本发明涉及选煤设备，特别涉及一种重介质智能添加系统及方法。
背景技术：
1、重介选煤厂主要采用磁铁矿粉(以下通称“介质粉”)与水配置的悬浮液，作为选煤的分选介质，介质粉的添加是重介质洗煤生产过程中不可缺少的工艺环节。
2、传统介质粉添加方式主要以人工操作添加为主，工人通过操作起重机的行走和提升，配合起重机吊钩上固定的电磁吸盘来实现介质粉的吸附和释放，把介质粉从介质库运送至介质桶上方，使介质粉进入生产系统的介质桶内与桶内水混和配置，形成重悬浮液供生产使用。
3、中国实用新型专利cn 221375403 u提供了一种介质自动添加系统，包括：存放池，存放池的内壁设置有隔板，存放池的内部设置有加压泵，隔板一侧设置有滤网，存放池的内部设置有连接管和辅助结构，上部设置有调节结构。在重介质洗煤生产过程中，能够依据生产系统运行情况自动补充水，提高了水的添加效率，保证了生产系统的稳定性，使水能够充分与介质融合，且可以避免影响工作人员的身体健康。通过设置辅助结构，当介质中加水的过程中，可以驱动刮板将介质平摊均匀，使水能够与介质充分融合，进而进一步提高了稀释效率。但是该系统只能向生产系统内自动添加水，促进水的融合，而不能添加介质粉。
4、在实际生产过程中，因存在一定的介质粉损耗，需要依据生产情况向系统中不断补充介质粉，人工操作需要耗费大量人力和财力，且对所需添加的介质粉量计算精确度不高，如果介质粉添加过量，会导致介质桶溢流，造成严重的损耗。
技术实现思路
1、本发明所要解决的问题是：提供一种重介质智能添加系统及方法，自动向生产系统添加介质粉和水，减少人工岗位需求，降低操作风险，有效提高重介选煤厂密度控制的稳定性。
2、本发明采用如下技术方案：一种重介质智能添加系统，包括：密度仪、智能调节阀、电磁吸盘、电缆卷、传感器单元、提升行走机构、轨道、5g工业通讯模块、主控制柜和辅控制柜；
3、所述密度仪连接生产系统，实时测量生产系统中重悬浮液密度，输出至主控柜，通过主控柜控制智能调节阀自动开闭；所述智能调节阀安装于生产系统中泵前补水管和合介桶之间，通过控制添加的泵前清水量，调节生产系统中重悬浮液密度；
4、所述轨道设置于生产系统中介质库及合介桶上方，所述提升行走机构悬挂于轨道下方，延轨道移动；所述电磁吸盘连接于提升行走机构下方，随提升行走机构移动，并通过设置于提升行走机构上的电缆卷提升和下降，吸附介质库内的介质粉，并将介质粉掉落至合介桶内；
5、所述辅控制柜和所述传感器单元设置于提升行走机构或轨道上，所述传感器单元用于扫描生产系统中介质库内介质粉库存状况、测量电磁吸盘的行走距离、提升和下降高度以及吸取介质粉的重量，并将数据发送至辅控制柜；
6、所述辅控制柜通过5g工业通讯模块连接主控制柜，将信号输出；所述主控制柜接收信号，通过可编程控制器对提升行走机构及电磁吸盘进行自动化控制。
7、作为本发明的一种优选技术方案：所述电磁吸盘基于电磁感应原理，由盘形钢壳和壳内的激磁线圈组成，当激磁线圈通直流电时产生磁力，经过导磁面板吸取介质库内的介质粉后，电磁吸盘从介质库升起并随提升行走机构移动至合介桶上方，通过激磁线圈断电实现退磁，将导磁面板上吸取的介质粉掉落至合介桶内。
8、作为本发明的一种优选技术方案：所述传感器单元包括激光传感器、位移传感器、称重传感器；
9、所述激光传感器将介质粉堆积的最高点作为电磁吸盘吸附介质粉的拾取点，提供电磁吸盘吸附介质粉的位置；所述位移传感器用于测量电磁吸盘的行走距离和提升高度；所述称重传感器用于反馈电磁吸盘的毛重、净重，并感知电磁吸盘下降工作的位置；
10、主控制柜控制提升机构下降电磁吸盘，并拖动电磁吸盘电缆卷，当下降的电磁吸盘触及到介质粉时，钢丝绳称重传感器检测到电磁吸盘重量变化，提升机构停止下降，电磁吸盘通电，均匀拾取介质库内的介质粉。
11、作为本发明的一种优选技术方案：所述提升行走机构包括：提升电机、行走电机、减速机、制动器、滑轮吊钩，钢丝绳、盘绳装置和控制单元；所述控制单元通过变频器控制提升行走机构软起软停，用于降低电磁吸盘行走时的摆动幅度，使电磁吸盘平稳移动；所述行走电机为三相制动电机，功率为0.22kw，所述提升电机为三相抱闸电机，功率为4kw。
12、作为本发明的一种优选技术方案：所述密度仪为差压变送器，将测量得到的生产系统中重悬浮液实际密度值以模拟量信号输出至主控柜；所述主控柜将密度仪测量得到的重悬浮液实际密度值与给定值进行对比，给智能调节阀输入模拟量电信号；所述智能调节阀将主控柜输出的电信号按比例转换成力或位移，通过使用电信号模拟量对需要添加的泵前清水流量参数进行连续控制，调节生产系统中重悬浮液密度。
13、作为本发明的一种优选技术方案：所述主控制柜基于人机界面，由可编程控制器，通过手动、自动或远程控制模式，对提升行走机构及电磁吸盘进行自动化控制，包括：提升行走机构的移动方向、距离和速度，电磁吸盘的提升、下降，以及吸附或掉落介质粉。
14、本发明技术方案还包括：一种重介质智能添加方法，应用于上述任一智能添加系统，包括如下步骤：
15、s1、根据生产工艺给定的介质密度，主控制柜控制密度仪实时检测生产系统中重悬浮液的密度，并调整智能调节阀的开度，若重悬浮液密度仍低于给定值，主控制柜控制提升行走机构执行添加介质粉操作；
16、s2、提升行走机构的行走电机接收到主控制柜发出的运行信号后，从轨道的原点位置通过控制系统变频器控制开始加速行走，激光传感器同时打开，先行走至少一个满行程，到轨道末端时减速停止，在行走过程中激光扫描仪对生产系统介质库内的介质粉库存情况进行扫描建模，获取介质粉库存储最高点位置，提升行走机构开始返程，至最高点上方停止行走；
17、s3、提升行走机构下降电磁吸盘，并拖动电磁吸盘电缆卷，当下降的电磁吸盘触及到介质粉时，重量传感器检测到电磁吸盘重量变化，提升机构停止下降，电磁吸盘通电，对最高位置的介质粉进行吸附；
18、s4、电磁吸盘通电达到预设时间后，主控制柜发出提升指令，提升行走机构开始提升通电中的电磁吸盘，提升至上限位置时，停止提升，行走电机低速向生产系统中合介桶方向运动，到达合介桶上方卸料位置时，减速停止，电磁吸盘断电释放被吸附的介质粉，使介质粉准确落入介质桶内；
19、s5、一次添加完成，计量一次介质粉添加量，按照生产系统设定的添加次数重复步骤s3至s4，完成一轮添加，提升行走机构返回轨道原点位置，停止等待下次运行信号，实现重介质的全自动添加。
20、本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
21、1、本发明重介质智能添加系统，实现了无人全自动化作业，系统全自动运行，可靠地保证了洗煤系统重悬浮液密度的稳定，有效降低了岗位和操作风险，避免了人工添加不及时，导致系统密度低洗煤产品指标不合格，造成的市场纠纷发生的经济损失，提高了重介选煤厂密度控制的稳定性，保障重介选煤工艺精度，增加选煤厂的经济效益和社会效益。
22、2、本发明重介质智能添加系统中的提升行走机构由变频器控制，可实现软起软停，起平稳运行降低电磁铁行走时的摆动幅度作用，避免电磁吸盘晃动过大导致拉扯电缆或撞击介质库围墙，电磁吸盘选取介质粉库最高点吸附，保证库存均匀，避免介质粉过高或过低出现的高落差导致的坍塌。
1.一种重介质智能添加系统，其特征在于，包括：密度仪、智能调节阀、电磁吸盘、电缆卷、传感器单元、提升行走机构、轨道、5g工业通讯模块、主控制柜和辅控制柜；
2.根据权利要求1所述的重介质智能添加系统，其特征在于，所述电磁吸盘基于电磁感应原理，由盘形钢壳和壳内的激磁线圈组成，当激磁线圈通直流电时产生磁力，经过导磁面板吸取介质库内的介质粉后，电磁吸盘从介质库升起并随提升行走机构移动至合介桶上方，通过激磁线圈断电实现退磁，将导磁面板上吸取的介质粉掉落至合介桶内。
3.根据权利要求2所述的重介质智能添加系统，其特征在于，所述传感器单元包括激光传感器、位移传感器、称重传感器；
4.根据权利要求2所述的重介质智能添加系统，其特征在于，所述提升行走机构包括：提升电机、行走电机、减速机、制动器、滑轮吊钩，钢丝绳、盘绳装置和控制单元；所述控制单元通过变频器控制提升行走机构软起软停，用于降低电磁吸盘行走时的摆动幅度，使电磁吸盘平稳移动；所述行走电机为三相制动电机，功率为0.22kw，所述提升电机为三相抱闸电机，功率为4kw。
5.根据权利要求1所述的重介质智能添加系统，其特征在于，所述密度仪为差压变送器，将测量得到的生产系统中重悬浮液实际密度值以模拟量信号输出至主控柜；所述主控柜将密度仪测量得到的重悬浮液实际密度值与给定值进行对比，给智能调节阀输入模拟量电信号；所述智能调节阀将主控柜输出的电信号按比例转换成力或位移，通过使用电信号模拟量对需要添加的泵前清水流量参数进行连续控制，调节生产系统中重悬浮液密度。
6.根据权利要求1所述的重介质智能添加系统，其特征在于，所述主控制柜基于人机界面，由可编程控制器，通过手动、自动或远程控制模式，对提升行走机构及电磁吸盘进行自动化控制，包括：提升行走机构的移动方向、距离和速度，电磁吸盘的提升、下降，以及吸附或掉落介质粉。
7.一种重介质智能添加方法，应用于权利要求1至6任一项所述的智能添加系统，其特征在于，包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的重介质智能添加方法，其特征在于，当生产系统中重悬浮液实际密度值大于给定值密度值时，主控制柜控制智能调节阀打开，加大泵前清水量，降低泵后重悬浮液密度，当重悬浮液实际密度值小于给定值密度值时，调整智能调节阀的开度，减少清水量，稳定身产系统中重悬浮液密度。
9.根据权利要求7所述的重介质智能添加方法，其特征在于，所述主控制柜包括触摸屏，支持有线及无线连接，基于人机界面，通过可编程控制器实现的生产系统的自动化控制系统，包括手动、自动、远程控制模式，具体如下：
10.根据权利要求7所述的重介质智能添加方法，其特征在于，步骤s3中电磁吸盘的磁力按照磁通定律计算，公式如下：
