CN101782564A - 一种在线水分检测和颗粒饲料优化装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在线水分检测和颗粒饲料优化装置，包括粉状料缓冲仓、螺旋喂料器、制粒机、调质器、冷却器，其特征是所述的制粒成套设备包括有：在线水分测定和自动加水分装置、调质制粒优化分装置、冷却器风量和水分控制分装置、中心控制分装置；中心控制分装置分别与在线水分测定和自动加水分装置、调质制粒优化分装置、冷却器风量和水分控制分装置连接。本发明控制及时、精准、使用操作方便，避免了因水分控制不及时，造成大量成品物料水分含量指标不合格；能保持成品饲料中水分的一致性，提高饲料品质；节时、省力，提高了工作效率，降低能耗；另外，通过饲料加工过程中在线水分的精确控制，延长了制粒机环模的使用寿命。

Description

一种在线水分检测和颗粒饲料优化装置

技术领域

本发明公开了一种控制及时、精准、使用操作方便的在线水分检测和颗粒饲料优化装置。属于工业自动控制领域。

背景技术

当前国际上所研究的在线水分检测和颗粒饲料优化装置，主要的技术是在线水分检测探头和控制系统。目前在国内外，水分检测装置很多，但大多是静态的，且检测周期长，不能用于在线控制上。目前国内的饲料加工时水添加，采用的方法是先对原料进行水分检测，初步确定水的添加量进行生产，然后对已制成品料取样化验，得出物料水分与所要求的水分进行比较，确定后续批次水的添加量，当化验结果出来时又有多批物料被生产，不仅工作效率低，还会因水分控制不及时，造成大量成品物料水分含量指标不合格。在冷却器水分控制方面，国内外仅仅是检测成品的水分，而不能通过水分来控制冷却风机的运行，以达到通过冷却器也能微量的控制成品的水分。

发明内容

本发明的目的是要提供一种控制及时、精准、使用操作方便的在线水分检测和颗粒饲料优化装置。

本发明的技术方案是：一种在线水分检测和颗粒饲料优化装置，包括粉状料缓冲仓、螺旋喂料器、制粒机、调质器、冷却器，粉状料缓冲仓、螺旋喂料器、调质器、制粒机、冷却器连接成制粒成套设备，其特征是所述的制粒成套设备包括有：在线水分测定和自动加水分装置、调质制粒优化分装置、冷却器风量和水分控制分装置、中心控制分装置；

中心控制分装置分别与在线水分测定和自动加水分装置、调质制粒优化分装置、冷却器风量和水分控制分装置连接；

中心控制分装置包括：可编程控制器(PLC)、电流传感器、1#变频器、2#变频器、3#变频器、4#变频器和中心控制柜，中心控制柜内安装可编程控制器、电流传感器、1#变频器、2#变频器、3#变频器及4#变频器，电流传感器、1#变频器、2#变频器、3#变频器及4#变频器分别与可编程控制器连接；

在线水分测定和自动加水分装置包括：粉状料缓冲仓、螺旋喂料器、着水机，螺旋喂料器包括有变频电机，在粉状料缓冲仓仓壁上安装有在线水分传感器，粉状料缓冲仓的出料口接螺旋喂料器，螺旋喂料器的出料口连接包括有进料口和出料口的着水机，在着水机的进料口连接有1#水管路，1#水管路上依次安装有水泵、流量计和在着水机进料口处的雾化喷头；螺旋喂料器的变频电机与上述的中心控制分装置的1#变频器连接，水泵与上述的中心控制分装置的2#变频器连接，在线水分传感器、流量计分别与上述的中心控制分装置的可编程控制器连接；

调质制粒优化分装置包括：待制粒仓、螺旋喂料器、调质器、制粒机，待制粒仓的出料口与螺旋喂料器的进料口连接，螺旋喂料器与调质器、制粒机顺序连接，螺旋喂料器的喂料电机是变频电机，制粒机连接有主电机，在调质器出料口处侧壁上安装有一体式快速温度传感器，在调质器侧壁上连接有2#蒸汽管路，在2#蒸汽管路上安装蒸汽调节阀；所述的变频电机与上述的中心控制分装置的3#变频器连接，所述的蒸汽调节阀和一体式快速温度传感器与上述的中心控制分装置的可编程控制器连接，所述的制粒机的主电机与上述的中心控制分装置的电流传感器连接；

冷却器风量和水分控制分装置包括冷却器，冷却风机采用变频电机，冷却器冷却仓侧面安装一体式快速温度传感器和在线水分传感器，另一侧面安装料位器；所述的变频电机与上述的中心控制分装置的4#变频器连接，所述的一体式快速温度传感器、在线水分传感器、料位器分别与上述的中心控制分装置的可编程控制器连接。

进一步，所述的调质制粒优化分装置的待制粒仓仓壁上安装有在线水分传感器，在调质器侧壁上设置有2#水管路和1#蒸汽管路，2#水管路上依次安装计量泵、气动阀和装在调质器侧壁上的雾化喷头，1#蒸汽管路上依次安装蒸汽电磁阀和雾化喷头，在线水分传感器、计量泵、气动阀、蒸汽电磁阀分别与上述的中心控制分装置的可编程控制器连接。

本发明是这样工作的：

中心控制分装置通过接收在线水分测定和自动加水分装置、调质制粒优化分装置、冷却器风量和水分控制分装置中所有检测的数据，进行分析、运算；根据运算结果分别控制各分装置。

在线水分测定和自动加水分装置通过安装在粉状料缓冲仓的在线水分传感器检测到物料实时水分；物料输送通过螺旋喂料器，输送至着水机，输送的速度(或产量)由1#变频器检测；检测到的物料水分与所要求的水分进行比较，得到在线所要添加的水分流量，并与安装在1#水管路上流量计所得的在线流量进行比较；所有检测数据传送到PLC，由PLC来完成数据的分析、运算，根据运算结果PLC内部自动调节并输出控制2#变频器的频率；在线水添加流量可通过2#变频器控制水泵，以达到在线控制水的添加；所添加的水通过安装在着水机进料口的雾化喷头均匀进入着水机，和物料进行混合，使着水机出来的物料的水分达到规定要求，且各批次物料相互间水分相一致。

调质制粒优化分装置通过电流传感器实时检测到主电机电流值，与额定电流(或设定电流)进行比较，3#变频器控制变频电机调整喂料量；通过一体式快速温度传感器实时检测到调质温度，与设定温度进行比较，控制蒸汽调节阀的开度，从而调整蒸汽的添加量；所有检测数据传送到PLC，由PLC来完成的分析、运算，根据运算结果PLC分别控制3#变频器和蒸汽调节阀；不断检测循环控制，直到主电机电流在额定电流(或设定电流)附近，调质温度在设定温度附近。物料进入待制粒仓时，通过安装在待制粒仓的在线水分传感器检测到物料实时水分；物料经喂料器输送至调质器时，由3#变频器检测输送的速度(或产量)；通过电流传感器实时检测到制粒机的主电机电流值，与额定电流(或设定电流)进行比较，3#变频器控制变频电机调整喂料量；将以上检测数据与所要求的水分进行比较，得到在线所要添加的水分流量，并与安装在2#水管路上的计量泵输出的在线流量进行比较；所有检测数据传送到PLC，由PLC来完成分析、运算，根据运算结果PLC分别控制3#变频器和计量泵，在线水添加的流量可通过计量泵控制调整；蒸汽电磁阀控制蒸汽的添加，利用蒸汽的压力对所添加的水进行加热雾化，通过安装在调质器处侧壁上的雾化喷头均匀进入调质器，使调质器出来的物料的水分达到规定要求。

冷却器风量和水分控制分装置通过在线水分传感器检测成品料水分，一体式快速温度传感器检测成品料温度，料位器检测成品料的料位，所有检测数据传送到PLC，由PLC来完成数据的分析、运算，根据运算结果PLC控制4#变频器；4#变频器控制冷却风机，水分偏高时，延迟排料，加大风量，提高冷却脱水量，以减少水分；水分偏低时，加快排料，并减小风量，在合理温度范围内实现成品料水分的恒定，具有降低能耗和控制水分作用。

由于采用了上述方案，本发明控制及时、精准、使用操作方便。避免了因水分控制不及时，造成大量成品物料水分含量指标不合格；能保持成品饲料中水分的一致性，提高饲料品质；节时、省力，提高了工作效率，降低能耗；另外，通过饲料加工过程中在线水分的精确控制，延长了制粒机环模的使用寿命。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是在线水分检测和颗粒饲料优化装置的结构框图。

图2是在线水分测定和自动加水分装置示意图。

图3是调质制粒优化分装置加蒸汽加水示意图。

图4是调质制粒优化分装置加水示意图。

图5是冷却器风量和水分控制分装置示意图。

图6是中心控制分装置示意图。

图中：1、水泵，2、流量计，3、雾化喷头，4、着水机，5、螺旋喂料器，6、在线水分传感器，7、粉状料缓冲仓，8、1#水管路，9、中心控制柜，10、计量泵，11、气动阀，12、雾化喷头，13、在线水分传感器，14、待制粒仓，15、变频电机，16、蒸汽电磁阀，17、1#蒸汽管路，18、2#水管路，19、蒸汽调节阀，20、2#蒸汽管路，21、一体式快速温度传感器，22、料位器，23、一体式快速温度传感器，24、在线水分传感器，25、变频电机，26、螺旋喂料器，27、调质器，28、制粒机。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

在图1中，在线水分测定和自动加水分装置、调质制粒优化分装置、冷却器风量和水分控制分装置、中心控制分装置组成在线水分检测和颗粒饲料优化装置。

中心控制分装置通过接收在线水分测定和自动加水分装置中水流量、粉料的实时水分、粉料的输送的速度(或产量)；调质制粒优化分装置中水流量、物料的实时水分、物料的输送的速度(或产量)；冷却器风量和水分控制分装置中成品料水分、成品料温度、成品料的料位的检测数据，由PLC来完成数据的分析、运算；根据运算结果分别控制各分装置。

在图2中，在线水分传感器6安装在粉状料缓冲仓7仓壁上，粉状料缓冲仓7出料口接螺旋喂料器5，螺旋喂料器5出料口接着水机4；1#水管路8上依次安装水泵1、流量计2和连接在着水机4进料口的雾化喷头3。中心控制柜9内安装PLC、1#变频器和2#变频器，PLC与1#变频器及螺旋喂料器的变频电机连接；PLC与2#变频器及水泵1连接；PLC与在线水分传感器和流量计连接。

在线水分测定和自动加水分装置的工作原理是这样的：当有物料进入粉状料缓冲仓7时，在线水分传感器6测物料水分，物料经螺旋喂料器5送至着水机4时，由1#变频器检测输送的速度(或产量)，将以上检测数据与所要求的水分进行比较，得到在线所要添加的水分流量，并与安装在1#水管路8上流量计2所得的在线流量进行比较；所有检测数据传送到PLC，由PLC来完成数据的分析、运算；根据运算结果PLC内部自动调节并输出控制2#变频器的频率；在线水添加流量可通过2#变频器控制水泵1，以达到在线控制水的添加。所添加的水通过安装在着水机4进料口上的雾化喷头3均匀进入着水机4内，和物料进行混合，使着水机4出来的物料的水分达到规定要求，且各批次物料相互间水分相一致。

在图3、图4中，在线水分传感器13安装在待制粒仓14仓壁上，待制粒仓14出料口接螺旋喂料器26，螺旋喂料器26、调质器27、制粒机28顺序连接；调质器27的出料口侧壁上安装有一体式快速温度传感器21；在调质器27侧壁上连接有1#蒸汽管路17、2#蒸汽管路20和2#水管路18，1#蒸汽管路17上依次安装蒸汽电磁阀16和装在调质器侧壁上的雾化喷头12，2#蒸汽管路20上安装有蒸汽调节阀19，2#水管路18上依次安装计量泵10、气动阀11和装在调质器侧壁上的雾化喷头12；螺旋喂料器26的喂料电机采用变频电机15；所述的中心控制柜9内安装PLC和3#变频器、电流传感器，PLC与3#变频器及变频电机15、蒸汽电磁阀16、蒸汽调节阀19、气动阀11、在线水分传感器13、计量泵10、快速温度传感器21、电流传感器连接；电流传感器与制粒机28的主电机连接。

调质制粒优化分装置的工作原理是这样的：通过电流传感器实时检测到制粒机28的主电机电流值，与额定电流(或设定电流)进行比较，3#变频器控制变频电机15调整喂料量；通过一体式快速温度传感器21实时检测到调质温度，与设定温度进行比较，控制蒸汽调节阀19的开度，从而调整蒸汽的添加量；所有检测数据传送到PLC，由PLC来完成的分析、运算，根据运算结果PLC分别控制3#变频器和蒸汽调节阀；不断检测循环控制，直到主电机电流在额定电流(或设定电流)附近，调质温度在设定温度附近。物料进入待制粒仓14时，通过安装在待制粒仓14的在线水分传感器13检测到物料实时水分；物料经螺旋喂料器26输送至调质器27时，由3#变频器检测输送的速度(或产量)；通过电流传感器实时检测到制粒机28的主电机电流值，与额定电流(或设定电流)进行比较，3#变频器控制变频电机15调整喂料量；将以上检测数据与所要求的水分进行比较，得到在线所要添加的水分流量，并与安装在2#水管路18上的计量泵10输出的在线流量进行比较；所有检测数据传送到PLC，由PLC来完成分析、运算，根据运算结果PLC分别控制3#变频器和计量泵10，在线添加的水流量可通过计量泵10控制调整；蒸汽电磁阀16控制蒸汽的添加，利用蒸汽的压力对所添加的水进行加热雾化，通过安装在调质器27处侧壁上的雾化喷头均匀进入调质器，使调质器出来的物料的水分达到规定要求。

在图5中，冷却器冷却仓侧面安装一体式快速温度传感器23和在线水分传感器24，另一侧面安装料位器22；冷却器的冷却风机采用变频电机25；中心控制柜9内安装PLC和4#变频器，PLC与一体式快速温度传感器23、在线水分传感器24、料位器22、变频电机25及4#变频器连接。

冷却器风量和水分控制分装置的工作原理是这样的：通过在线水分传感器24检测成品料水分，一体式快速温度传感器23检测成品料温度，料位器22检测成品料的料位，所有检测数据传送到PLC，由PLC来完成数据的分析、运算，根据运算结果PLC控制4#变频器；4#变频器控制变频电机25，水分偏高时，延迟排料，加大风量，提高冷却脱水量，以减少水分；水分偏低时，加快排料，并减小风量，在合理温度范围内实现成品料水分的恒定，具有降低能耗和控制水分作用。

在图5中，中心控制分装置包括中心控制柜9：中心控制柜9内安装PLC、电流传感器、1#变频器、2#变频器、3#变频器、4#变频器，电流传感器、1#变频器、2#变频器、3#变频器及4#变频器分别与PLC连接。

中心控制分装置的工作原理是这样的：物料输送产量、粉料水分、水流量、成品料水分、成品料温度及成品料料位各项检测数据分别传送到PLC，其中经螺旋喂料器5送至着水机4的物料输送产量由1#变频器检测；经制粒机喂料器输送至调质器的物料输送产量由3#变频器检测；制粒机的主机电流由电流传感器检测；PLC通过对各项检测数据进行分析、运算；根据运算结果PLC内部自动调节并输出控制2#变频器、3#变频器、4#变频器的频率及计量泵流量，PLC通过2#变频器、3#变频器、4#变频器分别调节水泵流量、制粒机喂料器的输送产量和风速。

由于采用了上述方案，本发明控制及时、精准、使用操作方便。避免了因水分控制不及时，造成大量成品物料水分含量指标不合格；能保持成品饲料中水分的一致性，提高饲料品质；节时、省力，提高了工作效率，降低能耗；另外，通过饲料加工过程中在线水分的精确控制，延长了制粒机环模的使用寿命。

Claims (2)

1.一种在线水分检测和颗粒饲料优化装置，包括粉状料缓冲仓(7)、螺旋喂料器(5)、螺旋喂料器(26)、调质器(27)、制粒机(28)、冷却器，粉状料缓冲仓(7)、螺旋喂料器、调质器(27)、制粒机(28)、冷却器连接成制粒成套设备，其特征是所述的制粒成套设备包括有：在线水分测定和自动加水分装置、调质制粒优化分装置、冷却器风量和水分控制分装置、中心控制分装置；

中心控制分装置分别与在线水分测定和自动加水分装置、调质制粒优化分装置、冷却器风量和水分控制分装置连接；

中心控制分装置包括：可编程控制器、电流传感器、1#变频器、2#变频器、3#变频器、4#变频器和中心控制柜(9)，中心控制柜(9)内安装可编程控制器、电流传感器、1#变频器、2#变频器、3#变频器及4#变频器，电流传感器、1#变频器、2#变频器、3#变频器及4#变频器分别与可编程控制器连接；

在线水分测定和自动加水分装置包括：粉状料缓冲仓(7)、螺旋喂料器(5)、着水机(4)，螺旋喂料器(5)包括有变频电机，在粉状料缓冲仓(7)仓壁上安装有在线水分传感器(6)，粉状料缓冲仓(7)的出料口接螺旋喂料器(5)，螺旋喂料器(5)的出料口连接包括有进料口和出料口的着水机(4)，在着水机(4)的进料口连接有1#水管路(8)，1#水管路(8)上依次安装有水泵(1)、流量计(2)和设置在着水机(4)进料口处的雾化喷头(3)；螺旋喂料器(5)的变频电机与上述的中心控制分装置的1#变频器连接，水泵(1)与上述的中心控制分装置的2#变频器连接，在线水分传感器(6)、流量计(2)分别与上述的中心控制分装置的可编程控制器连接；

调质制粒优化分装置包括：待制粒仓(14)、螺旋喂料器(26)、调质器(27)、制粒机(28)，待制粒仓(14)的出料口与螺旋喂料器(26)的进料口连接，螺旋喂料器(26)、调质器(27)、制粒机(28)顺序连接，螺旋喂料器(26)的喂料电机是变频电机(15)，制粒机(28)连接有主电机，在调质器(27)出料口处侧壁上安装有一体式快速温度传感器(21)，在调质器(27)侧壁上连接有2#蒸汽管路(20)，在2#蒸汽管路(20)上安装蒸汽调节阀(19)；所述的变频电机(15)与上述的中心控制分装置的3#变频器连接，所述的蒸汽调节阀(19)和一体式快速温度传感器(21)与上述的中心控制分装置的可编程控制器连接，所述的制粒机(28)的主电机与上述的中心控制分装置的电流传感器连接；

冷却器风量和水分控制分装置包括冷却器，冷却风机采用变频电机(25)，冷却器冷却仓侧面安装一体式快速温度传感器(23)和在线水分传感器(24)，另一侧面安装料位器(22)；所述的变频电机(25)与上述的中心控制分装置的4#变频器连接，所述的一体式快速温度传感器(23)、在线水分传感器(24)、料位器(22)分别与上述的中心控制分装置的可编程控制器连接。

2.根据权利要求1所述的一种在线水分检测和颗粒饲料优化装置，其特征是所述的调质制粒优化分装置的待制粒仓(14)仓壁上安装有在线水分传感器(13)，在调质器(27)侧壁上设置有2#水管路(18)和1#蒸汽管路(17)，2#水管路(18)上依次安装计量泵(10)、气动阀(11)和装在调质器(27)侧壁上的雾化喷头(12)，1#蒸汽管路(17)上依次安装蒸汽电磁阀(16)和雾化喷头(12)，在线水分传感器(13)、计量泵(10)、气动阀(11)、蒸汽电磁阀(16)分别与上述的中心控制分装置的可编程控制器连接。

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