CN103007628B - 一种进料压力和压紧压力联动的压滤机控制方法及高压压滤机 - Google Patents
一种进料压力和压紧压力联动的压滤机控制方法及高压压滤机 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种进料压力和压紧压力联动的压滤机控制方法及高压压滤机。该控制方法特征在于：包括在进料之前，对压滤机施加压紧预压力，以维持压滤机空滤室时滤板的密封状态；开始进料，随着物料不断充满压滤机的滤室，滤室内的进料压力不断增大，对压滤机施加的压紧压力也相应的根据一定的比例增大。本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：控制简单、易实现，极大地提高了压滤机进料压力，从而提高滤室中物料分离滤液能力，控制反应快，效率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种进料压力和压紧压力联动的压滤机控制方法及高压压滤机。
背景技术
现有厢式压滤机工作原理是由滤板排列组成滤室（滤板两侧凹进，每两块滤板组合成一厢形滤室）。滤板的表面有麻点和凸台，用以支撑滤布。滤板的中心和边角上有通孔，组装后构成完整的通道，能通入悬浮液、洗涤水和引出滤液。滤板两侧各有把手支托在横梁上，由压紧装置压紧滤板。滤板之间的滤布起密封作用。在输料泵的压力作用下，将需要过滤的物料液体送进各滤室，通过过滤介质（根据不同行业选择合适的滤布），将固体和液体分离。在滤布上形成滤渣，直至充满滤室形成滤饼。滤液穿过滤布并沿滤板沟槽流至下方出液孔通道，集中排出。因此在同种条件下，输料泵的压力即进料压力越大，滤室中物料分离滤液能力越大，但受到滤板承受力的影响，压力不能无止境的增大，否则会容易出现滤板的现象。目前国内的压滤机的压力最大不会超过1.3MPa，基本都运行在0.8-1MPa之间。
普通压滤机进料压力过大导致滤板破坏的主要原因在于目前操作控制工艺决定的。在进料之前，滤板首先压紧，由于滤室处于无料状态，压紧压力全部作用于滤板四周狭小的面积，所以压紧压力只能到一定的值，这个值不至于压破滤板，而且进料后，滤室逐渐建立起压力，这个压力抵消一部分滤板的压紧压力，使滤板四周狭小的面积受到压紧压力相应变小，但为了保证滤板之间的密封状态，所以压紧压力的值必须克服进料压力，让滤板之间保持密封状态，因此这种操作控制方法决定了进料压力受到压紧压力限制，而压紧压力又受到空滤室的时候滤板被压破的限制，这就是目前压滤机进料压力不能超过1.3MPa的根本原因。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，可以提高压滤机进料压力、提高滤室中物料分离滤液能力的一种进料压力和压紧压力联动的压滤机控制方法及高压压滤机。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该进料压力和压紧压力联动的压滤机控制方法，其特征在于：包括
a) 在进料之前，对压滤机施加压紧预压力，以维持压滤机空滤室时滤板的密封状态；
开始进料，随着物料不断充满压滤机的滤室，滤室内的进料压力不断增大，对压滤机施加的压紧压力也相应的根据一定的比例增大。
采用这样的控制过程，使滤板四周受力的部件受到压紧力仅仅就是为了保持滤板的密封状态，理论上，进料压力只受到压滤机的滤板材料压缩强度限制，通过这个控制方法，极大地提高压滤机进料压力，从而提高滤室中物料分离滤液能力。
本发明所述进料压力不断增大的过程中，通过PID算法，对进料压力进行闭环控制。
PID算法公式如下：
u(n)=Kp{e(n)+T/Ti*∑e(n)+Td/T*[e(n)-e(n-1)]}+u(n-1)，
其中u(n)为当前控制器的输出值；e(n)为当前控制器输入与设定值之间的误差；u(n-1)为前一个调节周期控制器的输出值；e(n-1)为前一个调节周期当前控制器输入与设定值之间的误差，Kp为比例系数。Ti为积分时间常数；Td为微分时间常数；T为调节周期。
本发明所述压紧压力增大的过程中通过快速PID算法，对压紧压力进行闭环控制。
本发明所述快速PID算法，在PID算法的基础上，设定值是随着某个过程变量变化而变化，本发明中通过调整公式（1）中的KP、Ti、Td的值，是实际的压紧压力快速跟随设定值。
本发明中压紧压力P给定值和过程变量既进料压力Pb成线性关系，通过调整PID算法公式中的KP、Ti、Td的值，使实际的压紧压力快速跟随设定值的变化而变化。
本发明所述压紧压力的控制公式为：P=P0+K*Pb，其中，P为压紧压力，P0为压紧预压力，Pb为进料当前压力，V为进料频率给定，K为进料压力和压紧压力联动系数。K一般取值范围：1-1.5，考虑到现场复杂的情况，现场调试时，K取值先从大到小进行实验，随着K值变小，压滤机逐渐趋向喷料状态，记下喷料临界状态的K值，再加上20%的值，这就确定了进料压力和压紧压力联动系数K的值。
本发明实现所述压滤机控制方法的高压压滤机包括压滤机机体、进料泵和油缸，进料泵、油缸分别连接压滤机机体，油缸通过液压比列调节阀连接液压站，其特征在于：还包括PLC控制器，所述进料泵采用带变频电机驱动，PLC控制器连接液压进料泵的带变频电机和液压比列调节阀，PLC控制器通过压力信号检测设备检测进料泵和油缸压力。压紧压力是通过压力比例电磁阀进行控制，通过标准的模拟量就可以对压紧压力进行，进料压力通过变频器带动对进料泵进行控制。采用此结构不仅实现了本发明所述的压滤机控制方法，更具有构造简单、快速响应的特点。
本发明所述压滤机机体采用高压厢式压滤机机体。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和效果：控制简单、易实现，极大地提高了压滤机进料压力，从而提高滤室中物料分离滤液能力，控制反应快，效率高。
附图说明
图1是本发明实施例的进料压力闭环控制框图。
图2是本发明实施例的压紧压力闭环控制框图。
图3本发明实施例进料压力和压紧压力联动控制压力曲线图。
图4是本发明实施例结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过实施例对本发明作进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
参见图1至图4，本实施例进料压力和压紧压力联动的压滤机控制方法，包括
a) 在进料之前，对压滤机施加压紧预压力，以维持压滤机空滤室时滤板的密封状态；
b) 开始进料，随着物料不断充满压滤机的滤室，滤室内的进料压力不断增大，对压滤机施加的压紧压力也相应的根据一定的比例增大。
本实施例进料压力不断增大的过程中，通过PID算法，对进料压力进行闭环控制，控制过程参见图1；PID算法公式如下：
u(n)=Kp{e(n)+T/Ti*∑e(n)+Td/T*[e(n)-e(n-1)]}+u(n-1)，
其中u(n)为当前控制器的输出值；e(n)为当前控制器输入与设定值之间的误差；u(n-1)为前一个调节周期控制器的输出值；e(n-1)为前一个调节周期当前控制器输入与设定值之间的误差，Kp为比例系数。Ti为积分时间常数；Td为微分时间常数；T为调节周期。
压紧压力增大的过程中通过快速PID算法，对压紧压力进行闭环控制。快速PID算法，在PID算法的基础上，设定值是随着某个过程变量变化而变化，本实施例中通过调整公式中的KP、Ti、Td的值，是实际的压紧压力快速跟随设定值，控制过程参见图2。
本实施例压紧压力的控制公式为：P=P0+K*Pb，其中，P为压紧压力，P0为压紧预压力，Pb为进料当前压力，V为进料频率给定，K为进料压力和压紧压力联动系数。K一般取值范围：1-1.5，考虑到现场复杂的情况，现场调试时，K取值先从大到小进行实验，随着K值变小，压滤机逐渐趋向喷料状态，记下喷料临界状态的K值，再加上20%的值，这就确定了进料压力和压紧压力联动系数K的值。进料压力和压紧压力联动控制压力曲线关系参见图3。
本实施例高压压滤机包括压滤机机体1、进料泵2、油缸3和PLC控制器4，进料泵2、油缸3分别连接压滤机机体1，油缸3通过液压比列调节阀5连接液压站，进料泵2采用带变频电机7驱动，PLC控制器4连接液压进料泵2的带变频电机7和液压比列调节阀5，PLC控制器4通过压力信号检测设备6检测进料泵2和油缸3压力，压滤机机体1采用高压厢式压滤机机体1。
本说明书中所描述的以上内容仅仅是对本发明所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明说明书的内容或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种进料压力和压紧压力联动的压滤机控制方法，其特征在于：包括
在进料之前，对压滤机施加压紧预压力，以维持压滤机空滤室时滤板的密封状态；
开始进料，随着物料不断充满压滤机的滤室，滤室内的进料压力不断增大，对压滤机施加的压紧压力也相应的根据一定的比例增大；
所述压紧压力的控制公式为：P=P0+K*Pb，
其中，P为压紧压力，P0为压紧预压力，Pb为进料当前压力，K为进料压力和压紧压力联动系数。
2.根据权利要求1所述的压滤机控制方法，其特征在于：所述进料压力不断增大的过程中，通过PID算法，对进料压力进行闭环控制。
3.根据权利要求1所述的压滤机控制方法，其特征在于：所述压紧压力增大的过程中通过快速PID算法，对压紧压力进行闭环控制。
4.根据权利要求2所述的压滤机控制方法，其特征在于：所述PID算法公式如下：
u(n)=Kp{e(n)+T/Ti*∑e(n)+Td/T*[e(n)-e(n-1)]}+u(n-1)，
其中u(n)为当前控制器的输出值；e(n)为当前控制器输入与设定值之间的误差；u(n-1)为前一个调节周期控制器的输出值；e(n-1)为前一个调节周期当前控制器输入与设定值之间的误差，Kp为比例系数，Ti为积分时间常数；Td为微分时间常数；T为调节周期。
5.一种实现权利要求1所述压滤机控制方法的高压压滤机包括压滤机机体、进料泵和油缸，进料泵、油缸分别连接压滤机机体，油缸通过液压比例调节阀连接液压站，其特征在于：还包括PLC控制器，所述进料泵采用带变频电机驱动，PLC控制器连接进料泵的带变频电机和液压比例调节阀，PLC控制器通过压力信号检测设备检测进料泵和油缸压力。
6.根据权利要求5所述的高压压滤机，其特征在于：所述压滤机机体采用高压厢式压滤机机体。
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