CN102556670B - 空压机转速的控制方法和系统、控制器和罐式粉料运输车 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种空压机转速的控制方法，用于在利用所述空压机对罐仓中的粉状物料进行卸料时，控制所述空压机的转速，包括：步骤102，对罐仓内的粉状物料的剩余量进行检测；步骤104，根据检测结果，能对空压机进行转速调节，其中，空压机的转速与粉状物料的剩余量呈正比例关系。相应地，本发明还提出了一种控制器、一种空压机转速的控制系统和一种罐式粉料运输车。通过本发明的技术方案，可以根据罐仓内的粉料的剩余量，对空压机的转速进行控制，减少能耗浪费，保持稳定的气料混合比，提高卸料效率，降低环境污染。

Description

空压机转速的控制方法和系统、控制器和罐式粉料运输车

技术领域

本发明涉及机械控制领域，具体而言，涉及一种空压机转速的控制方法和系统、一种控制器和一种罐式粉料运输车。

背景技术

罐式粉料运输车主要用于运输输送粉粒混合物料，采用气力输送方式卸料，卸料速度快，卸料全过程为自动卸料过程，减轻了工人的劳动强度，提高了卸料效率。目前市场上罐式粉料运输车的空压机在打料时都为一个固定转速，从空压机开始工作起到工作结束，转速不起任何变化。

而固定转速的空压机存在以下缺点：

1)因随着打料过程的进行，罐内物料逐渐减少，罐内气压的需求也会随着罐内物料的减少而降低，因此空压机转速始终固定不变，会造成能源消耗浪费。

2)空压机始终保持在最开始打料时的高转速状态，随着打料进行，物料减少，气压却不变，此时打出去的混合物料中气体的含量将越来越多，则卸料效率降低。

3)空压机转速始终不变，打出去的物料中气体含量逐渐变多，终端除尘布袋的透气性将无法满足要求，此时将会把除尘布袋涨爆；现场有时为防止此类现象，通常将除尘布袋上插一根通气管，把气体直接排进大气中，造成很大环境污染。

因此，需要一种新的空压机转速的控制技术，可以根据罐仓内的粉料的剩余量，对空压机的转速进行控制，减少能耗浪费，保持稳定的气料混合比，提高卸料效率，降低环境污染。

发明内容

本发明正是基于上述问题，提出了一种新的空压机转速的控制技术，可以根据罐仓内的粉料的剩余量，对空压机的转速进行控制，减少能耗浪费，保持稳定的气料混合比，提高卸料效率，降低环境污染。

有鉴于此，本发明提出了一种空压机转速的控制方法，用于在利用所述空压机对罐仓中的粉状物料进行卸料时，控制所述空压机的转速，包括：步骤102，对所述罐仓内的所述粉状物料的剩余量进行检测；步骤104，根据所述检测结果，对所述空压机进行转速调节，其中，所述空压机的转速与所述粉状物料的剩余量呈正比例关系。

在该技术方案中，由于罐仓中的粉料的剩余量的多少，会影响到罐仓内的气料混合比，因此，通过对空压机的转速控制，使得该气料混合比处于适宜的数值范围，从而提高卸料效率，也降低了对除尘布袋的压力，降低环境污染。

在上述技术方案中，优选地，通过驱动设备对所述空压机的转速进行调节。在该技术方案中，空压机可能不具有自行转动的能力，而是需要在其他的驱动设备的驱动作用下进行转动，因此，也就需要通过对驱动设备的转速进行调节，进而对空压机的转速进行调节。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤102具体包括：检测所述粉状物料与所述罐仓的顶部之间的实时距离。在该技术方案中，在一种情况下，可以通过对粉料与罐仓顶部之间的距离来表示粉料的剩余量，显然，该实时距离越大，则意味着粉料的剩余量越小，则需要对空压机进行相应的转速调节。

这里可以通过测距传感器进行实时距离的测量，比如超声波测距仪、激光测距仪、红外测距仪等。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤104具体包括：在所述实时距离处于预设的第一高度数值范围内时，所述空压机的第一转速为n₁＝k×(H-h)，其中，n₁为所述第一转速，k为对应于所述空压机的驱动设备的转速及所述实时距离的调速系数，h为所述实时距离，H为所述罐仓的高度；在所述实时距离处于预设的第二高度数值范围内时，所述空压机的第二转速为n₂，且所述第二转速为所述第一转速的最小值；在所述实时距离处于预设的第三高度数值范围内时，确认卸料结束，使所述空压机停止运转。

在该技术方案中，对于空压机转速的调节，可以分为不同的阶段，在开始时，可以成为第一阶段，此时粉料较多，可以随着卸料的进行，逐步改变空压机转速。通常是采用降低转速。这里的调速系数k与驱动设备如发动机或电动机等的转速、实时距离相关，比如发动机转速为1000转/分钟，而实时距离为50厘米，则对应的调试系数k为10，当然，具体的数值可以根据情况进行改变，但需要说明的是，这里可以采用一些经验数值，即形成一个对应于转速和实时距离的表格，将该表格存储在系统内存中，则通过对实时距离、转速等的获取，便可以通过实时查表，获取对应的调速系数k，同时，也可以不形成上述表格，而是采用一个计算函数，比如调试系数＝发动机转速/2×(罐仓高度-实时距离)，将类似的计算函数存储在系统内存中，然后通过测量实时距离、发动机转速等参数，即可得到对应的调试系数。

在第二阶段时，粉料较少，由于进行卸料时，在出料口等处存在一定的阻力，因而对应的空压机转速不能够低于一定的转速阈值，若仍然不断调整空压机转速，会导致无法正常卸料。因此，此时将空压机的转速维持在高于该最低转速阈值的转速上，使得既能够正常卸料，又不会过多地影响气料比例。

在第三阶段时，也就是最后一个阶段，此时由于粉料过少，无法正常卸料，则使得空压机停止运转，结束卸料过程。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤102还包括：检测所述粉状物料的实时重量，生成实时重量信号。在该技术方案中，在一种情况下，可以通过对粉料的重量来表示粉料的剩余量，当然，为了便于测量，可以通过对存放该粉料的设备如罐式粉料运输车的总重量进行测量，从而间接获取粉料的重量。显然，实时重量越小，则意味着粉料的剩余量越小，则需要对空压机进行相应的转速调节。

在上述技术方案中，优选地，所述步骤104具体包括：在所述实时重量处于预设的第一重量数值范围内时，所述空压机的第三转速为n₃＝j×m，其中，n₃为所述第三转速，j为对应于所述空压机的驱动设备的转速及所述实时重量的调速系数，m为所述实时重量；在所述实时重量处于预设的第二重量数值范围内时，所述空压机的第四转速为n₄，且所述第四转速为所述第三转速的最小值；在所述实时重量处于预设的第三重量数值范围内时，确认卸料结束，使所述空压机停止运转。

在该技术方案中，对于空压机转速的调节，可以分为不同的阶段，在开始时，可以成为第一阶段，此时粉料较多，可以随着卸料的进行，逐步改变空压机转速。通常是采用降低转速。这里的调速系数k与驱动设备如发动机或电动机等的转速、实时重量相关，比如发动机转速为1000转/分钟，而实时重量为5吨，则对应的调试系数k为10，当然，具体的数值可以根据情况进行改变，但需要说明的是，这里可以采用一些经验数值，即形成一个对应于转速和实时重量的表格，将该表格存储在系统内存中，则通过对实时重量、转速等的获取，便可以通过实时查表，获取对应的调速系数k，同时，也可以不形成上述表格，而是采用一个计算函数，比如调试系数＝发动机转速/20×实时重量，将类似的计算函数存储在系统内存中，然后通过测量实时重量、发动机转速等参数，即可得到对应的调试系数。

在第二阶段时，粉料较少，由于进行卸料时，在出料口等处存在一定的阻力，因而对应的空压机转速不能够低于一定的转速阈值，若仍然不断调整空压机转速，会导致无法正常卸料。因此，此时将空压机的转速维持在高于该最低转速阈值的转速上，使得既能够正常卸料，又不会过多地影响气料比例。

在第三阶段时，也就是最后一个阶段，此时由于粉料过少，无法正常卸料，则使得空压机停止运转，结束卸料过程。

在上述技术方案中，优选地，在所述步骤102之前，还包括：将预设结果与预设转速进行对应地存储；以及在所述步骤104中，具体包括：获取对应于所述检测结果的预设结果，并将所述空压机的转速调节至与所述预设结果对应的预设转速。在该技术方案中，针对转速与距离或重量之间的对应关系，可以通过实验或经验，获取相应的目标转速，将该目标转速与距离或重量之间的关系进行存储在系统内存中，如生成相对应的表格，然后在获取实时距离或实时重量后，便可以直接查得对应的目标转速，然后对空压机进行对应的调节。

根据本发明的又一方面，还提出了一种控制器，用于在利用空压机对罐仓中的粉状物料进行卸料时，控制所述空压机的转速，包括：数据接收单元，能够接收来自检测元件的检测结果，所述检测结果为所述罐仓内的所述粉状物料的剩余量；数据分析单元，能够对来自所述数据接收单元的所述检测结果进行分析，并生成对应的转速调节信号；信号发送单元，能够将所述转速调节信号发送至所述空压机，对所述空压机进行转速调节，其中，所述空压机的转速与所述粉状物料的剩余量呈正比例关系。

在该技术方案中，由于罐仓中的粉料的剩余量的多少，会影响到罐仓内的气料混合比，因此，通过对空压机的转速控制，使得该气料混合比处于适宜的数值范围，从而提高卸料效率，也降低了对除尘布袋的压力，降低环境污染。

在上述技术方案中，优选地，所述数据分析单元具体包括：数据类型判断子单元，判断来自所述数据接收单元的所述检测结果的数据类型为实时距离或实时重量，其中，所述实时距离为所述粉状物料与所述罐仓的顶部之间的距离，所述实时重量为所述粉状物料的重量；数值判断子单元，连接至所述数据类型判断子单元，判断所述实时距离或所述实时重量所处的数值范围；转速确定子单元，根据来自所述数值判断子单元的判断结果，确定对应的空压机转速。

在上述技术方案中，优选地，所述转速确定子单元具体包括：第一转速确定子单元，连接至所述数据类型判断子单元，在所述数据类型判断子单元的检测结果为实时距离时，根据所述数值判断子单元的判断结果，确定对应的空压机转速，其中，在所述实时距离处于预设的第一高度数值范围内时，所述空压机的第一转速为n₁＝k×(H-h)，其中，n₁为所述第一转速，k为对应于所述空压机的驱动设备的转速及所述实时距离的调速系数，h为所述实时距离，H为所述罐仓的高度；在所述实时距离处于预设的第二高度数值范围内时，所述空压机的第二转速为n₂，且所述第二转速为所述第一转速的最小值；在所述实时距离处于预设的第三高度数值范围内时，确认卸料结束，使所述空压机停止运转。

在该技术方案中，对于空压机转速的调节，可以分为不同的阶段，在开始时，可以成为第一阶段，此时粉料较多，可以随着卸料的进行，逐步改变空压机转速。通常是采用降低转速。这里的调速系数k与驱动设备如发动机或电动机等的转速、实时距离相关，比如发动机转速为1000转/分钟，而实时距离为50厘米，则对应的调试系数k为10，当然，具体的数值可以根据情况进行改变，但需要说明的是，这里可以采用一些经验数值，即形成一个对应于转速和实时距离的表格，将该表格存储在系统内存中，则通过对实时距离、转速等的获取，便可以通过实时查表，获取对应的调速系数k，同时，也可以不形成上述表格，而是采用一个计算函数，比如调试系数＝发动机转速/2×(罐仓高度-实时距离)，将类似的计算函数存储在系统内存中，然后通过测量实时距离、发动机转速等参数，即可得到对应的调试系数。

在第二阶段时，粉料较少，由于进行卸料时，在出料口等处存在一定的阻力，因而对应的空压机转速不能够低于一定的转速阈值，若仍然不断调整空压机转速，会导致无法正常卸料。因此，此时将空压机的转速维持在高于该最低转速阈值的转速上，使得既能够正常卸料，又不会过多地影响气料比例。

在第三阶段时，也就是最后一个阶段，此时由于粉料过少，无法正常卸料，则使得空压机停止运转，结束卸料过程。

在上述技术方案中，优选地，所述转速确定子单元具体包括：第二转速确定子单元，连接至所述数据类型判断子单元，在所述数据类型判断子单元的检测结果为实时重量时，根据所述数值判断子单元的判断结果，确定对应的空压机转速，其中，在所述实时重量处于预设的第一重量数值范围内时，所述空压机的第三转速为n₃＝j×m，其中，n₃为所述第三转速，j为对应于所述空压机的驱动设备的转速及所述实时重量的调速系数，m为所述实时重量；在所述实时重量处于预设的第二重量数值范围内时，所述空压机的第四转速为n₄，且所述第四转速为所述第三转速的最小值；在所述实时重量处于预设的第三重量数值范围内时，确认卸料结束，使所述空压机停止运转。

在该技术方案中，对于空压机转速的调节，可以分为不同的阶段，在开始时，可以成为第一阶段，此时粉料较多，可以随着卸料的进行，逐步改变空压机转速。通常是采用降低转速。这里的调速系数k与驱动设备如发动机或电动机等的转速、实时重量相关，比如发动机转速为1000转/分钟，而实时重量为5吨，则对应的调试系数k为10，当然，具体的数值可以根据情况进行改变，但需要说明的是，这里可以采用一些经验数值，即形成一个对应于转速和实时重量的表格，将该表格存储在系统内存中，则通过对实时重量、转速等的获取，便可以通过实时查表，获取对应的调速系数k，同时，也可以不形成上述表格，而是采用一个计算函数，比如调试系数＝发动机转速/20×实时重量，将类似的计算函数存储在系统内存中，然后通过测量实时重量、发动机转速等参数，即可得到对应的调试系数。

在第二阶段时，粉料较少，由于进行卸料时，在出料口等处存在一定的阻力，因而对应的空压机转速不能够低于一定的转速阈值，若仍然不断调整空压机转速，会导致无法正常卸料。因此，此时将空压机的转速维持在高于该最低转速阈值的转速上，使得既能够正常卸料，又不会过多地影响气料比例。

在第三阶段时，也就是最后一个阶段，此时由于粉料过少，无法正常卸料，则使得空压机停止运转，结束卸料过程。

在上述技术方案中，优选地，还包括：存储单元，根据接收到的设置命令，将预设结果与预设转速进行对应地存储；以及所述数据分析单元还包括：查找子单元，连接至所述存储单元，在所述存储单元中查找与所述检测结果相匹配的预设结果，并进一步获取对应于所述相匹配的预设结果的预设转速，以及生成对应的转速调节信号。在该技术方案中，针对转速与距离或重量之间的对应关系，可以通过实验或经验，获取相应的目标转速，将该目标转速与距离或重量之间的关系进行存储在系统内存中，如生成相对应的表格，然后在获取实时距离或实时重量后，便可以直接查得对应的目标转速，然后对空压机进行对应的调节。

在上述技术方案中，优选地，所述信号发送单元还用于：将所述转速调节信号发送至驱动设备，所述驱动设备根据所述转速调节信号改变所述空压机的转速。在该技术方案中，空压机可能不具有自行转动的能力，而是需要在其他的驱动设备的驱动作用下进行转动，因此，也就需要通过对驱动设备的转速进行调节，进而对空压机的转速进行调节。

在上述技术方案中，优选地，所述空压机安装在罐式粉料运输车上；以及所述驱动设备包括：电动机或所述罐式粉料运输车的发动机。在该技术方案中，为了达到较好的驱动效果或节省燃油，可以使用单独的电动机对空压机进行驱动，而由于空压机安装在罐式粉料运输车上，因而为了简化系统搭建，也可以直接利用该罐式粉料运输车上的发动机对空压机进行驱动。在使用发动机进行驱动时，显然地，对于其转速的控制，可以通过控制器将向发动机ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)发送控制命令后，由发动机ECU向发动机发送对应的命令，从而对发动机转速进行调节。

根据本发明的又一方面，还提出了一种空压机转速的控制系统，用于在利用所述空压机对罐仓中的粉状物料进行卸料时，控制所述空压机的转速，包括：检测元件，对所述罐仓内的所述粉状物料的剩余量进行检测；以及如上述权利要求中任一项所述的控制器。

在该技术方案中，由于罐仓中的粉料的剩余量的多少，会影响到罐仓内的气料混合比，因此，通过对空压机的转速控制，使得该气料混合比处于适宜的数值范围，从而提高卸料效率，也降低了对除尘布袋的压力，降低环境污染。

在上述技术方案中，优选地，所述检测元件包括：距离感应器和/或重量感应器。

根据本发明的又一方面，还提出了一种罐式粉料运输车，包括：如上述权利要求中任一项所述的空压机转速的控制系统。

在该技术方案中，由于罐仓中的粉料的剩余量的多少，会影响到罐仓内的气料混合比，因此，通过对空压机的转速控制，使得该气料混合比处于适宜的数值范围，从而提高卸料效率，也降低了对除尘布袋的压力，降低环境污染。

通过以上技术方案，可以根据罐仓内的粉料的剩余量，对空压机的转速进行控制，减少能耗浪费，保持稳定的气料混合比，提高卸料效率，降低环境污染。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的空压机转速的控制方法的流程图；

图2示出了根据本发明的实施例的罐式粉料运输车的框图；

图3示出了根据本发明的实施例的转速确定子单元的框图；

图4示出了根据本发明的实施例的转速确定子单元的框图；

图5A至5B示出了根据本发明的实施例的罐式粉料运输车的示意图；

图6示出了根据本发明的实施例的卸载粉料的过程的示意图；

图7示出了根据本发明的实施例的卸载粉料的过程的示意图；

图8示出了根据本发明的实施例的卸载粉料的过程的示意图；

图9示出了根据本发明的实施例的调节空压机转速的具体流程图。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。

图1示出了根据本发明的实施例的空压机转速的控制方法的流程图。

如图1所示，根据本发明的实施例的空压机转速的控制方法，用于在利用空压机对罐仓中的粉状物料进行卸料时，控制空压机的转速，包括：步骤102，对罐仓内的粉状物料的剩余量进行检测；步骤104，根据检测结果，对空压机进行转速调节，其中，空压机的转速与粉状物料的剩余量呈正比例关系。

在该技术方案中，由于罐仓中的粉料的剩余量的多少，会影响到罐仓内的气料混合比，因此，通过对空压机的转速控制，使得该气料混合比处于适宜的数值范围，从而提高卸料效率，也降低了对除尘布袋的压力，降低环境污染。

在上述技术方案中，通过驱动设备对空压机的转速进行调节。在该技术方案中，空压机可能不具有自行转动的能力，而是需要在其他的驱动设备的驱动作用下进行转动，因此，也就需要通过对驱动设备的转速进行调节，进而对空压机的转速进行调节。

在上述技术方案中，步骤102具体包括：利用检测元件检测粉状物料与罐仓的顶部之间的实时距离，生成实时距离信号，并发送至控制器。在该技术方案中，在一种情况下，可以通过对粉料与罐仓顶部之间的距离来表示粉料的剩余量，显然，该实时距离越大，则意味着粉料的剩余量越小，则需要对空压机进行相应的转速调节。

这里可以通过测距传感器进行实时距离的测量，比如超声波测距仪、激光测距仪、红外测距仪等。

在上述技术方案中，步骤104具体包括：在实时距离处于预设的第一高度数值范围内时，空压机的第一转速为n₁＝k×(H-h)，其中，n₁为第一转速，k为对应于空压机的驱动设备的转速及实时距离的调速系数，h为实时距离，H为所述罐仓的高度；在实时距离处于预设的第二高度数值范围内时，空压机的第二转速为n₂，且第二转速为第一转速的最小值；在实时距离处于预设的第三高度数值范围内时，确认卸料结束，使空压机停止运转。

在该技术方案中，对于空压机转速的调节，可以分为不同的阶段，在开始时，可以成为第一阶段，此时粉料较多，可以随着卸料的进行，逐步改变空压机转速。通常是采用降低转速。这里的调速系数k与驱动设备如发动机或电动机等的转速、实时距离相关，比如发动机转速为1000转/分钟，而实时距离为50厘米，则对应的调试系数k为10，当然，具体的数值可以根据情况进行改变，但需要说明的是，这里可以采用一些经验数值，即形成一个对应于转速和实时距离的表格，将该表格存储在系统内存中，则通过对实时距离、转速等的获取，便可以通过实时查表，获取对应的调速系数k，同时，也可以不形成上述表格，而是采用一个计算函数，比如调试系数＝发动机转速/2×(罐仓高度-实时距离)，将类似的计算函数存储在系统内存中，然后通过测量实时距离、发动机转速等参数，即可得到对应的调试系数。

在第二阶段时，粉料较少，由于进行卸料时，在出料口等处存在一定的阻力，因而对应的空压机转速不能够低于一定的转速阈值，若仍然不断调整空压机转速，会导致无法正常卸料。因此，此时将空压机的转速维持在高于该最低转速阈值的转速上，使得既能够正常卸料，又不会过多地影响气料比例。

在第三阶段时，也就是最后一个阶段，此时由于粉料过少，无法正常卸料，则使得空压机停止运转，结束卸料过程。

在上述技术方案中，步骤102还包括：检测粉状物料的实时重量，生成实时重量信号。在该技术方案中，在一种情况下，可以通过对粉料的重量来表示粉料的剩余量，当然，为了便于测量，可以通过对存放该粉料的设备如罐式粉料运输车的总重量进行测量，从而间接获取粉料的重量。显然，实时重量越小，则意味着粉料的剩余量越小，则需要对空压机进行相应的转速调节。

在上述技术方案中，步骤104具体包括：在实时重量处于预设的第一重量数值范围内时，空压机的第三转速为n₃＝j×m，其中，n₃为第三转速，j为对应于空压机的驱动设备的转速及实时重量的调速系数，m为实时重量；在实时重量处于预设的第二重量数值范围内时，空压机的第四转速为n₄，且第四转速为第三转速的最小值；在实时重量处于预设的第三重量数值范围内时，确认卸料结束，使空压机停止运转。

在该技术方案中，对于空压机转速的调节，可以分为不同的阶段，在开始时，可以成为第一阶段，此时粉料较多，可以随着卸料的进行，逐步改变空压机转速。通常是采用降低转速。这里的调速系数k与驱动设备如发动机或电动机等的转速、实时重量相关，比如发动机转速为1000转/分钟，而实时重量为5吨，则对应的调试系数k为10，当然，具体的数值可以根据情况进行改变，但需要说明的是，这里可以采用一些经验数值，即形成一个对应于转速和实时重量的表格，将该表格存储在系统内存中，则通过对实时重量、转速等的获取，便可以通过实时查表，获取对应的调速系数k，同时，也可以不形成上述表格，而是采用一个计算函数，比如调试系数＝发动机转速/20×实时重量，将类似的计算函数存储在系统内存中，然后通过测量实时重量、发动机转速等参数，即可得到对应的调试系数。

在第二阶段时，粉料较少，由于进行卸料时，在出料口等处存在一定的阻力，因而对应的空压机转速不能够低于一定的转速阈值，若仍然不断调整空压机转速，会导致无法正常卸料。因此，此时将空压机的转速维持在高于该最低转速阈值的转速上，使得既能够正常卸料，又不会过多地影响气料比例。

在第三阶段时，也就是最后一个阶段，此时由于粉料过少，无法正常卸料，则使得空压机停止运转，结束卸料过程。

在上述技术方案中，在步骤102之前，还包括：将预设结果与预设转速进行对应地存储；以及在步骤104中，具体包括：获取对应于检测结果的预设结果，并将空压机的转速调节至与预设结果对应的预设转速。在该技术方案中，针对转速与距离或重量之间的对应关系，可以通过实验或经验，获取相应的目标转速，将该目标转速与距离或重量之间的关系进行存储在系统内存中，如生成相对应的表格，然后在获取实时距离或实时重量后，便可以直接查得对应的目标转速，然后对空压机进行对应的调节。

图2示出了根据本发明的实施例的罐式粉料运输车的框图。

如图2所示，根据本发明的实施例的罐式粉料运输车400，包括空压机转速的控制系统300。

空压机转速的控制系统300，用于在利用空压机对罐仓中的粉状物料进行卸料时，控制空压机的转速，包括：检测元件302，对罐仓内的粉状物料的剩余量进行检测；以及控制器200。

根据本发明的实施例的控制器200，用于在利用空压机对罐仓中的粉状物料进行卸料时，控制空压机的转速，包括：数据接收单元202，能够接收来自检测元件的检测结果，检测结果为罐仓内的粉状物料的剩余量；数据分析单元204，能够对来自数据接收单元202的检测结果进行分析，并生成对应的转速调节信号；信号发送单元206，能够将转速调节信号发送至空压机，对空压机进行转速调节，其中，空压机的转速与粉状物料的剩余量呈正比例关系。

在该技术方案中，由于罐仓中的粉料的剩余量的多少，会影响到罐仓内的气料混合比，因此，通过对空压机的转速控制，使得该气料混合比处于适宜的数值范围，从而提高卸料效率，也降低了对除尘布袋的压力，降低环境污染。

在上述技术方案中，数据分析单元204具体包括：数据类型判断子单元2040，判断来自数据接收单元202的检测结果的数据类型为实时距离或实时重量，其中，实时距离为粉状物料与罐仓的顶部之间的距离，实时重量为粉状物料的重量；数值判断子单元2042，连接至数据类型判断子单元2040，判断实时距离或实时重量所处的数值范围；转速确定子单元2044，根据来自数值判断子单元2042的判断结果，确定对应的空压机转速。

在上述技术方案中，转速确定子单元2044具体包括：第一转速确定子单元20440，连接至数据类型判断子单元2040，在数据类型判断子单元2040的检测结果为实时距离时，根据数值判断子单元2042的判断结果，确定对应的空压机转速，其中，在实时距离处于预设的第一高度数值范围内时，空压机的第一转速为n₁＝k×(H-h)，其中，n₁为第一转速，k为对应于空压机的驱动设备的转速及实时距离的调速系数，h为实时距离，H为罐仓的高度；在实时距离处于预设的第二高度数值范围内时，空压机的第二转速为n₂，且第二转速为第一转速的最小值；在实时距离处于预设的第三高度数值范围内时，确认卸料结束，使空压机停止运转。

在该技术方案中，对于空压机转速的调节，可以分为不同的阶段，在开始时，可以成为第一阶段，此时粉料较多，可以随着卸料的进行，逐步改变空压机转速。通常是采用降低转速。这里的调速系数k与驱动设备如发动机或电动机等的转速、实时距离相关，比如发动机转速为1000转/分钟，而实时距离为50厘米，则对应的调试系数k为10，当然，具体的数值可以根据情况进行改变，但需要说明的是，这里可以采用一些经验数值，即形成一个对应于转速和实时距离的表格，将该表格存储在系统内存中，则通过对实时距离、转速等的获取，便可以通过实时查表，获取对应的调速系数k，同时，也可以不形成上述表格，而是采用一个计算函数，比如调试系数＝发动机转速/2×(罐仓高度-实时距离)，将类似的计算函数存储在系统内存中，然后通过测量实时距离、发动机转速等参数，即可得到对应的调试系数。

在第二阶段时，粉料较少，由于进行卸料时，在出料口等处存在一定的阻力，因而对应的空压机转速不能够低于一定的转速阈值，若仍然不断调整空压机转速，会导致无法正常卸料。因此，此时将空压机的转速维持在高于该最低转速阈值的转速上，使得既能够正常卸料，又不会过多地影响气料比例。

在第三阶段时，也就是最后一个阶段，此时由于粉料过少，无法正常卸料，则使得空压机停止运转，结束卸料过程。

在上述技术方案中，转速确定子单元2044具体包括：第二转速确定子单元20442，连接至数据类型判断子单元2040，在数据类型判断子单元2040的检测结果为实时重量时，根据数值判断子单元2042的判断结果，确定对应的空压机转速，其中，在实时重量处于预设的第一重量数值范围内时，空压机的第三转速为n₃＝j×m，其中，n₃为第三转速，j为对应于空压机的驱动设备的转速及实时重量的调速系数，m为实时重量；在实时重量处于预设的第二重量数值范围内时，空压机的第四转速为n₄，且第四转速为第三转速的最小值；在实时重量处于预设的第三重量数值范围内时，确认卸料结束，使空压机停止运转。

在该技术方案中，对于空压机转速的调节，可以分为不同的阶段，在开始时，可以成为第一阶段，此时粉料较多，可以随着卸料的进行，逐步改变空压机转速。通常是采用降低转速。这里的调速系数k与驱动设备如发动机或电动机等的转速、实时重量相关，比如发动机转速为1000转/分钟，而实时重量为5吨，则对应的调试系数k为10，当然，具体的数值可以根据情况进行改变，但需要说明的是，这里可以采用一些经验数值，即形成一个对应于转速和实时重量的表格，将该表格存储在系统内存中，则通过对实时重量、转速等的获取，便可以通过实时查表，获取对应的调速系数k，同时，也可以不形成上述表格，而是采用一个计算函数，比如调试系数＝发动机转速/20×实时重量，将类似的计算函数存储在系统内存中，然后通过测量实时重量、发动机转速等参数，即可得到对应的调试系数。

在第二阶段时，粉料较少，由于进行卸料时，在出料口等处存在一定的阻力，因而对应的空压机转速不能够低于一定的转速阈值，若仍然不断调整空压机转速，会导致无法正常卸料。因此，此时将空压机的转速维持在高于该最低转速阈值的转速上，使得既能够正常卸料，又不会过多地影响气料比例。

在第三阶段时，也就是最后一个阶段，此时由于粉料过少，无法正常卸料，则使得空压机停止运转，结束卸料过程。

在上述技术方案中，还包括：存储单元208，根据接收到的设置命令，将预设结果与预设转速进行对应地存储；以及数据分析单元204还包括：查找子单元2046，连接至存储单元208，在存储单元208中查找与检测结果相匹配的预设结果，并进一步获取对应于相匹配的预设结果的预设转速，以及生成对应的转速调节信号。在该技术方案中，这里的预设结果包括可能在检测结果中出现的距离的数值或是重量的数值，这些数值存在对应的预设转速，从而使得通过查找对应于实际得到的检测结果的预设结果，即可得到对应的预设转速，并进行转速的设置。针对转速与距离或重量之间的对应关系，可以通过实验或经验，获取相应的目标转速，将该目标转速与距离或重量之间的关系进行存储在系统内存中，如生成相对应的表格，然后在获取实时距离或实时重量后，便可以直接查得对应的目标转速，然后对空压机进行对应的调节。

在上述技术方案中，信号发送单元206还用于：将转速调节信号发送至驱动设备，驱动设备根据转速调节信号改变空压机的转速。在该技术方案中，空压机可能不具有自行转动的能力，而是需要在其他的驱动设备的驱动作用下进行转动，因此，也就需要通过对驱动设备的转速进行调节，进而对空压机的转速进行调节。

在上述技术方案中，空压机安装在罐式粉料运输车上；以及驱动设备包括：电动机或该罐式粉料运输车的发动机。在该技术方案中，为了达到较好的驱动效果或节省燃油，可以使用单独的电动机对空压机进行驱动，而由于空压机安装在罐式粉料运输车上，因而为了简化系统搭建，也可以直接利用该罐式粉料运输车上的发动机对空压机进行驱动。在使用发动机进行驱动时，显然地，对于其转速的控制，可以通过控制器将向发动机ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)发送控制命令后，由发动机ECU向发动机发送对应的命令，从而对发动机转速进行调节。

对于图2所示的罐式粉料运输车400中的转速确定子单元2044，下面分别针对不同情况，结合图3和图4进行说明，其中，图3和图4分别示出了根据本发明的实施例的转速确定子单元的框图。

如图3所示，根据本发明的实施例的转速确定子单元2044A包括第一转速确定子单元20440，用于通过对粉料的高度进行直接或间接的获取后，根据具体的高度数值所处的数值范围，对空压机的转速进行相应方式的调节，从而使得粉料剩余量与空压机转速呈正比例关系。

在另一种情况下，如图4所示，根据本发明的实施例的转速确定子单元2044B包括第二转速确定子单元20442，用于通过对粉料的重量进行直接或间接的获取后，根据具体的重量数值所处的数值范围，对空压机的转速进行相应方式的调节，从而使得粉料剩余量与空压机转速呈正比例关系。

下面结合图5A、5B、6、7、8对基于本发明的技术方案下，使用罐式粉料运输车进行卸料时，对空压机进行转速调节的过程，其中，图5A至5B示出了根据本发明的实施例的罐式粉料运输车的示意图；图6示出了根据本发明的实施例的卸载粉料的过程的示意图；图7示出了根据本发明的实施例的卸载粉料的过程的示意图；图8示出了根据本发明的实施例的卸载粉料的过程的示意图；图9示出了根据本发明的实施例的调节空压机转速的具体流程图。

如图5A所示，根据本发明的实施例的罐式粉料运输车10中，在空压机6的协助下，对罐仓1中的粉料11(在图6中标识出)进行卸载，其中，空压机6由于并不能够自行转动，因而需要由发动机7进行驱动，而发动机7并不与空压机6直接连接，而是通过变速箱8间接进行驱动。在卸料过程中，可以通过转速表5对空压机6的转速进行观察，同时，还可以通过气压表4对罐仓1中的气压进行观察。

由于在进行卸料的过程中，罐仓1内粉料11逐渐减少，气压的需求也会随着罐仓1内粉料11的减少而降低，若空压机6的转速始终固定不变，会造成能源消耗浪费，同时，若空压机6始终保持在最开始打料时的高转速状态，随着打料进行，粉料11减少，气压却不变，此时打出去的混合物料中气体的含量将越来越多，则卸料效率降低，另外，空压机6的转速始终不变，打出去的混合物中气体含量逐渐变多，卸料端的除尘布袋的透气性将无法满足要求，此时将会把除尘布袋涨爆，因而在工作现场有时为防止此类现象，通常将除尘布袋上插一根通气管，把气体直接排进大气中，造成很大环境污染。

因此，需要通过在粉料11的卸料过程中对空压机6的转速进行控制和调节，从而避免上述弊端。在本发明的技术方案中，主要通过安装在入孔盖3上的检测元件2，以及控制器9共同来实现。

具体而言，检测元件2用于对罐仓1中的粉料的上表面与罐仓1的顶部之间的实时距离进行测量，并由控制器9根据得到的实时距离的数值大小，确定对空压机6进行相应的转速调整。这里的检测元件2可以为距离感应器，如激光测距仪、超声波测距仪、红外测距仪等。

对于具体的转速调整策略，下面结合图6至图8进行详细说明。

如图6所示，为罐仓1的内部示意情形，检测元件2实时采集粉料11与罐仓1的顶部之间的实时距离12，并将该实时距离12发送至控制器9中，由控制器9进行分析。

这时可以理解为第一阶段，设定第一距离阈值13，若实时距离12小于该第一距离阈值13，则采用转速n＝k×h，其中，n为空压机6的转速，k为与驱动空压机6的发动机7或是独立的电动机(图中未示出)等其他驱动装置的转速、及实时距离12相关的调速系数，h为实时距离12。比如发动机7的转速为1000转/分钟，而实时距离12为50厘米，则对应的调试系数k为10，当然，具体的数值可以根据情况进行改变，但需要说明的是，这里可以采用一些经验数值，即形成一个对应于转速和实时距离12的表格，将该表格存储在系统内存中，则通过对实时距离、转速等的获取，便可以通过实时查表，获取对应的调速系数k，同时，也可以不形成上述表格，而是采用一个计算函数，比如调试系数＝发动机转速/2×实时距离，将类似的计算函数存储在系统内存中，然后通过测量实时距离12、发动机7的转速等参数，即可得到对应的调试系数k。

如图7所示，随着罐仓1中的粉料11被不断卸载，检测元件2测得的实时距离12越来越大，超过了设定的第一距离阈值13(在图6中标识出)，但仍小于第二距离阈值14，此时将进行第二阶段。

由于空压机6(在图5A中标识出)的转速在第一阶段时不断下降，此时若继续下降，可能会由于出料口存在的阻力等，使得气料混合物无法正常卸载，因此，对于空压机6而言，存在一个能够使得粉料11正常卸载的最低转速，该转速就是从第一阶段进入第二阶段时，通过上述公式n＝k×h得到的最小值，从而既能够保证正常卸料，又能够解决上述问题。

如图8所示，此时罐仓1中的粉料11的剩余量已经很少，由检测元件2测得的实时距离12已经大于了第二距离阈值14，意味着无论对空压机6采用何种转速控制，粉料11都已经无法从出料口正常卸载，则关闭空压机6和控制器2，结束本次卸料过程。

上面说明的是对于如图5A所示的具有一个罐仓1的罐式粉料运输车10进行卸料的过程，而实际应用中，可能存在如图5B所示的具有两个甚至更多罐仓1的情况，由于在数量超过1个时，采用的策略相似，此时对存在两个罐仓1的情况进行说明。

当存在多个罐仓1时，在卸料过程中，每次仅对一个罐仓1进行卸料，完成卸料后，再对其他的罐仓一一进行卸料过程，因此，对于每个罐仓1而言，采用的卸料方式与图5A及图6至8所示的方式是类似的。

不同点在于，在每次完成对一个罐仓1中的粉料的卸载后，如对于图5B中采用安装在入孔盖3A上的检测元件2A进行距离测量的罐仓1A，在完成对应的卸料过程后，将关闭检测元件2A，将向控制器9发送一个对应的关闭信号。这时可以采用多种解决方案，一种情况下，可以将检测元件2A和2B的开关状态和开关次数，在控制器9中保留下相关记录，因此，如果控制器9判断检测元件2A在本次卸料过程中开启1次，检测元件2B开启0次，则当检测元件2A发送了关闭信号后，即可认为罐仓1A已经完成卸载，而罐仓1B还没有进行卸载，因此，向空压机6和检测元件2B发送开启信号，再对罐仓1B进行卸料。当然，显然也可以直接由控制器9记录下每个罐仓的卸料情况，在装载好粉料后，设置对应的状态，在每个罐仓完成卸料后，改变对应的状态，从而在一个罐仓完成卸载后，可以通过查询其他的罐仓的状态，从而判断是否需要继续进行卸料。

图9示出了根据本发明的实施例的调节空压机转速的具体流程图。

如图9所示，根据本发明的实施例的调节空压机转速的具体流程如下：

步骤902，判断是否存在未卸料的罐仓。这是由于在实际应用时，可能在一个设备上存在多个罐仓，而进行卸料时，同一时刻只能由一台空压机对一个罐仓进行控制，因此，对于通常仅有一台空压机的设备，只能够依次对多个罐仓进行卸料。若存在，则进入步骤904，否则结束。

步骤904，启动对应的检测元件，测量粉料距离罐仓顶部的距离h。这里是指粉料的上表面与装载该粉料的罐仓的顶部之间的距离。这里的检测元件可以使用距离感应器，比如超声波测距仪、红外测距仪、激光测距仪等。

步骤906，判断实时距离h与第一距离阈值H1的大小，若h≤H1，说明此时粉料较多，但随着卸载的过程，需要对空压机打入的空气量进行控制，因此，此时若判断为是，进入步骤908，否则进入步骤910。

步骤908，调节空压机转速为n＝k×h，其中，n为空压机6的转速，k为与驱动空压机的发动机或是独立的电动机等其他驱动装置的转速、及实时距离相关的调速系数，h为实时距离。比如发动机的转速为1000转/分钟，而实时距离为50厘米，则对应的调试系数k为10，当然，具体的数值可以根据情况进行改变，但需要说明的是，这里可以采用一些经验数值，即形成一个对应于转速和实时距离的表格，将该表格存储在系统内存中，则通过对实时距离、转速等的获取，便可以通过实时查表，获取对应的调速系数k，同时，也可以不形成上述表格，而是采用一个计算函数，比如调试系数＝发动机转速/2×实时距离，将类似的计算函数存储在系统内存中，然后通过测量实时距离、发动机的转速等参数，即可得到对应的调试系数k。

步骤910，判断实时距离h分别与第一距离阈值H1和第二距离阈值H2之间大小关系，若判断结果为H1＜h≤H2，则进入步骤912，否则进入步骤914。

步骤912，调节空压机转速为n＝n0。此时，粉料的剩余量较少，由于卸料口等处存在阻力，若空压机打入的空气过少，可能导致无法卸载粉料，因此，此时需要将空压机转速保持在高于某一最低转速，因而，可以通过恰当地设置第二距离阈值，从而将n0固定在由n＝k×h得到的最小值。

步骤914，空压机停止转动，结束对本罐仓的卸料，并返回步骤902，判断是否存在其他尚未卸料的罐仓。

以上结合附图详细说明了本发明的技术方案，考虑到相关技术中，使用空压机进行打料的过程中，会造成能源浪费、效率降低、污染环境等，因此，本发明提供了一种空压机转速的控制方法和控制系统、一种控制器和一种罐式粉料运输车，可以根据罐仓内的粉料的剩余量，对空压机的转速进行控制，减少能耗浪费，保持稳定的气料混合比，提高卸料效率，降低环境污染。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (13)

1.一种空压机转速的控制方法，用于在利用所述空压机对罐仓中的粉状物料进行卸料时，控制所述空压机的转速，其特征在于，包括：

步骤102，对所述罐仓内的所述粉状物料的剩余量进行检测；

步骤104，根据所述检测结果，对所述空压机进行转速调节，其中，所述空压机的转速与所述粉状物料的剩余量呈正比例关系。

2.根据权利要求1所述的空压机转速的控制方法，其特征在于，所述步骤102具体包括：

检测所述粉状物料与所述罐仓的顶部之间的实时距离；以及

所述步骤104具体包括：

在所述实时距离处于预设的第一高度数值范围内时，所述空压机的第一转速为n₁=k×(H-h)，其中，n₁为所述第一转速，k为对应于所述空压机的驱动设备的转速及所述实时距离的调速系数，h为所述实时距离，H为所述罐仓的高度；

在所述实时距离处于预设的第二高度数值范围内时，所述空压机的第二转速为n₂，且所述第二转速为所述第一转速的最小值；

在所述实时距离处于预设的第三高度数值范围内时，确认卸料结束，使所述空压机停止运转。

3.根据权利要求1所述的空压机转速的控制方法，其特征在于，所述步骤102还包括：

检测所述粉状物料的实时重量，生成实时重量信号；以及

所述步骤104具体包括：

在所述实时重量处于预设的第一重量数值范围内时，所述空压机的第三转速为n₃=j×m，其中，n₃为所述第三转速，j为对应于所述空压机的驱动设备的转速及所述实时重量的调速系数，m为所述实时重量；

在所述实时重量处于预设的第二重量数值范围内时，所述空压机的第四转速为n₄，且所述第四转速为所述第三转速的最小值；

在所述实时重量处于预设的第三重量数值范围内时，确认卸料结束，使所述空压机停止运转。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的空压机转速的控制方法，其特征在于，在所述步骤102之前，还包括：

将预设结果与预设转速进行对应地存储；以及

在所述步骤104中，具体包括：

获取对应于所述检测结果的预设结果，并将所述空压机的转速调节至与所述预设结果对应的预设转速。

5.一种控制器，用于在利用空压机对罐仓中的粉状物料进行卸料时，控制所述空压机的转速，其特征在于，包括：

数据接收单元，能够接收来自检测元件的检测结果，所述检测结果为所述罐仓内的所述粉状物料的剩余量；

数据分析单元，能够对来自所述数据接收单元的所述检测结果进行分析，并生成对应的转速调节信号；

信号发送单元，能够将所述转速调节信号发送至所述空压机，对所述空压机进行转速调节，其中，所述空压机的转速与所述粉状物料的剩余量呈正比例关系。

6.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，所述数据分析单元具体包括：

数据类型判断子单元，能够判断来自所述数据接收单元的所述检测结果的数据类型为实时距离或实时重量，其中，所述实时距离为所述粉状物料与所述罐仓的顶部之间的距离，所述实时重量为所述粉状物料的重量；

数值判断子单元，连接至所述数据类型判断子单元，能够判断所述实时距离或所述实时重量所处的数值范围；

转速确定子单元，能够根据来自所述数值判断子单元的判断结果，确定对应的空压机转速。

7.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述转速确定子单元具体包括：

第一转速确定子单元，连接至所述数据类型判断子单元，在所述数据类型判断子单元的检测结果为实时距离时，根据所述数值判断子单元的判断结果，确定对应的空压机转速，其中，

在所述实时距离处于预设的第一高度数值范围内时，所述空压机的第一转速为n₁=k×h，其中，n₁为所述第一转速，k为对应于所述空压机的驱动设备的转速及所述实时距离的调速系数，h为所述实时距离；

在所述实时距离处于预设的第二高度数值范围内时，所述空压机的第二转速为n₂，且所述第二转速为所述第一转速的最小值；

在所述实时距离处于预设的第三高度数值范围内时，确认卸料结束，使所述空压机停止运转。

8.根据权利要求6所述的控制器，其特征在于，所述转速确定子单元具体包括：

第二转速确定子单元，连接至所述数据类型判断子单元，在所述数据类型判断子单元的检测结果为实时重量时，根据所述数值判断子单元的判断结果，确定对应的空压机转速，其中，

在所述实时重量处于预设的第一重量数值范围内时，所述空压机的第三转速为n₃=j×m，其中，n₃为所述第三转速，j为对应于所述空压机的驱动设备的转速及所述实时重量的调速系数，m为所述实时重量；

在所述实时重量处于预设的第二重量数值范围内时，所述空压机的第四转速为n₄，且所述第四转速为所述第三转速的最小值；

在所述实时重量处于预设的第三重量数值范围内时，确认卸料结束，使所述空压机停止运转。

9.根据权利要求5所述的控制器，其特征在于，还包括：

存储单元，根据接收到的设置命令，将预设结果与预设转速进行对应地存储；以及

所述数据分析单元还包括：

查找子单元，连接至所述存储单元，在所述存储单元中查找与所述检测结果相匹配的预设结果，并进一步获取对应于所述相匹配的预设结果的预设转速，以及生成对应的转速调节信号。

10.根据权利要求7或8所述的控制器，其特征在于，

所述空压机安装在罐式粉料运输车上；以及

所述驱动设备包括：

电动机或所述罐式粉料运输车的发动机。

11.一种空压机转速的控制系统，用于在利用所述空压机对罐仓中的粉状物料进行卸料时，控制所述空压机的转速，其特征在于，包括：

检测元件，对所述罐仓内的所述粉状物料的剩余量进行检测；以及

如权利要求5至10中任一项所述的控制器。

12.根据权利要求11所述的空压机转速的控制系统，其特征在于，所述检测元件包括：

距离感应器和/或重量感应器。

13.一种罐式粉料运输车，其特征在于，包括：

如权利要求11或12所述的空压机转速的控制系统。

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