[发明专利]一种混匀取料机取料控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种混匀取料机取料控制系统，其特征在于，包括PLC控制器；与所述PLC控制器电信号连接的取料量输入装置、小车位置检测传感器、小车速度检测传感器、第一斗轮速度检测传感器、第二斗轮速度检测传感器、带式输送机速度检测传感器、大车速度检测传感器；大车走行距离进给量检测传感器；与所述PLC控制器电信号连接的小车行走变频器、第一斗轮变频器、第二斗轮变频器、带式输送机变频器、大车变频器；PLC控制器通过各变频器反馈输入的变频器速度电流信号，将小车、第一斗轮、第二斗轮、带式输送机、大车的速度反馈值与速度输出值进行比较，建立速度PID控制环，通过PLC的PID控制功能对速度输出值进行控制，及时地修正变频器的速度控制量；同时通过将小车速度检测传感器、第一斗轮速度检测传感器、第二斗轮速度检测传感器、带式输送机速度检测传感器和大车速度检测传感器输入的速度信号输入到小车行走变频器、第一斗轮变频器、第二斗轮变频器、带式输送机变频器、大车变频器中，将速度输出值与速度反馈值进行比较，形成速度PID控制环，通过各变频器内置的PID控制功能对相应的电机进行PID闭环控制，优化各机构的运行速度与控制精度。

2.根据权利要求1所述的混匀取料机取料控制系统，其特征在于，所述PLC控制器与中控系统及监控显示器电信号连接。

3.根据权利要求1所述的混匀取料机取料控制系统，其特征在于，所述小车速度检测传感器、第一斗轮速度检测传感器、第二斗轮速度检测传感器、带式输送机速度检测传感器、大车速度检测传感器均为安装在电机上的编码器。

4.一种权利要求1所述混匀取料机取料控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤:

向PLC控制器输入取料量给定值，PLC控制器根据输入的取料量给定值选择各机构的速度基准参数：带式输送机运行速度基准参数、小车运行速度基准参数、第一斗轮运行速度基准参数、第二斗轮运行速度基准参数、大车取料进给速度基准参数，取料量给定值越大对应的各速度基准参数也越大；

小车位置检测传感器实时采集小车的位置信息，并将其传递给PLC控制器；

PLC控制器通过获得小车的位置信息，在小车运行速度基准参数、第一斗轮运行速度基准参数、第二斗轮运行速度基准参数基础上优化控制小车行走速度实际控制值、第一斗轮运行速度实际控制值、第二斗轮运行速度实际控制值，从而实时控制调节小车行走变频器、第一斗轮变频器、第二斗轮变频器的输出频率；小车在料堆两侧位置运行速度比在料堆中间位置快；斗轮的运行速度也随小车的位置呈现在料堆中间位置速度慢、在料堆两侧位置速度快的运行速度曲线，并且两斗轮之间呈现一个斗轮间距的位置速度差；

在大车运行过程中，大车走行距离进给量检测传感器实时采集大车每次运行的进给量，通过大车变频器精确控制每次大车的进给距离，保证两个斗轮机构的取料进给深度，实现精确取料；

带式输送机速度控制的因素是取料量给定值的要求，计算速度公式为：

Vp＝Q_l·Kp₁/Kp₂+Vp₀；

Vp——皮带运行速度实际控制值，单位为m/s

Kp₁——皮带速度系数，单位为m/s

Kp₂——皮带取料量系数，单位为kg/s

Q_l——取料量给定值，单位为kg/s

Vp₀——皮带运行最小速度，单位为m/s；

小车速度控制的因素是取料量给定值的要求、小车在料堆截面上的运行位置，两斗轮之间距离，计算的速度公式为：

Vx＝Q_l/Kx₂·(|Lxw-(Lx-Ld)/2|/Kx₁+Vx₀)；

V_x——小车运行速度实际控制值，单位为m/s

Kx₁——小车速度时间系数，单位为s

Kx₂——小车取料量系数，单位为kg/s

Q_l——取料量给定值，单位为kg/s

Lxw——小车运行位置，单位为m

Lx——小车运行行程，单位为m

Ld——两斗轮之间距离，单位为m

Vx₀——小车运行最小速度，单位为m/s；

第一斗轮速度控制的因素是取料量给定值的要求、小车在料堆截面上的运行位置，计算的速度公式：

当Lxw-(Lx-Ld)/2<0时，Vd₁＝Q_l/Kd₂·(Vd₀+(Lx-Ld)/(2·Kd₁))；

当Lxw-(Lx-Ld)/2≧0时，Vd₁＝Q_l/Kd₂·(Vd₀-(Lx-Ld)/(2·Kd₁))；

Vd₁——第一斗轮运行速度实际控制值，单位为m/s

Q_l——取料量给定值，单位为kg/s

Kd₁——斗轮速度时间系数，单位为s

Kd₂——斗轮取料量系数，单位为kg/s

Lxw——小车运行位置，单位为m

Lx——小车运行行程，单位为m

Ld——两斗轮之间距离，单位为m

Vd₀——斗轮运行最小速度，单位为m/s；

第二斗轮速度控制的主要因素是取料量给定值的要求、小车在料堆截面上的运行位置，计算得出的速度公式：

当Lxw-(Lx-Ld)/2<0时，Vd₂＝Q_l/Kd₂·(Vd₀-(Lx-Ld)/(2·Kd₁))；

当Lxw-(Lx-Ld)/2≧0时，Vd₂＝Q_l/Kd₂·(Vd₀+(Lx-Ld)/(2·Kd₁))；

Vd₂——第二斗轮运行速度实际控制值，单位为m/s

Q_l——取料量给定值，单位为kg/s

Kd₁——斗轮速度时间系数，单位为s

Kd₂——斗轮取料量系数，单位为kg/s

Lxw——小车运行位置，单位为m

Lx——小车运行行程，单位为m

Ld——两斗轮之间距离，单位为m

Vd₀——斗轮运行最小速度，单位为m/s；

大车进给速度控制的因素是取料量给定值的要求，计算的速度公式为：

V_d＝Q_l·Kd₁/Kd₂+V_d0；

V_d——大车运行速度实际控制值，单位为m/s

Kd₁——大车速度系数，单位为m/s

Kd₂——大车取料量系数，单位为kg/s

Q_l——取料量给定值，单位为kg/s；

V_d0——大车运行最小速度，单位为m/s；

通过对大车走行距离进给量检测值的有效检测，严格控制大车的每次进给量，保证两个斗轮机构的取料进给深度，实现精确取料；

PLC控制器通过各变频器反馈输入的变频器速度电流信号，将小车、第一斗轮、第二斗轮、带式输送机、大车的速度反馈值与速度输出值进行比较，建立速度PID控制环，通过PLC的PID控制功能对速度输出值进行控制，及时地修正变频器的速度控制量；同时通过将小车速度检测传感器、第一斗轮速度检测传感器、第二斗轮速度检测传感器、带式输送机速度检测传感器和大车速度检测传感器输入的速度信号输入到小车行走变频器、第一斗轮变频器、第二斗轮变频器、带式输送机变频器、大车变频器中，将速度输出值与速度反馈值进行比较，形成速度PID控制环，通过各变频器内置的PID控制功能对相应的电机进行PID闭环控制，优化各机构的运行速度与控制精度。