控制方法，进一步提高成球合格率，提升产品质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种有效控制成球合格率的圆盘造球智能化生产控制系统。本专利技术的另一目的是提供一种实现圆盘造球智能化生产并控制生球合格率在预期内的控制方法。为此，本专利技术技术方案如下：一种圆盘造球智能化生产控制系统，包括上位机控制单元、现场控制单元、检测单元和执行单元；所述上位机控制单元包括设置在控制室内且依次连接的第二光纤收发器、高速处理服务器和显示器；所述现场控制单元包括第一光纤收发器、交换机、触摸屏、可编程逻辑控制器和MPI‐ETH转换器；所述检测单元包括粒径检测装置、红外水分检测仪、电磁流量计和工艺参数接收装置；所述执行单元包括送料电机、旋转电机变频器、电动执行阀、倾角控制装置和报警装置；其中，所述第一光纤收发器与所述第二光纤收发器之间通过光纤连接；所述第一光纤收发器与所述交换机之间、所述第二光纤收发器与所述高速处理服务器之间、所述MPI‐ETH转换器与所述交换机之间、所述触摸屏与交换机之间均通过网线连接；所述可编程逻辑控制器与所述MPI‐ETH转换器之间通过数据传输线连接；所述高速处理服务器与所述显示器之间通过VGA视频线连接。所述可编程逻辑控制器通过MPI线缆与所述MPI‐ETH转换器的MPI端连接。所述粒径检测装置设置在造球盘成球区上方；所述红外水分检测仪设置在原料传送带及生球辊筛上方；所述电磁流量计设置在加水管路上。所述送料电机与圆盘造球装置的物料传送带传动轴连接；所述旋转电机变频器与圆盘造球装置造球圆盘下方控制转轴转动的旋转电机连接；所述电动执行阀安装在圆盘造球装置的造球加水主管路上；所述倾角控制装置与圆盘造球装置的角度调节螺杆连接；所述报警装置安装在现场箱上。一种圆盘造球智能化生产控制方法，包括对圆盘造球过程中的各项工艺参数的调节，具体调节顺序依次为调节向造球圆盘的加水量、调节造球圆盘的转速、调节原料投放速度和调节造球圆盘倾角。一种配合上述圆盘造球智能化生产控制系统的圆盘造球智能化生产控制方法，具体步骤如下：S1、设定生球产品合格率接受范围为A％～B％，将粒径检测设备检测出的上一批生球物料的粒径分布数据结合设定的合格生球粒径范围(D1～D2)计算出上一批生球物料粒径的合格率a：若合格率a≤A％时，进入步骤S2；若合格率a＞A％时，返回步骤S1；其中，生球产品合格率接受范围依据原料特性、设备及生产工况等因素进行人为设定，通过将生球产品合格率接受范围的上限和下限作为阈值引入控制方法具体判断中去，使生球产品合格率与预期值相符；S2、判断截止上一批生球物料的随造球时间变化的小球比例曲线斜率K1与随造球时间变化的大球比例曲线斜率K2：其中，生球物料的小球比例曲线斜率K1具体指在一批生球物料中随造球时间变化每张成球图像经过处理和计算后粒径D≤D1的成球数量占生球总量的比例的变化量；大球比例曲线斜率K2具体指在一批生球物料中随造球时间变化每张成球图像经过处理和计算后粒径D＞D2的成球数量占生球总量的比例的变化量；若K1≤0且K2＞0，即生球物料粒径偏大，则进入步骤S3；若K1＞0且K2≤0，即生球物料粒径偏小，则进入步骤S6；若K1＞0且K2＞0，即生球物料粒径为离散变化状态，则进入步骤S9；S3、通过位于生球辊筛上方的红外水分检测仪采集生球物料的含水量，并与预设的生球物料含水量进行比较，以判断生球过程中加水量偏小、偏大或适宜：其中，当采集生球物料的含水量小于预设的生球物料含水量时，判断为生球过程中加水量偏小，当采集生球物料的含水量大于预设的生球物料含水量时，判断为生球过程中加水量偏大；若加水量适宜或偏小，则进入步骤S4；若加水量偏大，则调节电动执行阀减小加水流量至与预设加水量一致，并通过粒径检测设备采集T分钟后一批生球物料粒径的合格率b1：若合格率b1≥B％，则返回步骤S1；若合格率a＜b1＜B％则进入步骤S5；若合格率b1≤a，则进入步骤S4；S4、调节电动执行阀使加水量与预设加水量一致，并调节旋转电机变频器使造球盘的转速减速0.1r/min；通过粒径检测设备采集T分钟后的一批生球物料粒径的合格率d1：若合格率d1≥B％，则返回步骤S1；若合格率A％＜d1＜B％，则再次调节旋转电机变频器使造球盘的转速减速0.1r/min，后延迟T分钟返回步骤S1；若合格率d1≤A％，则启动报警装置并生成增加给料量提示，并延迟T分钟返回步骤S1。S5、调节电动执行阀使加水量低于预设加水量0.15％，并通过粒径检测设备采集T分钟后的生球物料粒径的合格率c1：若合格率c1≥B％，则返回步骤S1；若合格率c1≤b1，则返回步骤S4；若合格率b1＜c1＜B％，则调节电动执行阀使加水量低于预设加水量0.25％，后延迟返回步骤S1；S6、通过位于生球辊筛上方的红外水分检测仪采集生球物料的含水量，并与预设生球物料含水量进行比较，以判断生球过程中加水量偏小、偏大或适宜：其中，当采集生球物料的含水量小于预设的生球物料含水量时，判断为生球过程中加水量偏小，当采集生球物料的含水量大于预设的生球物料含水量时，判断为生球过程中加水量偏大；若加水量适宜或偏多，则进入步骤S7；若加水量偏大，则调节电动执行阀减小加水流量至与预设加水量一致，并通过粒径检测设备采集T分钟后的生球物料粒径的合格率b2：若合格率b2≥B％，则返回步骤S1；若合格率a＜b2＜B％，则进入步骤S8；若合格率b2≤a，则进入步骤S7；S7、调节电动执行阀使加水量与预设加水量一致，并调节旋转电机变频器使造球盘的转速加速0.1r/min；通过粒径检测设备采集T分钟后的生球物料粒径的合格率d2：若合格率d2≥B％，则返回步骤S1；若合格率A％＜d2＜B％，则再次调节旋转电机变频器使造球盘的转速加速0.1r/min，后延迟T分钟返回步骤S1；若合格率d2≤A％，则启动报警装置并生成减少给料量提示，后返回步骤S1。S8、调节电动执行阀使加水量高于预设加水量0.15％，并通过粒径检测设备采集T分钟后的生球物料粒本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆盘造球智能化生产控制系统，其特征在于，包括上位机控制单元、现场控制单元、检测单元和执行单元；所述上位机控制单元包括设置在控制室内且依次连接的第二光纤收发器(3)、高速处理服务器(1)和显示器(2)；所述现场控制单元包括第一光纤收发器(4)、交换机(5)、触摸屏(6)、可编程逻辑控制器(7)和MPI‐ETH转换器(8)；所述检测单元包括粒径检测装置(9)、红外水分检测仪(10)、电磁流量计(11)和工艺参数接收装置(12)；所述执行单元包括送料电机(13)、旋转电机变频器(14)、电动执行阀(15)、倾角控制装置(16)和报警装置(17)；其中，所述第一光纤收发器(4)与所述第二光纤收发器(3)之间通过光纤连接；所述第一光纤收发器(4)与所述交换机(5)之间、所述第二光纤收发器(3)与所述高速处理服务器(1)之间、所述MPI‐ETH转换器(8)与所述交换机(5)之间、所述触摸屏(6)与交换机(5)之间均通过网线连接；所述可编程逻辑控制器(7)与所述MPI‐ETH转换器(8)之间通过数据传输线连接；所述高速处理服务器(1)与所述显示器(2)之间通过VGA视频线连接。

【技术特征摘要】
1.一种圆盘造球智能化生产控制系统，其特征在于，包括上位机控制单元、现场控制单元、检测单元和执行单元；所述上位机控制单元包括设置在控制室内且依次连接的第二光纤收发器(3)、高速处理服务器(1)和显示器(2)；所述现场控制单元包括第一光纤收发器(4)、交换机(5)、触摸屏(6)、可编程逻辑控制器(7)和MPI‐ETH转换器(8)；所述检测单元包括粒径检测装置(9)、红外水分检测仪(10)、电磁流量计(11)和工艺参数接收装置(12)；所述执行单元包括送料电机(13)、旋转电机变频器(14)、电动执行阀(15)、倾角控制装置(16)和报警装置(17)；其中，所述第一光纤收发器(4)与所述第二光纤收发器(3)之间通过光纤连接；所述第一光纤收发器(4)与所述交换机(5)之间、所述第二光纤收发器(3)与所述高速处理服务器(1)之间、所述MPI‐ETH转换器(8)与所述交换机(5)之间、所述触摸屏(6)与交换机(5)之间均通过网线连接；所述可编程逻辑控制器(7)与所述MPI‐ETH转换器(8)之间通过数据传输线连接；所述高速处理服务器(1)与所述显示器(2)之间通过VGA视频线连接。2.根据权利要求1所述的圆盘造球智能化生产控制系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器(7)通过MPI线缆与所述MPI‐ETH转换器(8)的MPI端连接。3.根据权利要求1所述的圆盘造球智能化生产控制系统，其特征在于，所述粒径检测装置(9)设置在造球盘成球区上方；所述红外水分检测仪(10)设置在原料传送带及生球辊筛上方；所述电磁流量计(11)设置在加水管路上。4.根据权利要求1所述的圆盘造球智能化生产控制系统，其特征在于，所述送料电机(13)与圆盘造球装置的物料传送带传动轴连接；所述旋转电机变频器(14)与圆盘造球装置造球圆盘下方控制转轴转动的旋转电机连接；所述电动执行阀(15)安装在圆盘造球装置的造球加水主管路上；所述倾角控制装置(16)与圆盘造球装置的角度调节螺杆连接；所述报警装置(17)安装在现场箱上。5.一种圆盘造球智能化生产控制方法，包括对圆盘造球过程中的各项工艺参数的调节，其特征在于，所述工艺参数的调节顺序依次为调节向造球圆盘的加水量、调节造球圆盘的转速、调节原料投放速度和调节造球圆盘倾角。6.根据权利要求5所述的圆盘造球智能化生产控制方法，其特征在于，具体步骤如下：S1、设定生球产品合格率范围为A％～B％，将上一批生球物料的粒径分布数据结合设定的合格生球粒径范围计算出上一批生球物料粒径的合格率a：若合格率a≤A％时，进入步骤S2；若合格率a＞A％时，返回步骤S1；S2、判断截止上一批生球物料的随造球时间变化的小球比例曲线斜率K1与随造球时间变化的大球比例曲线斜率K2：若K1≤0且K2＞0，即生球物料粒径偏大，则进入步骤S3；若K1＞0且K2≤0，即生球物料粒径偏小，则进入步骤S6；若K1＞0且K2＞0，即生球物料粒径为离散变化状态，则进入步骤S9；S3、采集生球物料的含水量并与预设的生球物料含水量进行比较，以判断生球过程中加水量偏小、偏大或适宜：其中，当采集生球物料的含水...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海根，
申请(专利权)人：天津市三特电子有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12