料種優先矩陣高爐配料系統的製作方法
2023-05-08 01:53:31 1
專利名稱：料種優先矩陣高爐配料系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種高爐配料系統。
背景技術：
目前傳統的高爐配料系統，在設計配料矩陣時以稱量鬥為中心，配料矩陣中的元素為稱量鬥的序號。在實際的矩陣運轉時，PLC(Programmable Logic Controller)程序控制模塊以稱量鬥的序號為識別匹配的標誌，尋找相應的稱量鬥進行放料。如高爐需要5噸 焦炭，放料操作人員通過電話或網絡文件告訴備料操作員需要5噸焦炭，備料操作員通過查詢系統目前3號稱量鬥空的且載重5噸，通過系統控制將3號稱量鬥備上5噸焦炭，並且將稱量鬥的序號存入到配料記錄中。在放料時，PLC控制模塊讀取配料記錄，根據讀取稱量鬥上標誌碼存儲單元中的識別碼，確定該稱量鬥是否為3號稱量鬥。系統確認為3號稱量鬥即開始放料，在此過程中系統只是確定稱量鬥的序號，而不識別稱量鬥所裝載的料種。具體的實現方式之一，如圖2所示，配料矩陣中包括10個批次，每個批次中又包括了 8個料種，每個料種又由8個稱量鬥組成。如圖I所示，放料指針由三級組成，依次是批次指針step、料種指針group以及稱量鬥的序號指針hopper。step指針表示的批次用於對批次的尋址；group指針用於料種的尋址，hopper指針用於稱量鬥序號的尋址。PLC控制模塊依次通過以上指針訪問配料矩陣對應地址，讀取該對應地址所存儲的稱量鬥序號，所讀取的稱量鬥的序號即為下一需要放料的稱量鬥的序號，通過稱量鬥序號找到相對應的稱量鬥；判斷該稱量鬥是否已加滿料，如果已經加滿則放料。通常狀況下，高爐的配料系統都是依次放料，故hopper自動加1，同時判斷本料种放料是否完畢，如果本料种放料未完畢，則直接尋找下一本料種的放料稱量鬥的序號，如果本料种放料完畢，則進入下一料种放料，依次類推。同時稱量鬥的備料不受控制，只要稱量鬥放空即開始備料。如預設3號稱量鬥在系統設置的是承載5噸的焦炭，當3號稱量鬥本次放料完畢後，系統根據稱量鬥放空即開始備料的原則，在本料種還未備料完成的情況下，由PLC控制模塊再次在3號稱量鬥內加載5噸焦炭以完成備料。通常情況下備料是根據放料的需求同步進行的，備料根據稱量鬥從原料倉輸送到高爐爐頂放料口處的時間換算，提前一些備料，備料控制的靈活度不夠。以上的傳統的高爐配料系統實現了物料的自動加載和放料，但是同時存在以下問題I、由於系統在放料過程中，是以稱量鬥的序號為識別的標誌，稱量鬥中具體是什麼料種以及物料的重量都不關注，料種和料重均必須由操作員通過查找記錄來關注，這樣操作員的工作負荷重。2、由於需要由操作員在具體放料的時候把關稱量鬥內的料種和料重，增加了系統人為誤操作的風險，系統放料正常的穩定性減弱，降低了系統的自動化程度。3、在物料品種更換頻繁且品種繁多的時候，由於需要具體關注到每一個稱量鬥，配料矩陣需要進行大量的調整，操作繁瑣。如配料矩陣內設有80個稱量鬥，如果80個稱量鬥中由20個稱量鬥承載的物料由原來的焦炭變成了燒結礦，20個由原來的焦炭變成球團礦，則配料矩陣需要更新40個稱量鬥的相關記錄，調整大，操作較為瑣碎。4、由於備料不受控制，以鬥空即備料為原則，當有多餘的稱量鬥不可以實現用多餘的空稱量鬥對下一批料的提前備料，備料的靈活性不夠。5、配料的過程中，不能與高爐的專家系統模塊很好的對接，原因是專家系統模塊提供的是所需的料種和料重，而高爐配料系統是以稱量鬥的序號為關鍵字。專家系統模塊提供的數據僅作為操作員的參考，操作員需要根據稱量鬥的載重，稱量鬥的數目等情況進行配置才能生成配料記錄，不能直接用於高爐配料矩陣設置配料記錄。
發明內容
針對上述問題，本發明提供一種減少人為因素導致配料誤差、備料控制靈活的料種優先矩陣高爐配料系統。 為達上述目的，本發明料種優先矩陣高爐配料系統，包括料種優先矩陣存儲器、稱量鬥以及PLC控制模塊；所述料種優先矩陣存儲器用於存儲以料種為關鍵字的配料記錄，所述稱量鬥，包括一標誌碼存儲單元，用於按照PLC控制模塊輸出的控制信號進行備料或放料；所述PLC控制模塊，用於接收備料指令，並讀取配料記錄，輸出控制信號將配料記錄中的所述料種加載到空稱量鬥中，並將所述料種的識別碼寫入所述標誌碼存儲單元；和/或用於接收放料指令，讀取配料記錄，通過所述標誌碼存儲單元中所記載的識別碼，查找並控制裝載有與配料記錄中所述料種的稱量鬥進行放料。進一步地，所述料種優先矩陣高爐配料系統還包括專家系統模塊，根據高爐生產需要以及內置問題解決模型向所述配料矩陣輸入配料需求；所述PLC控制程序接收所述配料需求，並生成配料記錄寫入所述料種優先矩陣存儲器。本發明料種優先矩陣高爐配料系統的有益效果I、本發明料種優先矩陣高爐配料系統，改變了傳統高爐配料系統中放料時識別稱量鬥的標號不辨別稱量鬥內的料種，易造成的混料的狀況，而採用識別料種進行放料，放料時不需要由操作員來進行判斷自動識別料種，起到了很好的混料防止作用。2、本發明料種優先矩陣高爐配料系統，採用PLC程序根據預報配料記錄控制配料過程，可以由操作員根據實際需求提前配料，改變了採用稱量鬥空即備料的控制不靈活的現狀。3、本發明料種優先矩陣高爐配料系統，完善了與專家系統模塊的數據交換，專家系統模塊輸入的有關料種及其對應的料重的數據可以直接用於配料矩陣的配料記錄，不需要操作員進行人工配置，減少了人員失誤造成的配料不正確，提高了系統的自動化。4、本發明料種優先矩陣高爐配料系統，採用料種優先原則以料種為關鍵字，相對於傳統的配料矩陣以稱量鬥的序號為關鍵字，佔用的存儲空間小，提供的人機界面更加簡潔。5、本發明料種優先矩陣高爐配料系統，採用料種優先原則以料種為關鍵字，在進行物料更換時更為方便，不需要逐個的關注稱量鬥內的料種的變更，降低了工作的繁瑣度。
圖I是本發明料種優先矩陣高爐配料系統實施例一所述結構示意圖；圖2是傳統高爐配料矩陣的放料流程圖；圖3是本發明料種優先矩陣高爐配料系統實施例二所述備料流程
圖4是本發明料種優先矩陣高爐配料系統實施例二所述放料流程圖。
具體實施例方式下面結合說明書附圖對本發明做進一步的描述。實施例一如圖I所示，本實施例料種優先矩陣高爐配料系統包括料種優先矩陣存儲器、稱量鬥以及PLC控制模塊；所述料種優先矩陣存儲器用於存儲以料種為關鍵字的配料記錄，所述稱量鬥，包括一標誌碼存儲單元，用於按照PLC控制模塊輸出的控制信號進行備料或放料；所述標誌碼存儲單元用於所述PLC控制模塊寫入或讀取與稱量鬥裝載的料種所對應的識別碼；稱量鬥在識別存儲單元中存儲的是RO碼，RO碼所對應的是料種而不是傳統的稱量鬥的序號；所述PLC控制模塊，用於接收備料指令，並讀取配料記錄，輸出控制信號將配料記錄中的所述料種加載到空稱量鬥中，並將所述料種的識別碼寫入所述標誌碼存儲單元；和/或用於接收放料指令，讀取配料記錄，通過所述標誌碼存儲單元中所記載的識別碼，查找並控制裝載有與配料記錄中所述料種的稱量鬥進行放料。當所述料種優先矩陣高爐配料系統備料時，所述PLC控制模塊，接收備料指令，讀取配料記錄，將配料記錄中所述料種加載到空稱量鬥中，並將所述料種的識別碼寫入所述標誌碼存儲單元；當料種優先矩陣高爐配料系統放料時，所述PLC控制模塊，接收放料指令，讀取配料記錄，通過標誌碼存儲單元中所記載的識別碼，查找裝載有與配料記錄中所述料種的稱量鬥進行放料。本實施例料種優先矩陣高爐配料系統，改變了傳統高爐配料系統中放料時識別稱量鬥的標號不辨別稱量鬥內的料種，易造成的混料的狀況，而採用識別料種進行放料，放料時不需要由操作員來進行判斷自動識別料種，起到了很好的混料防止作用。本實施例料種優先矩陣高爐配料系統，採用PLC程序根據預報配料記錄控制配料過程，可以由操作員根據實際需求提前配料，改變了採用稱量鬥空即備料的控制不靈活的現狀。本實施例料種優先矩陣高爐配料系統，採用料種優先原則以料種為關鍵字，相對於傳統的配料矩陣以稱量鬥的序號為關鍵字，佔用的存儲空間小，提供的人機界面更加簡潔。本實施例料種優先矩陣高爐配料系統，採用料種優先原則以料種為關鍵字，在進行物料更換時更為方便，不需要逐個的關注稱量鬥內的料種的變更，降低了工作的繁瑣度。實施例二 本實施例在實施例一的基礎上，還增加了專家系統模塊，所述專家系統模塊，由現有的高爐專家系統構成，根據高爐生產需要以及內置問題解決模型向所述配料矩陣輸入配料需求；所述PLC控制模塊接收所述配料需求，並生 成配料記錄寫入所述料種優先矩陣存儲器。在具體的應用過程中，PLC控制模塊，通過其內置的備料指針對所述料種優先矩陣存儲器中配料記錄進行尋址；通過其內置的放料指針對所述料種優先矩陣存儲器中配料記錄進行尋址；獲取相應的配料記錄後，根據指令對稱量鬥進行操作。在實際操作過程中，僅需改變備料指針所指向的地址就可以實現實現提前I批或數批備料。如圖3-圖4所示，所述料種優先矩陣存儲器，用以根據所述專家系統模塊提出的配料需求生成配料記錄，其中每一條配料記錄的屬性均包括料種和料重，且料種為關鍵字，配料矩陣每次循環包括10個批次，批次尋址的指針為step指針，用於備料的批次尋址的指針為stepl，用於放料的批次尋址的指針為step2 ;每個批次又包括8個料種的配料記錄，同一批次的8個料種之間，相鄰兩個料種之間的尋址通過指針的位移實現。當8個料種都放料完畢或備料完畢，則批次指針位移進行下一批次的放料或備料的執行。放料指針，指向所述配料矩陣存儲器中配料記錄所在的地址，用於放料尋址；所述放料指針分為兩級指針，一級指針為批次指針step2, _■級指針為料種指針group2 ;其中，所述批次指針step2指向預備配料批次,所述料種指針group2指向當前配料批次中的配料記錄；備料指針，指向所述配料矩陣存儲器中配料記錄所在的地址，用於備料尋址；所述備料指針分為兩級指針，一級指針為批次指針stepl, _■級指針為料種指針group2 ;其中，所述批次指針stepl指向當前配料批次,所述料種指針group2指向預備配料批次中的配料記錄。當放料時,所述PLC控制模塊,用以接收的放料指令，通過放料指針訪問並讀取配料矩陣存儲器中配料記錄，根據配料記錄中的關鍵字查找到裝載有與所述關鍵字相匹配的料種的稱量鬥，控制所述稱量鬥放料；當備料時，所述PLC程序控制模塊，用以接收的備料指令，通過備料指針的尋址，訪問並讀取配料矩陣存儲器中所述配料記錄，根據配料記錄中的關鍵字對空稱量鬥裝載上與所述關鍵字相匹配的料種。其中，所述配料記錄中的料重為其所對應的料種本次放料或備料所對應的總重量;如圖4所示，當放料時，所述PLC程序控制模塊，根據接收的放料指令及配料記錄中的關鍵字查找到裝載有與所述關鍵字相匹配的料種的稱量鬥，同時對查找到稱量鬥進行稱重M1，對本次當前料种放料的各稱量鬥所放料的重量進行累加M，當累加的重量SI達到所述料重時完成配料記錄的執行，否則繼續放料；如圖3所示，當備料時，所述PLC程序控制模塊，根據接收的備料指令及配料記錄中的關鍵字對空稱量鬥裝載上與所述關鍵字相匹配的料種，且根據稱量鬥的載重對稱量鬥備料，同時累加各稱量鬥所述裝載的重量M2，當累加的重量S2達到所述料重時，完成預備備料記錄的執行，否則繼續備料。如圖4所示，每個稱量鬥在放料之前均需要稱重，由於系統的備料和放料的記錄均是來自配料矩陣存儲器，一般情況下同一料種備料的料重等於放料料種的重量，不會出現料重過重，出現這種情況即轉入異常處理。本實施例料種優先矩陣高爐配料系統，料種優先為原則，將料種設置為關鍵字，在進行稱量鬥的查找時不再以稱量鬥的序號取而代之的是稱量鬥內所裝載的料種，這種查找模式在查找裝有料種的稱量鬥的同時，自動識別了料種，有效的避免了過去高爐配料系統中由操作員通過系統查找來確認料種造成的操作失誤形成的混料顯現，降低了操作員的工作負荷，料種的更換更為簡單，不用具體到每個稱量鬥，人機操作界面也更為簡潔。
配料需求可以是操作人員根據生產需求以及生產規劃得到的，也可以是在生成過程中由專家系統模塊根據高爐的實際生成需求生成的及時配料需求。在傳統的技術中，由於配料矩陣存儲器中記錄的是稱量鬥序號、料種、料重，由生產規劃得到的料種和料重式配料需求不可以直接應用於生成配料記錄，必須由操作人員根據稱量鬥的載重等實際情況進行分配生成配料記錄。同樣的專家系統模塊生成的配料需求也是以料種、料重的形式，生成配料記錄也需重複上述步驟。上述配料記錄的生成方式，造成配料工作繁瑣、由於有人員操作，減低了系統的自動化程度，降低了系統的穩定性。而本實施例所述料種優先矩陣高爐配料系統，以料種為關鍵字，與專家系統模塊對接更好。且進一步地，簡化了操作，特別是實現配料記錄較大範圍更新的時候，如在傳統的系統中，如有80個稱量鬥，如果80個稱量鬥中有20個稱量鬥承載的物料由原來的焦炭變成了燒結礦，20個由原來的焦炭變成球團礦，則配料記錄需要更新40個稱量鬥的相關記錄，調整大，操作較為瑣碎，而現有的系統只需更新兩條配料記錄即可，操作更加方便。以上，僅為本發明的較佳實施例，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求所界定的保護範圍為準。
權利要求
1.一種料種優先矩陣高爐配料系統，其特徵在於，所述料種優先矩陣高爐配料系統包括料種優先矩陣存儲器、稱量鬥以及PLC控制模塊； 所述料種優先矩陣存儲器用於存儲以料種為關鍵字的配料記錄， 所述稱量鬥，包括一標誌碼存儲單元，用於按照PLC控制模塊輸出的控制信號進行備料或放料； 所述PLC控制模塊，用於接收備料指令，並讀取配料記錄，輸出控制信號將配料記錄中的所述料種加載到空稱量鬥中，並將所述料種的識別碼寫入所述標誌碼存儲單元；和/或用於接收放料指令，讀取配料記錄，通過所述標誌碼存儲單元中所記載的識別碼，查找並控制裝載有與配料記錄中所述料種的稱量鬥進行放料。
2.根據權利要求I所述的料種優先矩陣高爐配料系統，其特徵在於，所述料種優先矩陣高爐配料系統還包括 專家系統模塊，根據高爐生產需要以及內置問題解決模型向所述配料矩陣輸入配料需求； 所述PLC控制程序接收所述配料需求，並生成配料記錄寫入所述料種優先矩陣存儲器。
全文摘要
本發明公開了一種料種優先矩陣高爐配料系統，為解決現有高爐配料系統，放料時關注稱量鬥的序號而不關注稱量鬥內所裝載的料種，易造成混料，系統存儲數據量大，更新配置繁瑣等問題而設計。本發明所述料種優先矩陣高爐配料系統包括料種優先矩陣存儲器、稱量鬥以及PLC控制模塊；所述料種優先矩陣存儲器用於存儲以料種為關鍵字的配料記錄，所述稱量鬥，包括一標誌碼存儲單元；所述PLC控制模塊，根據料種優先矩陣儲存其中的配料記錄控制稱量鬥備上配料記錄中所述料種，並將識別碼寫入標誌碼存儲單元；和/或通過識別碼查找到裝載有配料記錄中所述料種的稱量鬥放料。本發明具有配料混料機率小、備料控制靈活，操作員工作負荷輕等特點。
文檔編號C21B5/00GK102766708SQ20121024044
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月12日 優先權日2012年7月12日
發明者夏偉 申請人:中冶華天工程技術有限公司