CN108241389A - 一种隧道式微波加热温度自动控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种隧道式微波加热温度自动控制系统及控制方法：包括控制单元、专家系统及若干检测装置，专家系统与检测装置均连接控制单元，检测装置包括含水检测装置、温度检测装置及用于检测设备是否准备完毕的安全控制信号检测装置，控制单元还连接集料皮带电机与多个磁控管，多个磁控管并排设置于集料皮带两侧或顶端，工作时，系统根据输入的生产参数及检测装置的反馈数据自动确定系统各部位的工作状态，实时高效地调整磁控管的开启数目、集料皮带的转速，能够在生产启动阶段快速的实现混合料加热温度精准控制；在正常生产阶段能够根据待加热物料的变化，通过自动调整磁控管开启数量，实现混合料出料温度快速精准控制并修正专家系统。

Description

一种隧道式微波加热温度自动控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及沥青混合料加热领域，具体涉及一种隧道式微波加热温度自动控制系统及控制方法。

背景技术

传统的隧道微波加热设备温度控制是首先开启集料皮带，等待可以检测出料温度后，然后根据出料温度和目标温度的偏差反馈到控制系统，控制系统根据差值的大小调整微波加热的功率或皮带的速度；传统的隧道微波加热控制系统温度控制方面存在较大的滞后性，导致出料温度不精确，出料温度波动大；若进料口物料发生变化时，无法针对物料变化实时调整加热的功率和皮带的速度，出料温度偏差过大，无法满足温度控制要求。

发明内容

为解决现有技术中的不足，本发明提供一种隧道式微波加热温度自动控制系统及控制方法，解决了现有技术中隧道微波加热控制系统温度控制具有滞后性，出料温度不精确，出料温度波动大的技术问题。

为了实现上述目标，本发明采用如下技术方案：

一种隧道式微波加热温度自动控制系统，其特征在于：包括控制单元、专家系统及若干检测装置，所述专家系统与检测装置均连接控制单元，所述检测装置包括含水检测装置、温度检测装置及用于检测设备是否准备完毕的安全控制信号检测装置，所述控制单元还连接集料皮带电机与多个磁控管，所述多个磁控管并排设置于集料皮带两侧或顶端。

具体的，前述安全控制信号检测装置包括观察门检测装置、冷却系统检测装置、断料检测装置。

具体的，前述温度检测装置包括环境温度检测装置、入口物料温度检测装置、箱内物料温度检测装置、出口物料温度检测装置。

具体的，前述箱内物料温度检测单元是多个设置于加热隧道的温度传感器。

具体的，前述温度传感器是非接触式温度传感器。

具体的，前述控制单元是PLC。

具体的，前述专家系统安装于计算机或可移动设备中。

基于前述的一种隧道式微波加热温度自动控制系统的控制方法，其特征是：按照以下步骤工作：

S1：在专家系统输入生产参数，所述生产参数包括：待加热物料种类、设定目标温度及单位时间生产量，所述设定目标温度范围是[T₁，T₂]；

S2：控制单元接收检测装置的检测信息，并将所述检测信息传输至专家系统，专家系统根据环境温度、入口物料温度、加热目标温度计算出整个加热过程所需的全部热量，推导出集料皮带的启动转速V₀，并根据V₀自动拟合上料速度曲线，设定目标转速V₁；

S3：专家系统根据所述检测信息判断观察门是否关闭、冷却系统检是否准备就绪以及集料皮带上是否有待加热物料；若否则排除上述障碍，若是则准备就绪，系统满足启动条件，进入下一步骤；

S4：集料皮带以转速V₀启动，按照上料速度曲线达到设定目标转速V₁，当断料检测装置检测到集料皮带上有物料时，控制单元沿皮带运动方向顺序开启磁控管，磁控管发出微波加热物料；

S5：比较当前集料皮带上物料的温度T₀与设定目标温度的下限T₁，若物料温度高于或等于T₁，则调高集料皮带速度，反之，则降低集料皮带速度，同时修正专家系统；

S6：比较当前集料皮带上物料的温度T₀′与设定目标温度的上限T₂，若物料温度低于或等于T₂，则返回至S5，若物料温度高于T₂，则进入下一步骤；

S7：比较当前集料皮带转速V_n与目标转速V₁，若V_n小于V₁，则返回至S5，若V_n等于V₁，则调节磁控管开启数量，同时修正专家系统；

S8：专家系统检测安全控制信号、集料皮带目标转速V₁、物料设定目标温度是否能够满足生产条件；若能，则返回至S5，若不能，则顺序关闭磁控管，结束工作。

本发明所达到的有益效果：本发明能够根据设定的待加热物料，设定生产量及加热的目标温度，系统在启动时按专家系统给定的集料皮带速度进料，保证混合料出料温度快速达到目标温度；正常运行时，加热物料的变化，自动匹配相应的加热功率，调整磁控管开关的数量，实现混合料出料加热过程温度精准控制。本发明能够根据待加热的物料不同和生产量等输入条件，专家系统自动拟合上料速度曲线，能够在生产启动阶段快速的实现混合料加热温度精准控制；在正常生产阶段能够根据待加热物料的变化，通过自动调整磁控管开启数量，实现混合料出料温度快速精准控制。

附图说明

图1是本发明各装置的连接图；

图2是本发明的控制流程图；

图3是本发明开启磁控管的时间与集料皮带转速关系图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示：一种隧道式微波加热温度自动控制系统，包括控制单元、专家系统及若干检测装置，专家系统内置数据库，当输入生产参数时，能够自动确定该系统各部位的运行情况，例如确定传送带的初始速度，目标速度，磁控管的开启数目等参数，专家系统与检测装置均连接控制单元，检测装置包括含水检测装置、温度检测装置及用于检测设备是否准备完毕的安全控制信号检测装置，安全控制信号检测装置包括观察门检测装置、冷却系统检测装置、断料检测装置。控制单元还连接集料皮带电机与多个磁控管，多个磁控管并排设置于集料皮带两侧或顶端，温度检测装置包括环境温度检测装置、入口物料温度检测装置、箱内物料温度检测装置、出口物料温度检测装置，箱内物料温度检测单元是多个设置于加热隧道的温度传感器，温度传感器优选非接触式温度传感器。

控制单元优选PLC控制单元，专家系统优选安装于计算机或可移动设备中。

如图2所示：本发明还公开了上述隧道式微波加热温度自动控制系统的控制方法，按照以下步骤工作，现结合实例作具体分析：

S1：在专家系统输入生产参数，生产参数包括：待加热物料种类、设定目标温度及单位时间生产量，设定目标温度范围是[T₁，T₂]；例如，本实施例假设单位时间生产量是1t/h，设定的目标温度范围是80至90℃；

S2：控制单元接收检测装置的检测信息，并将检测信息传输至专家系统，专家系统根据环境温度、入口物料温度、加热目标温度计算出整个加热过程所需的全部热量，推导出集料皮带的启动转速V₀，并根据V₀自动拟合上料速度曲线，设定目标转速V₁；例如环境温度是10℃，入口物料温度是8℃结合物料种类，推导出完成加热过程需要的全部热量是1000KJ-1200KJ，同时推导出集料皮带的启动转速V₀＝1m/s，系统根据V₀＝1m/s自动拟合1m/s至V₁＝1.2m/s的上料速度曲线(如图3所示)；

S3：专家系统根据检测信息判断观察门是否关闭、冷却系统检是否准备就绪以及集料皮带上的物料是是否有待加热物料；若否则排除上述障碍，若是则准备就绪，系统满足启动条件，进入下一步骤；

S4：集料皮带以转速V₀＝1m/s启动，按照上料速度曲线(图3)达到设定目标转速V₁＝1.2m/s，当断料检测装置检测到集料皮带上有物料时，控制单元沿皮带运动方向顺序开启磁控管，磁控管发出微波加热物料，即断料检测装置检测到集料皮带上有物料时立即开启磁控管，当集料皮带继续向前运动时，处于最前端的磁控管始终保持与物料前端对其，这样在保证加热均匀的同时还能够达到节能的目的；

S5：比较当前集料皮带上物料的温度T₀与设定目标温度的下限T₁＝80℃，若物料温度高于或等于T₁(例如T₀＝85℃)，则系统热量能够满足当前集料皮带的速度，这时应调高集料皮带速度；反之，若T₀＝65℃，小于T₁，则降低集料皮带速度，以便物料能够有更长的加热时间，同时修正专家系统，更新专家系统的数据库；

S6：再次比较当前集料皮带上物料的温度T₀′与设定目标温度的上限T₂＝90℃，若当前物料温度T₀′(假设此时T₀′＝88℃)低于或等于T₂＝90℃，则返回至S5，在S5中若T₀′低于T₁，则降低集料皮带速度，若T₀′高于或等于T₁，则调高集料皮带速度；

若本步骤中当前物料温度T₀′高于T₂＝90℃，则说明系统能够满足物料的加热需求，进入下一步骤；

S7：比较当前集料皮带转速V_n与目标转速V₁＝1.2m/s，若V_n小于V₁，则返回至S5，若V_n等于V₁＝1.2m/s(当前集料皮带转速不会高于目标转速)，则调节磁控管开启数量，同时修正专家系统，并更新专家系统的数据库；；

S8：专家系统再次检测安全控制信号、集料皮带目标转速V₁、物料设定目标温度是否能够满足生产条件；若能，则返回至S5重新调整，若不能，则系统无法满足当前情况的生产需求，应顺序关闭磁控管，本次结束工作。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种隧道式微波加热温度自动控制系统，其特征在于：包括控制单元、专家系统及若干检测装置，所述专家系统与检测装置均连接控制单元，所述检测装置包括含水检测装置、温度检测装置及用于检测设备是否准备完毕的安全控制信号检测装置，所述控制单元还连接集料皮带电机与多个磁控管，所述多个磁控管并排设置于集料皮带两侧或顶端。

2.根据权利要求1所述的一种隧道式微波加热温度自动控制系统，其特征是：所述安全控制信号检测装置包括观察门检测装置、冷却系统检测装置、断料检测装置。

3.根据权利要求1所述的一种隧道式微波加热温度自动控制系统，其特征是：所述温度检测装置包括环境温度检测装置、入口物料温度检测装置、箱内物料温度检测装置、出口物料温度检测装置。

4.根据权利要求3所述的一种隧道式微波加热温度自动控制系统，其特征是：所述箱内物料温度检测单元是多个设置于加热隧道的温度传感器。

5.根据权利要求4所述的一种隧道式微波加热温度自动控制系统，其特征是：所述温度传感器是非接触式温度传感器。

6.根据权利要求1所述的一种隧道式微波加热温度自动控制系统，其特征是：所述控制单元是PLC。

7.根据权利要求1所述的一种隧道式微波加热温度自动控制系统，其特征是：所述专家系统安装于计算机或可移动设备中。

8.基于权利要求1-7任意一项权利要求所述的一种隧道式微波加热温度自动控制系统的控制方法，其特征是：按照以下步骤工作：

S1：在专家系统输入生产参数，所述生产参数包括：待加热物料种类、设定目标温度及单位时间生产量，所述设定目标温度范围是[T₁，T₂]；

S2：控制单元接收检测装置的检测信息，并将所述检测信息传输至专家系统，专家系统根据环境温度、入口物料温度、加热目标温度计算出整个加热过程所需的全部热量，推导出集料皮带的启动转速V₀，并根据V₀自动拟合上料速度曲线，设定目标转速V₁；

S3：专家系统根据所述检测信息判断观察门是否关闭、冷却系统检是否准备就绪以及集料皮带上是否有待加热物料；若否则排除上述障碍，若是则准备就绪，系统满足启动条件，进入下一步骤；

S4：集料皮带以转速V₀启动，按照上料速度曲线达到设定目标转速V₁，当断料检测装置检测到集料皮带上有物料时，控制单元沿皮带运动方向顺序开启磁控管，磁控管发出微波加热物料；

S5：比较当前集料皮带上物料的温度T₀与设定目标温度的下限T₁，若物料温度高于或等于T₁，则调高集料皮带速度，反之，则降低集料皮带速度，同时修正专家系统；

S6：比较当前集料皮带上物料的温度T₀′与设定目标温度的上限T₂，若物料温度低于或等于T₂，则返回至S5，若物料温度高于T₂，则进入下一步骤；

S7：比较当前集料皮带转速V_n与目标转速V₁，若V_n小于V₁，则返回至S5，若V_n等于V₁，则调节磁控管开启数量，同时修正专家系统；

S8：专家系统检测安全控制信号、集料皮带目标转速V₁、物料设定目标温度是否能够满足生产条件；若能，则返回至S5，若不能，则顺序关闭磁控管，结束工作。