CN108107932A - 一种鼓风机恒压供风电控系统及其电控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种鼓风机恒压供风电控系统及其电控方法，所述电控系统包括：风压力变送器、SFD信号隔离器、智能PID调节器、开关电源装置、转换开关、电磁继电器和变频启动开关，所述风压力变送器安装在鼓风机供风管内，SFD信号隔离器、智能PID调节器、开关电源装置、转换开关和电磁继电器通过电控电路集成安装在配电箱内。本发明能根据用风量的大小在线智能主动感知、自动分析、快速处理后把信号传输至罗茨鼓风机变频器，变频器将根据输入信号的强弱，调整频率的高低，保证系统在恒压状态下供风。
Description
技术领域
本发明涉及罗茨鼓风机供风电控技术领域，具体涉及一种鼓风机恒压供风电控系统及其电控方法。
背景技术
罗茨鼓风机在浮选系统中给浮选槽供风，用风量大小根据入选原矿品位的变化需要调整安装在浮选槽上的供气阀完成，当供气阀调至较小风量供气时，会使罗茨鼓风机风压上升，罗茨鼓风机在高风压憋气过负荷工矿下运行，长时间持续过负荷运行会烧坏鼓风机主电机，主电机故障后将造成选矿系统停产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种鼓风机恒压供风电控系统及其电控方法，用以解决目前罗茨鼓风机不能恒压供风造成罗茨鼓风机长时间在高风压憋气过负荷工矿下运行烧坏鼓风机主电机的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种鼓风机恒压供风电控系统，所述电控系统包括：风压力变送器、SFD信号隔离器、智能PID调节器、开关电源装置、转换开关、电磁继电器和变频启动开关，所述风压力变送器安装在鼓风机供风管内，SFD信号隔离器、智能PID调节器、开关电源装置、转换开关、电磁继电器和变频启动开关通过电控电路集成安装在配电箱内，所述智能PID调节器、所述开关电源装置、所述转换开关和所述变频启动开关并联连接至所述电控电路L、N电力线之间，所述电磁继电器与所述转换开关串联连接，所述开关电源装置的直流电输出端分别与所述风压力变送器的直流电输入端和所述SFD信号隔离器的直流电输入端连接，所述风压力变送器的反馈信号输出端连接至所述SFD信号隔离器的变送反馈信号输入端，所述SFD信号隔离器的变送反馈信号输出端连接至所述智能PID调节器的变送反馈信号输入端，所述智能PID调节器的变送反馈信号输出端连接至鼓风机变频器的变送反馈信号输入端，所述电磁继电器的控制开关通过所述变频启动开关控制接通所述鼓风机变频器，所述智能PID调节器的变送反馈信号输入端和变送反馈信号输出端均通过信号屏蔽线连接至所述智能PID调节器。
进一步地，所述电控电路对外设置有接线端子排，所述接线端子排设置有装置电源输入接口、风压力变送反馈信号接口、风压力变送器供电接口、变频器给定接口和变频器启动接口，所述装置电源输入接口与所述电控电路L、N电力线输入端连接，所述开关电源装置的直流电输出端通过所述风压力变送器供电接口对外连接至所述风压力变送器的直流电输入端，所述风压力变送器的反馈信号输出端通过所述风压力变送反馈信号接口连接至所述SFD信号隔离器的变送反馈信号输入端，所述智能PID调节器的变送反馈信号输出端通过所述变频器给定接口连接至所述鼓风机变频器的变送反馈信号输入端，所述变频启动开关通过所述变频器启动接口接通所述鼓风机变频器。
进一步地，所述装置电源输入接口包括220V交流电的L电力线接口和N电力线接口，所述L电力线接口和所述N电力线接口分别连接至电控电路L电力线和N电力线的电源输入端。
进一步地，所述风压力变送反馈信号接口包括预留接口、控制线IN接口和控制线GND接口，所述控制线IN接口和所述控制线GND接口分别通过控制线IN和控制线GND连接至所述SFD信号隔离器的控制线IN输入端子和控制线GND输入端子。
进一步地，所述风压力变送器供电接口包括+24VM接口和GND接口，所述+24VM接口和所述GND接口对内分别连接至所述开关电源装置的+24VM直流电输出端子和GND直流电输出端子，所述+24VM接口和所述GND接口对外连接至所述风压力变送器的+24VM供电端子和GND供电端子。
进一步地，所述变频器给定接口包括D/A信号给定接口和CM2信号给定接口，所述D/A信号给定接口和所述CM2信号给定接口对内分别连接至所述智能PID调节器的D/A信号输出端子和CM2信号输出端子。
进一步地，所述变频器启动接口包括FWD接口和CM1接口，所述FWD接口和所述CM1接口对内分别连接至所述变频启动开关两端的FWD连接端子和CM1连接端子。
进一步地，所述SFD信号隔离器的变送反馈信号输出端包括第一变送反馈信号输出端子和第二变送反馈信号输出端子，所述SFD信号隔离器上设置有若干预留接线端子，所述智能PID调节器的变送反馈信号输入端包括第一变送反馈信号输入端子、第二变送反馈信号输入端子和预留变送反馈信号输入端子，所述SFD信号隔离器的所述第一变送反馈信号输出端子和所述第二变送反馈信号输出端子分别与所述SFD信号隔离器的控制线IN输入端子和控制线GND输入端子连通并分别通过信号传输线与所述智能PID调节器的第一变送反馈信号输入端子和所述第二变送反馈信号输入端子连接，所述智能PID调节器的预留变送反馈信号输入端子通过所述SFD信号隔离器的预留接线端子与所述风压力变送反馈信号接口的预留接口连通。
进一步地，所述电控系统还包括控制电源电压表、电源指示灯和变频运行指示灯，所述控制电源电压表和所述电源指示灯分别并联连接至所述电控电路L、N电力线之间，所述变频运行指示灯与所述变频启动开关串联连接。
本发明还公开了一种鼓风机恒压供风电控系统的电控方法，所述电控方法包括：利用220V交流电通过接线端子排上的装置电源输入接口为电控电路L、N电力线供电；电控电路L、N电力线分别为并联连接的智能PID调节器、开关电源装置、转换开关和变频启动开关提供220V交流电；开关电源装置将220V交流电转换为24V直流电后为风压力变送器和SFD信号隔离器供电，其中，所述开关电源装置经由接线端子排上的风压力变送器供电接口对外为风压力变送器供电；通过转换开关、电磁继电器、变频启动开关以及接线端子排上的变频器启动接口共同控制鼓风机变频器接通供电电路启动；风压力变送器在鼓风机供风管内采集供风压力并转换成4-20mA电流信号；4-20mA电流信号通过接线端子排上的风压力变送反馈信号接口输入到SFD信号隔离器的变送反馈信号输入端；SFD信号隔离器对4-20mA电流信号进行处理并将处理后的变送反馈信号通过变送反馈信号输出端输入到智能PID调节器的变送反馈信号输入端；智能PID调节器接收到鼓风机供风管实际供风压力信号后，根据预先设置的目标供风压力值SV与接收到的实际供风压力值PV进行运算比较，得出反馈调节值；基于反馈调节值的变送反馈信号通过智能PID调节器的变送反馈信号输出端并经由接线端子排上变频器给定接口传输给鼓风机变频器模拟量控制端子上；及鼓风机变频器根据接收到的变送反馈信号控制鼓风机恒压供风；其中，所述鼓风机变频器接通供电电路启动的控制方法包括：通过转换开关控制接通电磁继电器接通供电电路；电磁继电器接通供电电路控制变频启动开关接通供电电路；及变频启动开关接通供电电路经由接线端子排上的变频器启动接口控制鼓风机变频器接通供电电路启动。
本发明具有如下优点：
本发明提出了一种鼓风机恒压供风电控系统及其电控方法，能根据用风量的大小在线智能主动感知、自动分析、快速处理后把信号传输至罗茨鼓风机变频器，变频器将根据输入信号的强弱，调整频率的高低，保证系统在恒压状态下供风。
附图说明
图1为本发明的一种鼓风机恒压供风电控系统的电气连接示意图。
图2为本发明的一种鼓风机恒压供风电控系统的电控电路图。
图3为本发明的一种鼓风机恒压供风电控系统的电控电路对外设置的接线端子排的接口设置示意图。
图4为本发明的一种鼓风机恒压供风电控系统的SFD信号隔离器的接线端子示意图。
图5为本发明的一种鼓风机恒压供风电控系统的电控方法的流程图。
具体实施方式
以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
参考图1，本实施例公开的一种鼓风机恒压供风电控系统，其中，鼓风机为在多金属选矿厂浮选系统中为浮选槽供风的罗茨鼓风机，包括：风压力变送器01、SFD信号隔离器02、智能PID调节器03、开关电源装置04、转换开关05、电磁继电器06和变频启动开关07，风压力变送器01安装在鼓风机出风管内，SFD信号隔离器02、智能PID调节器03、开关电源装置04、转换开关05、电磁继电器06和变频启动开关07通过电控电路08集成安装在配电箱内，优选地，配电箱靠近鼓风机变频器09安装，参考图2，智能PID调节器03、开关电源装置04、转换开关05和变频启动开关07并联连接至电控电路L、N电力线之间，电磁继电器06与转换开关05串联连接，电控电路08对外设置有接线端子排10，参考图4，接线端子排10设置有装置电源输入接口11、风压力变送反馈信号接口12、风压力变送器供电接口13、变频器给定接口14和变频器启动接口15，装置电源输入接口11与电控电路L、N电力线输入端连接，参考图1至4，开关电源装置04的直流电输出端16分别与风压力变送器供电接口13和SFD信号隔离器02的直流电输入端17连接，开关电源装置04的直流电输出端16与SFD信号隔离器02的直流电输入端17连接，具体是指，开关电源装置04的直流电输出端16的+24VM直流电输出端子161和GND直流电输出端子162分别与SFD信号隔离器02的直流电输入端17的+24VM直流电输入端子171和GND直流电输入端子172连接，风压力变送器供电接口13对外连接至风压力变送器01的直流电输入端，风压力变送器01的反馈信号输出端通过风压力变送反馈信号接口12连接至SFD信号隔离器02的变送反馈信号输入端18，SFD信号隔离器02的变送反馈信号输出端19连接至智能PID调节器03的变送反馈信号输入端20，智能PID调节器03的变送反馈信号输出端21通过变频器给定接口14连接至鼓风机变频器09的变送反馈信号输入端，电磁继电器06的控制开关两端连接至变频启动开关07的两端，变频启动开关07的两端通过变频器启动接口15接通鼓风机变频器09，智能PID调节器03的变送反馈信号输入端20和变送反馈信号输出端21均通过信号屏蔽线连接至智能PID调节器03。
参考图2至4，进一步地，装置电源输入接口11包括220V交流电的L电力线接口111和N电力线接口112，L电力线接口111和N电力线接口112分别连接至电控电路L电力线和N电力线的电源输入端。风压力变送反馈信号接口12包括控制线IN接口121和控制线GND接口122，控制线IN接口121和控制线GND接口122分别通过控制线IN和控制线GND连接至SFD信号隔离器02的控制线IN输入端子181和控制线GND输入端子182，优选地，风压力变送反馈信号接口12还设有预留接口123。风压力变送器供电接口13包括+24VM接口131和GND接口132，+24VM接口131和GND接口132对内分别连接至开关电源装置04的+24VM直流电输出端子161和GND直流电输出端子162，+24VM接口131和GND接口132对外连接至风压力变送器01的+24VM供电端子和GND供电端子。变频器给定接口14包括D/A信号给定接口141和CM2信号给定接口142，D/A信号给定接口141和CM2信号给定接口142对内分别连接至智能PID调节器03的D/A信号输出端子211和CM2信号输出端子212。变频器启动接口15包括FWD接口151和CM1接口152，FWD接口151和CM1接口152对内分别连接至变频启动开关07两端的FWD连接端子22和CM1连接端子23。SFD信号隔离器02的变送反馈信号输出端19包括第一变送反馈信号输出端子191和第二变送反馈信号输出端子192，优选地，本实施例中，SFD信号隔离器02上还设置有第一和第二预留接线端子24和25，智能PID调节器03的变送反馈信号输入端20包括第一变送反馈信号输入端子201和第二变送反馈信号输入端子202，优选地，变送反馈信号输入端20还包括预留变送反馈信号输入端子203，SFD信号隔离器02的第一变送反馈信号输出端子191和第二变送反馈信号输出端子192分别与SFD信号隔离器02的控制线IN输入端子181和控制线GND输入端子182连通并分别通过信号传输线与智能PID调节器03的第一变送反馈信号输入端子201和第二变送反馈信号输入端子202连接，智能PID调节器03的预留变送反馈信号输入端子203通过SFD信号隔离器02的第一和第二预留接线端子24和25与风压力变送反馈信号接口12的预留接口123连通。
参考图2，优选地，电控系统还包括控制电源电压表26、电源指示灯27和变频运行指示灯28，控制电源电压表26和电源指示灯27分别并联连接至电控电路L、N电力线之间，变频运行指示灯28与变频启动开关07串联连接。
参考图5，本实施例公开的一种鼓风机恒压供风电控系统的电控方法包括：利用220V交流电通过接线端子排10上的装置电源输入接口11为电控电路L、N电力线供电；电控电路L、N电力线分别为并联连接的智能PID调节器03、开关电源装置04、转换开关05和变频启动开关07提供220V交流电；开关电源装置04将220V交流电转换为24V直流电后为风压力变送器01和SFD信号隔离器02供电，其中，开关电源装置04经由接线端子排10上的风压力变送器供电接口13对外为风压力变送器01供电；通过转换开关05、电磁继电器06、变频启动开关07以及接线端子排10上的变频器启动接口15共同控制鼓风机变频器09接通供电电路11启动；风压力变送器01在鼓风机供风管内采集供风压力并转换成4-20mA电流信号；4-20mA电流信号通过接线端子排10上的风压力变送反馈信号接口12输入到SFD信号隔离器02的变送反馈信号输入端18；SFD信号隔离器02对4-20mA电流信号进行处理并将处理后的变送反馈信号通过变送反馈信号输出端19输入到智能PID调节器03的变送反馈信号输入端20；智能PID调节器03接收到鼓风机供风管实际供风压力信号后，根据预先设置的目标供风压力值SV与接收到的实际供风压力值PV进行运算比较，得出反馈调节值；基于反馈调节值的变送反馈信号通过智能PID调节器03的变送反馈信号输出端21并经由接线端子排10上变频器给定接口14传输给鼓风机变频器09模拟量控制端子上；及鼓风机变频器09根据接收到的变送反馈信号控制鼓风机恒压供风；其中，鼓风机变频器09接通供电电路启动的控制方法包括：通过转换开关05控制接通电磁继电器06接通供电电路；电磁继电器06接通供电电路11控制变频启动开关07接通供电电路11；及变频启动开关07接通供电电路11经由接线端子排10上的变频器启动接口15控制鼓风机变频器09接通供电电路11启动。
本发明通过智能PID调节器对预先设置的目标供风压力和风压力变送器采集到的实际供风压力在线进行运算比较，当风压力变送器采集到的供风管实际供风压力值PV大于智能PID调节器预先设置的目标供风压力值SV时，智能PID调节器经过计算比较后将合适的反馈信号输给鼓风机变频器模拟量控制端子上，鼓风机变频器接到信号后降频率至智能PID调节器预先设置的目标供风压力值SV值运行，反之，当风压力变送器采集到的供风管实际供风压力值PV小于智能PID调节器预先设置的目标供风压力值SV时，智能PID调节器经过计算比较后将合适的反馈信号输给鼓风机变频器模拟量控制端子上，鼓风机变频器接到信号后升频率至智能PID调节器预先设置的目标供风压力值SV值运行，根据上述负反馈原理来控制罗茨鼓风机恒压供风闭环运行。经过调试后投入运行，当浮选系统安装在浮选槽上的风阀时，罗茨鼓风机变频器时时在预先设置的目标供风压力值SV下进行跟随性的降低频率或升高频率运行，再不会发生鼓风机由于关闭风阀而造成超压憋气过负荷运行，从而稳定了选矿工艺和选矿指标，也最大限度的节约了电耗。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
Claims (10)
1.一种鼓风机恒压供风电控系统，其特征在于，所述电控系统包括：风压力变送器、SFD信号隔离器、智能PID调节器、开关电源装置、转换开关、电磁继电器和变频启动开关，所述风压力变送器安装在鼓风机供风管内，SFD信号隔离器、智能PID调节器、开关电源装置、转换开关、电磁继电器和变频启动开关通过电控电路集成安装在配电箱内，所述智能PID调节器、所述开关电源装置、所述转换开关和所述变频启动开关并联连接至电控电路L、N电力线之间，所述电磁继电器与所述转换开关串联连接，所述开关电源装置的直流电输出端分别与所述风压力变送器的直流电输入端和所述SFD信号隔离器的直流电输入端连接，所述风压力变送器的反馈信号输出端连接至所述SFD信号隔离器的变送反馈信号输入端，所述SFD信号隔离器的变送反馈信号输出端连接至所述智能PID调节器的变送反馈信号输入端，所述智能PID调节器的变送反馈信号输出端连接至鼓风机变频器的变送反馈信号输入端，所述电磁继电器的控制开关通过所述变频启动开关控制接通所述鼓风机变频器，所述智能PID调节器的变送反馈信号输入端和变送反馈信号输出端均通过信号屏蔽线连接至所述智能PID调节器。
2.根据权利要求1所述的一种鼓风机恒压供风电控系统，其特征在于，所述电控电路对外设置有接线端子排，所述接线端子排设置有装置电源输入接口、风压力变送反馈信号接口、风压力变送器供电接口、变频器给定接口和变频器启动接口，所述装置电源输入接口与电控电路L、N电力线输入端连接，所述开关电源装置的直流电输出端通过所述风压力变送器供电接口对外连接至所述风压力变送器的直流电输入端，所述风压力变送器的反馈信号输出端通过所述风压力变送反馈信号接口连接至所述SFD信号隔离器的变送反馈信号输入端，所述智能PID调节器的变送反馈信号输出端通过所述变频器给定接口连接至所述鼓风机变频器的变送反馈信号输入端，所述变频启动开关通过所述变频器启动接口接通所述鼓风机变频器。
3.根据权利要求2所述的一种鼓风机恒压供风电控系统，其特征在于，所述装置电源输入接口包括220V交流电的L电力线接口和N电力线接口，所述L电力线接口和所述N电力线接口分别连接至电控电路L电力线和N电力线的电源输入端。
4.根据权利要求2所述的一种鼓风机恒压供风电控系统，其特征在于，所述风压力变送反馈信号接口包括预留接口、控制线IN接口和控制线GND接口，所述控制线IN接口和所述控制线GND接口分别通过控制线IN和控制线GND连接至所述SFD信号隔离器的控制线IN输入端子和控制线GND输入端子。
5.根据权利要求2所述的一种鼓风机恒压供风电控系统，其特征在于，所述风压力变送器供电接口包括+24VM接口和GND接口，所述+24VM接口和所述GND接口对内分别连接至所述开关电源装置的+24VM直流电输出端子和GND直流电输出端子，所述+24VM接口和所述GND接口对外连接至所述风压力变送器的+24VM供电端子和GND供电端子。
6.根据权利要求2所述的一种鼓风机恒压供风电控系统，其特征在于，所述变频器给定接口包括D/A信号给定接口和CM2信号给定接口，所述D/A信号给定接口和所述CM2信号给定接口对内分别连接至所述智能PID调节器的D/A信号输出端子和CM2信号输出端子。
7.根据权利要求2所述的一种鼓风机恒压供风电控系统，其特征在于，所述变频器启动接口包括FWD接口和CM1接口，所述FWD接口和所述CM1接口对内分别连接至所述变频启动开关两端的FWD连接端子和CM1连接端子。
8.根据权利要求1所述的一种鼓风机恒压供风电控系统，其特征在于，所述SFD信号隔离器的变送反馈信号输出端包括第一变送反馈信号输出端子和第二变送反馈信号输出端子，所述SFD信号隔离器上设置有若干预留接线端子，所述智能PID调节器的变送反馈信号输入端包括第一变送反馈信号输入端子、第二变送反馈信号输入端子和预留变送反馈信号输入端子，所述SFD信号隔离器的所述第一变送反馈信号输出端子和所述第二变送反馈信号输出端子分别与所述SFD信号隔离器的控制线IN输入端子和控制线GND输入端子连通并分别通过信号传输线与所述智能PID调节器的所述第一变送反馈信号输入端子和所述第二变送反馈信号输入端子连接，所述智能PID调节器的预留变送反馈信号输入端子通过所述SFD信号隔离器的预留接线端子与所述风压力变送反馈信号接口的预留接口连通。
9.根据权利要求1所述的一种鼓风机恒压供风电控系统，其特征在于，所述电控系统还包括控制电源电压表、电源指示灯和变频运行指示灯，所述控制电源电压表和所述电源指示灯分别并联连接至电控电路L、N电力线之间，所述变频运行指示灯与所述变频启动开关串联连接。
10.根据权利要求1-9中任一所述的一种鼓风机恒压供风电控系统的电控方法，其特征在于，所述电控方法包括：
利用220V交流电通过接线端子排上的装置电源输入接口为电控电路L、N电力线供电；
电控电路L、N电力线分别为并联连接的智能PID调节器、开关电源装置、转换开关和变频启动开关提供220V交流电；
开关电源装置将220V交流电转换为24V直流电后为风压力变送器和SFD信号隔离器供电，其中，所述开关电源装置经由接线端子排上的风压力变送器供电接口对外为风压力变送器供电；
通过转换开关、电磁继电器、变频启动开关以及接线端子排上的变频器启动接口共同控制鼓风机变频器接通供电电路启动；
风压力变送器在鼓风机供风管内采集供风压力并转换成4-20mA电流信号；
4-20mA电流信号通过接线端子排上的风压力变送反馈信号接口输入到SFD信号隔离器的变送反馈信号输入端；
SFD信号隔离器对4-20mA电流信号进行处理并将处理后的变送反馈信号通过变送反馈信号输出端输入到智能PID调节器的变送反馈信号输入端；
智能PID调节器接收到鼓风机供风管实际供风压力信号后，根据预先设置的目标供风压力值SV与接收到的实际供风压力值PV进行运算比较，得出反馈调节值；
基于反馈调节值的变送反馈信号通过智能PID调节器的变送反馈信号输出端并经由接线端子排上变频器给定接口传输给鼓风机变频器模拟量控制端子上；及
鼓风机变频器根据接收到的变送反馈信号控制鼓风机恒压供风；
其中，所述鼓风机变频器接通供电电路启动的控制方法包括：
通过转换开关控制接通电磁继电器接通供电电路；
电磁继电器接通供电电路控制变频启动开关接通供电电路；及
变频启动开关接通供电电路经由接线端子排上的变频器启动接口控制鼓风机变频器接通供电电路启动。
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