CN102494527B - 干燥滚筒的负压控制方法、负压控制器、系统和搅拌设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干燥滚筒的负压控制方法、负压控制器、系统和搅拌设备，该方法包括：自动模式控制流程，该流程包括：负压接收步骤：接收代表干燥滚筒内的负压的实际负压信号以及负压设定值；自动控制信号生成步骤：根据所述实际负压信号以及负压设定值生成风门开度自动控制信号；以及第一信号输出步骤：输出所述风门开度自动控制信号。本发明通过控制风门开度来控制负压大小的，相比于现有的自动模式通过控制转风机的转速而言，更为直接有效。

Description

干燥滚筒的负压控制方法、负压控制器、系统和搅拌设备

技术领域

本发明主要涉及用于各种搅拌设备的干燥滚筒，具体地，涉及一种干燥滚筒的负压控制方法、负压控制器、负压控制系统，及其使用该负压控制系统的搅拌设备。

背景技术

干燥滚筒是适用于沥青搅拌站、干粉砂浆搅拌站等搅拌设备的物料烘干系统的核心部件。干燥滚筒的烘干原理是通过引风机引入高温气体，在干燥滚筒内部快速流动，从而将干燥滚筒中的物料烘干，并将通过干燥滚筒后的气体进行除尘净化后排出。在这整个烘干过程中，必须保证引风机的风量稳定，也就是保持滚筒中的负压基本不变，才能使得高温气体稳定地通过滚筒，并达到良好的除尘效果。如果引风机风量过大，则滚筒内形成的负压过大，会导致漏风量增加，从而大量空气被吸入滚筒中，导致滚筒内气流速度加快。这样，所需空气过剩系数就过高，排烟热损失也就提高。并且负压过大，也会导致除尘器负荷过大，不利于除尘器的长期运行。但如果引风机风量过小，则滚筒内形成的负压过小，这样会造成滚筒内的物料(如粉尘)外溢，污染环境，甚至会引起燃烧器燃烧室温度过高，降低燃烧器部分零件的使用寿命。因此，干燥滚筒的负压控制对于滚筒内除尘和物料干燥至关重要。

目前干燥滚筒的负压控制方式主要有两种，手动控制和自动控制。手动控制方式是指纯手动控制引风机的风门开度，从而通过调整引风机风量来达到调节滚筒内负压的目的。但是，这种方式对风量的控制并不准确、精度不高，而且对操作者的人为因素较为依赖，需要操作者具有丰富的经验，要知晓如何根据负压值的变化来调整风门开度。自动控制方式是通过检测滚筒内的负压值并与设定的负压值进行比较，然后通过调节变频器来控制引风机的转速，从而调整引风机风量来达到调节滚筒内负压的目的。但是，通过控制引风机的转速来调节滚筒内的负压并不够直接有效。

发明内容

本发明的目的是针对现有的干燥滚筒的负压控制不够直接有效的问题，提供一种直接有效的干燥滚筒的负压控制方法、负压控制器、控制系统以及具有该系统的搅拌设备。

为了实现上述目的，本发明提供一种干燥滚筒的负压控制方法，该方法包括：自动模式控制流程，该流程包括：负压接收步骤：接收代表干燥滚筒内的负压的实际负压信号以及负压设定值；自动控制信号生成步骤：根据所述实际负压信号以及负压设定值生成风门开度自动控制信号；以及第一信号输出步骤：输出所述风门开度自动控制信号。

本发明还提供一种干燥滚筒的负压控制器，包括：自动模式控制装置，该自动模式控制装置包括：负压接收单元，用于接收代表干燥滚筒内的负压的实际负压信号以及负压设定值；自动控制信号生成单元，用于根据所述实际负压信号以及负压设定值生成风门开度自动控制信号；以及第一信号输出单元，用于输出所述风门开度自动控制信号。

本发明还提供一种干燥滚筒的负压控制系统，包括：本发明提供的所述负压控制器；负压检测装置，与所述自动模式控制装置的负压接收单元电连接，用于检测干燥滚筒内的实际负压信号并输出到负压接收单元；风门执行装置，用于根据所述自动模式控制装置的第一信号输出单元输出的风门开度自动控制信号。

本发明还提供一种搅拌设备，包括干燥滚筒、引风机以及上述负压控制系统，其中负压检测装置安装在干燥滚筒内，风门执行装置用于控制引风机风门。

本发明通过控制引风机的风门开度从而控制干燥滚筒内的负压大小，相比于现有的自动模式通过控制转风机的转速而言，控制风门开度更为直接有效。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明提供的干燥滚筒的负压控制方法的优选实施方式的流程图；

图2是根据本发明提供的干燥滚筒的负压控制器的优选实施方式的框图；

图3是根据本发明提供的干燥滚筒的负压控制系统的优选实施方式的结构框图。

附图标记说明

10    负压控制器              11    模式选择装置

12    手动模式控制装置        13    自动模式控制装置

14    负压接收单元            15    自动控制信号生成单元

16    第一信号输出单元        17    开度值接收单元

18    手动控制信号生成单元    19    第二信号输出单元

20    负压检测装置            30    风门执行单元

31    电机                    32    电机控制器

40    输入装置

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1为根据本发明提供的干燥滚筒的负压控制方法的优选实施方式的流程图。参见图1，该干燥滚筒的负压控制方法包括自动模式控制流程和手动模式控制流程。其中自动模式控制流程涉及到本发明的发明点，而手动模式控制流程是本发明提供的优选实施方式，使得本发明提供的方法兼具手动控制和自动控制两种模式，从而兼顾两种控制模式的优缺点，更能适应生产要求。

下面先介绍自动模式控制流程，该流程包括：负压接收步骤：接收代表干燥滚筒内的负压的实际负压信号以及负压设定值；自动控制信号生成步骤：根据所述实际负压信号以及负压设定值生成风门开度自动控制信号；以及第一信号输出步骤：输出所述风门开度自动控制信号。

在自动模式中，需要用户输入负压设定值，并结合该负压设定值以及检测到的实际负压信号来生成风门开度自动控制信号(例如4-20mA的电流信号)，并将该信号输出到风门执行装置用以控制风门开度(风门执行装置这部分稍后介绍)。

具体来说，负压接收步骤中接收到的负压设定值是干燥滚筒正常工作情况下的负压值，例如为-100至-150Pa。

然后在自动控制信号生成步骤中，将上述负压设定值作为目标值，将实际负压信号所代表的实际负压值作为反馈值，从而生成风门开度自动控制信号，以使得实际负压值接近负压设定值。这里可以使用现有的各种闭环控制方式，优选为PID调节，即使用PID调节器。PID调节器的P、I、D各参数可以根据实际运行情况加以调整，例如可以以PID调节器通过自整定功能运算出的初始值运行几次，并对初始值适当修改，当运行达到较为理想的控制效果时确定最终的PID参数。PID调节器为本领域公知的闭环控制器，在此不再赘述。

另外，在自动控制信号生成步骤中，还可以接收风门位置反馈信号，构成风门控制的闭环系统，用以调节输出的风门开度自动控制信号，从而能够更为准确地控制风门的开度。风门位置反馈信号可以由驱动风门的电机的电机控制器提供，也可以由任何检测风门位置的位置传感器提供。

最后，在第一信号输出步骤中将风门开度自动控制信号输出到风门执行装置。

自动模式控制较为精准，控制效果较好，相比于现有技术中控制引风机转速而言，本发明直接控制风门开度更为直接有效，可以长期使用。但是自动模式也会发生故障，一旦发生故障或者采集的信号不准确，则必须停机、停产检修之后才能再次恢复生产。所以，如上所述，根据本发明的优选实施方式，还设计了手动模式，这样一旦自动模式运行时设备发生故障或发生其他紧急情况，则可以直接切换到手动模式控制，不必停机或停产检修，保证了生产效率。

下面介绍手动模式控制流程。如图1所示，该流程包括：开度值接收步骤：接收风门的开度设定值；手动控制信号生成步骤：根据所述开度设定值生成风门开度手动控制信号；以及第二信号输出步骤：输出所述风门开度手动控制信号。

在手动模式中，需要用户手动输入风门的开度设定值，并将接收到的开度设定值转换成对应的风门开度控制信号(例如4-20mA的电流信号)，然后将该信号输出到风门执行装置用以控制风门开度。

具体来说，开度值接收步骤中接收到的风门的开度设定值是指风门开启的程度，其为0-100中的任一值，是对应风门开度为全关(0)到全开(100)中的各个位置。其中用户所输入的开度设定值是根据实际生产情况输入的，例如如果滚筒中的负压过大，则需减小风门开度值，如果滚筒中的负压过小，则需增大风门开度值，而负压则可以通过各种气压检测装置检测得到。由于手动模式下，所输入的风门开度值依赖于操作者的人为因素，所以不应长期处于手动模式，而仅是在自动模式发生故障时使用。

然后，手动控制信号生成步骤能够将开度设定值(数字值)转换成一定范围内的电流信号(如4-20mA)。

同样的，手动模式中也可以设置针对风门控制的闭环系统，也就是说，在手动控制信号生成步骤中，还可以接收风门位置反馈信号，构成风门控制的闭环系统，用以调节输出的风门开度手动控制信号。

最后，在第二信号输出步骤中将风门开度手动控制信号输出到风门执行装置。

由于本发明提供了上述的自动模式控制流程和手动模式控制流程，所以需要一个模式选择步骤来选择是以手动模式还是自动模式进行负压控制。如果选择以自动模式进行负压控制，则执行上述自动模式控制流程；而如果选择以手动模式进行负压控制，则进行手动模式控制流程。上述模式的选择是由用户选择的。

图2为根据本发明提供的干燥滚筒的负压控制器的结构框图，参见图2，本发明提供的负压控制器10包括：自动模式控制装置13，该自动模式控制装置13包括：负压接收单元14，用于接收代表干燥滚筒内的负压的实际负压信号以及负压设定值；自动控制信号生成单元15，用于根据所述实际负压信号以及负压设定值生成风门开度自动控制信号；以及第一信号输出单元16，用于输出所述风门开度自动控制信号。

这里负压接收单元14即为接收电路，本发明并不对其具体结构进行限制，任何能够接收信号的接收电路均可以实现。负压设定值及实际负压信号参见之前的描述。

自动控制信号生成单元15则根据上述负压设定值作为目标值，通过调节风门开度控制信号，以使得实际负压信号接近负压设定值。这里自动控制信号生成单元15可以使用现有的各种闭环控制器，优选为PID调节器，如前所述。

另外，如上所述，自动控制信号生成单元15还可以接收风门位置反馈信号，如图中虚线所示，构成闭环系统，用以调节输出的风门开度控制信号。

第一信号输出单元16即为信号输出电路，本发明不对其具体结构进行限制，任何能够输出信号的电路均可以实现。

优选情况下，负压控制器10还可以包括手动模式控制装置12，该手动模式控制装置12包括：开度值接收单元17，用于接收风门的开度设定值；手动控制信号生成单元18，用于根据所述开度设定值生成风门开度手动控制信号；以及第二信号输出单元19，用于输出所述风门开度手动控制信号。

其中，开度值接收单元17也可以为接收电路，本发明并不对其具体结构进行限制，任何能够接收信号的接收电路均可以实现。风门的开度设定值参见之前的描述。

手动控制信号生成单元18可以为软件程序或可编程硬件，其被配置成能够将风门开度值(数字值)转换成一定范围内的电流信号(如4-20mA)，本领域人员根据上述描述均可以实现该装置，在此不再赘述。另外，如上所述，手动控制信号生成单元18也可以接收风门位置反馈信号，如图中虚线所示，用以调节输出的风门开度控制信号。

第二信号输出单元19与第一信号输出单元16一样，同为信号输出电路，本发明不对其具体结构进行限制，任何能够输出信号的电路均可以实现。

上述手动模式控制装置12、自动模式控制装置13可以集成到PLC或其他各种控制器中。

根据本发明的优选实施方式，负压控制器10还可以包括模式选择装置11，用于选择以手动模式还是自动模式进行负压控制，当选择以自动模式进行负压控制时，运行所述自动模式控制装置13，当选择以手动模式进行负压控制时，运行所述手动模式控制装置12。

所述模式选择装置11为切换开关，如继电器、按钮等装置，这样，当选择自动模式时，将切换开关切换到自动模式状态，则自动模式控制装置13可以运行以进行自动控制；当自动模式发生故障或紧急情况下时，选择手动模式，将切换开关切换到手动模式状态，则手动模式控制装置12可以运行以进行手动控制，不影响生产进程。

因此，自动模式控制装置13或手动模式控制装置12还可以具有使能端，当使能端上电，则相应装置运行。也可以使自动模式控制装置13和手动模式控制装置12的使能端始终上电，但不向开度值接收单元17输入风门开度值，这样手动模式控制装置12作为后备模式运行。

例如，上述切换开关为常开开关，一端连接到自动模式控制装置13的使能端，另一端连接电源，其中常开状态为手动模式状态，闭合状态为自动模式状态。这样，当将需要进入自动模式控制时，则将该常开开关闭合，从而自动模式控制装置13上电工作，而当自动模式出现故障时，则将该常开开关断开，进入手动模式控制。又如，该切换开关还可以为单刀双掷开关，每一支路分别连接到自动模式控制装置13和手动模式控制装置12的使能端。

下面结合图3详细说明本发明提供的干燥滚筒的负压控制系统，如图3所示，本发明提供的干燥滚筒的负压控制系统包括：上述负压控制器10；负压检测装置20，与所述自动模式控制装置13的负压接收单元14电连接，用于检测干燥滚筒内的实际负压信号并输出到负压接收单元14；风门执行装置30，用于根据所述自动模式控制装置13的第一信号输出单元16输出的风门开度自动控制信号执行风门开度控制。

其中，为了便于用户输入手动模式需要的开度设定值或自动模式需要的负压设定值，优选情况下，该负压控制系统还可以包括输入装置40，用于负压接收单元14输入负压设定值和/或向开度值接收单元17输入开度设定值。图中示出了两处输出装置40，可以为同一个输入装置，也可以是单独的。该输入装置40可以为例如键盘、鼠标、触摸屏等输入设备，优选为触摸屏(还兼具显示功能)。输入装置40与负压控制器10之间可以采用各种通信方式，例如工业以太网、Profibus、MPI等方式。

为了直观显示生产流程，本系统还可以包括上位机，例如DCS，用于显示生产状态及生产参数(如给料频率、风门开度、负压等)和/或设置生产参数，从而生产过程能在上位机DCS画面中动态显示，以便操作者能够随时了解整个系统的工作情况。优选地，上述输入装置40也可以集成到上位机中。

所述负压检测装置20为能够检测负气压值的装置，例如气压传感器，检测范围优选为-500至0Pa。优选情况下，负压检测装置20包括气压传感器和变送器(未图示)，其中气压传感器用于检测干燥滚筒内的气压值，变送器与所述气压传感器和负压接收单元14电连接，用于将气压值转换成模拟信号以作为实际负压信号，例如4-20mA的电流信号，以用于输入到自动模式控制装置13的负压接收单元14中。

本发明不对风门执行装置30的具体结构做特别限制，任何现有的风门执行装置均可以实现。具体而言，所述风门执行装置30包括电机31和电机控制器32，其中电机31与引风机风门传动连接，以带动风门开启不同开度，电机控制器32与第一信号输出单元16或第二信号输出单元19电连接，用于接收风门开度自动控制信号或风门开度手动控制信号以控制电机32的运转。优选情况下，电机控制器32还能够输出风门位置反馈信号到自动控制信号生成单元15或手动控制信号生成单元18以与其建立闭环控制。

此外，本发明还提供一种搅拌设备，例如沥青搅拌站、干粉砂浆搅拌站等，该搅拌设备包括干燥滚筒和引风机，其中，该搅拌设备还包括上述的负压控制系统，其中负压检测装置20安装在干燥滚筒内，风门执行装置30用于控制引风机风门。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (11)

1.一种干燥滚筒的负压控制方法，该方法包括： 

模式选择步骤：选择以手动模式还是自动模式进行负压控制； 

当在模式选择步骤中选择以自动模式进行负压控制时，执行自动模式控制流程，该流程包括： 

负压接收步骤：接收代表干燥滚筒内的负压的实际负压信号以及负压设定值； 

自动控制信号生成步骤：根据所述实际负压信号以及负压设定值生成风门开度自动控制信号；以及 

第一信号输出步骤：输出所述风门开度自动控制信号； 

当在模式选择步骤中选择以手动模式进行负压控制时，执行手动模式控制流程，该流程包括： 

开度值接收步骤：接收风门的开度设定值； 

手动控制信号生成步骤：根据所述开度设定值生成风门开度手动控制信号；以及 

第二信号输出步骤：输出所述风门开度手动控制信号； 

其中，所述自动控制信号生成步骤或手动控制信号生成步骤还接收风门位置反馈信号，以调节生成的风门开度自动控制信号或风门开度手动控制信号。 

2.一种干燥滚筒的负压控制器（10），其中，该负压控制器（10）包括： 

自动模式控制装置（13），该自动模式控制装置（13）包括： 

负压接收单元（14），用于接收代表干燥滚筒内的负压的实际负压信号以及负压设定值； 

自动控制信号生成单元（15），用于根据所述实际负压信号以及负压设定值生成风门开度自动控制信号，以及接收风门位置反馈信号，以调节 生成的风门开度自动控制信号；以及 

第一信号输出单元（16），用于输出所述风门开度自动控制信号； 

手动模式控制装置（12），包括： 

开度值接收单元（17），用于接收风门的开度设定值； 

手动控制信号生成单元（18），用于根据所述开度设定值生成风门开度手动控制信号，以及接收风门位置反馈信号，以调节生成的风门开度手动控制信号；以及 

第二信号输出单元（19），用于输出所述风门开度手动控制信号；以及 

模式选择装置（11），用于选择以手动模式还是自动模式进行负压控制，当选择以自动模式进行负压控制时，运行所述自动模式控制装置（13），当选择以手动模式进行负压控制时，运行所述手动模式控制装置（12）。 

3.根据权利要求2所述的负压控制器（10），其中，所述自动控制信号生成单元（15）为PID调节器。 

4.根据权利要求2所述的负压控制器（10），其中，所述模式选择装置（11）为切换开关。 

5.一种干燥滚筒的负压控制系统，其中，该负压控制系统包括： 

根据权利要求2-4中任一项权利要求所述的负压控制器（10）； 

负压检测装置（20），与所述自动模式控制装置（13）的负压接收单元（14）电连接，用于检测干燥滚筒内的实际负压信号并输出到负压接收单元（14）； 

风门执行装置（30），用于根据所述自动模式控制装置（13）的第一信号输出单元（16）输出的风门开度自动控制信号执行风门开度控制。 

6.根据权利要求5所述的负压控制系统，其中，该负压控制系统还包括： 

输入装置（40），用于向负压接收单元（14）输入负压设定值。 

7.根据权利要求5所述的负压控制系统，其中，所述负压控制器（10）为根据权利要求2或4所述的负压控制器（10），所述风门执行装置（30）根据所述手动模式控制装置（12）的第二信号输出单元（19）输出的风门开度手动控制信号执行风门开度控制。 

8.根据权利要求7所述的负压控制系统，其中，该负压控制系统还包括： 

输入装置（40），用于向开度值接收单元（17）输入开度设定值。 

9.根据权利要求7所述的负压控制系统，其中，所述风门执行装置（30）包括： 

电机（31），与引风机风门传动连接；以及 

电机控制器（32），与第一信号输出单元（16）和/或第二信号输出单元（19）电连接，用于接收风门开度自动控制信号或风门开度手动控制信号以控制电机（31）的运转。 

10.根据权利要求5所述的负压控制系统，其中，所述负压检测装置（20）包括： 

气压传感器，用于检测干燥滚筒内的气压值；以及 

变送器，与所述气压传感器和负压接收单元（14）电连接，用于将气压值转换成模拟信号以作为实际负压信号并输入到负压接收单元（14）中。 

11.一种搅拌设备，包括干燥滚筒和引风机，其中，该搅拌设备还包括根据权利要求5-10中任一项权利要求所述的负压控制系统，其中负压检测装置（20）安装在干燥滚筒内，风门执行装置（30）用于控制引风机风门。 

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