[发明专利]一种散料快速定量配料控制系统和方法

说明书

本发明涉及一种散料快速定量配料控制系统和方法，包括：安装在装车站缓冲仓的四个配料闸门，八片闸板中七片为开关控制模式闸板，一片为线性控制模式闸板，各个开关控制模式闸板与开关闸门控制器连接，伺服线性闸门控制器和开关闸门控制器与中心计算控制单元连接，中心控制计算单元中设有缓冲仓物料分布运算器和自抗扰控制器，自抗扰控制器设有跟踪微分控制器、线性误差反馈器、扩张状态观测器。本发明对各个闸板上方的物料进行监测，并根据缓冲仓料位模型，使用自抗扰控制确定配料过程中的各个闸板的开关状态和线性控制模式闸板进行无级控制，以精确的达到配料量。这一方式提高配料的速度以及减少气压对配料精度的影响，提高一倍以上的配料精度。

技术领域

本发明涉及一种散料快速定量配料控制系统和方法，是一种自动化运输的系统和方法，是一种用于散装物料自动装车的系统和工艺方法。

背景技术

传统的物料装车系统智能化程度比较低，配料过程模式比较单一，并没有实现智能化配料，传统的配料模式是以8片配料闸板(四个配料闸门每个闸门两片闸板)为控制对象，使用固定的闸门开关组合方式将缓冲仓里的物料配到定量仓中，达到配料标载值，配料误差在0.1％左右。传统的缓冲仓需要将配料达到两倍以上的一个定量仓储料，才能够启动配料程序，这是由于缓冲仓设置四个配料闸门，尽管各个闸门上方的仓室没有分隔(有仓室底部设计为四个锥型体，有一定的分割，但大部分没有分割)，但在放料过程中由于物料的本身的性质(如粒径大小、干湿程度等)，以及堆放不均匀等复杂的原因，使各个闸门放料的速度并不完全相同，如果缓冲仓中的物料量不够充分，就会出现有闸门上方还堆积物料，而有的闸门已经放空了物料而空闲。

传统的四闸门八片闸板的装车站缓冲仓所采取的是固定配料模式，即开始开闸门为定量仓配料时，所有八片闸板全部开启，当达到一定装载阈值(装载阈值是事先确定的，这个阈值通常是配料快要达到完成的境地)后，即关闭部分闸板，例如先关闭四片闸板，减缓配料的速度，当达到第二个阈值(第二个阈值更加接近配料标载值)时再关闭部分闸板，如关闭三片闸板，之后当达到配料标载值时则关闭最后一片闸板。如前所述，由于种种原因，这种配料模式往往会导致配料过程中出现有的闸门虽然打开，但闸门上方物料不够，需等待补料的情况，而另外几个闸板上方还堆积大量物料，这一问题影响了配料的速度，进而影响了装车站的整体效率。而且，物料不足导致控制系统长期处于等待状态，也造成设备受损，寿命降低等问题。传统的解决方案是增加缓冲仓的储料量，无差别的提高所有闸板上方的物料储存量，以解决配料出现差距的问题。但这个解决方案却增加了缓冲仓的容量，在实际设计中增加了缓冲仓的高度，而缓冲仓高度的增加意味着钢结构总体的增加，包括高度和为稳定而增加副架的宽度，使装车站建造的总体成本明显增加，结果得不偿失。

另外，这种配料方式还存在一个问题，即由于闸门在开关过程中气压变化较大，造成定量仓物料实时检测值(主要是称重传感器输出值)出现波动，以及最后一片闸门关闭时只能预估配料值，这就使定量仓配料的精度不能达到很高的要求。

随着商业活动的精细化，对装车计量的要求越来越高，因此，如何解决配料不均，提高配料效率和配料精度是一个需要解决的问题。

发明内容

为了克服现有技术的问题，本发明提出了一种散料快速定量配料控制系统和方法。所述的系统和方法通过在缓冲仓和定量仓中设置料位传感器，建立缓冲仓实时动态料位模型和自抗扰控制模型，对缓冲仓物料变化情况进行实时监控，并以此为依据控制闸板的开闭，同时依据缓冲仓的料位和称重值对最后关闭的一片闸板进行精细化控制，提高了装车效率和精确度问题。