CN111468026A - 一种物料加湿控制系统及控制方法 - Google Patents

一种物料加湿控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种物料加湿控制系统及控制方法，该方法包括获取物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速，确定水泵目标转速；控制传输机和粉尘加湿机启动，以及可调速卸料阀启动；根据传输机的转速和传输距离，确定延时时间；控制可调速水泵按照水泵目标转速，在启动可调速卸料阀后间隔延时时间开启。本申请实施例，可以准确确定可调速水泵的水泵目标转速。水泵按照水泵目标转速运行后，使物料和水混合，稳定物料的料水比，避免造成扬尘或者现场泥水多的问题出现。

Description

一种物料加湿控制系统及控制方法
技术领域
本申请涉及物料加湿技术领域，特别涉及一种物料加湿控制系统及控制方法。
背景技术
加湿技术广泛应用于物料的配料、卸料和转运等过程之中，既可以根据生产工艺需要，实现一定比例的物料与水量的均匀配比，又可以按照环保要求避免物料转运过程中的二次扬尘。因此，物料加湿是一种工业生产中应用范围非常广泛的技术。
现有的物料加湿技术依然比较粗糙，存在着一系列的问题，主要表现在：卸料、加水与搅拌过程缺乏综合控制，料量控制和水量调节依靠人工进行，很难实现料量与水量的完全匹配，且每次控制都因人而异，料水比无法实现稳定。当料水比不稳定时，一是无法满足生产工艺的需要，二是可能带来一系列的环境问题，如当料量过多时，会导致现场出现扬尘；当水量过多时，则会导致现场泥水多，环境差。
所以，亟待需要一种物料加湿技术，可以稳定控制物料的料水比。
发明内容
本申请的目的在于提供一种物料加湿控制系统及控制方法，以解决无法稳定物料的料水比问题。
第一方面，本申请提供了一种物料加湿控制系统，所述系统包括料仓、可调速卸料阀、传输机、粉尘加湿机、可调速水泵和控制器；
所述可调速卸料阀设置在所述料仓的出料口；
所述可调速卸料阀的出料口位于所述传输机的上方；
所述粉尘加湿机上设置有进料孔和进水孔；
所述传输机的远离所述可调速卸料阀的一端位于所述粉尘加湿机的进料孔上方；
所述可调速水泵的出水口与所述粉尘加湿机的进水孔连接；
所述可调速卸料阀、传输机、粉尘加湿机和可调速水泵分别与所述控制器连接。
结合第一方面，在第一方面的第一种可实现的方式中，所述粉尘加湿机上的进水孔数量为若干，所述粉尘加湿机上的若干进水孔均匀分布在所述粉尘加湿机上。
结合第一方面，在第一方面的第二种可实现的方式中，所述系统还包括上位机，所述上位机与所述控制器连接。
第二方面，本申请提供一种物料加湿控制方法，应用于控制器，所述方法包括：
获取物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速；
根据所述物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速，确定水泵目标转速；
控制传输机和粉尘加湿机启动，以及可调速卸料阀启动；
根据传输机的转速和传输距离，确定延时时间；
控制可调速水泵按照水泵目标转速，在启动可调速卸料阀后间隔所述延时时间开启。
结合第二方面，在第二方面的第一种可实现的方式中，所述根据物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速，按照以下公式确定水泵目标转速：
Figure BDA0002448674570000021
其中，n为水泵目标转速，n0为水泵额定转速，Q1为物料起始含水量，Q2为物料目标含水量，P0为卸料阀额定卸料量，S0为卸料阀额定转速，s(t)为卸料阀即时转速，Q0为水泵额定流量。
结合第二方面，在第二方面的第二种可实现的方式中，所述方法还包括：存储所述物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量、水泵额定转速和水泵目标转速到上位机。
结合第二方面的第二种可实现的方式，在第二方面的第三种可实现的方式中，在确定水泵目标转速的步骤之前，所述方法还包括：
判断上位机内是否存在相同的物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速；
如果不存在，则执行根据所述物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速，确定水泵目标转速的步骤。
结合第二方面的第三种可实现的方式，在第二方面的第四种可实现的方式中，所述方法还包括：如果存在，则直接执行控制传输机和粉尘加湿机启动，以及可调速卸料阀启动的步骤。
由以上技术可知，本申请实施例提供一种物料加湿控制系统及控制方法，所述控制方法包括获取物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速；根据所述物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速，确定水泵目标转速；控制传输机和粉尘加湿机启动，以及可调速卸料阀启动；根据传输机的转速和传输距离，确定延时时间；控制可调速水泵按照水泵目标转速，在启动可调速卸料阀后间隔所述延时时间开启。本申请实施例，可以准确确定可调速水泵的水泵目标转速。水泵按照水泵目标转速运行后，使物料和水混合，稳定物料的料水比，避免造成扬尘或者现场泥水多的问题出现。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的一种物料加湿控制系统的结构示意图；
图2为本申请提供的一种物料加湿控制系统的流程图。
其中，1-料仓、2-可调速卸料阀、3-传输机、4-粉尘加湿机、41-进料孔、42-进水孔、5-可调速水泵、6-控制器、7-上位机。
具体实施方式
参见图1，图1为本申请提供的一种物料加湿控制系统的结构示意图。
本申请中的一种物料加湿控制系统，所述系统包括料仓1、可调速卸料阀2、传输机3、粉尘加湿机4、可调速水泵5和控制器6；
所述可调速卸料阀2设置在所述料仓1的出料口，用于调节从料仓1的出料口输出的物料的流量。本申请实施例中，将需要加湿的物料放置在所述料仓1内，料仓1内的物料通过料仓1的出料口处设置的可调速卸料阀2输送到传输机3上。
所述可调速卸料阀2的出料口位于所述传输机3的上方，为了使物料准确的下落在所述传输机3上，本申请实施例将所述可调速卸料阀2的出料口设置在所述传输机3的上方，由于重力作用，物料可以通过可调速卸料阀2的出料口直接落在所述传输机3上，所述传输机3可以将物料传送至所述粉尘加湿机4的进料孔41处。
本申请实施例中的粉尘加湿机4用于将物料与水混合，这样就可以避免现场出现扬尘的现象，造成环境污染。所述粉尘加湿机4上设置有进料孔41，所述传输机3的远离所述可调速卸料阀2的一端位于所述粉尘加湿机4的进料孔41上方，可以理解的是，为了避免再次增加传送设备，所以将传输机3的一端设置在所述粉尘加湿机4的进料孔41上方，物料通过粉尘加湿机4的进料孔41直接进入粉尘加湿机4内部。
所述可调速水泵5的出水口与所述粉尘加湿机4的进水孔42连接。本申请实施例对物料的加湿采用的方法为将物料与水混合，所以粉尘加湿机4还设置有进水孔42，且粉尘加湿机4的进水孔42与所述可调速水泵5的出水口连接，值得注意的是，所述粉尘加湿机4的进水孔42与所述可调速水泵5的出水口可以通过管道连接。所述可调速水泵5的进水口与水源连接，需要说明的是这里的水源可以指为粉尘加湿机4提供水的任何设备。
在一些实施例中，所述粉尘加湿机4上的进水孔41数量为若干，所述粉尘加湿机4上的若干进水孔41均匀分布在所述粉尘加湿机4上，这样可以使粉尘加湿机4中的物料和水更均匀的混合。
由于不同物料的物料起始含水量和物料目标含水量不同，所以需要加入水量也不同，本申请实施例可以智能的为粉尘加湿机提供不同水量的水。本申请实施例中，所述可调速卸料阀2、传输机3、粉尘加湿机4和可调速水泵5分别与所述控制器6连接，所述控制器6可以确定可调速水泵5的转速，并控制可调速水泵5按照水泵目标转速运行，使物料满足物料目标含水量的要求。
在一些实施例中，所述系统还包括上位机7，所述上位机7与所述控制器6连接。为了尽量减少占用控制器6的资源，本申请实施例的系统还包括上位机7，当每次根据物料起始含水量和物料目标含水量，确定可调速水泵目标转速后，将数据存储在上位机7，这样可以当下一次加湿物料时，针对同样的物料起始含水量和物料目标含水量，可以省略确定可调速水泵目标转速的过程，减少对控制器6资源的占用。另外，存储在上位机7的数据还可以通过试验的方式确定，例如，控制器6控制可调速卸料阀2、粉尘加湿机4和可调速水泵5的转速同时逐渐加大，通过不断的试验和测试物料的含水量，当物料的含水量与物料目标含水量相同时，确定此时可调速卸料阀2、粉尘加湿器和可调速水泵5的转速，并存储在上位机7，另外，可以在传输机3上安装承重装置，所述承重装置可以验证可调速卸料阀的转速。
本申请实施例还提供一种物料加湿控制方法，应用于控制器，如图2所示，所述方法包括：
S100、获取物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速；
具体的，当操作人员使用物料加湿控制系统时，需要在控制器中设置物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速。
在一些实施例中，可以首先S200、判断上位机内是否存在相同的物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速；
需要说明的是，每次重新确定水泵目标转速后，将所述物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量、水泵额定转速和水泵目标转速存储到上位机。
如果不存在，则执行S300、根据所述物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速，确定水泵目标转速的步骤。
在一些实施例中，所述根据物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速，按照以下公式确定水泵目标转速：
Figure BDA0002448674570000041
其中，n为水泵目标转速，n0为水泵额定转速，Q1为物料起始含水量，Q2为物料目标含水量，P0为卸料阀额定卸料量，S0为卸料阀额定转速，s(t)为卸料阀即时转速，Q0为水泵额定流量，ρ为水的密度。
水泵目标转速公式的确定过程包括：物料起始含水量为Q1，物料目标含水量为Q2，卸料阀额定卸料量为P0，卸料阀额定转速为S0，卸料阀即时转速为S(t)，S是时间t的函数，单位时间内的卸料阀卸料量为
Figure BDA0002448674570000042
欲使待加湿物料的含水量均匀达到目标含水量Q2，应根据可调速卸料阀的卸料速度来调节可调速水泵的水泵目标转速。设水泵额定转速为n0，水泵额定流量为Q0，水泵目标流量为Q，水泵目标转速为n。根据水泵性能的相似律，可求得不同工况下新的性能参数，即：
Figure BDA0002448674570000043
推导得，水泵的目标流量与水泵目标转速的关系式即：
Figure BDA0002448674570000051
为使待加湿物料的含水量达到目标值Q2，依据物料在整个系统中的湿平衡，即
Figure BDA0002448674570000052
可调速水泵的水泵目标转速为：
Figure BDA0002448674570000053
示例性的，物料起始含水量为12％,物料目标含水量为30％，卸料阀额定卸料量为4kg/s，卸料阀额定转速为1800r/min，将卸料阀即时转速S＝300ln(t)(可调速卸料阀全部打开状态)，水泵额定流量为2500L/h，水泵额定转速为3600r/min。在第20s，水泵目标转速为：
Figure BDA0002448674570000054
S400、控制传输机和粉尘加湿机启动，以及可调速卸料阀启动，具体的，本申请实施例利用控制器控制传输机和粉尘加湿机启动，随后控制可调速卸料阀启动。所述确定可调速水泵的水泵目标转速的过程只要在启动可调速水泵之前完成即可。
由于物料需要经过传输机才能进入到粉尘加湿机中，所以S500、根据传输机的转速和传输距离，确定延时时间，所述延时时间是指在可调速卸料阀启动与可调速水泵启动的间隔时间。
在一些实施例中，如果传输机和可调速卸料阀的其他条件相同的情况下，所述传输机的转速应该与可调速卸料阀的转速保持一致，传输机额定转速为W0，传输机额定输送量为G0，传输机实际转速为W，W是t的函数，则传输机实际转速与卸料阀即时转速之间的关系为：
Figure BDA0002448674570000055
传输机的实际转速：
Figure BDA0002448674570000056
S600、控制可调速水泵按照水泵目标转速，在启动可调速卸料阀后间隔所述延时时间开启。
在一些实施例中，粉尘加湿机的转速通过物料特点和质量流量确定，粉尘加湿机的转速应能使输送物料和水合理混合、搅拌，并且应能及时排出粉尘加湿机。在满足产量要求的前提下，加湿机的转速可适当降低，这样可以取得较好的混合效果。
在一些实施例中，所述方法还包括：如果存在相同的物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速，则直接执行S400、控制传输机和粉尘加湿机启动，以及可调速卸料阀启动的步骤，并按照存储的水泵目标转速控制可调速水泵启动，这样可以避免占用控制器的空间。
由以上技术可知，本申请实施例提供一种物料加湿控制系统及控制方法，所述控制方法包括获取物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速；根据所述物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速，确定水泵目标转速；控制传输机和粉尘加湿机启动，以及可调速卸料阀启动；根据传输机的转速和传输距离，确定延时时间；控制可调速水泵按照水泵目标转速，在启动可调速卸料阀后间隔所述延时时间开启。本申请实施例，可以准确确定可调速水泵的水泵目标转速。水泵按照水泵目标转速运行后，使物料和水混合，稳定物料的料水比，避免造成扬尘或者现场泥水多的问题出现。
本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种物料加湿控制系统，其特征在于，所述系统包括料仓、可调速卸料阀、传输机、粉尘加湿机、可调速水泵和控制器；
所述可调速卸料阀设置在所述料仓的出料口；
所述可调速卸料阀的出料口位于所述传输机的上方；
所述粉尘加湿机上设置有进料孔和进水孔；
所述传输机的远离所述可调速卸料阀的一端位于所述粉尘加湿机的进料孔上方；
所述可调速水泵的出水口与所述粉尘加湿机的进水孔连接；
所述可调速卸料阀、传输机、粉尘加湿机和可调速水泵分别与所述控制器连接。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述粉尘加湿机上的进水孔数量为若干，所述粉尘加湿机上的若干进水孔均匀分布在所述粉尘加湿机上。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括上位机，所述上位机与所述控制器连接。
4.一种物料加湿控制方法，其特征在于，应用于控制器，所述方法包括：
获取物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速；
根据所述物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速，确定水泵目标转速；
控制传输机和粉尘加湿机启动，以及可调速卸料阀启动；
根据传输机的转速和传输距离，确定延时时间；
控制可调速水泵按照水泵目标转速，在启动可调速卸料阀后间隔所述延时时间开启。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速，按照以下公式确定水泵目标转速：
Figure FDA0002448674560000011
其中，n为水泵目标转速，n0为水泵额定转速，Q1为物料起始含水量，Q2为物料目标含水量，P0为卸料阀额定卸料量，S0为卸料阀额定转速，s(t)为卸料阀即时转速，Q0为水泵额定流量。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：存储所述物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量、水泵额定转速和水泵目标转速到上位机。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在确定水泵目标转速的步骤之前，所述方法还包括：
判断上位机内是否存在相同的物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速；
如果不存在，则执行根据所述物料起始含水量、物料目标含水量、卸料阀额定卸料量、卸料阀额定转速、卸料阀即时转速、水泵额定流量和水泵额定转速，确定水泵目标转速的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：如果存在，则直接执行控制传输机和粉尘加湿机启动，以及可调速卸料阀启动的步骤。
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