CN102042863A - 一种皮带秤优化控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种皮带秤优化控制系统，包括：监测模块、控制模块、补偿模块、操作模块及初始化模块，监测模块实时监测皮带秤运行时速度及重量变化情况，并发送到控制模块；控制模块将该信号转化为数字信号，发送到补偿模块；补偿模块将该数字信号与预置数值进行比较并根据预置公式进行计算，以指令形式发送到操作模块及初始化模块；操作模块进行动作，通过调节皮带秤的速度及给料量来调节皮带秤流量；初始化模块进行存储并实时更新，在皮带秤下次初始启动时，将上次运行时的最终指令发送到操作模块。本发明采用监测模块、控制模块、补偿模块、操作模块及初始化模块，有效地实现了皮带秤在线流量控制，精度高、稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种皮带秤优化控制系统。
背景技术
皮带秤是用于连续称量给料的设备，皮带秤称量给料的精度及稳定性影响下一道工艺的实施。目前的皮带秤均采用固定称量给料量及人工控制相结合的方式进行，这种方式操作烦琐且不可靠，并且由于人工操作的差异会导致精度低、稳定性差等缺点。尤其在高精度等级需求的生产需求上，这种控制称量给料的方式很难满足生产需求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够自动精确、稳定地实现称量给料量的皮带秤控制系统。
为了解决上述问题，本发明提供了一种皮带秤优化控制系统，包括：监测模块、控制模块、补偿模块、操作模块及初始化模块，
所述监测模块实时监测皮带秤运行时速度及重量变化情况，并将该变化情况以信号形式发送到所述控制模块；
所述控制模块接收到所述监测模块发送来的信号后，转化为数字信号，发送到所述补偿模块；
所述补偿模块接收到所述控制模块发送来的数字信号后，与预置数值进行比较并根据预置公式进行计算，最后将计算结果以指令形式发送到所述操作模块及所述初始化模块；
所述操作模块接收到所述补偿模块发送来的指令后，进行动作，通过调节皮带秤的速度及给料量来调节皮带秤流量；
所述初始化模块接收到所述补偿模块发送来的指令后，进行存储并实时更新，在皮带秤下次初始启动时，将上次运行时的最终指令发送到所述操作模块。
进一步，所述监测模块包括速度监测单元及重量监测单元，其中：
所述速度监测单元监测皮带秤运行速度，并将该速度变化信号发送到所述控制模块；
所述重量监测单元监测皮带秤运行时重量变化情况，并将该重量变化信号发送到所述控制模块。
进一步，所述补偿模块包括预置数值单元、计算单元、比对单元及输出单元，其中：
所述预置数值单元预置规定流量值及速度变化最大值，并将该规定流量值发送到所述计算单元、将速度变化最大值发送到所述比对单元；
所述计算单元接收所述控制模块发送来的速度及重量的数字信号及所述预置数值单元发送来的规定流量值，计算出实时流量值及该流量值与所述规定流量值的差值，并将该差值发送到所述比对单元；
所述比对单元接收所述预置数值单元发送来的速度变化最大值及所述计算单元发送来的差值，将该差值与速度变化最大值进行比对，在该差值不大于该速度变化最大值时，直接将该差值发送到所述输出单元，在该差值大于该速度变化最大值时，计算出该差值与该速度变化最大值的比对差值，并将该速度变化最大值及该比对差值同时发送到所述输出单元；
所述输出单元接收所述比对单元发送来的差值时，直接向所述操作模块发送以该差值为速度变化的速度调节指令，所述输出单元接收比对单元发送来的速度变化最大值及比对差值时，向所述操作模块发送以该速度变化最大值为速度变化的速度调节指令，同时向所述操作模块发送以该比对差值为重量变化的给料量调节指令。
进一步，所述操作模块包括分别控制速度及给料量变化的第一变频器及第二变频器。
本发明具有如下优点：
1、本发明采用监测模块、控制模块、补偿模块、操作模块及初始化模块，有效地实现了皮带秤在线流量控制，精度高、稳定性好。
2、本发明中操作模块采用变频器进行控制速度、给料量的变化，简单可靠、成本低。
附图说明
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明：
图1示出了本发明一种皮带秤优化控制系统的结构示意图；
图2示出了本发明一种皮带秤优化控制系统皮带秤运行调整示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括：监测模块1、控制模块2、补偿模块3、操作模块4及初始化模块5，其中：监测模块1实时监测皮带秤6运行时速度及重量变化情况，并将该变化情况以信号形式发送到控制模块2；控制模块2接收到监测模块1发送来的信号后，转化为数字信号，发送到补偿模块3；补偿模块3接收到控制模块2发送来的数字信号后，与预置数值进行比较并根据预置公式进行计算，最后将计算结果以指令形式发送到操作模块4及初始化模块5；操作模块4接收到补偿模块3发送来的指令后，进行动作，通过调节皮带秤6的速度及给料量来调节皮带秤6流量；初始化模块5接收到补偿模块3发送来的指令后，进行存储并实时更新，在皮带秤6下次初始启动时，将上次运行时的最终指令发送到操作模块4。
本发明采用监测模块1、控制模块2、补偿模块3、操作模块4及初始化模块5，有效地实现了皮带秤6在线流量控制，精度高、稳定性好。
本发明中，监测模块1包括速度监测单元11及重量监测单元12，其中：速度监测单元11监测皮带秤6运行速度，并将该速度变化信号发送到控制模块2；重量监测单元12监测皮带秤6运行时重量变化情况，并将该重量变化信号发送到控制模块2。
本发明中，皮带秤6的流量Q为皮带秤6的速度V与皮带秤6的运输重量G的乘积，即：Q＝V×Q。所以，对于皮带秤6来说，监测了速度与重量，也就监测皮带秤6的流量。
本发明中，补偿模块3包括预置数值单元31、计算单元32、比对单元33及输出单元34，其中：预置数值单元31预置规定流量值及速度变化最大值，并将该规定流量值发送到计算单元32、将速度变化最大值发送到比对单元33；规定流量值事先设定，对于同一种产品的生产固定不变。速度变化最大值根据实际需要进行调节。
计算单元32接收控制模块2发送来的速度及重量的数字信号及预置数值单元发送来的规定流量值，计算出实时流量值及该流量值与规定流量值的差值，并将该差值发送到比对单元33。
比对单元33接收预置数值单元31发送来的速度变化最大值V0及计算单元发送来的差值ΔV，将该差值ΔV与速度变化最大值V0进行比对，在该差值ΔV不大于该速度变化最大值V0时，直接将该差值ΔV发送到输出单元34，在该差值ΔV大于该速度变化最大值V0时，计算出该差值ΔV与该速度变化最大值V0的比对差值ΔV-V0，并将该速度变化最大值V0及该比对差值ρ(ΔV-V0)同时发送到输出单元34。即：
(1)ΔV≤V0时：比对单元33向输出单元34发送数值ΔV；
(2)ΔV＞V0时：比对单元33向输出单元34发送数值V0，
同时，比对单元33向输出单元34发送数值ρ(ΔV-V0)。
其中：ρ：速度及给料量比例系数；V：皮带秤速度。
输出单元34接收比对单元33发送来的差值ΔV时，直接向操作模块4发送以该差值ΔV为速度变化的速度调节指令V±ΔV，输出单元34接收比对单元33发送来的速度变化最大值V0及比对差值ΔV-V0时，向操作模块4发送以该速度变化最大值V0为速度变化的速度调节指令V±V0，同时向操作模块4发送以该比对差值ΔV-V0为重量变化的给料量调节指令U±ρ(ΔV-V0)。即：
(1)ΔV≤V0时：输出单元34向操作模块4发送调整速度指令：V±ΔV；
(2)ΔV＞V0时：输出单元34向操作模块4发送调整速度指令：V±V0，
同时，输出单元34向操作模块4发送调整给料量指令：U±ρ(ΔV-V0)。
其中：U：皮带秤给料量；ρ：速度及给料量比例系数；V：皮带秤速度。
本发明中，操作模块4包括分别控制速度及给料量变化的第一变频器及第二变频器。本发明中操作模块采用变频器进行控制速度、给料量的变化，简单可靠、成本低。
本发明还采用了初始化模块5，在皮带秤6初始运行时，以初始化模块5提供的数值为依据进行运行，可以缩短皮带秤6在达到平稳运行时的震荡时间并减小震荡幅度。
本发明的控制下，皮带秤6运行调整过程如图2所示，皮带秤6的运行包括三个阶段：初始阶段M1、调整阶段M2、有效运行阶段M3。在初始阶段M1中，皮带秤6速度V按照初始化模块5提供的速度进行平稳运行，皮带秤6的给料量U按照初始化模块5提供的给料量平稳进行，此时皮带秤6流量Q平稳上升。
在调整阶段M2中，皮带秤6速度V首先按照最大速度变化值V0进行调整，然后逐渐缩小到以ΔV进行调整。皮带秤6给料量U首先按照ρ(ΔV-V0)进行调整，最终恒定不变。皮带秤6流量Q的调整从大幅震荡到小幅震荡直至平稳，时间很短。
在有效运行阶段M3中，皮带秤6速度V、给料量U及流量Q均平稳运行。直至某种因素发生变化，皮带秤6直接回到调整阶段M2中进行调整。在皮带秤重启后，则开始新一轮循环。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，因此，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种皮带秤优化控制系统，其特征在于：包括监测模块(1)、控制模块(2)、补偿模块(3)、操作模块(4)及初始化模块(5)，
所述监测模块(1)实时监测皮带秤(6)运行时速度及重量变化情况，并将该变化情况以信号形式发送到所述控制模块(2)；
所述控制模块(2)接收到所述监测模块(1)发送来的信号后，转化为数字信号，发送到所述补偿模块(3)；
所述补偿模块(3)接收到所述控制模块(2)发送来的数字信号后，与预置数值进行比较并根据预置公式进行计算，最后将计算结果以指令形式发送到所述操作模块(4)及所述初始化模块(5)；
所述操作模块(4)接收到所述补偿模块(3)发送来的指令后，进行动作，通过调节皮带秤(6)的速度及给料量来调节皮带秤(6)流量；
所述初始化模块(5)接收到所述补偿模块(3)发送来的指令后，进行存储并实时更新，在皮带秤(6)下次初始启动时，将上次运行时的最终指令发送到所述操作模块(3)。
2.如权利要求1所述的皮带秤优化控制系统，其特征在于：所述监测模块(1)包括速度监测单元(11)及重量监测单元(12)，其中：
所述速度监测单元(11)监测皮带秤(6)运行速度，并将该速度变化信号发送到所述控制模块(2)；
所述重量监测单元(12)监测皮带秤(6)运行时重量变化情况，并将该重量变化信号发送到所述控制模块(2)。
3.如权利要求1所述的皮带秤优化控制系统，其特征在于：所述补偿模块(3)包括预置数值单元(31)、计算单元(32)、比对单元(33)及输出单元(34)，其中：
所述预置数值单元(31)预置规定流量值及速度变化最大值，并将该规定流量值发送到所述计算单元(32)、将速度变化最大值发送到所述比对单元(33)；
所述计算单元(32)接收所述控制模块(2)发送来的速度及重量的数字信号及所述预置数值单元(31)发送来的规定流量值，计算出实时流量值及该流量值与所述规定流量值的差值，并将该差值发送到所述比对单元(33)；
所述比对单元(33)接收所述预置数值单元(31)发送来的速度变化最大值及所述计算单元(32)发送来的差值，将该差值与速度变化最大值进行比对，在该差值不大于该速度变化最大值时，直接将该差值发送到所述输出单元(34)，在该差值大于该速度变化最大值时，计算出该差值与该速度变化最大值的比对差值，并将该速度变化最大值及该比对差值同时发送到所述输出单元(34)；
所述输出单元(34)接收所述比对单元(33)发送来的差值时，直接向所述操作模块(4)发送以该差值为速度变化的速度调节指令，所述输出单元(34)接收所述比对单元(33)发送来的速度变化最大值及比对差值时，向所述操作模块(4)发送以该速度变化最大值为速度变化的速度调节指令，同时向所述操作模块(4)发送以该比对差值为重量变化的给料量调节指令。
4.如权利要求1所述的皮带秤优化控制系统，其特征在于：所述操作模块(4)包括分别控制速度及给料量变化的第一变频器及第二变频器。
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2009
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