一种出渣机保护控制方法、控制机构及出渣检测控制系统与流程
1.本发明涉及一种出渣机出渣控制技术，尤其涉及一种出渣机保护控制方法、控制机构及出渣检测控制系统。
背景技术：
2.生活垃圾焚烧炉是一种专门燃烧城市生活垃圾的焚烧炉，通过配套的余热锅炉与焚烧垃圾产生高温烟气进行热交换，产生高温高压蒸汽；此高温高压蒸汽再推动汽轮发电机作功，由热能转换为并入市政电网的电能。目前焚烧炉主流为顺推或逆推式机械炉排炉。
3.出渣机是一种专门把经过焚烧炉燃烧后的残渣输送至渣坑的专用设备。主要作用是：
4.(1)停留高温残渣，通过出渣机中的水进行冷却降温；
5.(2)通过水封隔离炉膛与大气，保证炉膛负压的建立。
6.耐磨板则是一种专用保护出渣机壳体的内部衬板，具有高硬度、耐磨性好的易安装与检修的合金板或铸件板。主要防止出渣机推头与底板、壳体与残渣的直接磨擦，以保护出渣机壳体而提高出渣机整体寿命。
7.目前出渣机出渣速度的一般实现方法为：人为地根据出渣机的出渣量进行判断，手动设定出渣机动作速度；或者，直接设定出渣机动作最大速度，保证了出渣量的最大化。
8.现有技术的缺点：
9.人为地通过巡检与观察出渣机的出渣量，有时当出渣出渣不畅时，可能会误认渣量少而减少速度，其后果则是加重了堵渣的可能性。
10.直接用了最大速度，则动作速度较快，从而加速了出渣机推头、耐磨板的磨损，从而降低了使用寿命，增加了检修工作量和备件费用。
技术实现要素：
11.为解决现有技术中容易堵渣或检修成本高、适应寿命低的问题，本发明提供一种出渣机保护控制方法、控制机构及出渣检测控制系统。
12.本发明出渣机保护控制方法包括如下步骤：
13.步骤一：获取出渣机油缸的驱动油压；
14.步骤二：对驱动油压进行信号处理，转换为驱动出渣机出渣的驱动信号；
15.步骤三：根据驱动信号控制所述出渣机的出渣速度。
16.本发明作进一步改进，还包括报警步骤：所述生活垃圾焚烧炉出渣机运行异常，发出报警信号。
17.本发明作进一步改进，所述报警步骤的判断方法包括但不限于：
18.(1)当判断油缸动作超时，发出堵塞或卡涉报警；
19.(2)当驱动油压达到某一阈值达到第一设定值次数时，发出机械负荷重报警；
20.(3)当驱动油压达到某一阈值达到第二设定值次数时，发出残渣余量多报警，其
中，第二设定值大于第一设定值；
21.当驱动油压低于某一阈值达到第三设定值时，再与焚烧炉处理量综合判断后，发出落渣异常报警。
22.本发明作进一步改进，还包括出渣机负荷设定步骤：根据出渣机的实际工况进行负荷设定，并将负荷转换为压力。
23.本发明作进一步改进，还包括步骤四：反馈调节步骤：将负荷转换后的压力与出渣机的驱动油压反馈比较，通过调整出渣机的出渣速度，使出渣机处于最佳机械负荷范围内。
24.本发明作进一步改进，步骤一中，获取出渣机油缸的驱动油压的方法为：在出渣机液压系统的推动油路上增设油压取样口，并安装油压采集装置，通过所述油压采集装置获取实施驱动油压。
25.本发明作进一步改进，步骤三中，根据所述驱动信号，控制比例流量阀的开度，控制进入出渣机驱动油缸的进油量，进而控制出渣机的出渣速度。
26.本发明作进一步改进，控制出渣机的出渣速度的方法为：出渣机驱动所述驱动油缸动作，将高压液压油的压力里转换为活塞推动力，驱动出渣机的曲柄动作，所述曲柄带动出渣机内部的推渣器动作。
27.本发明还提供一种控制机构，所述控制机构内设有实现所述出渣机保护控制方法的控制系统，所述控制控制系统包括：
28.第一获取模块：用于获取出渣机油缸的驱动油压；
29.处理模块：用于对驱动油压进行信号处理，转换为驱动出渣机出渣的驱动信号；
30.控制模块：用于根据驱动信号控制所述出渣机的出渣速度。
31.本发明还提供一种包括所述控制机构的出渣检测控制系统，所述出渣检测控制系统还包括：
32.检测机构：用于测量出渣机驱动油压；
33.执行机构：用于根据驱动信号控制出渣机比例流量控制阀的开度，进而控制出渣机的动作驱动油缸的速度。
34.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的出渣机保护方法可对不同残渣量的自适应控制，无需人员干预，提高了自动化程度，减少了人员劳动强度；通过本发明的出渣检测控制系统的控制，出渣机的动作频率明显下降约30％，同步延长耐磨板的寿命20％以上，大大减少了出渣机发生堵渣严重故障次数，保障了连续生产的可靠性。
附图说明
35.图1为出渣机外观结构示意图
36.图2为出渣机内部结构示意图；
37.图3为本发明控制方法流程图；
38.图4为本发明出渣检测控制系统结构示意图；
39.图5为本发明液压系统结构示意图；
40.图6为本发明出渣机速度自动控制逻辑示意图。
具体实施方式
41.如图1和图2所示，本发明生活垃圾焚烧炉在炉排上燃烬后的残渣，从焚烧炉炉排上通过落渣井100进入出渣机。采用高压液压油作用于出渣机的驱动油缸200上，驱动油缸200带动出渣机曲柄300，从而带动推渣器400做往复式运动，所述推渣器400的运动使残渣在斜槽500上不断挤压前移，最后滑入渣坑。所述斜槽500能够实现沉淀水份，并形成一水封状态来保证炉膛负压，耐磨板600设置在推渣器400与出渣机壳体接触面，比如斜槽500的底部和侧面，用来保护出渣机壳体。
42.如图3所示，由于出渣机的结构确定后，利用被推动残渣量的多少与其形成阻力的大小成正比关系的原理，可以间接地反映到液压油对油缸作用力的大小，因此，本发明出渣机保护控制方法包括如下步骤：
43.步骤一：获取出渣机油缸的驱动油压；
44.步骤二：对驱动油压进行信号处理，转换为驱动出渣机出渣的驱动信号；
45.步骤三：根据驱动信号控制所述出渣机的出渣速度。
46.本发明可以直接测量出渣机油缸的液压油压力，再利用液体压力与力的关系“f＝ps”公式直接计算油缸驱动力，再利用杠杆原理计算推渣作用力，从而间接计算出残渣量或残渣的阻力。当此阻力大时，加快出渣速度，以减少出渣机内部存量；当此阻力小时，降低出渣速度，以减少不必要的空载或低负荷动作次数，从而减少推渣器自身、推渣器与耐磨板、残渣与耐磨板间形成的直接磨损。
47.本发明利用焚烧炉液压控制系统acc的dcs(或plc)控制系统，检测出渣机液压油压力，设定动作控制策略程序，自动根据压力进行出渣速度控制。
48.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
49.如图4所示，本发明出渣检测控制系统包括：
50.检测机构：用于测量出渣机驱动油压；
51.控制机构：设有控制系统，用于执行所述出渣机保护控制方法；
52.执行机构：用于根据驱动信号控制出渣机比例流量控制阀的开度，进而控制出渣机的动作驱动油缸的速度。
53.以下对各个组成部分进行详细说明。
54.1、检测机构
55.本例的驱动油压的检测通压力检测机构实现。具体的，本例通过对现有的液压液压系统进行改造，通过在出渣机前进方向驱动油路上加装压力检测机构进行检测，并将检测结果送入控制机构。
56.如图5所示，本例的液压系统主要由液压油箱1、液压泵2、蓄能器3、驱动油母管4、回油母管5、方向电磁阀及比例流量阀控制阀台6、出渣机驱动油缸7、取压口8、压力变送器9、球阀10组成。液压油箱1是由钢板焊接而成的方形或圆形的储油箱或罐体；液压泵2由电动机带动柱塞泵产生高压液压油进入驱动油母管4，再经由被控的方向电磁阀及比例流量阀控制阀台6对出渣机驱动油缸7做功后返回油箱1。
57.本例的液压系统工作原理为：
58.液压泵2对液压油做功产生高压油进入母管4，再被引入出渣机方向电磁阀及比例
流量阀(或方向流量阀)阀台6，经过方向控制与流量控制后驱动出渣机油缸1动作；在推动(又名前进)油路上增设油压取样口8，并安装作为压力检测机构的压力变送器9。压力变送器9的一次元件直接测量出渣机驱动油缸7前进动作的油压，经过信号处理后转换为控制系统可接收的标准电信号或标准协议数字通讯信号，传递给dcs(或plc)控制系统。
59.2、控制机构
60.本例的控制机构可以采用目前常用的dcs(分布式控制系统)或plc(可编程逻辑控制器)作为控制系统。输入模块把出渣机驱动油压测量信号进行转换为计算机数字信号，再传输至中央控制器；经过中央控制器的控制系统计算后，再传输至输出模块；输出模块把计算机数字信号转换为能够驱动出渣机方向电磁阀及比例流量阀(或方向流量阀)阀台6来控制出渣机速度。
61.控制策略方案的实现手段是通过控制机构的中央控制器的控制程序运行来实现的。具体的控制策略主要如下介绍。
62.采用阻力表征出渣机的出渣量大小或堵塞状况的机械负荷情况，有：当出渣量大或堵塞状况重时，表现的阻力大，出渣机的推力大，需要更高的驱动液压油压；反之，当出渣量小或堵塞状况轻时，表现的阻力小，出渣机的推力小，需要更低的驱动液压油压低。其等效公式如下：
63.f
int
＝f1+f2+f3……
式1
64.式1中，f
int
为出渣机内曲柄的总合力；f1为残渣总阻力，是出渣量或堵塞状况的机械负荷，它根据工况是不断变化的，是无法直接测量的；f2为推渣器推头与内部耐摩板的摩擦力，是出渣机推渣板上残渣与其重量之和对出渣机底部的摩擦力，也是无法直接测量的；f3为内部机械轴承摩擦等其它合力，可看作一个相对较小的恒力。
65.f1与f2的大小直接表征出推渣器的机械负荷大小，也能间接表征出出渣机内部残渣多少或阻力大小，它们间的关系是呈正向的。不管f1还是f2变化，均要对应调整出渣机的出渣速度，以满足出渣机处于一个最佳机械负荷状态。
66.出渣机驱动力等效公式如下：
67.fh＝p
×s……
式2
68.式2中，fh为液压驱动力，p为出渣机推动(前进)所需的油压，s为出渣机油缸内部作用面积，其中p是可通过压力变送器直接测量所得。
69.fh×
l
out
＝f
out
×
l
out＝fint
×
l
int
……
式3
70.式3中，fh×
l
out
＝f
out
×
l
out
中的液压驱动力fh与出渣机外部曲柄所需作用力f
out
是同一个力，f
out
×
l
out
为出渣机外部曲柄所需作用力f
out
与外曲柄力臂长度l
out
的合力；f
int
×
l
int
为出渣机内部曲柄所需作用力f
int
与内曲柄力臂长度l
int
的合力。
71.其中s、l
out
与l
int
是固定值，式1与式2中的力传递也是固定正比关系，则把式1、式2代入式3中，可以得到如下公式：
[0072][0073]
从式4可以得到，无法直接测量的出渣机的负荷f(f1,f2)则可以用出渣机油缸的驱动油压p表征。因此控制系统根据油压p进行闭环调节出渣机速度，其控制过程如图6所示。
[0074]
如图6所示，本例的具体处理过程为：
[0075]
根据每台出渣机实际工况情况进行“负荷设定”，再通过“p
sv
＝f(x)”模块把负荷x转换为压力p
sv
，再与出渣机的“驱动油压”反馈比较后送入“控制器”，当“控制器”接受到“选择”判断器的“前进状态”信号时，“控制器”则进行pid调节或位式调节，输出指令信号控制“比例流量阀”的开度来控制进入“出渣机驱动油缸”进油量，从而控制了出渣机的运动速度。
[0076]“控制器”同步进行出渣状态的“逻辑判断报警”的预判断，以提示运维人员及时就地检查与问题处理。主要功能是：
[0077]
(1)当判断油缸动作超时，发出堵塞或卡涉报警；
[0078]
(2)当较少次数油压达到某一阈值时，发出机械负荷重报警；
[0079]
(3)当较多次数油压达到某一阈值时，发出残渣余量多报警；
[0080]
(4)当多次数油压低于某一阈值时，再与焚烧炉处理量综合判断后，发出落渣异常报警。以上报警均能够以光子牌提示方式显示于控制系统的操作界面，也可以声响或语音提示方式，这样则可及时快速、准确地发出诊断信息。
[0081]
3、执行机构
[0082]
本例的执行机构主要由两部分组成：出渣机换向电磁阀与比例流量阀阀台组件，出渣机动作驱动油缸。其中，
[0083]
(1)出渣换向电磁阀与比例流量阀阀台组件接受控制系统发来的方向与开度控制指令，实现从液压油母管来的高压油的节流，通过可控的油量进入驱动油缸来控制动作速度。
[0084]
(2)出渣机动作驱动油缸，实现把高压液压油的压力转换为活塞推动力，驱动曲柄动作，再利用扛杆原理带动内部推渣器动作。
[0085]
本方法基于实际工程出发，实施过程具有经济、可靠、易施工、易调试的特点，在新建或老旧机组中均可实施性。主要实施方案如下：
[0086]
1、在新建机组中，液压系统直接控上述方案进行设计与实施。
[0087]
2、在老机组中，需做改造工作：
[0088]
(1)液压系统的出渣机前进方向驱动油路上做一个引压口(如图3中序号8)，在引压口处接入压力变送器(如图3中序号9)，再把压力变送器的输出信号接入dcs(或plc)控制系统；
[0089]
(2)在dcs(或plc)控制系统中，须完成控制策略程序编写，采用的控制策略方案如上“控制部分”的方法进行计算、编程等组工作；
[0090]
(3)完成的程序进行调试、试用、参数修正等工作。
[0091]
本发明与现有技术相比，具有如下突出的优势：
[0092]
(1)可对不同残渣量的自适应控制，无需人员干预，提高了自动化程度，减少了人员劳动强度；
[0093]
(2)经过统计出渣机的动作频率明显下降约30％，同步延长耐磨板的寿命20％以上；
[0094]
(3)大大减少了出渣机发生堵渣严重故障次数，保障了连续生产的可靠性。
[0095]
以上所述之具体实施方式为本发明的较佳实施方式，并非以此限定本发明的具体实施范围，本发明的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本发明所作的等效变化均
在本发明的保护范围内。
技术特征：
1.一种出渣机保护控制方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：获取出渣机油缸的驱动油压；步骤二：对驱动油压进行信号处理，转换为驱动出渣机出渣的驱动信号；步骤三：根据驱动信号控制所述出渣机的出渣速度。2.根据权利要求1所述的出渣机保护控制方法，其特征在于：还包括报警步骤：所述生活垃圾焚烧炉出渣机运行异常，发出报警信号。3.根据权利要求2所述的出渣机保护控制方法，其特征在于：所述报警步骤的判断方法包括但不限于：(1)当判断油缸动作超时，发出堵塞或卡涉报警；(2)当驱动油压达到某一阈值达到第一设定值次数时，发出机械负荷重报警；(3)当驱动油压达到某一阈值达到第二设定值次数时，发出残渣余量多报警，其中，第二设定值大于第一设定值；(4)当驱动油压低于某一阈值达到第三设定值时，再与焚烧炉处理量综合判断后，发出落渣异常报警。4.根据权利要求1-3任一项所述的出渣机保护控制方法，其特征在于：还包括出渣机负荷设定步骤：根据出渣机的实际工况进行负荷设定，并将负荷转换为压力。5.根据权利要求4所述的出渣机保护控制方法，其特征在于：还包括步骤四：反馈调节步骤：将负荷转换后的压力与出渣机的驱动油压反馈比较，通过调整出渣机的出渣速度，使出渣机处于最佳机械负荷范围内。6.根据权利要求1-3任一项所述的出渣机保护控制方法，其特征在于：步骤一中，获取出渣机油缸的驱动油压的方法为：在出渣机液压系统的推动油路上增设油压取样口，并安装油压采集装置，通过所述油压采集装置获取实施驱动油压。7.根据权利要求6所述的出渣机保护控制方法，其特征在于：步骤三中，根据所述驱动信号，控制比例流量阀的开度，控制进入出渣机驱动油缸的进油量，进而控制出渣机的出渣速度。8.根据权利要求7所述的出渣机保护控制方法，其特征在于：控制出渣机的出渣速度的方法为：出渣机驱动所述驱动油缸动作，将高压液压油的压力里转换为活塞推动力，驱动出渣机的曲柄动作，所述曲柄带动出渣机内部的推渣器动作。9.一种控制机构，其特征在于：所述控制机构内设有实现权利要求1-8任一项所述出渣机保护控制方法的控制系统，所述控制控制系统包括：第一获取模块：用于获取出渣机油缸的驱动油压；处理模块：用于对驱动油压进行信号处理，转换为驱动出渣机出渣的驱动信号；控制模块：用于根据驱动信号控制所述出渣机的出渣速度。10.一种出渣检测控制系统，包括权利要求9所述的控制机构，其特征在于，还包括：检测机构：用于测量出渣机驱动油压；执行机构：用于根据驱动信号控制出渣机比例流量控制阀的开度，进而控制出渣机的动作驱动油缸的速度。
技术总结
本发明提供一种出渣机保护控制方法、控制机构及出渣检测控制系统，属于出渣机出渣控制技术领域。本发明包括控制方法包括如下步骤：步骤一：获取出渣机油缸的驱动油压；步骤二：对驱动油压进行信号处理，转换为驱动出渣机出渣的驱动信号；步骤三：根据驱动信号控制所述出渣机的出渣速度。本发明还提供一种实现所述控制方法的控制机构及检测控制系统。本发明的有益效果为：可对不同残渣量的自适应控制，无需人员干预，提高了自动化程度，减少了人员劳动强度，延长设备使用寿命。延长设备使用寿命。延长设备使用寿命。
