一种浅槽刮板转速自动调节装置及方法与流程

本公开的实施例涉及一种浅槽刮板转速自动调节装置及方法。

背景技术：

浅槽刮板是选煤厂中配套浅槽分选系统的一个重要组成部分，浅槽刮板系统由头轮组、尾轮组、两组随动轮组、刮板、链条、连接板、导轨等组成，浅槽刮板系统的部分结构如图1所示。刮板通过连接板固定在两侧链条之间，链条挂在头轮组、尾轮组及随动轮组两侧的链轮上，链条的下端嵌入导轨滑槽内。浅槽刮板的主要工作原理是浅槽分选后轻煤料浮在悬浮液上部，矸石沉于底部，槽底的刮板将矸石提升上移至浅槽斜面，进入机头的矸石溜槽内，实现精煤与矸石的分离，达到分选的目的。

技术实现要素：

本公开实施例提供一种浅槽刮板转速自动调节装置，通过增加变频调速功能，实现根据刮板实际负载进行转速调节，实现浅槽分选系统的效率最优化。

本公开实施例提供的浅槽刮板转速自动调节装置包括变频器和控制单元，其中，所述控制单元被配置为：监控刮板的驱动电机的工作参数；根据所述工作参数判断所述刮板的负载情况；以及至少根据所述负载情况向所述变频器发送控制信号，以调整所述驱动电机的工作状态；其中，所述工作参数包括所述驱动电机的工作电流；所以工作状态包括驱动电机的转速或者启停状态。

例如，所述变频器被设置于所述驱动电机和电气控制柜之间的电气线路上。

例如，所述控制单元与所述电气控制柜、所述变频器以及所述驱动电机相连；其中，所述驱动电机设置有电流互感器件，所述控制单元通过实时读取所述电流互感器件采集的电流信号来监控所述工作参数。

例如，所述控制单元为plc控制器；其中，所述plc控制器与所述变频器通过屏蔽电缆连接，所述plc控制器将需要调整的所述驱动电机的频率以电流信号形式通过所述屏蔽电缆输入所述变频器。

例如，所述根据所述工作参数判断所述刮板的负载情况，包括：当所述电流信号大于第一设定阈值时，则表征所述刮板的负荷大，当前浅槽排矸能力不足；当所述电流信号小于第二设定阈值时，则表征所述刮板的负载小，当前所述浅槽负载小磨损大。所述至少根据所述负载情况向所述变频器发送控制信号，调整所述驱动电机的工作状态，包括：当所述刮板处于负载大的状态时，通过所述plc控制器增加频率输出对应的电流信号并向所述变频器发送所述增加的电流信号,来实现对所述驱动电机的加速调节；当所述刮板处于负载小的状态时，通过plc控制器减小频率输出对应的电流信号并向所述变频器发送所述减小的电流信号,来实现对所述驱动电机减速调节。

例如，在一些实施例中，所述的浅槽刮板转速自动调节装置还包括监控单元，所述监控单元与所述控制单元连接，且所述监控单元被配置为以可视化方式展示所述控制单元的操作。

例如，在一些实施例中，所述的浅槽刮板转速自动调节装置还包括交换机，所述控制单元与所述监控单元通过所述交换机进行互连。

本公开实施例还提供一种浅槽刮板转速自动调节方法，所述方法包括：监控刮板的驱动电机的工作参数；根据所述工作参数判断所述刮板的负载情况；以及至少根据所述负载情况向所述变频器发送控制信号，以调整所述驱动电机的工作状态；其中，所述工作参数包括所述驱动电机的工作电流；所以工作状态包括驱动电机的转速或者启停状态。

例如，在一些实施例中，所述的浅槽刮板转速自动调节方法至少根据所述负载情况向所述变频器发送控制字，以实现对所述驱动电机的启停控制；或者，根据选煤处理量以及所述驱动电机的负载情况，自动调整所述变频器的输出频率，以调整所述刮板的转速。

例如，在一些实施例中，所述的浅槽刮板转速自动调节方法还包括监控电气控制柜，并向所述电气控制柜发送控制信号，以使所述电气控制柜将动力电传送至所述变频器。

例如，在一些实施例中，所述的浅槽刮板转速自动调节方法还包括，监控流过驱动电机的电流值；根据所述电流值判断浅槽刮板的负载情况；以及依据所述负载情况生成目标电流信号，并将所述目标电流信号传送至所述变频器，以调整所述驱动电机的转速。

本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现上述浅槽刮板转速自动调节方法中的步骤。

本公开实施例还提供一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上的计算机程序，且所述处理器执行所述计算机程序时实现上述浅槽刮板转速自动调节方法中的步骤。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本公开的一些实施例，而非对本公开的限制。

图1是现有技术浅槽刮板系统的主视图结构；

图2是本公开实施例提供的浅槽刮板转速自动调节装置的组成框图；

图3是本公开实施例提供的浅槽刮板转速自动调节装置的组成示意图；

图4本公开实施例提供的浅槽刮板转速自动调节方法的流程图；

图5是本公开实施例提供的电子设备的组成框图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述参考在附图中示出并在以下描述中详述的非限制性示例实施例，更加全面地说明本公开的示例实施例和它们的多种特征及有利细节。应注意的是，图中示出的特征不是必须按照比例绘制。本公开所给出的示例仅旨在有利于理解本公开示例实施例的实施，以及进一步使本领域技术人员能够实施示例实施例。因而，这些示例不应被理解为对本公开的实施例的范围的限制。

除非另外特别定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。本公开记载的“第一”“第二”……仅用于描述更方便，并不必然导致它们属于不同的物理实体。也就是说本公开实施例记载的第一检测装置和第二检测装置可以是同一个物理实体。

参考图1，本公开的发明人在研究中发现目前常用的浅槽刮板的作业方式是浅槽分选系统启动后，浅槽刮板的驱动电机随之启动开始作业，整个分选过程中浅槽刮板的驱动电机持续以定频进行作业。在系统工作前期，煤量较少的工况下，由于负荷较小，浪费电能，增加齿轮、轴承等部件的磨损；在系统洗煤处理量大的工况下，导致排矸效果不好，有可能导致矸石压死浅槽刮板，使介质与煤炭沉积在一起，处理起来非常困难，增加了维修成本，而且大大降低了分选系统的工作效率。

综上，目前浅槽刮板的作业方式存在的主要缺点是：一、由于整个生产作业过程中，刮板驱动电机一直以定频的工作方式工作，导致负载不均，浪费电能，增加维护成本；二、智能化程度不高，不能够根据实际负载实时调整转速，降低浅槽分选系统的生产效率。

如图2所示，本公开实施例提供的浅槽刮板转速自动调节装置100，该浅槽刮板转速自动调节装置包括变频器120和控制单元110，其中，控制单元120被配置为：监控刮板的驱动电机的工作参数；根据所述工作参数判断所述刮板的负载情况；以及至少根据所述负载情况向所述变频器发送控制信号，以调整所述驱动电机的工作状态；其中，所述工作参数包括所述驱动电机的工作电流；所以工作状态包括驱动电机的转速或者启停状态。

在一些实施例中，变频器110被设置于所述驱动电机和电气控制柜之间的电气线路上。

在一些实施例中，控制单元120与所述电气控制柜、所述变频器以及所述驱动电机相连，其中，所述驱动电机设置有电流互感器件，所述控制单元通过实时读取所述电流互感器件采集的电流信号来监控所述工作参数。例如，控制单元120为plc控制器，其中，所述plc控制器与所述变频器通过屏蔽电缆连接，所述plc控制器将需要调整的所述驱动电机的频率以电流信号形式通过所述屏蔽电缆输入所述变频器。

在一些实施例中，所述根据所述工作参数判断所述刮板的负载情况，包括：当所述电流信号大于第一设定阈值时，则表征所述刮板的负荷大，当前浅槽排矸能力不足；当所述电流信号小于第二设定阈值时，则表征所述刮板的负载小，当前所述浅槽负载小磨损大。所述至少根据所述负载情况向所述变频器发送控制信号，调整所述驱动电机的工作状态，包括：当所述刮板处于负载大的状态时，通过所述plc控制器增加频率输出对应的电流信号并向所述变频器发送所述增加的电流信号，来实现对所述驱动电机的加速调节；当所述刮板处于负载小的状态时，通过plc控制器减小频率输出对应的电流信号并向所述变频器发送所述减小的电流信号，来实现对所述驱动电机减速调节。

在一些实施例中，浅槽刮板转速自动调节装置100还包括监控单元，所述监控单元与所述控制单元连接，且所述监控单元被配置为以可视化方式展示所述控制单元的操作。

在一些实施例中，所述的浅槽刮板转速自动调节装置100还包括交换机，所述控制单元与所述监控单元通过所述交换机进行互连。

示例一

驱动电机6的电流信号能够直接反馈出浅槽刮板当前的工作压力指标，所以实现对刮板驱动电机的自动调速功能即可实现本示例解决的问题。如图3所示，本示例在驱动电机6与电气控制柜1之间的电气线路上增加一台变频器5(即图2示出的变频器110)，一套plc控制器(用于执行图2示出的控制单元120的功能)，plc控制器可对刮板驱动电机6的工作参数包括但不限于(运行、故障、上电、电流等信号)进行监控，通过plc控制器给变频器5下发相应的控制字(以通讯总线形式实现)和控制信号(以4-20ma电流信号实现)，变频器5接受到plc控制器2的控制命令后，能够通断驱动电机6的供电回路，从而实现对刮板驱动电机6的启停控制，plc控制器2实时监测驱动电机6的工作电流，同时进行智能调节逻辑，根据驱动电机6的电流反馈，可判断当前分选系统的选煤处理量以及驱动电机6的负载情况，通过预先在plc程序中写好的pid逻辑和其中的比例、积分、微分参数，自动调节变频器5的输出频率，实现浅槽刮板转速的自动调节功能，使刮板系统一直处于一个合理的工况下运行。

下面结合图3简要说明本示例工作流程。

动力电引进电气控制柜1，电气控制柜1通过与plc控制器2(即图2的控制单元120)之间进行弱电控制信号实现控制电气控制柜1内接触器、辅助继电器、旋转开关、控制柜按钮(图中未展示相关单元)等设备的监控。电气控制柜1在plc控制器2的控制下，通过接触器的吸合将动力电输送给变频器5(即图2示出的变频器110)，变频器5通过屏蔽电缆与plc控制器2之间进行模拟量电流信号数据通讯，plc控制器2将需要控制的驱动电机6的频率(0-50hz)以电流信号(4-20ma)输送给变频器5，变频器5将按照输入电流信号以4-20ma对应频率0-50hz经过控制电路转化输出驱动电机6的控制电流，达到控制驱动电机6的调速功能；plc控制器2通过驱动电机6增加的电流互感器来读取实时电流信号，实时电流能够直接反馈当前浅槽刮板的负载情况(电流大，负荷大，当前浅槽排矸能力不足；电流小，负荷小，当前浅槽空转多，磨损增大)。

驱动电机6电流过大，说明浅槽负荷过大，可能导致排矸效果不好，有可能导致矸石压死浅槽刮板，此时plc控制器2将实际电流值与第一设定阈值电流值(浅槽负荷比较均匀的电流经验值，此数据根据不同型号，不同浅槽驱动电机规格决定不同理想电流值)比较后，实际电流值大于所述第一设定阈值，将通过pid自动控制程序增加频率输出对应的4-20ma信号，来实现驱动电机6加速调节功能，以提升排矸效果；驱动电机6电流过小，说明浅槽处在负荷煤量较少的工况下，由于负荷较小，浪费电能，增加齿轮、轴承等部件的磨损，此时plc控制器2将实际电流值与第二设定阈值比较后，实际电流值小于设定电流值，将通过pid自动控制程序减小频率输出对应的4-20ma信号，来实现驱动电机6减速调节功能，以减小齿轮、轴承等部件的磨损，节省电能。

示例二

如图3所示，本示例在驱动电机6电气控制柜1之间的电气线路上增加一台变频器5(即图2示出的变频器110)，一套plc控制器(即控制单元120)，plc控制器可对刮板驱动电机6进行监控。在浅槽需要启动进行工作分选时，通过plc控制器给变频器5下发相应的控制字(包括但不限于modbus协议，devicenet现场总线协议，controlnet网络协议等)，能够实现对刮板驱动电机6的启停控制，实时监测驱动电机6的工作电流，同时开发智能调节逻辑，根据驱动电机6的电流反馈，可判断当前分选系统的选煤处理量以及驱动电机6的负载情况，通过预先在plc程序中写好的pid逻辑，自动调节变频器5的输出频率，实现浅槽刮板转速的自动调节功能，使刮板系统一直处于一个合理的工况下运行。

驱动电机6电流过大，说明浅槽负荷过大，可能导致排矸效果不好，有可能导致矸石压死浅槽刮板，此时plc控制器2将实际电流值与设定理想电流值(浅槽负荷比较均匀的电流经验值，此数据根据不同型号，不同浅槽驱动电机规格决定不同理想电流值)比较后，实际电流值大于设定电流值，将通过pid自动控制程序增加频率输出对应的4-20ma信号，来实现驱动电机6加速调节功能，以提升排矸效果；驱动电机6电流过小，说明浅槽处在负荷煤量较少的工况下，由于负荷较小，浪费电能，增加齿轮、轴承等部件的磨损，此时plc控制器2将实际电流值与设定电流值比较后，实际电流值小于设定电流值，将通过pid自动控制程序减小频率输出对应的4-20ma信号，来实现驱动电机6减速调节功能，以减小齿轮、轴承等部件的磨损，节省电能。

下面结合图3简要说明本示例工作流程。

动力电引进电气控制柜1，电气控制柜1通过与plc控制器2(即图2的控制单元120)之间进行弱电控制信号实现控制电气控制柜1内接触器、辅助继电器、旋转开关、控制柜按钮(图中未展示相关单元)等设备的监控。电气控制柜1在plc控制器2的控制下，通过接触器的吸合将动力电输送给变频器5(即图2示出的变频器110)，变频器5通过与plc控制器2之间进行数据通讯，plc控制器2将调整好的输出信号以4-20ma电流的形式输送给变频器5，变频器5将按照输入电流信号输出驱动电机6的控制电流，达到驱动电机6的调速功能；plc控制器2通过驱动电机6增加的电流互感器来读取实时电流信号，实时电流能够直接反馈当前浅槽刮板的负载情况(电流大，负荷大，当前浅槽排矸能力不足；电流小，负荷小，当前浅槽空转多，磨损增大)。

与以上示例不同的是，本示例的plc控制器2通过交换机3与监控计算机4相连，监控计算机4实现plc控制器2逻辑程序的编辑和下载程序的工作，根据实际的驱动电机6电流值进行pid调节，电流大，负荷大，逻辑调节控制器增大频率输出，提高浅槽电机转速，来提升浅槽排矸能力；电流小，负荷小，逻辑调节控制器减小频率输出，降低浅槽电机转速，减少齿轮、轴承磨损，实时调整变频器5的频率输出，达到浅槽刮板转速的自动调节功能。

如图4所示，本公开实施例还提供一种浅槽刮板转速自动调节方法，该方法可以包括：步骤301，监控刮板的驱动电机的工作参数；步骤302，根据所述工作参数判断所述刮板的负载情况；以及步骤303，至少根据所述负载情况向所述变频器发送控制信号，以调整所述驱动电机的工作状态；其中，所述工作参数包括所述驱动电机的工作电流；所以工作状态包括驱动电机的转速或者启停状态。

在一些实施例中，所述的浅槽刮板转速自动调节方法至少根据所述负载情况向所述变频器发送控制字，以实现对所述驱动电机的启停控制；或者，根据选煤处理量以及所述驱动电机的负载情况，自动调整所述变频器的输出频率，以调整所述刮板的转速。

在一些实施例中，所述的浅槽刮板转速自动调节方法还包括监控电气控制柜，并向所述电气控制柜发送控制信号，以使所述电气控制柜将动力电传送至所述变频器。

在一些实施例中，所述的浅槽刮板转速自动调节方法还包括，监控流过驱动电机的电流值；根据所述电流值判断浅槽刮板的负载情况；以及依据所述负载情况生成目标电流信号，并将所述目标电流信号传送至所述变频器，以调整所述驱动电机的转速。例如，目标电流可以包括：当所述刮板处于负载大的状态时，通过所述plc控制器增加频率输出对应的电流信号而得到的增加后的电流信号；当所述刮板处于负载小的状态时，通过plc控制器减小频率输出对应的电流信号而得到减小后的电流信号。

针对浅槽刮板转速自动调节方法与上述自动调节装置相似的部分在此不做赘述。

本公开实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述浅槽刮板转速自动调节方法的部分或者全部步骤。

例如，在一些实施例中，所述计算机程序被处理器执行时可以实现如下步骤：监控刮板的驱动电机的工作参数；根据所述工作参数判断所述刮板的负载情况；以及至少根据所述负载情况向所述变频器发送控制信号，以调整所述驱动电机的工作状态；其中，所述工作参数包括所述驱动电机的工作电流；所以工作状态包括驱动电机的转速或者启停状态。

本公开实施例还提供一种电子设备500，该电子设备500包括存储器510、处理器520以及存储在所述存储器上的计算机序，且处理器520执行所述计算机程序时实现上述浅槽刮板转速自动调节方法的部分或者全部步骤。

处理器520执行计算机程序以实现至少如下步骤：监控刮板的驱动电机的工作参数；根据所述工作参数判断所述刮板的负载情况；以及至少根据所述负载情况向所述变频器发送控制信号，以调整所述驱动电机的工作状态；其中，所述工作参数包括所述驱动电机的工作电流；所以工作状态包括驱动电机的转速或者启停状态。

本公开实施例通过增加变频调速功能，实现根据刮板实际负载进行转速调节，抛弃常规的定频恒速的调速方式，实现浅槽分选系统的效率最优化。通过plc控制器增加自动化控制程序，需要启动浅槽工作时，先将控制参数下发到变频器，并通过控制字命令变频器通断浅槽电机动力电路，变频器输出不同的电压电流动力，浅槽以不同转速运行。实现浅槽工况(运行、故障、电流)的监测，电流大负荷大，通过增大电机转速提升浅槽排矸能力；电流小负荷小，通过减小电机转速提升浅槽寿命，达到节能效果，提升了浅槽分选系统的智能化程度，并且更加稳定可靠，减少了人工干预的工作量，一定程度上为生产者降低人力成本。通过增加监控计算机的方式，以图形界面的方式将plc控制器中的数据参数进行展示，来实现浅槽运行状态、运行参数，故障报警信息详情，设备启停控制按钮，电流显示，经验电流设定，控制参数比例、积分、微分的设定等，实现了浅槽刮板的可视化管理，让操作人员能够简单直观的了解当前浅槽系统的工作状态，以及对浅槽的启停命令下发，参数设定进行调整。提高了操作人员的工作效率，减少生产现场的安全隐患。

需要指出的是，本公开实施例不仅可以用于控制智能电视等多媒体播放设备，还可以用于控制其他智能设备，本公开在此不作限定。以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。