自动稳料位的高压辊磨机的给料方法

719 编辑：中冶有色技术网来源：辽宁五寰特种材料与智能装备产业技术研究院有限公司

2023-11-09 10:28:02

权利要求书： 1.一种自动稳料位的高压辊磨机的给料方法，其特征在于包括以下步骤：

可调节给料器（2）置于储料仓（1）下方，可调节给料器（2）输出的物料通过皮带机（4）上的皮带输送到稳料仓（5）处，可调节给料器（2）与皮带机（4）上的皮带秤（3）形成第一控制闭环，皮带秤（3）称重数值传送到控制器（8），控制器（8）控制可调节给料器（2）的下料量，使皮带机（4）的皮带上物料厚度保持在所需的数值范围内，使得皮带机（4）的工作频率与运量直接成正比关系；

皮带机（4）为变频驱动，皮带机（4）的驱动频率与稳料仓（5）处的检测稳料仓（5）内物料重量的称重传感器（6）形成第二控制闭环，称重传感器（6）的数值传送到控制器（8），控制器（8）控制皮带机（4）的运行频率，控制皮带机（4）给到稳料仓（5）的物料量，使稳料仓（5）内料位稳定在设定的范围内；

所述第一控制闭环为：控制器（8）内设定皮带物料重量上限位和皮带物料重量下限位，如果称重数值超过皮带物料重量上限位时，控制器（8）输出信号，控制可调节给料器（2）的运行频率降低，降低可调节给料器（2）的下料量，从而降低皮带机（4）上面物料堆积的厚度；

当皮带秤（3）的称重传感器检测到带面上的重量低于控制器（8）设定的皮带物料重量下限值时，控制器（8）输出信号，控制可调节给料器（2）提高运行频率，提高可调节给料器（2）的下料量，从而提高给料皮带带面上的厚度；

所述可调节给料器（2）采用振动给料机；

所述第二控制闭环为：控制器（8）内设定稳料仓物料重量上限位和稳料仓物料重量下限位，如果称重传感器（6）传输的重量数值低于稳料仓物料重量下限位时，控制器（8）控制皮带机（4）频率增加，提高带速；

如果称重传感器（6）传输的重量数值高于稳料仓物料重量上限位时，控制器（8）控制皮带机（4）频率降低，降低带速；

所述皮带机（4）皮带上面物料堆积的厚度与皮带秤（3）的称重传感器数值成正比例变化，皮带机（4）皮带宽为1m；额定负载运行时，皮带秤（3）的称重传感器显示0.4t，对应皮带上物料截面面积为0.09m2；在控制器（8）内设定皮带秤（3）的称重传感器皮带物料重量上限位为0.42t，皮带物料重量下限位为0.38t，对应皮带机（4）的皮带上物料截面积上限值为0.095m2，下限值为0.086m2；在皮带上物料较少，皮带秤（3）的称重传感器数值达到下限0.38t时，振动给料机增加频率，落到皮带机（4）的皮带上的物料增加，使皮带面上物料厚度增加，皮带秤（3）的承重传感器数值达到上限0.42 t时，振动给料机降低频率，使皮带面上物料厚度减少，将皮带机（4）上物料截面积稳定在0.086 m2至0.095 m2范围内；

所述第二控制闭环，在控制器（8）内，设定稳料仓物料重量的上限位为15t，下限位为13t；在稳料仓称重传感器（6）数值降低，到达下限位13t时，控制器（8）控制皮带机（4）转速增加，运量加大，使稳料仓称重传感器（6）数值增加，达到上限位15t时，控制器（8）控制皮带机（4）的转速降低，皮带机（4）的运量随之降低，稳料仓的称重传感器数值降低，将稳料仓的称重传感器（6）数值控制在设定的13t～15t范围内；

第一控制闭环能够实现给料皮带机带面上的物料厚度稳定在一个需要的数值范围上，把物料截面积稳定在一个需要的数值范围内，不进行明显波动；影响皮带机给料量包含两个因素，一个是带面上物料的截面积，一个是皮带机的带速；通过皮带秤和振动给料机形成的一个控制闭环，保证给料机皮带带面上物料的截面积恒定；

通过第一控制闭环将皮带机物料截面积这个变量固定下来；现在皮带机的运送量只和皮带机转速有关，不论皮带多长，只要皮带机转速变化，其运送量立刻跟随转速成正比例变化；

第一控制闭环使带面上物料截面积恒定，此时皮带机的运量只和带速有关，因此不论储料仓距离稳料仓多远，调整皮带机的运量，都不会在稳料仓产生滞后的现象；这两个闭环可以使辊压机给料系统能够更灵敏的稳住稳料仓内的料位，为辊压机稳定工作提供前提，同时控制逻辑清晰简单，更易于实现自动化控制及无人看守；另外，彻底消除了给料皮带输送量调节的滞后，使高压辊磨机的给料皮带不受输送距离的限制，对不同现场的适应性更强；

物料从储料仓下落后先经过可调节给料器，再经过皮带秤，皮带秤与可调节给料器之间距离为20米以内；

给料方法中涉及到的各设备均为现有的常规设备，控制器采集传感器的检测信号，通过检测信号反馈控制对应的设备也是现有的常规技术；本发明的创造性体现在通过两个控制闭环来控制给料过程；

不需要架设过度料仓，高压辊的料位实现可靠的自动控制，完全消除人工看守；给料部分通过两个并行的控制闭环，消除长距离皮带给料量调节效果滞后的现象；同时，不需要采用模糊控制等难度大、可靠性低的控制方案；给料量调节效果，不再受皮带长度的影响，对矿山现场条件的适应性强，最终使高压辊磨机获得稳定的料柱；

第一控制闭环是把皮带上物料的厚度固定；第二控制闭环是在第一控制闭环实现的基础上，可以没有滞后现象的、快速的调节皮带运量，去调节料仓里面的料位，使料位稳定在所设置范围内；第一控制闭环是实现第二控制闭环的基础，能够让第二控制闭环的控制没有滞后，从而能够适应皮带较长的现场。

说明书：一种自动稳料位的高压辊磨机的给料方法技术领域

本发明属于粉碎机械技术领域，尤其涉及一种自动稳料位的高压辊磨机的给料方法。

背景技术

高压辊磨机是一种由液压系统提供高挤压力，同时配合一定高度料柱提供的给料压力，对矿石实现层压粉碎的设备。如果给料量小于高压辊磨机的处理量，会导致料柱降低甚至消失的情况，此时，将造成破碎效果下降，设备振动，辊面等相关零部件损坏严重等诸多问题。如果给料量大于高压辊磨机的处理量，会导致稳料仓内料柱过高，甚至溢出的情况。因此，恒定的料柱对高压辊磨机的稳定运行至关重要。目前，维持稳定高度的料柱，有几种做法：第一、人工看守，在高压辊磨机给料位置设置人工岗位，进行长时间看守及调节，可靠性差。第二、在高压辊磨机的稳料仓位置设置传感器，与给到高压辊磨机稳料仓的皮带的给料量，形成闭环控制，消除人工看守，但是在大多数矿山，从储料仓到高压辊磨机入料点的输送皮带距离往往比较长，出现的问题是，在前序储料仓下料量有变化时，这个变化要经过一段时间，才能到达高压辊磨机稳料仓的位置，皮带越长，滞后的时间越长。而稳料仓的缓冲时间一般都比较短，造成调节不及时，高压辊磨机稳料仓的料位波动大，甚至出现稳料仓溢料或拉空的现象，不能为高压辊磨机提供稳定高度的给料料柱。有些现场在控制上加入复杂的控制逻辑，想消除给料量调节滞后的现象，但是实际使用效果均不理想，适应给料量波动的能力弱。第三：在高压辊磨机稳料仓附近设置偏大一些的过度料仓，仓下设置短皮带给稳料仓供料，短皮带可以做成拉式皮带，皮带的输送量只和带速有关，皮带带速可以和稳料仓的料位检测形成控制闭环，从而稳住稳料仓内的料位。但是过度料仓储量也不大，且距离前序的储料仓距离依然较远，储料仓到过度料仓之间的调节滞后问题，仍然无法消除。另外，高压辊磨机的稳料仓设置的位置高度较高，而过度料仓的架设高度还要高于稳料仓，加上过渡料仓储量要求，体积更大，因此，过渡料仓的整体投资较大。

发明内容

本发明就是针对上述问题，提供一种自动稳料位的高压辊磨机的给料方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案，本发明包括以下步骤：

可调节给料器2置于储料仓1下方，可调节给料器2输出的物料通过皮带机4上的皮带输送到稳料仓5处，可调节给料器2与皮带机4上的皮带秤3形成第一控制闭环，皮带秤3称重数值传送到控制器8，控制器8控制可调节给料器2的下料量，使皮带机4的皮带上物料厚度保持在所需的数值范围内，使得皮带机4的工作频率与运量直接成正比关系；

皮带机4为变频驱动，皮带机4的驱动频率与稳料仓5处的检测稳料仓5内物料重量的称重传感器6形成第二控制闭环，称重传感器6的数值传送到控制器8，控制器8控制皮带机4的运行频率，控制皮带机4给到稳料仓5的物料量，使稳料仓5内料位稳定在设定的范围内。

作为一种优选方案，本发明所述第一控制闭环为：控制器8内设定皮带物料重量上限位和皮带物料重量下限位，如果称重数值超过皮带物料重量上限位时，控制器8输出信号，控制可调节给料器2的运行频率降低，降低可调节给料器2的下料量，从而降低皮带机4上面物料堆积的厚度；

当皮带秤3的称重传感器检测到带面上的重量低于控制器8设定的皮带物料重量下限值时，控制器8输出信号，控制可调节给料器2提高运行频率，提高可调节给料器2的下料量，从而提高给料皮带4带面上的厚度。

作为另一种优选方案，本发明所述可调节给料器2采用振动给料机。

作为另一种优选方案，本发明所述第二控制闭环为：控制器8内设定稳料仓物料重量上限位和稳料仓物料重量下限位，如果称重传感器6传输的重量数值低于稳料仓物料重量下限位时，控制器8控制皮带机4频率增加，提高带速；

如果称重传感器6传输的重量数值高于稳料仓物料重量上限位时，控制器8控制皮带机4频率降低，降低带速。

其次，本发明所述皮带机4皮带上面物料堆积的厚度与皮带秤3的称重传感器数值成正比例变化，皮带机4皮带宽为1m；额定负载运行时，皮带秤3的称重传感器显示0.4t，对应皮带上物料截面面积为0.09m2；在控制器8内设定皮带秤3的称重传感器皮带物料重量上限位为0.42t，皮带物料重量下限位为0.38t，对应皮带机4的皮带上物料截面积上限值为0.095m2，下限值为0.086m2；在皮带上物料较少，皮带秤3的称重传感器数值达到下限0.38 t时，振动给料机2增加频率，落到皮带机4的皮带上的物料增加，使皮带面上物料厚度增加，皮带秤3的承重传感器数值达到上限0.42 t时，振动给料机2降低频率，使皮带面上物料厚度减少，将皮带机4上物料截面积稳定在0.086 m2至0.095 m2范围内。

另外，本发明所述第二控制闭环，在控制器8内，设定稳料仓物料重量的上限位为15t，下限位为13t；在稳料仓称重传感器6数值降低，到达下限位13t时，控制器8控制皮带机4转速增加，运量加大，使稳料仓称重传感器6数值增加，达到上限位15t时，控制器8控制皮带机4的转速降低，皮带机4的运量随之降低，稳料仓的称重传感器数值降低，将稳料仓的称重传感器6数值控制在设定的13t～15t范围内。

本发明有益效果。

本发明可调节给料器2置与皮带秤3形成的控制闭环，可通过控制可调节给料器2的出料速度，将皮带机4上的物料厚度控制在固定范围内。可以通过控制器8通过控制皮带机4的频率，将稳料仓5内的料位控制在传感器6预设的范围之内。从而在储料仓1距离稳料仓5较远的时候，消除皮带机4运量调节的滞后性。在前序给料量变化的情况下，稳料仓5始终具备恒定高度的料位，从而使高压辊磨机7能够长期稳定的运行。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。

附图1为高压辊磨机采用人工看守料位的流程示意图。

附图2为高压辊磨机增加过度料仓的流程示意图。

附图3为本发明高压辊磨机连续稳定自动调节给料量的流程示意图。

附图中序号说明：储料仓1、可调节给料器2、皮带秤3、皮带机4、稳料仓5、传感器6、高压辊磨机7、控制器8、过度料仓9、短皮带10。

具体实施方式

如图所示，本发明包括以下步骤：

可调节给料器2置于储料仓1下方，可调节给料器2输出的物料通过皮带机4上的皮带输送到稳料仓5处，可调节给料器2与皮带机4上的皮带秤3形成第一控制闭环，皮带秤3称重数值传送到控制器8（可采用S7-1200控制器），控制器8控制可调节给料器2的下料量，使皮带机4的皮带上物料厚度保持在所需的数值范围内，使得皮带机4的工作频率与运量直接成正比关系；

皮带机4为变频驱动，皮带机4的驱动频率与稳料仓5处的检测稳料仓5内物料重量的称重传感器6形成第二控制闭环，称重传感器6的数值传送到控制器8，控制器8控制皮带机4的运行频率，控制皮带机4给到稳料仓5的物料量，使稳料仓5内料位稳定在设定的范围内。

所述第一控制闭环为：控制器8内设定皮带物料重量上限位和皮带物料重量下限位，如果称重数值超过皮带物料重量上限位时，控制器8输出信号，控制可调节给料器2的运行频率降低，降低可调节给料器2的下料量，从而降低皮带机4上面物料堆积的厚度；

当皮带秤3的称重传感器检测到带面上的重量低于控制器8设定的皮带物料重量下限值时，控制器8输出信号，控制可调节给料器2提高运行频率，提高可调节给料器2的下料量，从而提高给料皮带4带面上的厚度。

所述可调节给料器2采用振动给料机，也可采用圆盘给料机。

本发明第一控制闭环能够实现给料皮带机4带面上的物料厚度稳定在一个需要的数值范围上，把物料截面积稳定在一个需要的数值范围内，不进行明显波动。影响皮带机给料量包含两个因素，一个是带面上物料的截面积，一个是皮带机的带速。通过皮带秤3和振动给料机2形成的一个控制闭环，保证给料机4皮带带面上物料的截面积恒定。

通过第一控制闭环将皮带机物料截面积这个变量固定下来。现在皮带机的运送量只和皮带机转速有关，不论皮带多长，只要皮带机转速变化，其运送量立刻跟随转速成正比例变化。

所述第二控制闭环为：控制器8内设定稳料仓物料重量上限位和稳料仓物料重量下限位，如果称重传感器6传输的重量数值低于稳料仓物料重量下限位时，控制器8控制皮带机4频率增加，提高带速；

如果称重传感器6传输的重量数值高于稳料仓物料重量上限位时，控制器8控制皮带机4频率降低，降低带速。

第一控制闭环使带面上物料截面积恒定，此时皮带机4的运量只和带速有关，因此不论储料仓1距离稳料仓5多远，调整皮带机4的运量，都不会在稳料仓5产生滞后的现象。这两个闭环可以使辊压机给料系统能够更灵敏的稳住稳料仓内的料位，为辊压机稳定工作提供前提，同时控制逻辑清晰简单，更易于实现自动化控制及无人看守。另外，彻底消除了给料皮带输送量调节的滞后，使高压辊磨机的给料皮带不受输送距离的限制，对不同现场的适应性更强。

所述皮带机4皮带上面物料堆积的厚度与皮带秤3的称重传感器数值成正比例变化，皮带机4皮带宽为1m；额定负载运行时，皮带秤3的称重传感器显示0.4t，对应皮带上物料截面面积为0.09m2；在控制器8内设定皮带秤3的称重传感器皮带物料重量上限位为0.42t，皮带物料重量下限位为0.38t，对应皮带机4的皮带上物料截面积上限值为0.095m2，下限值为0.086m2；在皮带上物料较少，皮带秤3的称重传感器数值达到下限0.38 t时，振动给料机2增加频率，落到皮带机4的皮带上的物料增加，使皮带面上物料厚度增加，皮带秤3的承重传感器数值达到上限0.42 t时，振动给料机2降低频率，使皮带面上物料厚度减少，将皮带机4上物料截面积稳定在0.086 m2至0.095 m2范围内。

所述第二控制闭环，在控制器8内，设定稳料仓物料重量的上限位为15t，下限位为13t；在稳料仓称重传感器6数值降低，达下限位13t时，控制器8控制皮带机4转速增加，运量加大，使稳料仓称重传感器6数值增加，达到上限位15t时，控制器8控制皮带机4的转速降低，皮带机4的运量随之降低，稳料仓的称重传感器数值降低，将稳料仓的称重传感器6数值控制在设定的13t～15t范围内。

物料从储料仓1下落后先经过可调节给料器2，再经过皮带秤3，皮带秤3与可调节给料器2之间距离可为20米以内。

本发明给料方法中涉及到的各设备均为现有的常规设备，控制器8采集传感器的检测信号，通过检测信号反馈控制对应的设备也是现有的常规技术。本发明的创造性体现在通过两个控制闭环来控制给料过程。

采用本发明的给料方法，不需要架设过度料仓，高压辊的料位实现可靠的自动控制，完全消除人工看守。给料部分通过两个并行的控制闭环，消除长距离皮带给料量调节效果滞后的现象。同时，不需要采用模糊控制等难度大、可靠性低的控制方案。给料量调节效果，不再受皮带长度的影响，对矿山现场条件的适应性强，最终使高压辊磨机获得稳定的料柱。

第一控制闭环是把皮带上物料的厚度固定。第二控制闭环是在第一控制闭环实现的基础上，可以没有滞后现象的、快速的调节皮带运量，去调节料仓里面的料位，使料位稳定在所设置范围内。第一控制闭环是实现第二控制闭环的基础，能够让第二控制闭环的控制没有滞后，从而能够适应皮带较长的现场，

可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。