跳汰机自动控制系统及控制方法[发明专利]

(10)申请公布号 (43)申请公布日 2014.09.03
C N 104020711
A (21)申请号 201410270495.X
(22)申请日 2014.06.17
G05B 19/05(2006.01)
(71)申请人河北金润电器自动化成套设备有限
公司
地址050800 河北省石家庄市正定县兴华路
13号
(72)发明人李新刚
(74)专利代理机构石家庄元汇专利代理事务所
(特殊普通合伙) 13115
代理人
刘闻铎
(54)发明名称
跳汰机自动控制系统及控制方法
(57)摘要
本发明公开了一种跳汰机自动控制系统及控
制方法，所述自动控制系统包括床层厚度测量装
置、可编程逻辑控制器、调速装置，床层厚度测量
装置用来测量重物料床层的厚度，可编程逻辑控
制器将测量的厚度数据处理后传输给调速装置，
调速装置调节跳汰机排料装置的排料量，控制重
物料床层的厚度在设定的限值范围内，整个过程
实现了自动控制，省时省力，及时有效的控制了重
物料床层的厚度。

(51)Int.Cl.
权利要求书1页 说明书4页 附图1页
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书1页 说明书4页 附图1页(10)申请公布号CN 104020711 A
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1.跳汰机自动控制系统，其特征在于，所述自动控制系统包括床层厚度测量装置、可编程逻辑控制器、调速装置，所述床层测量装置与可编程逻辑控制器相连，所述可编程逻辑控制器与调速装置相连，所述调速装置与跳汰机的排料装置相连。

2.根据权利要求1所述的跳汰机自动控制系统，其特征在于，所述可编程逻辑控制器上设有数字式传感器显示仪，所述数字式传感器显示仪的输入端与床层厚度测量装置的输出端相连。

3.根据权利要求1所述的跳汰机自动控制系统，其特征在于，所述床层厚度测量装置包括浮漂、传感器，浮漂与传感器相连，所述传感器的输出端与数字式传感器显示仪的输入端相连。

4.根据权利要求2所述的跳汰机自动控制系统，其特征在于，所述传感器为非接触式拉杆传感器。

5.根据权利要求1所述的跳汰机自动控制系统，其特征在于，所述调速装置包括变频器、电机，变频器的输入端与可编程逻辑控制器的输出端相连，变频器的输出端与电机的输入端相连，电机的输出端与跳汰机的排料装置相连。

6.根据权利要求5所述的跳汰机自动控制系统，其特征在于，所述变频器为矢量变频器。

7.一种跳汰机自动控制系统的控制方法，其特征在于，在可编程逻辑控制器上设定重物料床层厚度的上限值和下限值，跳汰机在工作状态下，床层厚度测量装置中的浮漂带动非接触式拉杆传感器检测出重物料床层的厚度，随后非接触式拉杆传感器把检测到的厚度信号传送给可编程逻辑控制器上的数字式传感器显示仪，数字式传感器显示仪即显示出床层厚度的数值，同时数字式传感器显示仪把厚度信号处理成0-10V 的电压信号传输入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据接收到的信号控制调速装置中变频器的频率大小，变频器控制与之相连的电机的转速，电机再控制与之相连的跳汰机排料装置中的排料轮快慢来改变排料量的大小，控制床层厚度在设定的范围内。

8.一种跳汰机自动控制系统的控制方法，其特征在于，当检测出重物料床层的厚度高于设定的上限值时，则表明重物料增多，排料量偏小，数字式传感器显示仪把厚度信号处理成0-10V 的电压信号传输入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据接收到的信号相应调节调速装置中变频器的频率大小，变频器提高与之相连的电机的转速，电机再提高与之相连的跳汰机排料装置中的排料轮的转速来提高排料量，将重物料床层厚度控制在设定的上限值以下；
当检测出重物料床层的厚度低于设定的下限值时，则表明重物料减少，排料量偏大，数字式传感器显示仪把厚度信号处理成0-10V 的电压信号传输入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据接收到的信号相应调节调速装置中变频器的频率大小，变频器降低与之相连的电机的转速，电机再降低与之相连的跳汰机排料装置中的排料轮的转速来降低排料量，将重物料床层厚度控制在设定的下限值以上。

权 利 要 求 书CN 104020711 A
跳汰机自动控制系统及控制方法
技术领域
[0001] 本发明涉及跳汰机的自动控制技术，具体涉及跳汰机自动控制系统及控制方法。

背景技术
[0002] 跳汰机是一种利用脉冲运动使物料在分选介质中分层,并精确地排出的机械。

在煤的分选过程中，跳汰机已广泛应用。

跳汰机分选煤的过程通常分为两段和三段，两段式是指将煤分出矸石和中煤两种副产品，三段式是指将煤分出矸石、中煤和次精煤三种产品，具体根据煤的不同应用需要而定。

[0003] 由于各行各业对所需煤的质量要求不同，所以对跳汰机的分选效果的要求也不尽相同。

煤的灰分是衡量煤质量的一个重要指标，而灰分的产生取决于煤中矸石的量，因此人们通常根据具体的需求在应用跳汰机分选煤的过程中通过控制矸石的量来实现控制灰分的目的。

因为矸石比重最大，中煤次之，精煤最轻，所以跳汰机在分选煤的过程中，从下到上床层排列依次为矸石、中煤、次精煤，最先排出的是矸石层，随后是中煤层、次精煤层，精煤通过跳汰机溢流排出，每种产品的灰分是以跳汰机不同段中最下层物料即重物料床层的厚度来确定的。

[0004] 通常情况下，操作人员用标杆测量出跳汰机不同段中重物料床层的厚度，然后根据厚度数值调整每段排料装置的排料速度，以便控制不同段中重物料床层的厚度在要求范围内。

跳汰司机的操作水平在很大程度上决定着跳汰洗煤厂的生产技术指标。

此方法费时费力，人为因素影响较大，而且存在滞后性，不能有效控制重物料床层的厚度，也就不能有效的控制所分选的煤的灰分。

[0005] 跳汰机在实际应用中，脉动水流在排料口会形成很大的下吸力，加上物料自重，容易将护板挤开，造成漏料，致使排料难以控制，当检测到床层厚度不合适时，需要手动进行调整，造成工艺指标不稳定。

[0006] 随着选煤技术自动化的发展，跳汰机的操作也渐从手工探杆探测床层厚度，发展到以浮标传感仪为代表的自动检测仪表控制。

目前，虽已实现重物料床层厚度测量的自动化，但厚度数值测得后，还要依靠人工调节排料装置的排料速度，所以依然不能有效的控制所分选煤的灰分，并且分选过程中精煤的损失较大。

因此亟需对跳汰机进行全自动化的改进。

发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种跳汰机自动控制系统及控制方法，该自动控制系统能够自动检测重物料床层的厚度，并根据检测结果自动调整跳汰机排料装置的排料量，从而控制重物料床层的厚度在设定范围内，最终确保跳汰机所分选的煤的灰分在要求范围内。

[0008] 为了实现本发明所述目的，发明人提供了以下技术方案。

[0009] 跳汰机自动控制系统，所述自动控制系统包括床层厚度测量装置、可编程逻辑控制器、调速装置，所述床层测量装置与可编程逻辑控制器相连，所述可编程逻辑控制器与调
速装置相连，所述调速装置与跳汰机的排料装置相连。

[0010] 上述跳汰机自动控制系统，所述可编程逻辑控制器上设有数字式传感器显示仪，所述数字式传感器显示仪的输入端与床层厚度测量装置的输出端相连。

[0011] 上述跳汰机自动控制系统，所述床层厚度测量装置包括浮漂、传感器，浮漂与传感器相连，所述传感器的输出端与数字式传感器显示仪的输入端相连。

[0012] 上述跳汰机自动控制系统，所述传感器为非接触式拉杆传感器。

[0013] 上述跳汰机自动控制系统，所述调速装置包括变频器、电机，变频器的输入端与可编程逻辑控制器的输出端相连，变频器的输出端与电机的输入端相连，电机的输出端与跳汰机的排料装置相连。

[0014] 上述跳汰机自动控制系统，所述变频器为矢量变频器。

[0015] 本发明同时还提供了上述跳汰机自动控制系统的控制方法，具体为：
[0016] 一种跳汰机自动控制系统的控制方法，在可编程逻辑控制器上设定重物料床层厚度的上限值和下限值，跳汰机在工作状态下，床层厚度测量装置中的浮漂带动非接触式拉杆传感器检测出重物料床层的厚度，随后非接触式拉杆传感器把检测到的厚度信号传送给可编程逻辑控制器上的数字式传感器显示仪，数字式传感器显示仪即显示出床层厚度的数值，同时数字式传感器显示仪把厚度信号处理成0-10V的电压信号传输入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据接收到的信号控制调速装置中变频器的频率大小，变频器控制与之相连的电机的转速，电机再控制与之相连的跳汰机排料装置中的排料轮快慢来改变排料量的大小，控制床层厚度在设定的范围内。

[0017] 上述跳汰机自动控制系统的控制方法，当检测出重物料床层的厚度高于设定的上限值时，则表明重物料增多，排料量偏小，数字式传感器显示仪把厚度信号处理成0-10V的电压信号传输入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据接收到的信号相应调节调速装置中变频器的频率大小，变频器提高与之相连的电机的转速，电机再提高与之相连的跳汰机排料装置中的排料轮的转速来提高排料量，将重物料床层厚度控制在设定的上限值以下；
[0018] 当检测出重物料床层的厚度低于设定的下限值时，则表明重物料减少，排料量偏大，数字式传感器显示仪把厚度信号处理成0-10V的电压信号传输入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据接收到的信号相应调节调速装置中变频器的频率大小，变频器降低与之相连的电机的转速，电机再降低与之相连的跳汰机排料装置中的排料轮的转速来降低排料量，将重物料床层厚度控制在设定的下限值以上。

[0019] 所述传感器优选非接触式拉杆传感器，经久耐用。

[0020] 所述变频器优选矢量变频器，矢量变频器控制排料电机，能够使排料电机在低转速高扭矩的情况下依然正常运行，速度稳定，不会发热，而且节能。

[0021] 采用本发明所述自动控制系统后的筛下空气室跳汰机，工作可靠，故障率降低70％，能耗小，可满足不同煤质的分选需要，提高处理能力20％以上；结构更加合理，便于运输和安装，设备载荷减小30％；功率降低70％以上。

[0022] 原SKT跳汰机采用本发明所述自动控制系统能够及时准确的将床层指标传递给传感器，当检测到床层厚度超出规定的上下限范围时，数字式传感器显示仪把厚度信号处理成0-10V的电压信号传输入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据接收到的信号相
应调节调速装置中变频器的频率大小，变频器调整与之相连的电机的转速，电机再调整与之相连的跳汰机排料装置中的排料轮的转速来调整排料量，将重物料床层厚度控制在设定值范围内。

该操作直观简便、工作具有可控性和稳定性。

[0023] 改造后的跳汰机实现了自动排料，降低了中煤里的精煤损失，稳定了精煤灰分，处理量提高了20％，为单位创造了较高的经济效益。

在入洗原煤性质、精煤灰分不变的条件下，改造前后跳汰分选指标对比结果见表1。

[0024] 改造后是指普通跳汰机采用本发明所述自动控制系统后。

[0025] 表1跳汰机改造前后指标对比
[0026]
项目改造前改造后
矸石带煤率％83
中煤含精煤率％153
次精煤含精煤率％455
精煤产率％5558
跳汰参数调整不灵活灵活
工人劳动强度高低
原煤入洗量t/h110135
[0027] 本发明所述自动控制系统可根据跳汰机的具体类型进行配置，例如两段式跳汰机，矸石段和中煤段分别配置床层厚度测量装置和调速装置，可编程逻辑控制器上设置两个数字式传感器显示仪分别与矸石段和中煤段的床层厚度测量装置和调速装置相连，分别对跳汰机不同段的床层厚度进行控制。

[0028] 本发明所述的跳汰机自动控制系统，从床层厚度的测量到排料量大小的调节均实现了自动化，实现了对重物料床层厚度实时监测、及时有效的控制，省时省力，确保了跳汰机所分选的煤的灰分能够满足使用的需要。

附图说明
[0029] 图1为本发明所述跳汰机自动控制系统的工作流程框图。

具体实施方式
[0030] 下面结合具体实施例对本发明所述内容做进一步详细的说明。

[0031] 实施例
[0032] 原料：原煤500吨，
[0033] 设备：加装本发明所述自动控制系统的三段式跳汰机
[0034] 灰分要求：矸石：62-67％，中煤：40-45％，次精煤：22-27％，精煤：8-12％。

[0035] 首先在可编程逻辑控制器上设定矸石层、中煤层、次精煤层厚度的上限值、下限值。

[0036] 开启跳汰机，分布于跳汰机各段的传感器在浮漂的带动下时时测量重物料层的厚度，矸石层厚度值、中煤层厚度值、精煤层厚度值分别在可编程控制器上的数字式传感器显示仪上显示。

[0037] 当矸石层厚度值大于上限时，数字式传感器显示仪把厚度信号处理成0-10V的电压信号传输入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据接收到的信号相应调节调速装置中变频器的频率大小，变频器提高与之相连的电机的转速，电机再提高与之相连的跳汰机排料装置中的排料轮的转速来提高排料量，将重物料床层厚度控制在设定的上限值以下。

[0038] 当矸石层的厚度值低于设定的下限值时，则表明重物料减少，排料量偏大，数字式传感器显示仪把厚度信号处理成0-10V的电压信号传输入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器根据接收到的信号相应调节调速装置中变频器的频率大小，变频器降低与之相连的电机的转速，电机再降低与之相连的跳汰机排料装置中的排料轮的转速来降低排料量，将重物料床层厚度控制在设定的下限值以上。

[0039] 同理，当中煤层厚度值和精煤层厚度值超出设定限值时，本发明所述自动控制系统均会对跳汰机相应段的排料量进行调节，将床层厚度值控制在设定限值范围内。

[0040] 对分选后的矸石、中煤、次精煤的灰分分别取样进行检测，检测结果见表2。

[0041] 表2
[0042]
样品灰分(％)
矸石65
中煤42
次精煤25
[0043] 由表1中的灰分检测结果可以看出，跳汰机采用自动控制排料系统进行生产，能够精确地控制所分选产品的灰分。

[0044] 实施例2
[0045] 山西襄汾年产60万吨跳汰洗煤厂原来使用一台卧式风阀筛下空气室跳汰机，该机型排料装置采用棘轮棘爪排料装置，排料量靠司机手动调整，工艺指标不稳定，中煤损失量大，三段中煤含精煤率大于45％，而且精煤灰分经常超标。

跳汰机作为选煤厂的主洗设备，其工艺指标的优劣直接关系到企业的经济效益，因此必须对跳汏机实施改造。

选用配置自动排料系统的SKT高效现代化跳汰机替代原跳汰机，通过改造降低了中煤中的精煤损失，稳定精煤灰分，提高精煤产率。

[0046] 综上所述，现有技术中分段式的跳汰机在应用了本发明所述自动控制系统后，实现了重物料床层厚度的自动测量，并能够根据所测量的厚度值自动调节排料装置的排料量，最终将重物料床层的厚度自动控制在设定的范围值内，从而实现跳汰机不同段所分选出的煤的灰分在要求的范围值内，满足不同行业的需要。

图1。