CN101927140A - 自适应投料系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种自适应投料系统及其控制方法，包括混合器，该混合器的水源端经水管与水源相通，该混合器的加料口经加料管与料源相通，该混合器的输出端连接有出料管，其特征在于：所述出料管中安装有传感器，该传感器的输出端连接有信号处理设备，该信号处理设备的输出端连接有信号判定模块，所述信号判定模块的输出端连接有电动调节阀，该电动调节阀安装在所述加料管中。本发明的显著效果是：结构简单，稳定可靠，反应迅速，实现多种原料的精确投放，还能根据反应结果进行闭环控制，快速调整修正投料量，以满足工艺要求。
Description
技术领域
本发明属于一种适用于发电、冶金、石化、轻工、环保等工业部门的加药投料系统，具体地说，是一种自适应的投料系统及其控制方法。
背景技术
在发电、冶金、石化、轻工、环保等大规模工业产业化中，很多涉及化工产品的添加、调制和混合技术，如何高效、可靠地实现原料的添加、稀释和混合反应。由于各种原料试剂要不断持续地投放到反应釜里，简单依靠人工经验，进行粗放式投料，已无法满足准确投料，精密控制的要求。
现有技术的缺点：还没有一种系统能够实现多种原料的精确投放，更无法根据反应结果快速调整投料量。
发明内容
本发明的目的是提供一种自适应投料系统及其控制方法，实现多种原料的精确投放，还能根据反应结果进行闭环控制，快速调整修正投料量，以满足工艺要求。
为达到上述目的，本发明表述一种自适应投料系统，包括混合器(1)，该混合器的水源端经水管与水源相通，该混合器的加料口经加料管与料源相通，该混合器的输出端连接有出料管，其关键在于：所述出料管中安装有传感器，该传感器的输出端连接有信号处理设备，该信号处理设备的输出端连接有信号判定模块，所述信号判定模块的输出端连接有电动调节阀，该电动调节阀安装在所述加料管中；
所述混合器为自吸式混合装置，该自吸式混合装置包括主管，该主管的前端与喇叭管相通，该喇叭管的大口端连接所述水管，喇叭管的小口端伸入所述主管，所述加料口开在靠近所述小口端的主管侧壁上，所述主管的后端连接所述出料管。
为实现多种原料的精确投放，可在喇叭管小口端附近设置多个加料管，以满足多种材料同时投放的要求。
水管上安装水泵，水泵将水从喇叭管高速注入到主管时，在喇叭管小口端附近的主管内产生负压，借此负压，加料管内的添加料也被抽吸进了主管，水和添加料就在第一时间充分混合，充分反应，再在其下游的出料管中安装传感器。
所述传感器为电位计探头。传感器检测到混合液的电导率后，依靠电导率，就能识别出混合液的浓度是否合适。
所述信号处理设备为A/D转换模块。A/D转换模块将模拟信号转换数字信号后，直接发送给信号判定模块。
所述信号判定模块为单片机或PLC。
信号判定模块将数字信号转换为混合液的浓度数据，并根据浓度数据，控制电动调节阀的开度，开度加大，可以增加加料管内的添加料投放量，开度减小，可以减少加料管内的添加料投放量。
所述电动调节阀为直线电动阀，该电动调节阀的内衬为四氟防腐层。
由于主料，即水是由水泵送入，这和水泵的功率密切相关，当水泵的工作功率处于稳定的状况下，水的注入量是非常稳定的，因此，在喇叭管附近产生的负压也是非常稳定的，经过粗调后，就可以把电动调节阀的开度设置自爱一个相对平稳的位置。
当添加料的品质出现细微变化，或其他局部因素影响到主料和添加料的配比发生变化后，就可以通过传感器、信号处理设备、信号判定模块和电动调节阀组成的闭环回路实现电动调节阀开度的微调，实现系统的精确控制。
如果多种材料要依次投放，可以在主管上安装多个混合器，每个混合器的下游都布置一个闭环回路进行控制。
一种自适应投料系统的控制方法，其关键在于：在所述信号判定模块内包括：
用于读取设定数据值I0的步骤；设定数据值I0就是事先设定并存储在信号判定模块内的浓度数据值，设定数据值I0也可以是电导率数据值，酸碱度数据值等其他形式的检测数据值。
用于读取设定阈值P的步骤；设定阈值P为预先设定好的允许误差范围值。
用于获取当前数据值I1的步骤；当前数据值I1为当前的浓度数据值。
用于判断I0是否大于I1的步骤；
如果I0大于I1，则信号判定模块进入阀门开度加大控制流程；
如果I0小于等于I1，则信号判定模块进入阀门开度减小控制流程；
所述阀门开度加大控制流程包括：
用于计算M1＝I0-I1的步骤；
用于判断M1是否大于dnP的步骤；M1是否在允许误差范围P的dn倍内。
如果M1大于dnP，则用于阀门开度增加SnE的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；E为单位阀门开度，可以将E设定为阀门全开时开度的1％、2％、5％、10％等。SnE为Sn倍单位阀门开度。
如果M1小于等于dnP，则用于判断M1是否大于dn-1P的步骤；M1是否在允许误差范围P的dn-1倍内。
如果M1大于dn-1P，则用于阀门开度增加Sn-1E的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M1小于等于dn-1P，则用于判断M1是否大于dn-2P的步骤；
。。。P的倍数由dn倍调整到d1，阀门开度相应由Sn倍调整为S1倍。
用于判断M1是否大于d1P的步骤；
如果M1大于d1P，则用于阀门开度增加S1E的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M1小于等于d1P，则返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
所述阀门开度减小控制流程包括：
用于计算M2＝I1-I0的步骤；
用于判断M2是否大于dnP的步骤；
如果M2大于dnP，则用于阀门开度减小SnE的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M2小于等于dnP，则用于判断M2是否大于dn-1P的步骤；
如果M2大于dn-1P，则用于阀门开度减小Sn-1E的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M2小于等于dn-1P，则用于判断M2是否大于dn-2P的步骤；
。。。P的倍数由dn倍调整到d1，阀门开度相应由Sn倍调整为S1倍。n由人为事先设定。
用于判断M2是否大于d1P的步骤；
如果M2大于d1P，则用于阀门开度减小S1E的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M2小于等于d1P，则返回所述用于获取当前数据值I1的步骤。
SnE＞Sn-1E＞Sn-2E＞Sn-3E…＞S3E＞S2E＞S1E。Sn到S1都是预先设定的系数。
DnP＞Dn-1P＞Dn-2P＞Dn-3P…＞D3P＞D2P＞D1P。Dn到D1都是预先设定的系数。
本发明的显著效果是：结构简单，稳定可靠，反应迅速，实现多种原料的精确投放，还能根据反应结果进行闭环控制，快速调整修正投料量，以满足工艺要求。
附图说明
图1为本发明的结构框图；
图2为混合器的结构示意图；
图3为信号判定模块的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明：、
如图1所示，一种自适应投料系统，包括混合器1，该混合器1的水源端经水管2与水源相通，该混合器1的加料口经加料管3与料源相通，该混合器1的输出端连接有出料管4，所述出料管4中安装有传感器5，该传感器5的输出端连接有信号处理设备6，该信号处理设备6的输出端连接有信号判定模块7，所述信号判定模块7的输出端连接有电动调节阀8，该电动调节阀8安装在所述加料管3中；
如图2所示，所述混合器1为自吸式混合装置，该自吸式混合装置包括主管，该主管的前端与喇叭管相通，该喇叭管的大口端连接所述水管2，喇叭管的小口端伸入所述主管，所述加料口开在靠近所述小口端的主管侧壁上，所述主管的后端连接所述出料管4。
如图1所示，所述传感器5为电位计探头。电位计探头型号：SJ-30
所述信号处理设备6为A/D转换模块。
其型号是MA-4AD2DA。
所述电动调节阀8为直线电动阀，该电动调节阀8的内衬为四氟防腐层。
电动调节阀的型号为a+z64K1210，内衬材料为聚四氟乙烯。
所述信号判定模块7为单片机或PLC。PLC的型号为XP2-18。
如图3所示，一种自适应投料系统的控制方法，在所述信号判定模块7内包括：
用于读取设定数据值I0的步骤；
用于读取设定阈值P的步骤；
用于获取当前数据值I1的步骤；
用于判断I0是否大于I1的步骤；
如果I0大于I1，则信号判定模块7进入阀门开度加大控制流程；
如果I0小于等于I1，则信号判定模块7进入阀门开度减小控制流程；
所述阀门开度加大控制流程包括：
用于计算M1＝I0-I1的步骤；
用于判断M1是否大于dnP的步骤；
如果M1大于dnP，则用于阀门开度增加SnE的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M1小于等于dnP，则用于判断M1是否大于dn-1P的步骤；
如果M1大于dn-1P，则用于阀门开度增加Sn-1E的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M1小于等于dn-1P，则用于判断M1是否大于dn-2P的步骤；
。。。
用于判断M1是否大于d1P的步骤；
如果M1大于d1P，则用于阀门开度增加S1E的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M1小于等于d1P，则返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
所述阀门开度减小控制流程包括：
用于计算M2＝I1-I0的步骤；
用于判断M2是否大于dnP的步骤；
如果M2大于dnP，则用于阀门开度减小SnE的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M2小于等于dnP，则用于判断M2是否大于dn-1P的步骤；
如果M2大于dn-1P，则用于阀门开度减小Sn-1E的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M2小于等于dn-1P，则用于判断M2是否大于dn-2P的步骤；
。。。
用于判断M2是否大于d1P的步骤；
如果M2大于d1P，则用于阀门开度减小S1E的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M2小于等于d1P，则返回所述用于获取当前数据值I1的步骤。
尽管以上结构结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但本发明不限于上述具体实施方式，上述具体实施方式仅仅是示意性的而不是限定性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不违背本发明宗旨及权利要求的前提下，可以作出多种类似的表示，如更改主料和添加料的成分形式，n设为10或8或6或5等。这样的变换均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种自适应投料系统，包括混合器(1)，该混合器(1)的水源端经水管(2)与水源相通，该混合器(1)的加料口经加料管(3)与料源相通，该混合器(1)的输出端连接有出料管(4)，其特征在于：所述出料管(4)中安装有传感器(5)，该传感器(5)的输出端连接有信号处理设备(6)，该信号处理设备(6)的输出端连接有信号判定模块(7)，所述信号判定模块(7)的输出端连接有电动调节阀(8)，该电动调节阀(8)安装在所述加料管(3)中；
所述混合器(1)为自吸式混合装置，该自吸式混合装置包括主管，该主管的前端与喇叭管相通，该喇叭管的大口端连接所述水管(2)，喇叭管的小口端伸入所述主管，所述加料口开在靠近所述小口端的主管侧壁上，所述主管的后端连接所述出料管(4)。
2.根据权利要求1所述的自适应投料系统，其特征在于：所述传感器(5)为电位计探头。
3.根据权利要求1所述的自适应投料系统，其特征在于：所述信号处理设备(6)为A/D转换模块。
4.根据权利要求1所述的自适应投料系统，其特征在于：所述电动调节阀(8)为直线电动阀，该电动调节阀(8)的内衬为四氟防腐层。
5.根据权利要求1所述的自适应投料系统，其特征在于：所述信号判定模块(7)为单片机或PLC。
6.一种权利要求1所述自适应投料系统的控制方法，其特征在于：在所述信号判定模块(7)的工作流程是：
用于读取设定数据值I0的步骤；
用于读取设定阈值P的步骤；
用于获取当前数据值I1的步骤；
用于判断I0是否大于I1的步骤；
如果I0大于I1，则信号判定模块(7)进入阀门开度加大控制流程；
如果I0小于等于I1，则信号判定模块(7)进入阀门开度减小控制流程；
所述阀门开度加大控制流程包括：
用于计算M1＝I0-I1的步骤；
用于判断M1是否大于dnP的步骤；
如果M1大于dnP，则用于阀门开度增加SnE的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M1小于等于dnP，则用于判断M1是否大于dn-1P的步骤；
如果M1大于dn-1P，则用于阀门开度增加Sn-1E的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M1小于等于dn-1P，则用于判断M1是否大于dn-2P的步骤；
。。。
用于判断M1是否大于d1P的步骤；
如果M1大于d1P，则用于阀门开度增加S1E的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M1小于等于d1P，则返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
所述阀门开度减小控制流程包括：
用于计算M2＝I1-I0的步骤；
用于判断M2是否大于dnP的步骤；
如果M2大于dnP，则用于阀门开度减小SnE的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M2小于等于dnP，则用于判断M2是否大于dn-1P的步骤；
如果M2大于dn-1P，则用于阀门开度减小Sn-1E的步骤，并返回所述用于获取当前数据值I1的步骤；
如果M2小于等于dn-1P，则用于判断M2是否大于dn-2P的步骤；
。。。
用于判断M2是否大于d1P的步骤；
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