燒結(jié)機布料裝置液壓系統(tǒng)設(shè)計及動態(tài)特性研究

朱應(yīng)坤 劉永

摘要：本文結(jié)合燒結(jié)機布料裝置系統(tǒng)組成及原理，布料機裝置液壓系統(tǒng)的布料機的提升（支撐）、布料機與小行車的掛接、料倉支架的升降的工作原理分析介紹了布料裝置的工藝流程、PLC自動控制方法及控制過程。布料裝置具有PLC內(nèi)部編輯、自動布料的特點。

關(guān)鍵詞：燒結(jié)機；布料裝置；系統(tǒng)設(shè)計

1.前言

很多工廠存在布料裝置定位不準(zhǔn)確，布料也不均勻的問題，例如基于PLC的模糊控制算法能很好的避免傳統(tǒng)布料裝置的弊端，將布料裝置的定位變得更加準(zhǔn)確。模糊控制不僅完成了布料裝置的精確定位，還準(zhǔn)確的判定了倉庫對物料的具體需求值，大大降低了工作人員的工作強度。

2.系統(tǒng)組成及原理

在燒結(jié)機中，根據(jù)生產(chǎn)工藝要求，分配裝置將來自混合罐的混合燒結(jié)混合物在燒結(jié)過程中混合到燒結(jié)車中?？椢镔|(zhì)量直接影響材料表面點燃，氣體消耗和固體燃料消耗，并影響成品燒結(jié)礦的質(zhì)量。根據(jù)配電裝置的技術(shù)要求和設(shè)備條件，確定配電裝置的液壓系統(tǒng)控制方案。布控制由液壓缸驅(qū)動。液壓系統(tǒng)設(shè)計采用電液比例控制系統(tǒng)來調(diào)節(jié)布料門，主電路用于確定比例方向閥和控制系統(tǒng)液壓缸的升降速度。同時，設(shè)計并確定了電液比例系統(tǒng)主要部件的規(guī)格，型號和參數(shù)。在確定液壓系統(tǒng)部件參數(shù)的基礎(chǔ)上，完成了混合材料織物液壓控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型和設(shè)計計算。在理論分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)氣缸內(nèi)流體載荷方程和力平衡方程，首次建立了比例閥控分配裝置非對稱液壓缸的數(shù)學(xué)模型和傳遞函數(shù)。采用仿真技術(shù)，對混合織物液壓系統(tǒng)的靜，動態(tài)過程和響應(yīng)頻率進行了模擬。結(jié)果表明，設(shè)計的液壓系統(tǒng)運行平穩(wěn)，響應(yīng)迅速。符合混合料原料門及時開合的技術(shù)要求和光滑均勻的織物。同時證明了所設(shè)計液壓系統(tǒng)的正確性和建立的數(shù)學(xué)模型。分析介紹布料器的工藝流程，PLC自動控制方法和控制過程。配電裝置具有PLC內(nèi)部編輯和自動布料的特點。從設(shè)備應(yīng)用角度出發(fā)，該項目取得了混合材料液壓系統(tǒng)設(shè)計的預(yù)期效果，長期解決了混合織物面臨的實際問題。

3.布料機裝置液壓系統(tǒng)的工作原理

3.1布料機的提升（支撐）

為了實現(xiàn)配送機和行車的掛鉤自動化，分配機設(shè)計為提升液壓系統(tǒng)。在維護平臺上支撐固定在吊具上的四個液壓缸。當(dāng)車輛直接行駛到吊具頂部時，升降油缸升起，使吊具的上平面與交通流的下平面相互對齊。耳板和四個油缸都設(shè)計成球鉸鏈結(jié)構(gòu)。在吊具上升過程中，八個耳板迫使布料機調(diào)整，使其與小托架對齊，然后接合油缸以執(zhí)行兩者的對接。

3.2布料機與小行車的掛接

布料器和小滑架的掛鉤由4個掛鉤和4個防晃動裝置完成。4個鉤中的每一個都由液壓缸控制。同一側(cè)防搖裝置共用一個液壓缸進行控制，如圖1所示。反擺裝置設(shè)有卡槽，卡槽與車輛上的立柱配合，達到防擺的目的。升降缸升起吊具后，掛鉤系統(tǒng)啟動。首先，將四個掛鉤放置在小車的橫梁上，然后驅(qū)動反擺裝置完成與立柱的配合。因此，吊具和小型車輛的對接完成。

3.3料倉支架的升降

為了滿足采揀加料的要求，筒倉支架可以沿軌道上下移動，由獨立的液壓缸實現(xiàn)。液壓缸活塞端固定在筒倉支架上，液壓缸下端固定在織物架上。在兩端，氣缸的頭部都是鉸接的，以承受小的擺動和自動調(diào)整。布桶高度設(shè)置為2.0米。

3.4料倉門的開合

筒倉門的開啟和關(guān)閉由兩個液壓缸控制。由于單缸液壓控制，筒倉門易受扭曲。筒倉門的開啟量通過與運行速度一起的澆灌速度來調(diào)整。

4.布料的設(shè)計方案

分配裝置系統(tǒng)的基本控制原理如下。PLC控制器用于收集每個礦倉的物位信息。然后我們需要根據(jù)每個垃圾箱的反饋信息來計算物料需求量并作出相應(yīng)的決定?？椢锿矀}的位置。此時，我們還需要使用激光測距儀，因為激光測距儀可以很好地采樣分配設(shè)備的位置，并將結(jié)果與其位置進行比較，然后根據(jù)模糊控制算法計算變量的具體值。為了有效地控制分配裝置的電機操作。分配設(shè)備的全面自動化對系統(tǒng)更重要。為實現(xiàn)綜合自動化，需要配置軟件來設(shè)計配電系統(tǒng)的IPC監(jiān)控，以達到修改整個運行參數(shù)的效果。只有這樣才能達到最大程度的滿意度。對工作的需求，準(zhǔn)確及時的報警信號，確保整個系統(tǒng)的正常運行，同時也使得織物設(shè)備壽命更長。分配裝置控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以參考圖1。

4.1系統(tǒng)要求

根據(jù)實際現(xiàn)場布料過程的需求，提出如下具體控制要求：

4.1.1手/自動控制模式。在現(xiàn)場維護或調(diào)試過程中，需要手動控制來控制分配設(shè)備的操作。在正常運行中，配電系統(tǒng)采用自動控制方式，整個配電過程不需要操作人員參與，可以穩(wěn)定可靠地完成。統(tǒng)一的面料。

4.1.2機上/遙控模式。在織物加工過程中，易產(chǎn)生大量粉塵，嚴(yán)重危害現(xiàn)場操作人員的身體健康。系統(tǒng)要求可根據(jù)實際需要選擇側(cè)面或遠程控制方式，以減少工作環(huán)境對操作人員的影響。

4.1.3提高整個生產(chǎn)過程和管理的自動化水平。在實際生產(chǎn)中，一般不需要操作人員參與，但是當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)緊急情況時，操作員可以通過手動操作停止設(shè)備的操作。

4.1.4設(shè)備運行參數(shù)可通過上位機監(jiān)控系統(tǒng)進行更改，并可實時監(jiān)控各個設(shè)備的運行情況。

4.1.5系統(tǒng)可統(tǒng)計和保存整個生產(chǎn)過程的重要數(shù)據(jù)，并可根據(jù)經(jīng)理的要求打印歷史數(shù)據(jù)。記錄的數(shù)據(jù)需要包括布料系統(tǒng)中每臺設(shè)備的運行狀態(tài)，每個礦石倉庫的物料信息和報警狀態(tài)。

4.1.6具有穩(wěn)定可靠的故障報警系統(tǒng)。在啟動設(shè)備之前，檢查控制器中的參數(shù)以確保正確和有效地設(shè)置參數(shù)。在設(shè)備運行期間，如果任何設(shè)備發(fā)生故障，系統(tǒng)可以立即發(fā)出警報。操作員可以使用警報信息來確定故障的具體位置和故障原因。

4.1.7具有不同權(quán)限的管理功能。對于不同的操作員，設(shè)置不同的操作權(quán)限。只有具有相應(yīng)權(quán)限的操作員才能修改相應(yīng)的操作參數(shù)，使系統(tǒng)具有更高的安全性。

4.2布料模糊控制的算法

布器的模糊算法的實現(xiàn)主要通過量化程序和查詢程序的設(shè)計來實現(xiàn)。PLC控制器將根據(jù)輸入的變量大小查詢模糊控制查詢表，并立即顯示輸出變量值。在量化程序設(shè)計中，分配裝置的部分位置偏差E的模糊量化的特定值由模糊系統(tǒng)計數(shù)。MW10存儲分配設(shè)備的所有偏差值。該值通過計算采樣程序獲得。通過程序之間的實際比較，我們可以得到一個偏差值，它將在模糊域中具有相應(yīng)的元素。

4.3布料模糊控制的算法

主要根據(jù)手推車的當(dāng)前位置分析分配裝置的運行結(jié)果。首先，系統(tǒng)應(yīng)準(zhǔn)確定位手推車的位置并分析每個礦倉的物料容量。如果2號料倉沒有織物，根據(jù)該算法，PLC需要控制布料裝置的速度，以使布料裝置能夠運行到2號礦倉的位置。這一系列動作屬于自動化過程，如果出現(xiàn)問題，可以隨時手動停止。應(yīng)用于布料裝置的模糊控制系統(tǒng)的優(yōu)點非常明顯。動態(tài)指標(biāo)好，反應(yīng)速度快，上升時間少，值得我們進一步推廣。

5.結(jié)束語

用先進的激光物位測量技術(shù)具有測量精度高、散布料裝置射小、抗干擾能力強等優(yōu)點布料裝置，與布料裝置PLC控布料裝置制器相結(jié)布料裝置合，使檢測和控制變得準(zhǔn)確可靠布料裝置，減少了多次操布料裝置作造成的設(shè)備損耗；同時布料裝置，采用超聲波料位計測布料裝置量物料高度，解決了在惡劣環(huán)境下操作人員無法布料裝置準(zhǔn)確判斷物料高度的問題。

參考文獻：

[1]段建國.400m2燒結(jié)機布料裝置改造[J].礦山機械，2016，8（8）：38-40.