一种散料快速定量配料控制系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种散料快速定量配料控制系统和方法，包括：安装在装车站缓冲仓的四个配料闸门，八片闸板中七片为开关控制模式闸板，一片为线性控制模式闸板，各个开关控制模式闸板与开关闸门控制器连接，伺服线性闸门控制器和开关闸门控制器与中心计算控制单元连接，中心控制计算单元中设有缓冲仓物料分布运算器和自抗扰控制器，自抗扰控制器设有跟踪微分控制器、线性误差反馈器、扩张状态观测器。本发明专利技术对各个闸板上方的物料进行监测，并根据缓冲仓料位模型，使用自抗扰控制确定配料过程中的各个闸板的开关状态和线性控制模式闸板进行无级控制，以精确的达到配料量。这一方式提高配料的速度以及减少气压对配料精度的影响，提高一倍以上的配料精度。一倍以上的配料精度。一倍以上的配料精度。

【技术实现步骤摘要】
一种散料快速定量配料控制系统和方法


[0001]本专利技术涉及一种散料快速定量配料控制系统和方法，是一种自动化运输的系统和方法，是一种用于散装物料自动装车的系统和工艺方法。

技术介绍

[0002]传统的物料装车系统智能化程度比较低，配料过程模式比较单一，并没有实现智能化配料，传统的配料模式是以8片配料闸板(四个配料闸门每个闸门两片闸板)为控制对象，使用固定的闸门开关组合方式将缓冲仓里的物料配到定量仓中，达到配料标载值，配料误差在0.1％左右。传统的缓冲仓需要将配料达到两倍以上的一个定量仓储料，才能够启动配料程序，这是由于缓冲仓设置四个配料闸门，尽管各个闸门上方的仓室没有分隔(有仓室底部设计为四个锥型体，有一定的分割，但大部分没有分割)，但在放料过程中由于物料的本身的性质(如粒径大小、干湿程度等)，以及堆放不均匀等复杂的原因，使各个闸门放料的速度并不完全相同，如果缓冲仓中的物料量不够充分，就会出现有闸门上方还堆积物料，而有的闸门已经放空了物料而空闲。
[0003]传统的四闸门八片闸板的装车站缓冲仓所采取的是固定配料模式，即开始开闸门为定量仓配料时，所有八片闸板全部开启，当达到一定装载阈值(装载阈值是事先确定的，这个阈值通常是配料快要达到完成的境地)后，即关闭部分闸板，例如先关闭四片闸板，减缓配料的速度，当达到第二个阈值(第二个阈值更加接近配料标载值)时再关闭部分闸板，如关闭三片闸板，之后当达到配料标载值时则关闭最后一片闸板。如前所述，由于种种原因，这种配料模式往往会导致配料过程中出现有的闸门虽然打开，但闸门上方物料不够，需等待补料的情况，而另外几个闸板上方还堆积大量物料，这一问题影响了配料的速度，进而影响了装车站的整体效率。而且，物料不足导致控制系统长期处于等待状态，也造成设备受损，寿命降低等问题。传统的解决方案是增加缓冲仓的储料量，无差别的提高所有闸板上方的物料储存量，以解决配料出现差距的问题。但这个解决方案却增加了缓冲仓的容量，在实际设计中增加了缓冲仓的高度，而缓冲仓高度的增加意味着钢结构总体的增加，包括高度和为稳定而增加副架的宽度，使装车站建造的总体成本明显增加，结果得不偿失。
[0004]另外，这种配料方式还存在一个问题，即由于闸门在开关过程中气压变化较大，造成定量仓物料实时检测值(主要是称重传感器输出值)出现波动，以及最后一片闸门关闭时只能预估配料值，这就使定量仓配料的精度不能达到很高的要求。
[0005]随着商业活动的精细化，对装车计量的要求越来越高，因此，如何解决配料不均，提高配料效率和配料精度是一个需要解决的问题。

技术实现思路

[0006]为了克服现有技术的问题，本专利技术提出了一种散料快速定量配料控制系统和方法。所述的系统和方法通过在缓冲仓和定量仓中设置料位传感器，建立缓冲仓实时动态料位模型和自抗扰控制模型，对缓冲仓物料变化情况进行实时监控，并以此为依据控制闸板
的开闭，同时依据缓冲仓的料位和称重值对最后关闭的一片闸板进行精细化控制，提高了装车效率和精确度问题。
[0007]本专利技术的目的是这样实现的：一种散料快速定量配料控制系统，包括：安装在装车站缓冲仓的四个配料闸门，每个配料闸门设有两个对开的闸板，供八片闸板，所述的八片闸板中七片为开关控制模式闸板，一片为线性控制模式闸板，所述的线性控制模式闸板由比例阀带动油缸动作并设有线性位移传感器，所述的比例阀与伺服线性闸门控制器连接，所述的各个开关控制模式闸板与开关闸门控制器连接，所述的伺服线性闸门控制器和开关闸门控制器与中心计算控制单元连接，所述的中心控制计算单元中设有缓冲仓物料分布运算器和自抗扰控制器，所述的自抗扰控制器设有跟踪微分控制器、线性误差反馈器、扩张状态观测器，所述的缓冲仓物料分布运算器与设置在缓冲仓内的多个缓冲仓料位传感器连接。
[0008]进一步的，所述的缓冲仓中设有对应四个配料闸门的四个料位传感器。
[0009]进一步的，所述的定量仓物料量传感器是称重传感器或料位传感器，或者是称重传感器和料位传感器的结合。
[0010]一种使用上述系统的散落快速定量配料控制方法，所述方法的步骤如下：
[0011]所述方法包括：模型构建过程和配料过程；
[0012]模型构建过程：
[0013]步骤1，构建缓冲仓料位模型：以缓冲仓中的料位传感器所获取的实时缓冲仓料位值及料位高度作为工况参数，建立缓冲仓料位模型，以计算各个缓冲仓闸板上的物料量；
[0014]步骤2，构建自抗扰模型：以缓冲仓各个闸板上的物料量为输入参数，各个开关控制模式闸板为调节对象、以及定量仓需配重物料量为输入参数，线性控制模式闸板为调节对象，建立自抗扰控制器模型；
[0015]配料过程：
[0016]步骤3，监测缓冲仓中的物料量：皮带机向缓冲仓中输送物料，缓冲仓中的各个料位传感器实时监测缓冲仓中各个闸门上方的物料状态，当缓冲仓料位值达到设定值，满足配料条件后，开始配料，当缓冲仓料位值接近满仓值时，皮带机停止向缓冲仓输料；当缓冲仓向定量仓配料时，缓冲仓料位分布运算器发现缓冲仓中物料不足时，则开启皮带机继续向缓冲仓送料；
[0017]步骤4，开启快速配料流程：当缓冲仓料位值高于两倍配料标载值时，启动配料程序的第一阶段：快速配料流程；此时，除线性控制模式闸板外，其余闸板全部打开；
[0018]步骤5，进入慢速配料流程：以料位传感器实时获取缓冲仓料位值分布，根据缓冲仓料位模型的计算，应用自抗扰控制算法确定进入配料程序的第二阶段：慢速配料流程；此时，线性控制闸板打开，其余七片闸门根据闸板上方的物料量分布情况，应用自抗扰控制算法，确定关闭闸板的数量以及哪片闸板需要关闭；
[0019]步骤6，进入精确配料流程：以缓冲仓料位传感器获取的缓冲仓实时料位值，根据缓冲仓料位模型的计算，应用自抗扰控制算法确定进入配料程序的第三阶段：精确配料流程；此时，所有开关控制模式的闸板全部关闭，只有线性控制闸板处于打开状态，这时利用线性位移传感器监测线性模式闸板的精确位置，同时定量仓料位传感器检测定量仓中的物料量，并计算当前的配料实时值与配料标载值的差值；应用自抗扰控制算法，通过比例阀调控线性控制模式闸板的开度，直至定量仓中物料量达到配料计划标载值，结束定量仓配料。
[0020]本专利技术的优点和有益效果是：本专利技术利用缓冲仓料位传感器对各个闸板上方的物料进行监测，并根据缓冲仓料位模型，使用自抗扰控制方法，以确定配料过程中的各个闸板的开关状态，即在配料过程中，闸门上方物料多的打开，物料少的关闭。同时设计一片线性控制模式闸板，当配料达到最后阶段时，在其他闸板均关闭的情况下，以线性位移传感器监测，使用自抗扰控制方法通过伺服控制器控制比例阀进而对线性控制模式闸板进行无级控制，以精确的达到配料量。这一方式相比传统的单一配料模式可以增加配料的速度以及减少气压对配料精度的影响，有效的提高整个装车站的配料速度，减少了配料误差，能够提高一倍以上的配料精度。
附图说明
[0021]下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种散料快速定量配料控制系统，包括：安装在装车站缓冲仓的四个配料闸门，每个配料闸门设有两个对开的闸板，供八片闸板，其特征在于，所述的八片闸板中七片为开关控制模式闸板，一片为线性控制模式闸板，所述的线性控制模式闸板由比例阀带动油缸动作并设有线性位移传感器，所述的比例阀与伺服线性闸门控制器连接，所述的各个开关控制模式闸板与开关闸门控制器连接，所述的伺服线性闸门控制器和开关闸门控制器与中心计算控制单元连接，所述的中心控制计算单元中设有缓冲仓物料分布运算器和自抗扰控制器，所述的自抗扰控制器设有跟踪微分控制器、线性误差反馈器、扩张状态观测器，所述的缓冲仓物料分布运算器与设置在缓冲仓内的多个缓冲仓料位传感器连接。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的缓冲仓中设有对应四个配料闸门的四个料位传感器。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述的定量仓物料量传感器是称重传感器或料位传感器，或者是称重传感器和料位传感器的结合。4.一种使用权利要求2所述系统的散落快速定量配料控制方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：所述方法包括：模型构建过程和配料过程；模型构建过程：步骤1，构建缓冲仓料位模型：以缓冲仓中的料位传感器所获取的实时缓冲仓料位值及料位高度作为工况参数，建立缓冲仓料位模型，以计算各个缓冲仓闸板上的物料量；步骤2，构建自抗扰模型：以缓冲仓各个闸板上的物料量为输入参数，各个开关控制模式闸板为调节对象、以及定量仓需配重物料量为输入参数，线性控制模式闸板...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔义森，刘辉，栗伟，李建华，
申请(专利权)人：天地科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：