CN103235551B - 一种旁通导料装置的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种旁通导料装置的控制系统及其控制方法，属于粮食饲料机械加工技术领域，该控制系统包括人机交互界面、执行单元和PLC控制单元，执行单元包括气缸和用于控制气缸进排气的电磁阀，PLC控制单元包括双向通信接口、CPU、模拟量输入模块和数字量输出电路，人机交互界面通过双向通信接口与PLC控制单元相连；模拟量输入模块的输入端连接有膨化机工作电流检测单元，数字量输出电路的输出端与电磁阀的电磁线圈相连；控制方法是利用上述控制系统比较判断膨化机实际工作电流值是否大于等于膨化机工作电流期望值，对导料板实施旁通和进料控制，能够在不断料的情况下有效避免堵机故障的发生。

Description

一种旁通导料装置的控制方法

技术领域

本发明涉及一种控制系统，特别涉及一种旁通导料装置的控制系统，属于粮食饲料加工机械技术领域。本发明还涉及一种旁通导料装置的控制方法。

背景技术

现有技术中，有一种旁通导料装置，包括上法兰和下法兰，上法兰和下法兰之间设有断面呈方形并由侧板围合成的桶体，桶体的一个侧板上设有旁通出料口，旁通出料口处设有溜槽，桶体内设有可翻转遮挡旁通出料口和桶体内通道的导料板，导料板底部设有两端支承在桶体上的转轴，转轴伸出桶体外的一端设有摇臂。常规的饲料挤压膨化机和饲料制粒机工艺系统中，调质器出口与主机之间设置有上述旁通导料装置，它一般仅有进料和旁通两个动作位置，控制过程中存在主电机过负荷到显著欠负荷的盲区，实现自动控制的难度较大，该旁通方式导致饲料膨化工艺和制粒工艺的能效偏低，并存在一定的资源浪费。

针对上述不足，现有技术对上述旁通导料装置作出了进一步改进，将摇臂的另一端与气缸的活塞杆伸出端相连，气缸的缸体铰接在桶体上，用于控制气缸进排气的电磁阀与气源相连，电磁阀的电磁线圈与控制系统的输出端相连。工作时，旁通导料装置的上法兰与调质器的出口相连，下法兰与膨化机的膨化腔进口相连，物料从调质器的出口进入桶体内，当导料板遮挡旁通出料口时，物料经过桶体直接进入膨化机的膨化腔中，该工况为正常工况。当进行调试或者发生严重过载时，控制系统通过驱动电磁阀，间接控制气缸带动摇臂使导料板翻转，完全遮挡住桶体内通道，从而使物料经导料板从旁通出料口离开桶体；当发生轻度过载或其他特殊状况时，控制系统可通过驱动电磁阀间接控制气缸带动摇臂时导料板处于桶体内通道的某个中间位置，从而对分流量实现控制。其不足之处在于：改进后的旁通导料装置虽能实现自动控制，但对气缸的控制精度有较高的要求，尤其是当发生轻度过载或其他特殊情况时，控制导料板处于桶体内通道的某个中间位置在实际生产操作中控制难度大，不易实现。

发明内容

本发明的目的是提供一种旁通导料装置的控制系统，具有操作简单、稳定性好，适应性强等优点。

本发明的目的是这样实现的：一种旁通导料装置的控制系统，所述控制系统包括人机交互界面、执行单元和PLC控制单元；所述人机交互界面用于系统参数设置和输出显示；所述执行单元包括气缸和用于控制气缸进排气的电磁阀；所述PLC控制单元包括双向通信接口、CPU、模拟量输入模块和数字量输出电路，所述CPU包括有内部CPU计时器；所述人机交互界面通过所述双向通信接口与PLC控制单元相连；所述模拟量输入模块的输入端连接有膨化机工作电流检测单元，模拟量输入模块的输出端与CPU的输入端相连；所述数字量输出电路的输入端与CPU的输出端相连，数字量输出电路的输出端与所述电磁阀的电磁线圈相连。

本发明工作时，可通过人机交互界面预设膨化机工作电流期望值等给定参数并传输至PLC控制单元，PLC控制单元将膨化机工作电流检测单元传输的电流值与系统预设的膨化机工作电流期望值实施比较运算，经数字量输出电路输出驱动电磁阀，间接控制气缸带动摇臂使导料板翻转，从而实现旁通导料装置的实时控制。与现有技术相比，本发明提供的控制系统的有益效果是：可根据实际生产需要输入控制系统运算所需给定参数，控制系统适用范围广、适应性强；对膨化机主机负荷的调节及时迅速，可在不过载的前提下达到产量最大化和性能稳定。本发明提供的控制系统不仅限于膨化机进料装置使用，亦可作为制粒机的进料装置使用，可广泛应用于农业、化工、煤炭等行业技术领域。

作为本发明的优选方案，所述膨化机工作电流检测单元为电流变送器。电流变送器将膨化机主电机供电线路中的交流电流转换成标准信号，经模拟量输入模块输送至CPU。电流变送器具有连接线路精炼、安装方便、免于定期校验、准确度高等优点，使用时可直接接入膨化机主电机供电线路中。

本发明另一目的在于提供一种旁通导料装置的控制方法，该控制方法采用上述旁通导料装置的控制系统进行实施操作，能够在不断料的情况下有效避免堵机故障的发生，具有控制方法简单、便于实现的优点。

为解决上述技术问题，本发明是这样实现的：一种采用上述旁通导料装置的控制系统进行的控制方法，依次包括以下步骤：

（1）通过所述人机交互界面设定T、N、I_期望；

（2）将所述内部CPU计时器置零；

（3）所述膨化机工作电流检测单元检测I_实际，并将I_实际通过所述模拟量输入模块传输给所述CPU；

（4）所述CPU的比较运算单元比较判断I_实际是否大于等于I_期望，若I_实际大于等于I_期望，则进入下一步骤，否则，返回步骤（2）；

（5）所述执行单元以T为周期执行一次导料板开关操作，且所述内部CPU计时器计时，计时时间记为X；

（6）所述CPU的比较运算单元比较判断X是否大于等于N，若X大于等于N，则进入下一步骤，否则，返回步骤（5）；

（7）所述执行单元控制导料板处于旁通位置；

T为导料板执行一次开关操作的执行周期，T=t1+t2，t1为旁通时间，t2为进料时间；N为膨化机重度过载持续时间；I_期望为膨化机工作电流期望值；I_实际为所述膨化机工作电流检测单元检测的实际电流值。

相对于现有技术，本发明提供的控制方法取得了以下有益效果：整个控制过程中导料板仅需执行旁通和进料两个动作，可在不断料的情况下有效避免堵机故障的发生，工作效率高且可减少废料排出、节约资源；此外，本发明提供的控制方法对气缸要求不高，控制方法简单有效，易于实现。

作为本发明的优选方案，所述T不大于90秒，所述N不大于300秒。参数T和N的合理选择可在保证较高的工作效率的同时避免堵机故障的发生。

附图说明

图1为本发明控制系统工作原理框图。

图2为图1的控制方法流程图。

其中，1.人机交互界面；2.执行单元；2a.气缸；2b.电磁阀；3.PLC控制单元；3a.双向通信接口；3b.CPU；3c.模拟量输入模块；3d.数字量输出电路；4. 膨化机工作电流检测单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，为本发明控制系统工作原理框图，包括人机交互界面1、执行单元2和PLC控制单元3；人机交互界面1用于系统参数设置和输出显示；执行单元2包括气缸2a和用于控制气缸2a进排气的电磁阀2b；PLC控制单元3包括双向通信接口3a、CPU3b、模拟量输入模块3c和数字量输出电路3d，CPU3b包括有内部CPU计时器；人机交互界面1通过双向通信接口3a与PLC控制单元3相连；模拟量输入模块3c的输入端连接有膨化机工作电流检测单元4，模拟量输入模块3c的输出端与CPU3b的输入端相连；数字量输出电路3d的输入端与CPU3b的输出端相连，数字量输出电路3d的输出端与电磁阀2b的电磁线圈相连。在保证优良的检测准确度的情况下，简化连接电路，膨化机工作电流检测单元4优选电流变送器。安装使用时，可直接将电流变送器的原边接入膨化机主电机供电线路中。

如图2所示，为本发明提供的控制方法流程图，该控制方法的实施依据于图1所提供的控制系统，依次包括以下步骤：

（1）通过人机交互界面1设定T、N、I_期望；

（2）将内部CPU计时器置零；

（3）膨化机工作电流检测单元4检测I_实际，并将I_实际通过模拟量输入模块3c传输给CPU3b；

（4）CPU3b的比较运算单元比较判断I_实际是否大于等于I_期望，若I_实际大于等于I_期望，则进入下一步骤，否则，返回步骤（2）；

（5）执行单元2以T为周期执行一次导料板开关操作，且内部CPU计时器计时，计时时间记为X；

（6）CPU3b的比较运算单元比较判断X是否大于等于N，若X大于等于N，则进入下一步骤，否则，返回步骤（5）；

（7）执行单元2控制导料板处于旁通位置；

T为导料板执行一次开关操作的执行周期，T=t1+t2，t1为旁通时间，t2为进料时间；N为膨化机重度过载持续时间；I_期望为膨化机工作电流期望值；I_实际为膨化机工作电流检测单元检测的实际电流值。在实际生产过程中，参数T最好不大于90秒， N不大于300秒，在保证较高的工作效率的同时避免堵机故障的发生，在生产使用中，可根据实际需要作出调整。

本发明并不局限于上述实施例，如本发明亦可应用于制粒机的进料装置上，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种旁通导料装置的控制方法，包括控制系统，所述控制系统包括人机交互界面、执行单元和PLC控制单元；所述人机交互界面用于系统参数设置和输出显示；所述执行单元包括气缸和用于控制气缸进排气的电磁阀；所述PLC控制单元包括双向通信接口、CPU、模拟量输入模块和数字量输出电路，所述CPU包括有内部CPU计时器；所述人机交互界面通过所述双向通信接口与PLC控制单元相连；所述模拟量输入模块的输入端连接有膨化机工作电流检测单元，模拟量输入模块的输出端与CPU的输入端相连；所述数字量输出电路的输入端与CPU的输出端相连，数字量输出电路的输出端与所述电磁阀的电磁线圈相连；其特征在于，该方法利用上述控制系统进行控制并包括如下步骤：

（1）通过所述人机交互界面设定T、N、I_期望；

（2）将所述内部CPU计时器置零；

（3）所述膨化机工作电流检测单元检测I_实际，并将I_实际通过所述模拟量输入模块传输给所述CPU；

（4）所述CPU的比较运算单元比较判断I_实际是否大于等于I_期望，若I_实际大于等于I_期望，则进入下一步骤，否则，返回步骤（2）；

（5）所述执行单元以T为周期执行一次导料板开关操作，且所述内部CPU计时器计时，计时时间记为X；

（6）所述CPU的比较运算单元比较判断X是否大于等于N，若X大于等于N，则进入下一步骤，否则，返回步骤（5）；

（7）所述执行单元控制导料板处于旁通位置；

T为导料板执行一次开关操作的执行周期，T=t1+t2，t1为旁通时间，t2为进料时间；N为膨化机重度过载持续时间；I_期望为膨化机工作电流期望值；I_实际为所述膨化机工作电流检测单元检测的实际电流值。

2.根据权利要求1所述的一种旁通导料装置的控制方法，其特征在于，所述T不大于90秒，所述N不大于300秒。