一種探料式料位探測方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及控制領(lǐng)域，具體地，涉及一種探料式料位探測方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在工業(yè)生產(chǎn)過程中，對物料高度的探測非常重要，因?yàn)槲锪细叨仁桥袛喙r的重要參數(shù)之一。探料式料位探測技術(shù)方案是在工業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用的技術(shù)方案。對于探料式料位探測技術(shù)方案可以分為手動式測探和自動式探測。由于在作業(yè)過程中，由于工作環(huán)境比較惡劣，手動式探測已經(jīng)基本上不在工業(yè)生產(chǎn)中使用。在自動式探測實(shí)現(xiàn)方案中，探測料面高度按照回合進(jìn)行，例如3-4分鐘進(jìn)行一次，在重錘接觸到料面以后，將重錘提升至上止點(diǎn)，然后等待進(jìn)行下一次的探測。該探料式料位探測技術(shù)方案周期比較長，不能夠?qū)崟r(shí)地掌握料面高度，影響作業(yè)人員對工況的監(jiān)控。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種物料探測控制方法和系統(tǒng)，用于實(shí)時(shí)探測物料高度，從而有利于監(jiān)測工業(yè)生產(chǎn)的工況。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種探料式料位探測方法，該方法包括:驅(qū)使重錘下降，并檢測鋼索的張力；在所述張力大于第一預(yù)設(shè)值的情況下，繼續(xù)伸出鋼索；在所述張力小于或等于所述第一預(yù)設(shè)值的情況下，停止伸出鋼索并根據(jù)所述鋼索伸出的長度和物料底面的高度計(jì)算料面高度；驅(qū)使重錘上升預(yù)定高度后驅(qū)使所述重錘下降；或者驅(qū)使重錘上升，并檢測鋼索的張力，其中:在所述張力大于所述第一預(yù)設(shè)值且小于第二預(yù)設(shè)值的情況下，驅(qū)使所述重錘繼續(xù)上升；在所述張力大于或等于所述第二預(yù)設(shè)值的情況下，驅(qū)使所述重錘下降。
[0005]優(yōu)選地，所述第一預(yù)設(shè)值為鋼索重量、重錘重量和干擾系數(shù)之和與重錘所受承托力的差值；和/或所述第二預(yù)設(shè)值為鋼索重量、重錘重量和干擾系數(shù)之和。
[0006]優(yōu)選地，鋼索的張力通過力、力矩、轉(zhuǎn)矩或電流來表征。
[0007]優(yōu)選地，電機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)使重錘下降，在所述張力小于或等于第一預(yù)設(shè)值的情況下，電機(jī)由正轉(zhuǎn)改為反轉(zhuǎn)以驅(qū)使重錘上升；在所述張力大于或等于第二預(yù)設(shè)值的情況下，所述電機(jī)由反轉(zhuǎn)改為正轉(zhuǎn)以驅(qū)使重錘下降。
[0008]優(yōu)選地，利用計(jì)量盤得到所述鋼索伸出的長度；其中，所述計(jì)量盤上設(shè)置有計(jì)量點(diǎn)，電機(jī)反轉(zhuǎn)驅(qū)使所述重錘上升至所述計(jì)量點(diǎn)后，電機(jī)正轉(zhuǎn)驅(qū)使所述重錘下降。
[0009]優(yōu)選地，該方法還包括:在所述電機(jī)運(yùn)行預(yù)定時(shí)間、所述重錘上升和下降的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值、或者料面高度大于預(yù)設(shè)高度時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)驅(qū)使所述重錘上升至容器頂部，并將計(jì)量盤的計(jì)數(shù)清零。
[0010]優(yōu)選地，該方法還包括:所述重錘在容器頂部停留預(yù)設(shè)的時(shí)間段后，電機(jī)正轉(zhuǎn)再驅(qū)使所述重錘下降。
[0011]優(yōu)選地，所述預(yù)定高度為0.01-5米。
[0012]本發(fā)明提供了一種探料式料位探測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:檢測裝置，用于檢測鋼索的張力；探測裝置，用于驅(qū)使重錘下降；在重錘下降的過程中，在所述張力大于第一預(yù)設(shè)值的情況下，繼續(xù)伸出鋼索；在重錘下降的過程中，在所述張力小于或等于所述第一預(yù)設(shè)值的情況下，停止伸出鋼索并根據(jù)所述鋼索伸出的長度和物料底面的高度計(jì)算料面高度；所述探測裝置，還用于驅(qū)使重錘上升預(yù)定高度后驅(qū)使所述重錘下降；或者用于驅(qū)使重錘上升，其中:在重錘上升的過程中，在所述張力大于所述第一預(yù)設(shè)值且小于第二預(yù)設(shè)值的情況下，驅(qū)使所述重錘繼續(xù)上升；在重錘上升的過程中，在所述張力大于或等于所述第二預(yù)設(shè)值的情況下，驅(qū)使所述重錘下降。
[0013]優(yōu)選地，所述第一預(yù)設(shè)值鋼索重量、重錘重量和干擾系數(shù)之和與重錘所受承托力的差值；和/或所述第二預(yù)設(shè)值為鋼索重量、重錘重量和干擾系數(shù)之和。
[0014]優(yōu)選地，鋼索的張力通過力、力矩、轉(zhuǎn)矩或電流來表征。
[0015]優(yōu)選地，所述探測裝置，還用于驅(qū)動電機(jī)正轉(zhuǎn)以驅(qū)使重錘下降，在所述張力小于或等于第一預(yù)設(shè)值的情況下，驅(qū)動電機(jī)由正轉(zhuǎn)改為反轉(zhuǎn)以驅(qū)使重錘上升；在所述張力或等于第二預(yù)設(shè)值的情況下，驅(qū)動所述電機(jī)由反轉(zhuǎn)改為正轉(zhuǎn)以驅(qū)使重錘下降。
[0016]優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括計(jì)量盤，所述計(jì)量盤用于得到所述鋼索伸出的長度；所述計(jì)量盤上設(shè)置有計(jì)量點(diǎn)；所述探測裝置還用于驅(qū)動電機(jī)反轉(zhuǎn)以驅(qū)使所述重錘上升至所述計(jì)量點(diǎn)后，驅(qū)動電機(jī)正轉(zhuǎn)以驅(qū)使所述重錘下降。
[0017]優(yōu)選地，所述探測裝置還用于在所述電機(jī)運(yùn)行預(yù)定時(shí)間、所述重錘上升和下降的次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)值、或者料面高度大于預(yù)設(shè)高度時(shí)，驅(qū)動電機(jī)反轉(zhuǎn)以驅(qū)使所述重錘上升至容器頂部，并將計(jì)量盤的計(jì)數(shù)清零。
[0018]優(yōu)選地，所述探測裝置還用于在所述重錘在容器頂部停留預(yù)設(shè)的時(shí)間段后，再驅(qū)動電機(jī)正轉(zhuǎn)以驅(qū)使所述重錘下降。
[0019]優(yōu)選地，所述預(yù)定高度為0.01-5米。
[0020]本發(fā)明利用伺服電動機(jī)帶動卷盤來提升和下降重錘，根據(jù)鋼索在接觸物料時(shí)張力的變化判定重錘是否已經(jīng)接觸物料，并進(jìn)而得到鋼索伸出的長度和物料高度。本發(fā)明控制重錘不斷地小幅度提升和下降，能夠?qū)崟r(shí)地跟蹤物料料面的變化，從而大大減少了探測物料的時(shí)間間隔。
[0021]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0022]附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0023]圖1是本發(fā)明提供的探料式料位探測方法示意圖
[0024]圖2是本發(fā)明提供的探料式料位探測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
[0025]附圖標(biāo)記說明
[0026]I電機(jī)2變速箱
[0027]3卷盤4鋼索
[0028]5 重錘
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0030]為了實(shí)時(shí)地探測物料高度，本發(fā)明提供了如圖1所示的物料探測控制方法，其中可以看出，在重錘下降過程中探測物料高度/料位，在探測到物料高度以后提升重錘，在重錘提升過程中判斷鋼索的受力是否符合預(yù)設(shè)條件，在符合條件的情況下，下降重錘。通過該流程，可以使得重錘往復(fù)運(yùn)動，實(shí)時(shí)地探測物料高度。具體而言，在重錘下降的過程中，檢測鋼索的張力大于第一預(yù)設(shè)值，則繼續(xù)伸出鋼索；檢測鋼索的張力小于或等于第一預(yù)設(shè)值，則停止伸出鋼索并根據(jù)所述鋼索伸出的長度和物料底面的高度計(jì)算料面高度。關(guān)于第一預(yù)設(shè)值的確定，可以考慮到料面對重錘的承托力，其小于或等于重錘重量，例如可以為重錘重量的3/4。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第一預(yù)設(shè)值=鋼索重量+重錘重量+干擾系數(shù)-重錘所受承托力。干擾系數(shù)可為一個(gè)設(shè)定的經(jīng)驗(yàn)值，其取決于鋼索在上升或下降過程中所受到的摩擦力、沖擊力、煤粉粘在鋼索或重錘上增加的重量、氣流干擾等環(huán)境或操作本身所帶來的外力，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行設(shè)定。鋼索伸出長度的計(jì)算可以考慮卷盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)，根據(jù)卷盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)和卷盤的周長可以計(jì)算出鋼索伸出的長度?？紤]到鋼索相對于卷盤初始的位置和最終的位置可能不在同一點(diǎn)，可以根據(jù)初始位置和最終位置之間角度的差異得到非整數(shù)的卷盤轉(zhuǎn)動的圈數(shù)。鋼索伸出的長度還可以通過計(jì)量盤得到。在重錘提升的過程中如果所述張力大于第一預(yù)設(shè)值且小于第二預(yù)設(shè)值，則驅(qū)使所述重錘繼續(xù)上升；如果所述張力大于或等于第二預(yù)設(shè)值，則驅(qū)使所述重錘下降。對于第二預(yù)設(shè)值的確定，由于在上升過程中已經(jīng)離開料面，因此無需考慮料面對重錘的承托力。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，第二預(yù)設(shè)值=鋼索重量+重錘重量+干擾系數(shù)。優(yōu)選地，在重錘接觸到料面以后，在張力小于或等于第一預(yù)設(shè)值的情況下，就可以驅(qū)使重錘上升。在探料過程中，重錘從上到下運(yùn)行時(shí)依次經(jīng)過凈空區(qū)(在此區(qū)域物料不沖擊鋼索和重錘)，落料沖擊區(qū)(在此區(qū)域物料沖擊鋼索和重錘)，不穩(wěn)定料面區(qū)(重錘因料面收到重錘自身重力以及物料的沖擊力的影響而下沉)，完全承托區(qū)(在此區(qū)域重錘位置不再發(fā)生變