專利名稱：一種電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電子稱重技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種電子稱重式給煤 機(jī)智能控制裝置。
背景技術(shù)：
火電廠的輸煤裝置是輔機(jī)裝置的一個(gè)重要組成部分，是保證火電 廠穩(wěn)定可靠運(yùn)行的重要因素之一。皮帶稱重式給煤機(jī)是火電廠輸煤裝 置中的重要給煤設(shè)備。 一個(gè)高可靠性、具有可監(jiān)控性的給煤機(jī)裝置是 機(jī)組乃至整個(gè)電廠穩(wěn)定運(yùn)行的重要保證，其運(yùn)行的好壞直接影響到電 廠的生產(chǎn)安全。
目前的火電廠采用的皮帶稱重式給煤機(jī)控制裝置，大多數(shù)是用單 片機(jī)作為控制核心，操作上還處于半手動半自動狀態(tài)，操作繁瑣，在 遠(yuǎn)程不能進(jìn)行監(jiān)控，且因現(xiàn)場環(huán)境惡劣，裝置易受外界干擾，穩(wěn)定性 差，裝置容易出故障，燃煤輸送得不到可靠保證，影響生產(chǎn)。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種抗干擾性 強(qiáng)、故障率低、操作簡單、控制靈活、自動化程度高的電子稱重式給 煤機(jī)智能控制裝置。
為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出的技術(shù)方案如下-電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置由主控柜、稱重傳感器、超聲波 煤流監(jiān)測傳感器、遠(yuǎn)程監(jiān)控終端、測速裝置、驅(qū)動電機(jī)等組成，主控
柜采用PLC作為核心控制硬件、觸摸屏作為就地監(jiān)控人機(jī)界面，其中 還包含變頻器、電源濾波、信號放大器、電控線路等。
PLC (可編程控制器)模塊實(shí)時(shí)采集稱重傳感器所測得的皮帶負(fù) 荷和測速裝置所測得的驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行計(jì)算后得到精確的給煤率 和累計(jì)給煤總量。同時(shí)保持與遠(yuǎn)端監(jiān)控終端的通訊，在遙控狀態(tài)下實(shí) 時(shí)接收用戶發(fā)出的給定4-20mA給煤率信號指令，在與實(shí)際給煤率比較 后進(jìn)行模糊PID運(yùn)算，調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速，以達(dá)到精確的給定給煤率。
所述控制裝置具有遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，可對現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。一種電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，包括超聲波煤流監(jiān)測裝 置、稱重托輥、稱重傳感器、測速裝置、煤流監(jiān)測信號處理器、控制 柜、遠(yuǎn)程監(jiān)控顯示器、驅(qū)動電機(jī)，超聲波煤流監(jiān)測裝置連接煤流監(jiān)測 信號處理器，煤流監(jiān)測信號處理器、稱重傳感器、測速裝置連接控制 柜，控制柜連接遠(yuǎn)程監(jiān)控顯示器。
所述超聲波煤流監(jiān)測裝置安裝在落料筒口處。
所述超聲波煤流監(jiān)測裝置包括超聲波傳感器、交流放大器、高通 濾波器、整流濾波器、直流放大器、比較器、時(shí)間延遲電路、控制繼 電器，上述電路依次順序連接。
所述稱重傳感器安裝在稱重托輥下。
所述稱重托輥緊托皮帶。
所述測速裝置緊鄰接驅(qū)動電機(jī)。
所述在驅(qū)動電機(jī)上套有皮帶。
所述控制柜的控制裝置包括稱重傳感器、測速裝置、煤流監(jiān)測信
號處理器、遠(yuǎn)程監(jiān)控、PLC模塊、控制輸出、變頻器、驅(qū)動電機(jī)、人 機(jī)界面、報(bào)警器和清掃電機(jī)電路，
稱重傳感器、測速裝置、煤流監(jiān)測信號處理器連接控制柜的PLC 模塊，PLC模塊連接遠(yuǎn)程監(jiān)控、控制輸出、變頻器、人機(jī)界面，控制 輸出連接到報(bào)警器和清掃電機(jī)電路,變頻器連接驅(qū)動電機(jī)，驅(qū)動電機(jī) 控制測速裝置。
所述人機(jī)界面的顯示屏為觸摸屏。
本實(shí)用新型的有益效果在于
1、 本實(shí)用新型的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，在給煤機(jī)上 使用后，可使給煤機(jī)按現(xiàn)場給煤需求自動調(diào)節(jié)給煤率，調(diào)節(jié)精確快速， 保證燃煤輸送有效工作，為鍋爐的正常燃燒提供了保證，并可提高燃 燒效率。
2、 本實(shí)用新型的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置自動化程度高， 使用簡單，人機(jī)界面友好，所有操作均可實(shí)現(xiàn)界面顯示，操作人員即 可很快掌握該裝置的使用方法，且該裝置具有自檢功能，日常維護(hù)十 分簡單，維護(hù)量極少。
3、 本實(shí)用新型的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置具有超聲波煤流監(jiān)測傳感器，可實(shí)時(shí)監(jiān)控煤流狀態(tài)，當(dāng)煤流發(fā)生斷流時(shí)，裝置可發(fā) 出報(bào)警，確保機(jī)組安全、高效運(yùn)行。
4、本實(shí)用新型的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置具有遠(yuǎn)程監(jiān)控 作用，可以在控制室遠(yuǎn)程操作監(jiān)控，減輕操作人員的勞動強(qiáng)度，改善 工人的工作環(huán)境，提高整個(gè)裝置的自動化水平和管理水平。


圖1是本實(shí)用新型電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置電路示意圖。
圖2是本實(shí)用新型的超聲波煤流監(jiān)測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本實(shí)用新型的控制裝置控制結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
如圖1所示，圖中，1.超聲波煤流監(jiān)測裝置，2.稱重托輥，3.稱 重傳感器，4.測速裝置，5.煤流監(jiān)測信號處理器，6.控制柜，7. 遠(yuǎn)程監(jiān)控顯示器，8.驅(qū)動電機(jī)，9.落料筒口， 10.皮帶。
本實(shí)用新型的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，包括超聲波煤流 監(jiān)測裝置l、稱重托輥2、稱重傳感器3、測速裝置4、煤流監(jiān)測信號處 理器5、控制柜6、遠(yuǎn)程監(jiān)控顯示器7、驅(qū)動電機(jī)8。
超聲波煤流監(jiān)測裝置1連接煤流監(jiān)測信號處理器5，煤流監(jiān)測信號 處理器5、稱重傳感器3、測速裝置4連接控制柜6，控制柜6連接遠(yuǎn)程 監(jiān)控顯示器7。
稱重傳感器3安裝在稱重托輥2下，安裝在落料筒口9處的超聲波 煤流監(jiān)測裝置1連接煤流監(jiān)測信號處理器5，并把超聲波煤流監(jiān)測傳感 器信號轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號的煤流監(jiān)測信號處理器5，驅(qū)動電機(jī)8上套有皮 帶10，驅(qū)動電機(jī)8驅(qū)動輸煤皮帶10轉(zhuǎn)動，測速裝置4測量驅(qū)動電機(jī)8的 轉(zhuǎn)速，測速裝置4緊鄰接驅(qū)動電機(jī)8。稱重傳感器3和測速裝置4連接控 制柜6，控制柜6連接遠(yuǎn)程監(jiān)控顯示器7。
控制柜6內(nèi)部主要由觸摸屏、PLC模塊、變頻器、濾波器、繼電器 等電氣元件組成。
給煤機(jī)的計(jì)量方式是當(dāng)被輸送的煤通過稱重平臺時(shí)，稱重傳感器 就產(chǎn)生一個(gè)稱重跨距間皮帶上的物流重量成正比的電信號，與此同時(shí) 主驅(qū)動電機(jī)軸端裝有測速電機(jī)，將皮帶速度以脈沖形式輸出。這兩個(gè)信號經(jīng)過PLC模塊的CPU進(jìn)行演算后，即可顯示出稱重式給煤機(jī)的瞬時(shí) 給煤量和累積給煤量。
如圖2所示，本實(shí)用新型在落料筒上安裝了超聲波煤流監(jiān)測裝置 1，此傳感器為探測煤流流動時(shí)產(chǎn)生聲波的監(jiān)測報(bào)警儀器。傳感器可 探測到管道中流動的煤料顆粒之間產(chǎn)生的聲波，可探測到煤流與落料 筒壁之間產(chǎn)生的聲波，并將探測到的這些聲波轉(zhuǎn)換成電信號，經(jīng)前置 交流放大器放大后傳送至檢測箱，在檢測箱內(nèi)，信號得到進(jìn)一步放大、 濾波處理，消除與煤流流動無關(guān)的干擾信號，如周圍環(huán)境噪聲和機(jī)械 噪聲等等，得到"煤流動"狀態(tài)。當(dāng)落料筒內(nèi)斷流或筒內(nèi)煤塊堵塞時(shí)， 超聲波傳感器11將收不到煤流流動信號。考慮到煤流流動時(shí)會出現(xiàn) 斷斷續(xù)續(xù)的現(xiàn)象，短時(shí)間的無煤流流動信號不等于是斷流，因此在沒 有收到煤流流動信號并經(jīng)過一段時(shí)間延時(shí)(5—60秒可調(diào))后，確認(rèn) 是斷流狀態(tài)時(shí)，控制繼電器才動作，斷流報(bào)警指示燈LED同時(shí)點(diǎn)亮。
超聲波煤流監(jiān)測裝置1包括超聲波傳感器25、交流放大器11、 高通濾波器12、整流濾波器13、直流放大器14、比較器15、時(shí)間延 遲電路16、控制繼電器17。上述電路依次順序連接。
如圖3中所示，PLC模塊實(shí)時(shí)采集稱重傳感器所測得的皮帶負(fù)荷和
測速裝置所測得的驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速，進(jìn)行PLC程序計(jì)算后得到精確的給 煤率和累計(jì)給煤總量。同時(shí)，裝置與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端7保持實(shí)時(shí)通訊， 并實(shí)時(shí)接收用戶發(fā)出的給定4-20mA給煤率的標(biāo)準(zhǔn)信號，在與實(shí)際給煤 率進(jìn)行比較后進(jìn)行模糊PID運(yùn)算，跟據(jù)計(jì)算后結(jié)果來調(diào)節(jié)驅(qū)動電機(jī)8 來調(diào)節(jié)給煤速度，以達(dá)到精確給定給煤率的效果。
控制柜6的控制裝置包括稱重傳感器3、測速裝置4、煤流監(jiān)測信 號處理器5、遠(yuǎn)程監(jiān)控7、 PLC模塊18、控制輸出19、變頻器20、驅(qū)動 電機(jī)21、人機(jī)界面22、報(bào)警器23和清掃電機(jī)電路24，
煤流監(jiān)測信號處理器5連接控制柜6，并將監(jiān)測信號輸出到控制柜 6的PLC模塊18，控制柜6內(nèi)的PLC模塊18將信號傳送到遠(yuǎn)程監(jiān)控終端7。 稱重傳感器3和測速裝置4連接控制柜6的PLC模塊18并將將稱重信號 和測速信號傳送到控制柜6的PLC模塊18。 PLC模塊18連接遠(yuǎn)程監(jiān)控7、 控制輸出19、變頻器20、人機(jī)界面22，將遠(yuǎn)程監(jiān)控信號、控制信號、 變頻信號、人機(jī)信號分別傳送到控制輸出19和變頻器20和人機(jī)界面22?？刂戚敵?9連接到報(bào)警器23和清掃電機(jī)電路24。變頻器20連接驅(qū) 動電機(jī)21并將變頻信號輸出到驅(qū)動電機(jī)21 ，驅(qū)動電機(jī)21控制測速裝置 4。
模糊PID是近幾年發(fā)展起來的一種PID改進(jìn)算法，這種控制方法不 需要知道被控對象的數(shù)學(xué)模型，可以根據(jù)運(yùn)行人員的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)總結(jié)模 糊控制規(guī)律，并在被控量接近給定值時(shí)采用PI控制，以保證被控量快 速、穩(wěn)定地運(yùn)行在給定值上。經(jīng)過研究表明，該模糊PID控制器能夠 獲得良好的動、靜態(tài)控制性能，可以保證給煤機(jī)的給煤量快速準(zhǔn)確地 穩(wěn)定在設(shè)定值。
本實(shí)用新型的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置操作十分簡單，界 面友好，在觸摸屏人機(jī)界面上可以顯示、控制設(shè)備的各種運(yùn)行狀態(tài)。 人機(jī)界面22的顯示屏為觸摸屏。在觸摸屏人機(jī)界面上，可以設(shè)置三種 不同規(guī)格的給煤機(jī)參數(shù)規(guī)格l:給煤機(jī)尺寸18〃 稱重跨長度84CM， 稱重跨體積O. 054M3，定度跨長度84CM;規(guī)格2:給煤機(jī)尺寸24":稱 重跨長度91.44CM，稱重跨體積O. 093M3,定度跨長度91. 44CM;規(guī)格3: 給煤機(jī)尺寸36〃 稱重跨長度106.6CM，稱重跨體積2.01M3，定度跨 長度106.6CM。根據(jù)實(shí)際需求選擇。界面上還可以顯示驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速、 給煤率、煤密度、給煤總量、重量式總量和容積式總量等。裝置正常 運(yùn)行時(shí)，采用重量式總量計(jì)量方式。當(dāng)兩個(gè)稱重傳感器的重量之差大 于30%時(shí)，裝置轉(zhuǎn)為容積式運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號，提示管理員裝 置處于非正常運(yùn)行狀態(tài)，應(yīng)對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)檢測，設(shè)備處于容積式運(yùn) 行時(shí)仍按中控室遙控給煤率運(yùn)行。
本實(shí)用新型的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置還具有自檢功能， 可是檢查裝置運(yùn)行狀態(tài)。根據(jù)自檢后顯示的參數(shù)，可以迅速判斷設(shè)備 的狀態(tài)，如有故障亦可迅速做出判斷。
本實(shí)用新型的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置還具有就地和遠(yuǎn) 程監(jiān)控雙重操作監(jiān)控功能。PLC通過工業(yè)以太網(wǎng)與遠(yuǎn)程顯示終端或 DCS裝置進(jìn)行通訊，把所有控制功能和監(jiān)控報(bào)警狀態(tài)信息傳送到集 控室，方便操作人員在遠(yuǎn)程進(jìn)行操作監(jiān)控，減輕操作人員的勞動強(qiáng)度， 大大提高了整個(gè)裝置的自動化水平和管理水平。
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權(quán)利要求1、一種電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，包括超聲波煤流監(jiān)測裝置(1)、稱重托輥(2)、稱重傳感器(3)、測速裝置(4)、煤流監(jiān)測信號處理器(5)、控制柜(6)、遠(yuǎn)程監(jiān)控顯示器(7)、驅(qū)動電機(jī)(8)，其特征在于，超聲波煤流監(jiān)測裝置(1)連接煤流監(jiān)測信號處理器(5)，煤流監(jiān)測信號處理器(5)、稱重傳感器(3)、測速裝置(4)連接控制柜(6)，控制柜(6)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控顯示器(7)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，其特征在 于，所述超聲波煤流監(jiān)測裝置(1)安裝在落料筒口 (9)處。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，其 特征在于，所述超聲波煤流監(jiān)測裝置(1)包括超聲波傳感器(25)、交流 放大器(11)、高通濾波器(12)、整流濾波器(13)、直流放大器(14)、 比較器(15)、時(shí)間延遲電路(16)、控制繼電器(17)，上述電路依次順 序連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，其特征 在于，所述稱重傳感器(3)安裝在稱重托輥(2)下。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，其 特征在于，所述稱重托輥(2)緊托皮帶(IO)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，其特征 在于，所述測速裝置(4)緊鄰接驅(qū)動電機(jī)(8)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，其特征 在于，所述在驅(qū)動電纟幾(8)上套有皮帶(IO)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，其特征在 于，所述控制柜(6)的控制裝置包括稱重傳感器(3)、測速裝置(4)、 煤流監(jiān)測信號處理器(5)、遠(yuǎn)程監(jiān)控(7)、 PLC模塊(18)、控制輸出(19)、 變頻器(20)、驅(qū)動電機(jī)(21)、人機(jī)界面(22)、報(bào)警器(23)和清掃電 機(jī)電路(24)，稱重傳感器(3)、測速裝置(4)、煤流監(jiān)測信號處理器(5)連接控 制柜(6)的PLC模塊(18)， PLC模塊(18)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控(7)、控制輸出 (19)、變頻器(20)、人機(jī)界面(22)，控制輸出(19)連接到報(bào)警器(23) 和清掃電機(jī)電路(24)，變頻器(20)連接驅(qū)動電機(jī)(21)，驅(qū)動電機(jī)(21)控制測速裝置(4)。
9、根據(jù)權(quán)利要求8所述的電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，其特征在于，所述人機(jī)界面(22)的顯示屏為觸摸屏。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種電子稱重式給煤機(jī)智能控制裝置，包括超聲波煤流監(jiān)測傳感器、稱重托輥、稱重傳感器、測速裝置、煤流監(jiān)測信號處理器、控制柜、遠(yuǎn)程監(jiān)控顯示器、驅(qū)動電機(jī)，超聲波煤流監(jiān)測傳感器連接煤流監(jiān)測信號處理器，煤流監(jiān)測信號處理器、稱重傳感器、測速裝置連接控制柜，控制柜連接遠(yuǎn)程監(jiān)控顯示器。
文檔編號G01S7/52GK201392233SQ200920070168
公開日2010年1月27日 申請日期2009年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月10日
發(fā)明者俊 匡, 張春暉, 秦海瑞, 邱冬雷, 顧兆毅, 馬玉順 申請人:上海市東方海事工程技術(shù)有限公司