CN104317316A - 基于料仓料位的控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于料仓料位的控制方法及系统，通过探头测量料仓料位的高度，并将高度信号传输给料位传感器，料位传感器将接收到的料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较，并根据比较结果输出料位状态信号，进而通过控制器来控制污泥泵泵送排量阀的开度大小来调节泵体泵送过程的快慢，并且按照相应的比例控制螺旋进料机的转速，以使螺旋的进料机输送速度和泵送的速度相匹配，保证系统正常工作过程，实现了自动控制泵送速度。

Description

基于料仓料位的控制方法及系统

技术领域

本发明涉及工程机械领域，尤其涉及基于料仓料位的控制方法及系统。

背景技术

泵体一般应用于污水处理厂等工厂中，工作环境相对比较恶劣，在工厂正常运转过程中，现场不需要人为控制，而是通过远程操作对工作现场进行监控和控制。泵体和螺旋进料机在正常泵送工作过程中，不是按照固定的排量进行泵送的，即使进行调节，并不是人为控制泵体的泵送速度，而是需要实现泵送排量的自动控制。现有泵送系统，可以应用阻旋式料位计测量料仓料位高度，阻旋式料位计有旋转叶片，料位高的时候，就会碰到物料，阻止叶片旋转，旋转叶片停止旋转的时候，可以控制系统停机，但并不能显示物料的高度，不能自动控制排量大小。

因此，泵送系统目前还没有非常完备的控制方案，对泵体以及螺旋进料机工作现场料仓料位高度进行测量，并根据得到的数据进行处理利用，来控制泵体的泵送速度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有技术无法根据料仓料位高度自动控制泵送速度。

根据本发明一方面，提出一种基于料仓料位的控制方法，包括：

探头测量料仓料位的高度，并将料位高度信号传输给料位传感器；

所述料位传感器将接收到的料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较；

如果所述料位高度处于高位设定值与低位设定值之间，所述料位传感器将料位高度信号转换成标准的仪表信号，并将仪表信号以及正常状态信号传输给控制器；

所述控制器将仪表信号转换成第一电压信号传输给第一放大器，以及将仪表信号转换成第二电压信号传输给第二放大器；

所述第一放大器将第一电压信号转换成第一电流信号传输给第一排量阀，以及所述第二放大器将第二电压信号转换成第二电流信号传输给第二排量阀；

所述第一排量阀根据第一电流信号调整第一排量阀的排量大小，以及所述第二排量阀根据第二电流信号调整第二排量阀的排量大小，以通过第一排量阀和第二排量阀分别控制泵体的泵送速度和螺旋进料机的转速。

进一步，如果所述料位高度高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，所述料位传感器向控制器和/或报警设备分别输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，所述控制器输出信号控制泵体和螺旋进料机停机；所述报警设备分别做出高位报警、低位报警或故障报警。

进一步，若料仓顶部开口，则料仓底座中部竖直设置支架，所述探头安装在支架上部，垂直于物料平面；

若料仓顶部封闭，则所述探头安装在料仓顶部的中间位置。

进一步，所述螺旋进料机排量大小是泵体排量大小的2倍。

根据本发明的另一方面，还提出一种基于料仓料位的控制方法，包括：

探头测量料仓料位的高度，并将料位高度信号传输给料位传感器；

所述料位传感器将料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较，如果所述料位高度高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，向报警设备输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号；

所述报警设备分别做出高位报警、低位报警或故障报警。

进一步，如果所述料位高度信号高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，所述料位传感器向控制器输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，所述控制器输出信号控制泵体和螺旋进料机停机；或者

如果所述料位高度处于高位设定值与低位设定值之间，所述料位传感器将料位高度信号转换成标准的仪表信号，并将仪表信号以及正常状态信号传输给控制器；

所述控制器将仪表信号转换成第一电压信号传输给第一放大器，以及将仪表信号转换成第二电压信号传输给第二放大器；

所述第一放大器将第一电压信号转换成第一电流信号传输给第一排量阀，以及所述第二放大器将第二电压信号转换成第二电流信号传输给第二排量阀；

所述第一排量阀根据第一电流信号调整第一排量阀的排量大小，以及所述第二排量阀根据第二电流信号调整第二排量阀的排量大小，进而控制泵体的泵送速度和螺旋进料机的转速。

进一步，若料仓顶部开口，则料仓底座中部竖直设置支架，所述探头安装在支架上部，垂直于物料平面；

若料仓顶部封闭，则所述探头安装在料仓顶部的中间位置。

进一步，所述螺旋进料机排量大小是泵体排量大小的2倍。

根据本发明的另一方面，还提出一种基于料仓料位的控制系统，包括：

探头，用于测量料仓料位的高度，并将料位高度信号传输给料位传感器；

料位传感器，用于将接收到的料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较；如果所述料位高度处于高低位设定值之间，所述料位传感器将料位高度信号转换成标准的仪表信号，并将仪表信号以及正常状态信号传输给控制器；

控制器，用于接收正常状态信号和所述仪表信号，并将仪表信号转换成第一电压信号传输给第一放大器，以及将仪表信号转换成第二电压信号传输给第二放大器；

第一放大器，用于接收控制器输出的第一电压信号，并将第一电压信号转换成第一电流信号传输给第一排量阀；

第二放大器，用于接收控制器输出的第二电压信号，并将第二电压信号转换成第二电流信号传输给第二排量阀；

第一排量阀，用于根据第一电流信号调整第一排量阀的排量大小，进而控制泵体的泵送速度；

第二排量阀，用于根据第二电流信号调整第二排量阀的排量大小，进而控制螺旋进料机的转速。

进一步，报警设备，用于接收料位传感器的状态信号，如果所述料位高度信号高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，则分别做出高位报警、低位报警或故障报警；

其中，所述料位传感器在所述料位高度信号高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号时，向控制器和/或所述报警设备分别输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号；

所述控制器接收高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，控制泵体和螺旋进料机停机。

进一步，若料仓顶部开口，则料仓底座中部竖直设置支架，所述探头安装在支架上部，垂直于物料平面；

若料仓顶部封闭，则所述探头安装在料仓顶部的中间位置。

进一步，所述螺旋进料机排量大小是泵体排量大小的2倍。

根据本发明的另一方面，还提出一种基于料仓料位的控制系统，包括：

探头，用于测量料仓料位的高度，并将料位高度信号传输给料位传感器；

料位传感器，用于将料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较，如果所述料位高度高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，向报警设备输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号；

报警设备，用于接收所述料位传感器输出的高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，分别做出高位报警、低位报警或故障报警。

进一步，控制器，用于接收所述料位传感器输出的高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，控制泵体和螺旋进料机停机；或者，接收所述料位传感器输出的正常状态信号和所述仪表信号，并将仪表信号转换成第一电压信号传输给第一放大器，以及将仪表信号转换成第二电压信号传输给第二放大器；

第一放大器，用于接收控制器输出的第一电压信号，并将第一电压信号转换成第一电流信号传输给第一排量阀；

第二放大器，用于接收控制器输出的第二电压信号，并将第二电压信号转换成第二电流信号传输给第二排量阀；

第一排量阀，用于根据第一电流信号调整第一排量阀的排量大小，进而控制泵体的泵送速度；

第二排量阀，用于根据第二电流信号调整第二排量阀的排量大小，进而控制螺旋进料机的转速。

进一步，若料仓顶部开口，则料仓底座中部竖直设置支架，所述探头安装在支架上部，垂直于物料平面；

若料仓顶部封闭，则所述探头安装在料仓顶部的中间位置。

进一步，所述螺旋进料机排量大小是泵体排量大小的2倍。

与现有技术相比，本发明通过探头测量料仓料位的高度，并将高度信号传输给料位传感器，料位传感器将料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较，并根据比较结果输出料位状态信号，进而通过控制器来控制污泥泵泵送排量阀的开度大小来调节泵体泵送过程的快慢，并且按照相应的比例控制螺旋进料机的转速，以使螺旋进料机的输送速度和泵送的速度相匹配，保证系统正常工作过程，实现了自动控制泵送速度。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同说明书一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1为本发明基于料仓料位的控制方法的一个实施例的流程示意图。

图2为本发明基于料仓料位的控制方法的另一个实施例的流程示意图。

图3为本发明基于料仓料位的控制系统的一个实施例的结构图。

图4为本发明基于料仓料位的控制系统的另一个实施例的结构图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

图1为本发明基于料仓料位的控制方法的一个实施例的流程示意图。包括以下步骤：

在步骤110，探头测量料仓料位的高度，并将料位高度信号传输给料位传感器。

其中，测量料仓料位的探头需要安装在料仓处，料仓形状类似漏斗，具有四壁，上宽下窄，根据物料的特性，物料有可能粘在料仓侧壁，若料仓顶部开口，则料仓底座中部竖直设置支架，所述探头安装在支架上部，垂直于物料平面，避免探头测量到料仓侧壁上的物料，并保证测量信号准确。若料仓顶部封闭，则所述探头安装在料仓顶部的中间位置，同样避免探头测量到料仓侧壁上的物料，并保证测量信号的精确度。

探头自带一根电缆信号线，包括信号线和屏蔽线，信号线和屏蔽线分别接到料位传感器的信号端口和屏蔽端口。或者电缆信号线首先连接到电器柜内端子上，然后再与料位传感器相连接。料位传感器可以放置在电器柜外部或者电器柜内部，根据现场进行安装，保证安装方便可靠，正常工作。

在步骤120，所述料位传感器将接收到的料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较；如果所述料位高度处于高位设定值与低位设定值之间，所述料位传感器将料位高度信号转换成标准的仪表信号，并将仪表信号以及正常状态信号传输给控制器。

在该实施例中，利用料位传感器的按键或操作器对所述料位传感器进行参数设置；

其中，所述参数包括料位高位设定值、料位低位设定值、高低位继电器输出端口、模拟信号输出端口和/或故障报警输出端口，所述高、低位继电器输出端口输出高位状态信号或低位状态信号；所述模拟信号输出端口输出仪表信号；所述故障报警输出端口输出正常状态信号或故障状态信号。例如，正常的时候故障报警输出端口处于长亮状态，有故障的时候处于频闪状态，以区分是正常状态信号或故障状态信号。

另外，料位传感器可带有显示屏，可以不经过控制器进行信号处理，并独立将探头测量的模拟信号进行处理，得到的数据在自带的显示屏中显示当前物料高度值。

在步骤130，所述控制器将仪表信号转换成第一电压信号传输给第一放大器，以及

在步骤131，将仪表信号转换成第二电压信号传输给第二放大器。

其中，仪表信号可以为电流信号。

在步骤140，所述第一放大器将第一电压信号转换成第一电流信号传输给第一排量阀，以及

在步骤141，所述第二放大器将第二电压信号转换成第二电流信号传输给第二排量阀。

在步骤150，所述第一排量阀根据第一电流信号调整第一排量阀的排量大小，以通过第一排量阀控制泵体的泵送速度，以及

在步骤151，所述第二排量阀根据第二电流信号调整第二排量阀的排量大小，以通过第二排量阀控制螺旋进料机的输送速度，并使螺旋进料机的输送速度和泵送的速度相匹配。

例如，仪表信号为4～20mA的电流信号，将该电流信号经过控制器转换成0～10v电压信号，将转换后的电压信号分别传送给第一放大器和第二放大器。第一放大器和第二放大器将0～10v电压信号换算成200～600mA的电流信号。此电流信号控制排量阀的开度大小，即0v对应200mA，排量最小，基本处于关闭状态，10v对应600mA，阀全部打开。开度大小可以用0％～100％表示。传送给第一放大器和第二放大器的信号是0～10v电压信号，传送给第一排量阀和第二排量阀的是200～600mA电流信号。整个过程可以近似为线性控制过程，信号的转换和处理有比较好的平滑性，提高系统的工作能力和稳定性。本领域的技术人员应当理解，这里电流信号和电压信号只是用于举例，不应理解为对本发明的限制。

其中，可以事先在控制器中保存仪表信号的电流信号与第一电压信号、第二电压信号的对应关系，还可以事先在第一放大器中保存第一电压信号与第一电流信号的对应关系、以及事先在第二放大器中保存第二电压信号与第二电流信号的对应关系。

即，仪表信号、控制器转换后的电压信号以及传送给放大器的电流信号之间具有映射关系，该映射关系可以保存在映射表中。该映射关系可以是具体取值之间的映射，也可能是取值范围之间的映射。

例如：

又例如：

根据泵送的速度和螺旋进料机的工作能力，选择合适的配比，使螺旋进料机的输送速度和泵送的速度相匹配。若料仓内物料较多，泵送速度加快，按照相应的比例，螺旋的进料速度也会加快，相反，若料仓内物料较少，泵送速度减小，按照相应的比例，螺旋进料速度也减小。可以设置所述螺旋进料机排量大小是泵体排量大小的2倍，例如，仪表信号为10mA的电流信号，通过控制器将4V电压信号传给第一放大器，将8V电压传给第二放大器，进而根据映射关系使得泵体和螺旋进料机能够协调工作，但控制器输出最大电压为10V，即传输给第一放大器的电压为6V，传输给第二放大器的电压最大为10V。

在初期调试的时候可以在维护方式下，通过旋钮开关实现泵体排量的手动控制，在近控方式下通过料位传感器来实现自动控制，使得泵体和螺旋进料机的调节更加方便，便于泵体和螺旋进料机的使用和现场调试。

在本发明的实施例中，通过探头测量料仓料位的高度，并将高度信号传输给料位传感器，料位传感器将料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较，并根据比较结果输出料位状态信号，进而通过控制器来控制污泥泵泵送排量阀的开度大小来调节泵体泵送过程的快慢，并且按照相应的比例控制螺旋进料机的转速，以使螺旋进料机的输送速度和泵送的速度相匹配，保证系统正常工作过程，实现了自动控制泵送速度。

本发明的另一个实施例，在步骤120，如果所述料位高度高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，所述料位传感器向控制器和/或报警设备分别输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，所述控制器输出信号控制泵体和螺旋进料机停机；所述报警设备分别做出高位报警、低位报警或故障报警。

其中，泵体和螺旋进料机停机时，如果料位传感器输出为低位状态信号，则无需检测设备故障，待料位高度高于低位设定值时，泵体和螺旋进料机自动启动，本发明的停机指系统所控制的动力源停止，而控制器是不停电，所以一直能检测到信号，当料位一旦升高，动力源即可重新自动运行。

如果料位传感器输出为高位状态信号或故障状态信号，则检查现场以及料位本体和探头，带故障清除，进行故障复位，泵体和螺旋进料机自行启动。

在本发明的实施例中，报警设备可以为指示灯，当报警设备做出高位报警、低位报警或故障报警时，相应的指示灯可以处于频闪状态，另外也可以进行语音提示，及时提醒工作人员工作现场出现了故障，最终达到安全可靠、节能高效的工作目的。

本发明的另一个实施例，控制器可以带有显示屏，或与上位机相连接，如果所述料位高度信号处于高低位设定值之间，所述控制器可以在显示屏上或上位机显示低速、正常和高速运行三个工作状态；其中，所述低速运行状态指排量大小为20％～40％，仪表信号为7mA～10mA，电压信号为2V～4V，放大器输出电流信号为280mA～360mA，所述正常运行状态指排量大小为40％～60％，仪表信号为10mA～14mA，电压信号为4V～6V，放大器输出电流信号为360mA～440mA，所述高度运行状态指排量大小为60％～80％，仪表信号为14mA～17mA，电压信号为6V～8V，放大器输出电流信号为440mA～520mA。

在本发明的实施例中，工作人员可以实时观测泵体和螺旋进料机的工作状态。

图2为本发明基于料仓料位的控制方法的另一个实施例的流程示意图。包括以下步骤：

在步骤210，探头测量料仓料位的高度，并将料位高度信号传输给料位传感器。

其中，测量料仓料位的探头需要安装在料仓处，料仓形状类似漏斗，具有四壁，上宽下窄，根据物料的特性，物料有可能粘在料仓侧壁，若料仓顶部开口，则料仓底座中部竖直设置支架，所述探头安装在支架上部，垂直于物料平面，保证测量信号准确。若料仓顶部封闭，则所述探头安装在料仓顶部的中间位置，同样避免探头测量到料仓侧壁上的物料，保证测量信号的精确度。

探头自带一根电缆信号线，包括信号线和屏蔽线，信号线和屏蔽线分别接到料位传感器的信号端口和屏蔽端口。或者电缆信号线首先连接到电器柜内端子上，然后再与料位传感器相连接。料位传感器可以放置在电器柜外部或者电器柜内部，根据现场进行安装，保证安装方便可靠，正常工作。

在步骤220，所述料位传感器将料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较，如果所述料位高度高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，向报警设备输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号。

在步骤230，所述报警设备分别做出高位报警、低位报警或故障报警。

另外，可以利用料位传感器的按键或操作器对所述料位传感器进行参数设置；所述参数包括料位高位设定值、料位低位设定值、高低位继电器输出端口、模拟信号输出端口和/或故障报警输出端口，所述高低位继电器输出端口输出高位状态信号或低位状态信号；所述模拟信号输出端口输出仪表信号；所述故障报警输出端口输出正常状态信号或故障状态信号。

在本发明的实施例中，报警设备可以为指示灯，当报警设备做出高位报警、低位报警或故障报警时，相应的指示灯可以处于频闪状态，另外也可以进行语音提示，及时提醒工作人员工作现场出现了故障，最终达到安全可靠、节能高效的工作目的。

本发明的另一个实施例，在步骤220，如果所述料位高度信号高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，所述料位传感器向控制器输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，所述控制器输出信号控制泵体和螺旋进料机停机。

其中，泵体和螺旋进料机停机时，如果料位传感器输出为低位状态信号，则无需检测设备故障，待料位高度高于低位设定值时，泵体和螺旋进料机自动启动，本发明的停机指系统所控制的动力源停止，而控制器是不停电，所以一直能检测到信号，当料位一旦升高，动力源即可重新自动运行。

如果料位传感器输出为高位状态信号或故障状态信号，则检查现场以及料位本体和探头，带故障清除，进行故障复位，泵体和螺旋进料机自行启动。

或者

在步骤220，如果所述料位高度处于高位设定值与低位设定值之间，所述料位传感器将料位高度信号转换成标准的仪表信号，并将仪表信号以及正常状态信号传输给控制器。

所述控制器将仪表信号转换成第一电压信号传输给第一放大器，以及将仪表信号转换成第二电压信号传输给第二放大器。

其中，仪表信号可以为电流信号。

所述第一放大器将第一电压信号转换成第一电流信号传输给第一排量阀，以及所述第二放大器将第二电压信号转换成第二电流信号传输给第二排量阀。

所述第一排量阀根据第一电流信号调整第一排量阀的排量大小，以及所述第二排量阀根据第二电流信号调整第二排量阀的排量大小，进而控制泵体的泵送速度和螺旋进料机的输送速度，并使螺旋进料机的输送速度和泵送的速度相相匹配。

例如，仪表信号为4～20mA的电流信号，将该电流信号经过控制器转换成0～10v电压信号，将转换后的电压信号分别传送给第一放大器和第二放大器。第一放大器和第二放大器将0～10v电压信号换算成200～600mA的电流信号。此电流信号控制排量阀的开度大小，即0v对应200mA，排量最小，基本处于关闭状态，10v对应600mA，阀全部打开。开度大小可以用0％～100％表示。传送给第一放大器和第二放大器的信号是0～10v电压信号，传送给第一排量阀和第二排量阀的是200～600mA电流信号。整个过程可以近似为线性控制过程，信号的转换和处理有比较好的平滑性，提高系统的工作能力和稳定性。本领域的技术人员应当理解，这里电流信号和电压信号只是用于举例，不应理解为对本发明的限制。

其中，可以事先在控制器中保存仪表信号的电流信号与第一电压信号、第二电压信号的对应关系，还可以事先在第一放大器中保存第一电压信号与第一电流信号的对应关系、以及事先在第二放大器中保存第二电压信号与第二电流信号的对应关系。

即，仪表信号、控制器转换后的电压信号以及传送给放大器的电流信号之间具有映射关系，该映射关系可以保存在映射表中。该映射关系可以是具体取值之间的映射，也可能是取值范围之间的映射。

例如：

又例如：

根据泵送的速度和螺旋进料机的工作能力，选择合适的配比，使螺旋进料机的输送速度和泵送的速度相匹配。若料仓内物料较多，泵送速度加快，按照相应的比例，螺旋的进料速度也会加快，相反，若料仓内物料较少，泵送速度减小，按照相应的比例，螺旋进料速度也减小。可以设置所述螺旋进料机排量大小是泵体排量大小的2倍，例如，仪表信号为10mA的电流信号，通过控制器将4V电压信号传给第一放大器，将8V电压传给第二放大器，进而根据映射关系使得泵体和螺旋进料机能够协调工作，但控制器输出最大电压为10V，即传输给第一放大器的电压为6V，传输给第二放大器的电压最大为10V。

在初期调试的时候可以在维护方式下，通过旋钮开关实现泵体排量的手动控制，在近控方式下通过料位传感器来实现自动控制，使得泵体和螺旋进料机的调节更加方便，便于泵体和螺旋进料机的使用和现场调试。

在本发明的实施例中，通过探头测量料仓料位的高度，并将高度信号传输给料位传感器，料位传感器将料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较，并根据比较结果输出料位状态信号，进而通过控制器来控制污泥泵泵送排量阀的开度大小来调节泵体泵送过程的快慢，并且按照相应的比例控制螺旋进料机的转速，以使螺旋进料机的输送速度和泵送的速度相匹配，保证系统正常工作过程，实现了自动控制泵送速度。

另外，料位传感器可带有显示屏，可以不经过控制器进行信号处理，并独立将探头测量的模拟信号进行处理，得到的数据在自带的显示屏中显示当前物料高度值。

控制器可以带有显示屏，或与上位机相连接，如果所述料位高度信号处于高低位设定值之间，所述控制器可以在显示屏上或上位机显示低速、正常和高速运行三个工作状态；其中，所述低速运行状态指排量大小为20％～40％，仪表信号为7mA～10mA，电压信号为2V～4V，放大器输出电流信号为280mA～360mA，所述正常运行状态指排量大小为40％～60％，仪表信号为10mA～14mA，电压信号为4V～6V，放大器输出电流信号为360mA～440mA，所述高度运行状态指排量大小为60％～80％，仪表信号为14mA～17mA，电压信号为6V～8V，放大器输出电流信号为440mA～520mA。

图3为本发明基于料仓料位的控制系统的一个实施例的结构图。包括：探头310、料位传感器320、控制器330、第一放大器340、第二放大器350、第一排量阀360和第二排量阀370。

探头310，用于测量料仓料位的高度，并将料位高度信号传输给料位传感器320。

其中，测量料仓料位的探头310需要安装在料仓处，料仓形状类似漏斗，具有四壁，上宽下窄，根据物料的特性，物料有可能粘在料仓侧壁，若料仓顶部开口，则料仓底座中部竖直设置支架，所述探头310安装在支架上部，垂直于物料平面，保证测量信号准确。若料仓顶部封闭，则所述探头310安装在料仓顶部的中间位置，同样避免探头310测量到料仓侧壁上的物料，保证测量信号的精确度。

探头310自带一根电缆信号线，包括信号线和屏蔽线，信号线和屏蔽线分别接到料位传感器320的信号端口和屏蔽端口。或者，电缆信号线首先连接到电器柜内端子上，然后再与料位传感器320相连接。料位传感器320可以放置在电器柜外部或者电器柜内部，根据现场进行安装，保证安装方便可靠，正常工作。

料位传感器320，用于将接收到的料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较；如果所述料位高度处于高低位设定值之间，所述料位传感器320将料位高度信号转换成标准的仪表信号，并将仪表信号以及正常状态信号传输给控制器330。

在该实施例中，利用料位传感器320的按键或操作器对所述料位传感器320进行参数设置；其中，所述参数包括料位高位设定值、料位低位设定值、高低位继电器输出端口、模拟信号输出端口和/或故障报警输出端口，所述高低位继电器输出端口输出高位状态信号或低位状态信号；所述模拟信号输出端口输出仪表信号；所述故障报警输出端口输出正常状态信号或故障状态信号。

其中，仪表信号可以为电流信号。

另外，料位传感器320可带有显示屏，可以不经过控制器330进行信号处理，并独立将探头310测量的模拟信号进行处理，得到的数据在自带的显示屏中显示当前物料高度值。

控制器330，用于接收正常状态信号和所述仪表信号，并将仪表信号转换成第一电压信号传输给第一放大器340，以及将仪表信号转换成第二电压信号传输给第二放大器350。

第一放大器340，用于接收控制器输出的第一电压信号，并将第一电压信号转换成第一电流信号传输给第一排量阀360。

第二放大器350，用于接收控制器输出的第二电压信号，并将第二电压信号转换成第二电流信号传输给第二排量阀370。

第一排量阀360，用于根据第一电流信号调整第一排量阀的排量大小，进而控制泵体的泵送速度。

第二排量阀370，用于根据第二电流信号调整第二排量阀的排量大小，进而控制螺旋进料机的转速。

在该实施例中，例如，仪表信号为4～20mA的电流信号，将该电流信号经过控制器330转换成0～10v电压信号，将转换后的电压信号分别传送给第一放大器340和第二放大器350。第一放大器340和第二放大器350将0～10v电压信号换算成200～600mA的电流信号。此电流信号控制排量阀的开度大小，即0v对应200mA，排量最小，基本处于关闭状态，10v对应600mA，阀全部打开。开度大小可以用0％～100％表示。传送给第一放大器340和第二放大器350的信号是0～10v电压信号，传送给第一排量阀360和第二排量阀370的是200～600mA电流信号。整个过程可以近似为线性控制过程，信号的转换和处理有比较好的平滑性，提高系统的工作能力和稳定性。本领域的技术人员应当理解，这里电流信号和电压信号只是用于举例，不应理解为对本发明的限制。

其中，可以事先在控制器330中保存仪表信号的电流信号与第一电压信号、第二电压信号的对应关系，还可以事先在第一放大器340中保存第一电压信号与第一电流信号的对应关系、以及事先在第二放大器350中保存第二电压信号与第二电流信号的对应关系。

即，仪表信号、控制器转换后的电压信号以及传送给放大器的电流信号之间具有映射关系，该映射关系可以保存在映射表中。该映射关系可以是具体取值之间的映射，也可能是取值范围之间的映射。

例如：

又例如：

根据泵送的速度和螺旋进料机的工作能力，选择合适的配比，使螺旋进料机的输送速度和泵送的速度相匹配。若料仓内物料较多，泵送速度加快，按照相应的比例，螺旋的进料速度也会加快，相反，若料仓内物料较少，泵送速度减小，按照相应的比例，螺旋进料速度也减小。可以设置所述螺旋进料机排量大小是泵体排量大小的2倍，例如，仪表信号为10mA的电流信号，通过控制器将4V电压信号传给第一放大器，将8V电压传给第二放大器，进而根据映射关系使得泵体和螺旋进料机能够协调工作，但控制器输出最大电压为10V，即传输给第一放大器的电压为6V，传输给第二放大器的电压最大为10V。

在初期调试的时候可以在维护方式下，通过旋钮开关实现泵体排量的手动控制，在近控方式下通过料位传感器来实现自动控制，使得泵体和螺旋进料机的调节更加方便，便于泵体和螺旋进料机的使用和现场调试。

在本发明的实施例中，通过探头310测量料仓料位的高度，并将高度信号传输给料位传感器320，料位传感器320将料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较，并根据比较结果输出料位状态信号，进而通过控制器330来控制污泥泵泵送排量阀的开度大小来调节泵体泵送过程的快慢，并且按照相应的比例控制螺旋进料机的转速，以使螺旋进料机的输送速度和泵送的速度相匹配，保证系统正常工作过程，实现了自动控制泵送速度。

本发明的另一个实施例，该系统还包括报警设备380，用于接收料位传感器320的状态信号，如果所述料位高度信号高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，则分别做出高位报警、低位报警或故障报警；

其中，所述料位传感器320在所述料位高度信号高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号时，向控制器330和/或所述报警设备380分别输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号；

所述控制器330接收高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，控制泵体和螺旋进料机停机。

其中，泵体和螺旋进料机停机时，如果料位传感器320输出为低位状态信号，则无需检测设备故障，待料位高度信号高于低位设定值时，泵体和螺旋进料机自动启动，本发明的停机指系统所控制的动力源停止，而控制器330是不停电，所以一直能检测到信号，当料位一旦升高，动力源即可重新自动运行。

如果料位传感器320输出为高位状态信号或故障状态信号，则检查现场以及料位本体和探头，带故障清除，进行故障复位，泵体和螺旋进料机自行启动。

在本发明的实施例中，报警设备380可以为指示灯，当报警设备380做出高位报警、低位报警或故障报警时，相应的指示灯可以处于频闪状态，另外也可以进行语音提示，及时提醒工作人员工作现场出现了故障，最终达到安全可靠、节能高效的工作目的。

本发明另一个实施例，控制器330可以带有显示屏，或与上位机相连接，如果所述料位高度信号处于高低位设定值之间，所述控制器330在显示屏上显示低速、正常和高速运行三个工作状态；其中，所述低速运行状态指排量大小为20％～40％，仪表信号为7mA～10mA，电压信号为2V～4V，放大器输出电流信号为280mA～360mA，所述正常运行状态指排量大小为40％～60％，仪表信号为10mA～14mA，电压信号为4V～6V，放大器输出电流信号为360mA～440mA，所述高度运行状态指排量大小为60％～80％，仪表信号为14mA～17mA，电压信号为6V～8V，放大器输出电流信号为440mA～520mA。

在本发明的实施例中，工作人员可以实时观测泵体和螺旋进料机的工作状态。

图4为本发明基于料仓料位的控制系统的另一个实施例的结构图。包括：探头410、料位传感器420和报警设备430。

探头410，用于测量料仓料位的高度，并将料位高度信号传输给料位传感器420。

其中，测量料仓料位的探头410需要安装在料仓处，料仓形状类似漏斗，具有四壁，上宽下窄，根据物料的特性，物料有可能粘在料仓侧壁，若料仓顶部开口，则料仓底座中部竖直设置支架，所述探头410安装在支架上部，垂直于物料平面，保证测量信号准确。若料仓顶部封闭，则所述探头410安装在料仓顶部的中间位置，同样避免探头410测量到料仓侧壁上的物料，保证测量信号的精确度。

探头410自带一根电缆信号线，包括信号线和屏蔽线，信号线和屏蔽线分别接到料位传感器420的信号端口和屏蔽端口。或者，电缆信号线首先连接到电器柜内端子上，然后再与料位传感器420相连接。料位传感器420可以放置在电器柜外部或者电器柜内部，根据现场进行安装，保证安装方便可靠，正常工作。

料位传感器420，用于将料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较，如果所述料位高度高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，向报警设备430输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号。

在该实施例中，可以利用料位传感器420的按键或操作器对所述料位传感器420进行参数设置；所述参数包括料位高位设定值、料位低位设定值、高低位继电器输出端口、模拟信号输出端口和/或故障报警输出端口，所述高低位继电器输出端口输出高位状态信号或低位状态信号；所述模拟信号输出端口输出仪表信号；所述故障报警输出端口输出正常状态信号或故障状态信号。

报警设备430，用于接收所述料位传感器420输出的高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，分别做出高位报警、低位报警或故障报警。

在本发明的实施例中，报警设备430可以为指示灯，当报警设备430做出高位报警、低位报警或故障报警时，相应的指示灯可以处于频闪状态，另外也可以进行语音提示，及时提醒工作人员工作现场出现了故障，最终达到安全可靠、节能高效的工作目的。

本发明的另一个实施例，该系统还包括控制器440、第一放大器450、第二放大器460、第一排量阀470和第二排量阀480。

控制器440，用于接收所述料位传感器420输出的高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，控制泵体和螺旋进料机停机；或者，接收所述料位传感器输出的正常状态信号和所述仪表信号，并将仪表信号转换成第一电压信号传输给第一放大器450，以及将仪表信号转换成第二电压信号传输给第二放大器460。

其中，泵体和螺旋进料机停机时，如果料位传感器420输出为低位状态信号，则无需检测设备故障，待料位高度信号高于低位设定值时，泵体和螺旋进料机自动启动，本发明的停机指系统所控制的动力源停止，而控制器440是不停电，所以一直能检测到信号，当料位一旦升高，动力源即可重新自动运行。

如果料位传感器420输出为高位状态信号或故障状态信号，则检查现场以及料位本体和探头，带故障清除，进行故障复位，泵体和螺旋进料机自行启动。

第一放大器450，用于接收控制器输出的第一电压信号，并将第一电压信号转换成第一电流信号传输给第一排量阀470。

第二放大器460，用于接收控制器输出的第二电压信号，并将第二电压信号转换成第二电流信号传输给第二排量阀480。

第一排量阀470，用于根据第一电流信号调整第一排量阀的排量大小，进而控制泵体的泵送速度。

第二排量阀480，用于根据第二电流信号调整第二排量阀的排量大小，进而控制螺旋进料机的转速。

例如，仪表信号为4～20mA的电流信号，将该电流信号经过控制器转换成0～10v电压信号，将转换后的电压信号分别传送给第一放大器450和第二放大器460。第一放大器450和第二放大器460将0～10v电压信号换算成200～600mA的电流信号。此电流信号控制排量阀的开度大小，即0v对应200mA，排量最小，基本处于关闭状态，10v对应600mA，阀全部打开。开度大小可以用0％～100％表示。传送给第一放大器450和第二放大器460的信号是0～10v电压信号，传送给第一排量阀470和第二排量阀480的是200～600mA电流信号。整个过程可以近似为线性控制过程，信号的转换和处理有比较好的平滑性，提高系统的工作能力和稳定性。

其中，可以事先在控制器440中保存仪表信号的电流信号与第一电压信号、第二电压信号的对应关系，还可以事先在第一放大器450中保存第一电压信号与第一电流信号的对应关系、以及事先在第二放大器460中保存第二电压信号与第二电流信号的对应关系。

即，仪表信号、控制器转换后的电压信号以及传送给放大器的电流信号之间具有映射关系，该映射关系可以保存在映射表中。该映射关系可以是具体取值之间的映射，也可能是取值范围之间的映射。

例如：

又例如：

根据泵送的速度和螺旋进料机的工作能力，选择合适的配比，使螺旋进料机的输送速度和泵送的速度相匹配。若料仓内物料较多，泵送速度加快，按照相应的比例，螺旋的进料速度也会加快，相反，若料仓内物料较少，泵送速度减小，按照相应的比例，螺旋进料速度也减小。可以设置所述螺旋进料机排量大小是泵体排量大小的2倍，例如，仪表信号为10mA的电流信号，通过控制器将4V电压信号传给第一放大器，将8V电压传给第二放大器，进而根据映射关系使得泵体和螺旋进料机能够协调工作，但控制器输出最大电压为10V，即传输给第一放大器的电压为6V，传输给第二放大器的电压最大为10V。

在初期调试的时候可以在维护方式下，通过旋钮开关实现泵体排量的手动控制，在近控方式下通过料位传感器来实现自动控制，使得泵体和螺旋进料机的调节更加方便，便于泵体和螺旋进料机的使用和现场调试。

在本发明的实施例中，通过探头410测量料仓料位的高度，并将高度信号传输给料位传感器420，料位传感器420将接收到的料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较，并根据比较结果输出料位状态信号，进而通过控制器440来控制污泥泵泵送排量阀的开度大小来调节泵体泵送过程的快慢，同时按照相应的比例控制螺旋进料机的转速，确保螺旋的输送和泵送的速度达到匹配，保证系统正常工作过程，实现了自动控制泵送速度。

另外，料位传感器420可带有显示屏，可以不经过控制器440进行信号处理，并独立将探头测量的模拟信号进行处理，得到的数据在自带的显示屏中显示当前物料高度值，此高度值仅作为现场查看，并不能对控制系统起到控制作用。

控制器440可以带有显示屏，或与上位机相连接，如果所述料位高度信号处于高低位设定值之间，所述控制器可以在显示屏上或上位机显示低速、正常和高速运行三个工作状态；其中，所述低速运行状态指排量大小为20％～40％，仪表信号为7mA～10mA，电压信号为2V～4V，放大器输出电流信号为280mA～360mA，所述正常运行状态指排量大小为40％～60％，仪表信号为10mA～14mA，电压信号为4V～6V，放大器输出电流信号为360mA～440mA，所述高度运行状态指排量大小为60％～80％，仪表信号为14mA～17mA，电压信号为6V～8V，放大器输出电流信号为440mA～520mA。工作人员可以实时观测泵体和螺旋进料机的工作状态。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

可能以许多方式来实现本发明的方法以及装置。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法以及装置。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本发明的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。

Claims (16)

1.一种基于料仓料位的控制方法，包括：

探头测量料仓料位的高度，并将料位高度信号传输给料位传感器；

所述料位传感器将接收到的料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较；

如果所述料位高度处于高位设定值与低位设定值之间，所述料位传感器将料位高度信号转换成标准的仪表信号，并将仪表信号以及正常状态信号传输给控制器；

所述控制器将仪表信号转换成第一电压信号传输给第一放大器，以及将仪表信号转换成第二电压信号传输给第二放大器；

所述第一放大器将第一电压信号转换成第一电流信号传输给第一排量阀，以及所述第二放大器将第二电压信号转换成第二电流信号传输给第二排量阀；

所述第一排量阀根据第一电流信号调整第一排量阀的排量大小，以及所述第二排量阀根据第二电流信号调整第二排量阀的排量大小，以通过第一排量阀和第二排量阀分别控制泵体的泵送速度和螺旋进料机的转速。

2.根据权利要求1所述的基于料仓料位的控制方法，包括：

如果所述料位高度高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，所述料位传感器向控制器和/或报警设备分别输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，所述控制器输出信号控制泵体和螺旋进料机停机；所述报警设备分别做出高位报警、低位报警或故障报警。

3.根据权利要求1所述的基于料仓料位的控制方法，包括：

若料仓顶部开口，则料仓底座中部竖直设置支架，所述探头安装在支架上部，垂直于物料平面；

若料仓顶部封闭，则所述探头安装在料仓顶部的中间位置。

4.根据权利要求1所述的基于料仓料位的控制方法，包括：

所述螺旋进料机排量大小是泵体排量大小的2倍。

5.一种基于料仓料位的控制方法，包括：

探头测量料仓料位的高度，并将料位高度信号传输给料位传感器；

所述料位传感器将料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较，如果所述料位高度高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，向报警设备输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号；

所述报警设备分别做出高位报警、低位报警或故障报警。

6.根据权利要求5所述的基于料仓料位的控制方法，包括：

如果所述料位高度信号高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，所述料位传感器向控制器输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，所述控制器输出信号控制泵体和螺旋进料机停机；或者

如果所述料位高度处于高位设定值与低位设定值之间，所述料位传感器将料位高度信号转换成标准的仪表信号，并将仪表信号以及正常状态信号传输给控制器；

所述控制器将仪表信号转换成第一电压信号传输给第一放大器，以及将仪表信号转换成第二电压信号传输给第二放大器；

所述第一放大器将第一电压信号转换成第一电流信号传输给第一排量阀，以及所述第二放大器将第二电压信号转换成第二电流信号传输给第二排量阀；

所述第一排量阀根据第一电流信号调整第一排量阀的排量大小，以及所述第二排量阀根据第二电流信号调整第二排量阀的排量大小，进而控制泵体的泵送速度和螺旋进料机的转速。

7.根据权利要求5所述的基于料仓料位的控制方法，包括：

若料仓顶部开口，则料仓底座中部竖直设置支架，所述探头安装在支架上部，垂直于物料平面；

若料仓顶部封闭，则所述探头安装在料仓顶部的中间位置。

8.根据权利要求5所述的基于料仓料位的控制方法，包括：

所述螺旋进料机排量大小是泵体排量大小的2倍。

9.一种基于料仓料位的控制系统，包括：

探头，用于测量料仓料位的高度，并将料位高度信号传输给料位传感器；

料位传感器，用于将接收到的料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较；如果所述料位高度处于高低位设定值之间，所述料位传感器将料位高度信号转换成标准的仪表信号，并将仪表信号以及正常状态信号传输给控制器；

控制器，用于接收正常状态信号和所述仪表信号，并将仪表信号转换成第一电压信号传输给第一放大器，以及将仪表信号转换成第二电压信号传输给第二放大器；

第一放大器，用于接收控制器输出的第一电压信号，并将第一电压信号转换成第一电流信号传输给第一排量阀；

第二放大器，用于接收控制器输出的第二电压信号，并将第二电压信号转换成第二电流信号传输给第二排量阀；

第一排量阀，用于根据第一电流信号调整第一排量阀的排量大小，进而控制泵体的泵送速度；

第二排量阀，用于根据第二电流信号调整第二排量阀的排量大小，进而控制螺旋进料机的转速。

10.根据权利要求9所述的基于料仓料位的控制系统，还包括：

报警设备，用于接收料位传感器的状态信号，如果所述料位高度信号高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，则分别做出高位报警、低位报警或故障报警；

其中，所述料位传感器在所述料位高度信号高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号时，向控制器和/或所述报警设备分别输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号；

所述控制器接收高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，控制泵体和螺旋进料机停机。

11.根据权利要求9所述的基于料仓料位的控制系统，包括：

若料仓顶部开口，则料仓底座中部竖直设置支架，所述探头安装在支架上部，垂直于物料平面；

若料仓顶部封闭，则所述探头安装在料仓顶部的中间位置。

12.根据权利要求9所述的基于料仓料位的控制系统，包括：

所述螺旋进料机排量大小是泵体排量大小的2倍。

13.一种基于料仓料位的控制系统，包括：

探头，用于测量料仓料位的高度，并将料位高度信号传输给料位传感器；

料位传感器，用于将料位高度与料位的高位设定值或者低位设定值进行比较，如果所述料位高度高于高位设定值、低于低位设定值或者无料位高度信号，向报警设备输出高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号；

报警设备，用于接收所述料位传感器输出的高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，分别做出高位报警、低位报警或故障报警。

14.根据权利要求13所述的基于料仓料位的控制系统，还包括：

控制器，用于接收所述料位传感器输出的高位状态信号、低位状态信号或故障状态信号，控制泵体和螺旋进料机停机；或者，接收所述料位传感器输出的正常状态信号和所述仪表信号，并将仪表信号转换成第一电压信号传输给第一放大器，以及将仪表信号转换成第二电压信号传输给第二放大器；

第一放大器，用于接收控制器输出的第一电压信号，并将第一电压信号转换成第一电流信号传输给第一排量阀；

第二放大器，用于接收控制器输出的第二电压信号，并将第二电压信号转换成第二电流信号传输给第二排量阀；

第一排量阀，用于根据第一电流信号调整第一排量阀的排量大小，进而控制泵体的泵送速度；

第二排量阀，用于根据第二电流信号调整第二排量阀的排量大小，进而控制螺旋进料机的转速。

15.根据权利要求13所述的基于料仓料位的控制系统，包括：

若料仓顶部开口，则料仓底座中部竖直设置支架，所述探头安装在支架上部，垂直于物料平面；

若料仓顶部封闭，则所述探头安装在料仓顶部的中间位置。

16.根据权利要求13所述的基于料仓料位的控制系统，包括：

所述螺旋进料机排量大小是泵体排量大小的2倍。