[发明专利]基于斗式提升机功率的物料输送量软仪表

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于斗式提升机功率的物料输送量软仪表，尤其适用于水泥、冶金工业。

背景技术

物料计量与定量给料是水泥冶金行业的一项重要的技术与装备。物料计量和定量给料对稳定水泥冶金工业日常生产、提高产品产量与质量、节约能耗、降低成本等起着至关重要的作用，是每个水泥冶金企业关心的问题。同时，也对节能减排、资源综合利用等方面有重要作用。因此，水泥冶金工业的计量与定量给料技术与装备也是政府和社会所关心的问题。

物料计量与定量给料技术与装备贯穿着整个水泥冶金生产过程。按照功用分类可分为两种：一是商业与管理用途的计量与定量给料，商业用的原材料（包括燃料）进厂、成品出厂及以生产考核为目标的用料、产量等，它对生产过程没有或较少产生影响；二是生产用途的计量与定量给料，原料配料、生料与辅料定量喂料、煤粉定量喂煤等生产工艺环节，它直接影响生产过程，是生产流程中一个不可或缺的节点。

在生产用途的计量与定量给料中，一般采用基于物理方法的直接测量仪器，包括各式流量计和计量秤，例如：冲板式或溜槽式固体冲击流量计；科里奥利流量计；斗式秤（简易斗式秤、减量法斗式秤）；圆盘秤；悬臂秤（悬臂式恒速皮带秤、双悬臂秤）；螺旋绞刀秤；核子皮带秤；调速皮带定量给料秤等。但由于水泥、冶金行业的粗放性，这些流量计或者计量秤往往会有较大的测量误差。

软测量技术是近年来得到广泛发展的一种新技术。软测量的基本思想是把自动控制理论与生产过程知识有机结合起来，应用计算机技术，针对难于测量或者暂时不能测量的重要变量，选择另一些容易测量的变量，通过构成某种数学关系来推断和估计，以软件来代替硬件功能。这类方法响应迅速，能够连续给出主导变量信息，且具有投资低、维护保养简单等特点。基于软测量技术实现的仪表，称之为软测量仪表，简称软仪表。

斗式提升机是水泥冶金行业中应用广泛的一种物料连续输送机械。它是一种利用均匀固接于牵引件上的一系列料斗，竖向提升物料的连续输送机械，分为环链、板链和皮带三种。斗式提升机具有输送量大、提升高度高、运行平稳可靠、寿命长等显著优点，适于输送粉状、粒状及小块状的无磨琢性及磨琢性小的物料，如：煤、水泥、石块、砂、粘土、矿石等。在水泥冶金行业中，磨机、窑、物料仓等重要生产装置的入口物料的输送，常常采用斗式提升机。

由于水泥、冶金行业的粗放性，基于物理方式的物料计量设备，包括流量计、计量称等，很容易被生产中的各种异常工况影响。如设备磨损、打滑、粘料和仓压变化等，都会造成计量设备测量不准。在实际使用过程中，常常发生测量噪音过大、测量值偏实、测量值偏虚等异常情况，严重影响装置的稳定生产和全厂物料衡算。

发明内容

本发明为解决现有技术在使用中存在的问题，提供一种采用在线计算而非直接测量的方式，实现对物料输送量计量的基于斗式提升机功率的物料输送量的建立方法。

本发明解决现有问题的技术方案是：基于斗式提升机功率的物料输送量软仪表，利用斗式提升机功率P与物料输送量C之间的相关性建立软测量模型，软测量模型的输入包含斗式提升机功率P；软测量模型的输出包含物料输送量C；将该软测量模型置入支持实时计算的系统中实施构成软仪表。

斗式提升机运行稳定，其功率P与物料输送量C之间的相关性很好，且相关性只和物料颗粒间的摩擦系数有关，而不受设备磨损、打滑、粘料和仓压变化等影响。因此，本发明所述物料输送量软仪表，与传统计量仪表相比，工作稳定性高、计量精度较高。同时，软仪表不需要硬件投资，日常维护费用也要低很多。

作为进一步改进，所述的软测量模型的输入包括斗式提升机功率P、或/和物料输送高度H、或/和摩擦系数K、或/和校正系数A。

作为进一步改进，所述的物料输送量C与斗式提升机功率P 是线性的，软测量模型为C = P * 367 /（H * K）+ A。

作为进一步改进，所述的物料输送量C与斗式提升机功率P 是非线性的，可以利用多项式拟合、神经网络、支持向量机等非线性的数据拟合方法建立软测量模型。

作为进一步改进，所述的斗式提升机功率P用斗式提升机电流I替代作为模型输入。

作为进一步改进，建立软测量模型包括输入变量的选择、数据的采集与处理、软测量模型的建立、组态与在线运行，在线校正五个步骤。

作为进一步改进，软测量模型的输入包括校正系数；可采用手动调整校正系数的方法来实现在线校正。

作为进一步改进，在组态与在线运行步骤，包含滤波处理模块，对斗式提升机功率（或电流）的原始信号进行滤波处理。