CN101782783A - 一种真空挤砖机原料湿度自动控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种真空挤砖机原料湿度自动控制装置，包括可程式逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)、分别与PLC相连的功率变送器、电动调节阀、触摸屏，以及与功率变送器相连的搅拌电机，其中，搅拌电机的有功功率通过功率变送器而转换为标准电压信号，并传输给PLC，PLC接收到该标准电压信号后，将该标准电压信号与存储于其内的有功功率设定值进行比较并对差值进行PID运算，最后，将该运算结果作为控制电动调节阀开度的控制信号，从而控制原料的加水量，该控制装置结构简单，可靠性高，且成本低廉。

Description

一种真空挤砖机原料湿度自动控制装置

【技术领域】

本发明涉及一种真空挤砖机，特别是一种真空挤砖机原料湿度自动控制装置。

【背景技术】

真空挤砖机是制砖工艺中必不可少的设备之一，其以粘土、页岩、煤矸石等为原料，利用真空挤出原理将原料通过螺旋绞刀挤压成型。在整个制砖工艺中，在挤砖机内进行的成型工艺是关键步骤，其最终影响砖坯的质量。

然而，在实际生产中，由于初始原料的湿度变化范围较大，因此，进入挤砖机内的原料湿度不一，从而影响砖坯的质量。通常而言，大多数砖厂都是采用人工经验的方法来调节原料搅拌时的加水量，从而控制进料湿度，但是，该方法在实际生产中的可靠性低，很难保证砖坯稳定的质量。

为此，市场上涌现出例如红外线检测技术、放射性物质照射法，以及电容和微波技术等等，以期采用时时在线检测对原料湿度进行控制。然而，对于上述方法而言，其均具有各自不同的缺点：红外线检测技术由于检测的结果受物料表面的状况影响较大，因此，不能检测到物料心部的水分含量，从而，使得测量结果不精确；放射性物质照射法虽然精确，但是，需要有专门的防护装置，如使用不当，将对周围环境及人员造成伤害，且成本较高；电容和微波技术，当物料中水分的分布情况发生变化，例如物料的颗粒大小、形状、吸水性等发生变化时，其检测的结果将产生较大误差，此外，当物料的导电性能较高时，该方法甚至无法应用。

鉴于以上问题，实有必要提供一种真空挤砖机进料湿度自动控制装置以解决上述技术问题。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题是提供一种真空挤砖机进料湿度自动控制装置，其结构简单，易操作，可靠性高，且成本低廉。

为实现上述目的，本发明提供了一种真空挤砖机原料湿度自动控制装置，包括可程式逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)、分别与PLC相连的功率变送器、电动调节阀、触摸屏，以及与功率变送器相连的搅拌电机，其中，搅拌电机的有功功率经过功率变送器而转换为标准电压信号，并传输给PLC，PLC接收到该标准电压信号后，将该标准电压信号与存储于其内的有功功率设定值进行比较并对差值进行PID运算，最后，将该运算结果作为控制电动调节阀开度的控制信号。

优选地，进一步包括连接在PLC输出端的土壤水分传感器，用以检测挤出砖坯的湿度。

优选地，进一步包括通过电动调节阀调整进料湿度的供水水池以及由PLC控制的水泵，所述供水水池的水位由液位开关检测，液位开关连接在PLC上。

优选地，所述PLC采用S7-200系列型号为CPU224XP的控制器。

与现有技术相比，本发明真空挤砖机进料湿度自动控制装置至少具有以下优点：由于本发明控制装置通过搅拌电机的有功功率来检测进料的湿度，因此，结构简单，可靠性高，且成本低廉。

【附图说明】

图1是本发明真空挤砖机进料湿度自动控制装置的系统框图；

图2是本发明真空挤砖机进料湿度自动控制装置的电路图；

【具体实施方式】

请参阅图1及图2所示，本发明真空挤砖机进料湿度自动控制装置包括可程式逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)、分别与PLC相连的水泵、电动调节阀、功率变送器、土壤水分传感器、触摸屏、与功率变送器相连的搅拌电机，以及通过管道与电动调节阀连接的供水水池和控制水池水位的液位开关。

所述PLC是该控制装置的核心，在本实施方式中，采用西门子S7-200系列，型号为CPU224XP，其内部的V存储器存储有初步设定的有功功率；水池内的水位由液位开关检测；所述水泵由PLC控制，当水池的水位低于最低限时，液位开关闭合，PLC即向水泵发出指令，使其向水池内供水，直至水池内的水位达到最高限。

请结合图2所示，所述功率变送器与搅拌电机相连，且连接在PLC的输入端，用于监测搅拌电机的有功功率，并将该有功功率转换为标准电压信号，并反馈给PLC。

所述电动调节阀与PLC的输出端相连，当PLC接收到功率变送器传输的标准电压信号后，即将该标准电压信号与其内存储的有功功率设定值进行比较，并对差值进行PID(Proportional，Integral and Derivative)运算，最后，把运算的结果作为控制电动调节阀开度的控制信号，电动调节阀根据接收的控制信号大小执行相应的开度值；触摸屏，与PLC相连，用于手动调节PLC内存储的电机有功功率设定值。

下面，请特别参阅图2所示介绍本控制装置的电路连接关系：功率变送器连接有电流传感器TA1、TA2和TA3，以将较大电流转换为较小供仪表用的电流；水泵两端连接有热继电器FR1和开关KM1，所述开关KM1被PLC控制，从而控制水泵向水池加水；搅拌电机两端连接有热继电器FR2且搅拌电机连接在功率变送器的输入端，从而，功率变送器对搅拌电机的有功功率进行监测；PLC连接有开关电源，以将较高的生产用电转换为较低的直流电供电子设备用；PLC的输出端连接有电动调节阀，且电动调节阀和PLC之间有开关KA1，当PLC经过PID运算后，需要调节原料的加水量时，开关KA1闭合，电动调节阀执行相应的开度值，从而调整原料的加水量；PLC输出端还连接有水分土壤传感器，用于检测挤出砖坯的湿度，并将湿度值反馈给PLC，该土壤水分传感器同时还与开关电源连接，且土壤水分传感器与开关电源之间有开关KA3；触摸屏一方面与PLC连接，另一方面与开关电源连接，通过触摸屏，可以调节PLC内存储的有功功率设定值；另外，PLC与功率变送器之间还连有开关KA2，所述开关KA1、KA2、KA3均被PLC控制；最后，PLC还连接有液位开关SL1和SL2，当水池内的水位低于最低限时，上述液位开关闭合，从而指令水泵向水池内加水。

下面结合图1和图2所示，介绍本控制装置的控制过程：由于功率变送器与搅拌电机相连，因此其对搅拌电机的有功功率时时监测，并将该有功功率值转换成标准电压信号并反馈给PLC，PLC读取到来自功率变送器的1～5V的标准电压信号，将该标准电压信号转换为数字量，并将该数字量与存在于其内的V存储器内的有功功率设定值进行比较，每隔一定时间对差值进行PID运算，并负作用输出4～2mA的模拟量信号，如果进料湿度相对于标准湿度较高，则功率变送器输出的模拟信号值会相对于初始的信号值有所降低，此时，PLC即向电动调节阀发出指令，使其减小开度值，减少加水量；反之，如果进料湿度相对于初始的湿度较低，则功率变送器输出的模拟信号值在初始的信号值上有所增加，此时，PLC向电动调节阀发出指令，使其加大开度值，增加加水量，如此，形成一个进料湿度闭环控制系统。

另外，请特别参阅图2所示，所述真空挤砖机进料湿度自动控制装置还设置有与PLC相连的水壤水分传感器，用以检测挤出砖坯的湿度，如果挤出砖坯的湿度较标准值较高，则说明进料湿度较高，PLC内初始设定的有功功率设定值不合适，这时，可以通过触摸屏适当将PLC内存储的有功功率设定值增大直至合适为止；反之，如果挤出砖坯的湿度较低，则说明进料湿度较低，这时，可以通过触摸屏适当将PLC内存储的有功功率设定值减小。如此，通过水壤水分传感器，可以得知从挤砖机中挤出的砖坯的湿度，从而，调整PLC内存储的有功功率的设定值，使从挤砖机中出来的砖坯湿度符合标准的进料湿度调节效果。

由于进料湿度与搅拌电机所消耗有功功率成正比关系，因此，通过检测搅拌电机所消耗的有功功率就可以得知进料的湿度，从而，对进料的湿度进行有效的控制，保证挤出砖坯的成品质量。

以上所述仅为发明的一种实施方式，不是全部或唯一的实施方式，本领域普通技术人员通过阅读本发明说明书而对本发明技术方案采取的任何等效的变换，均为本发明的权利要求所涵盖。

Claims (4)

1.一种真空挤砖机原料湿度自动控制装置，其特征在于：包括可程式逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)、分别与PLC相连的功率变送器、电动调节阀、触摸屏，以及与功率变送器相连的搅拌电机，其中，搅拌电机的有功功率经过功率变送器而转换为电压信号，并传输给PLC，PLC接收到该电压信号后，将该电压信号与存储于其内的有功功率设定值进行比较并对差值进行PID运算，最后，将该运算结果作为控制电动调节阀开度的控制信号。

2.如权利要求1所述的真空挤砖机原料湿度自动控制装置，其特征在于：进一步包括连接在PLC输出端的土壤水分传感器，用以检测挤出砖坯的湿度。

3.如权利要求1所述的真空挤砖机原料湿度自动控制装置，其特征在于：进一步包括通过电动调节阀调整进料湿度的供水水池以及由PLC控制的水泵，所述供水水池的水位由液位开关检测，液位开关连接在PLC上。

4.如权利要求1所述的真空挤砖机原料湿度自动控制装置，其特征在于：所述PLC采用S7-200系列型号为CPU224XP的控制器。

Images