CN111921448A - 一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制系统及其方法，包括三个冷风机、温度检测模块和气压检测模块；任意冷风机均通过冷风管与总风管连通；任意冷风管上均设有第一电磁阀；所述总风管与吹风箱连通；所述吹风箱的周侧面安装有工控箱；所述吹风箱通过吹风管与和膏机连通；所述吹风管上设有第二电磁阀；所述工控箱内还设有用于控制的工控板；所述总风管与吹风箱间设置有冷气压缩机；所述工控板包括控制面板、主控MCU、时间模块、显示模块、报警模块以及微处理器；本发明通过设置工控板控制和膏机运行，能实现该套设备的自动化稳定控制，并在工控板上做出人性化报警处理，实现了和膏机运行过程中整个温度和气压的精准控制。

Description

一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制系统及其方法

技术领域

本发明属于铅膏制备技术领域，特别是涉及一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制系统及其方法。

背景技术

目前铅蓄电池广泛应用于汽车、火车、拖拉机、摩托车、电动车以及通讯、电站、电力输送、仪器仪表、UPS电源和飞机、坦克、舰艇、雷达系统等领域。随着世界能源经济的发展和人民生活水平的日益提高，在二次电源使用中，铅蓄电池已占有85％以上的市场份额。铅酸蓄电池以技术成熟、成本低、大电流放电性能佳、适用温度范围广、安全性高，可做到完全回收利用等优点在汽车起动电池和电动车领域尚无法被其它电池取代。

目前，铅酸蓄电池生产工艺包括铅粉制作、浇修极板、和膏、涂膏和挤膏或灌粉、电解、烘干、装配。其中和膏是整个蓄电池制作工艺中最关键的步骤之一，直接影响蓄电池的质量和使用寿命。

现在市场上的和膏机需要工人在旁边监控，并且需要工人自行加料和开关通风装置；使用不方便，并且搅拌温度不容易控制，很容易对和膏质量产生影响，从而影响铅酸蓄电池容量。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制系统及其方法，通过设置工控板控制和膏机运行，能实现该套设备的自动化稳定控制，又能进行实时监控，并在工控板上做出人性化报警处理，使得整个和膏机的工作过程更加安全稳定，提高提高铅膏制作效率，通过设置温度检测模块和气压检测模块检测和膏机内的工作温度和气压，并通过冷风机和通风口来控制温度和气压；提高了铅膏质量，从而提高了蓄电池质量。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制系统及其方法，包括三个冷风机、温度检测模块和气压检测模块；任意冷风机均通过冷风管与总风管连通；任意冷风管上均设有第一电磁阀；所述总风管与吹风箱连通；所述吹风箱的周侧面安装有工控箱；所述吹风箱的内侧面底部分别安装有气压传感器和温度传感器；所述吹风箱通过吹风管与和膏机连通；所述吹风管上设有第二电磁阀；

所述冷风管和总风管的表面均包覆有隔热层，所述工控箱内还设有用于控制的工控板；所述吹风箱周侧面安装有密闭隔热层，所述总风管与吹风箱间设置有冷气压缩机；

所述工控板包括控制面板、主控MCU、时间模块、显示模块、报警模块以及微处理器；所述控制面板用于控制系统开关和设定工作参数；所述时间模块用于记录时间参数；所述显示模块用于显示和膏机工作信息、时间信息、温度数据信息和气压数值信息；所述微处理器用于处理温度检测模块和气压检测模块的数据信息；所述主控MCU用于控制和膏机运行；所述报警模块用于发出警报；

所述和膏机包括通风口、铅粉进料口、配料进料口、加水口和加酸口；所述铅粉进料口、配料进料口、加水口、加酸口分别由第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀控制开关；

所述和膏机、冷风机、冷气压缩机、第一电磁阀、第二电磁阀、通风口、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀均有主控MCU控制开关；

所述温度检测模块用于检测和膏机内部的工作温度并将和膏机内部的工作温度传输到微处理器，所述气压检测模块用于检测和膏机内部的工作气压并将和膏机内部的工作气压传输到微处理器。

进一步地，所述报警模块包括GSM通信单元和声光警示单元，所述声光警示单元包括报警蜂鸣器和闪烁LED灯；

进一步地，所述温度检测模块包括用于检测和膏机内部温度的测温单元，所述测温单元输出端通过信号传输单元电性连接有微处理器，且微处理器输出端连接有显示模块，所述测温单元包括碳化硅热敏电阻、半导体陶瓷热敏电阻以及PT100热电阻测温电路，所述碳化硅热敏电阻、半导体陶瓷热敏电阻和PT100热电阻测温电路分别安装在和膏机的底部内表面和四周内表面；

一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据铅膏配方比例将铅膏材料准备好分别放入各个进料口上的临时储料装置；临时储料装置采用料斗，料斗底部与进料口连接；

S2：将原料放入进料口之后，通过控制面板设定好加料顺序、搅拌时间信息、搅拌气压范围信息和搅拌温度范围信息；主控MCU控制第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀按顺序开启，原料落入和膏机；

S3：主控MCU控制同时启动和膏机、冷气压缩机、三个冷风机并打开与其对应的三个第一电磁阀，和膏机启动后开始搅拌；

S4：微处理器接收气压传感器传递的吹气箱内气压信息以及温度传感器传递的吹气箱内的吹气箱温度信息，同时微处理器根据气压信息判断是否超出气压上限阈值；若是，则执行S5；若否，则执行S6；

S5：主控MCU控制先后关闭冷风机及其对应的第一电磁阀和冷气压缩机，后执行S6；

S6：通过温度检测模块检测和膏机内部的工作温度，在和膏机内部温度没有达到条件的情况下，对和膏机内部进行温度调节，具体的温度调节过程如下：

D1、判断温度是否高于设定的最高温度，当检测的温度高于设定最高温度时，主控MCU控制第二电磁阀开启，冷气高速排出吹风管进入和膏机，以达到降温的目的，直至温度下降至设定范围；

D2：判断温度是否低于设定的最低温度，在和膏机内部的温度下降之后，继续检测温度，当检测的温度低于设定温度时，报警模块启动低温报警，同时主控MCU控制第二电磁阀关闭，直至温度上升至设定范围，同时报警结束。

S7：通过气压检测模块检测和膏机内部的工作气压，并根据检测的气压值进行气压调节，具体的气压调节过程如下：

DD1：当检测的气压值高于设定最高气压值时，报警模块启动高压报警，同时主控MCU控制通风口开启，直至气压降低至设定范围内；

DD2：当检测的气压值低于设定的最低湿度时，主控MCU控制通风口关闭，直至气压上升到设定范围；

S8：铅膏搅拌完成后，在温度45℃条件下出料。

进一步地，所述温度检测模块检测温度的具体步骤如下：

F1：首先通过测温单元对和膏机的内部进行温度检测；

F2：检测的温度通过信号传输单元传输到微处理器，微处理器接收到信号之后和控制面板设定的数据进行对比，同时通过显示模块将温度数据实时显示便于了解和膏机内部的实时温度，在温度超过范围的时候，进行温度调节；

进一步地，所述气压检测模块包括若干个均匀分布在和膏机内部的气压传感器，所述气压检测模块还用于将检测的气压数据传输到微处理器，所述微处理器接收气压数据后和控制面板设定的数据进行对比，及时启动报警模块进行高低压报警，将气压控制在设定范围内。

本发明的有益效果是：

(1)本发明通过实时的温度检测模块和气压检测模块，检测和膏机内部的温度和气压并判断变化趋势，配合工控板以及第一电磁阀、第二电磁阀、冷气压缩机以及通风装置的相互调节，在和膏机内部温度处于设定范围的前提下，将和膏机内部气压控制在合理的范围，实现了整个温度和气压的精准控制，使得整个和膏机的搅拌过程处于稳定的环境，提高了生产质量以及生产效率。

(2)测温单元通过分别安装在和膏机内部各处的碳化硅热敏电阻、半导体陶瓷热敏电阻、PT100热电阻测温电路分别进行温度检测，多种不同的测温元件同时测温，不仅可以避免单一元件测温的偏差，而且多点测温同时进行，有利于得出更加真实的温度数据，便于微处理器进行合理的判断。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的装置结构示意图。

图2为本发明的系统框图；

图3为本发明中温度检测模块的系统框图；

图4为本发明中报警模块的系统框图。

图中：1、冷风机；2、冷风管；3、第一电磁阀；4、总风管；5、冷气压缩机；6、吹风箱；7、吹风管；8、第二电磁阀；10、工控箱。

具体实施方式

如图1-4所示，一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制系统，包括三个冷风机1、温度检测模块和气压检测模块；任意冷风机1均通过冷风管2与总风管4连通；任意冷风管2上均设有第一电磁阀3；总风管4与吹风箱6连通；吹风箱6的周侧面安装有工控箱10；吹风箱6的内侧面底部分别安装有气压传感器和温度传感器；吹风箱6通过吹风管7与和膏机连通；吹风管7上设有第二电磁阀8；

所述冷风管2和总风管4的表面均包覆有隔热层，避免冷风温度过快升高；所述工控箱10内还设有用于控制的工控板；

所述吹风箱6周侧面安装有密闭隔热层，避免冷风温度过快升高；总风管4与吹风箱6间设置有冷气压缩机5，用于将冷风压缩进吹风箱6，保证吹风箱6内的高压效果，保证打开第二电磁阀8时冷气高速排出吹风管7进入和膏机；

所述工控板包括控制面板、主控MCU、时间模块、显示模块、报警模块以及微处理器；所述控制面板用于控制系统开关和设定工作参数；所述时间模块用于记录时间参数；所述显示模块用于显示和膏机工作信息、时间信息、温度数据信息和气压数值信息；所述微处理器用于处理温度检测模块和气压检测模块的数据信息；所述主控MCU用于控制和膏机运行；所述报警模块用于发出报警；

所述和膏机包括通风口、铅粉进料口、配料进料口、加水口和加酸口；所述铅粉进料口、配料进料口、加水口、加酸口分别由第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀控制开关；

所述和膏机、冷风机1、冷气压缩机5、第一电磁阀3、第二电磁阀8、通风口、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀均有主控MCU控制开关；

所述温度检测模块用于检测和膏机内部的工作温度并将和膏机内部的工作温度传输到微处理器，所述气压检测模块用于检测和膏机内部的工作气压并将和膏机内部的工作气压传输到微处理器；

一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制方法，包括以下步骤：

S1：根据铅膏配方比例将铅膏材料准备好分别放入各个进料口上的临时储料装置；临时储料装置采用料斗，料斗底部与进料口连接；

S2：将原料放入进料口之后，通过控制面板设定好加料顺序、搅拌时间信息、搅拌气压范围信息和搅拌温度范围信息；主控MCU控制第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀按顺序开启，原料落入和膏机；

S3：主控MCU控制同时启动和膏机、冷气压缩机5、三个冷风机1并打开与其对应的三个第一电磁阀3，和膏机启动后开始搅拌；

S4：微处理器接收气压传感器传递的吹气箱6内气压信息以及温度传感器传递的吹气箱6内的吹气箱温度信息，同时微处理器根据气压信息判断是否超出气压上限阈值；若是，则执行S5；若否，则执行S6；

S5：主控MCU控制先后关闭冷风机1及其对应的第一电磁阀3和冷气压缩机5，后执行S6；

S6：通过温度检测模块检测和膏机内部的工作温度，将和膏机内部的温度调节至设定范围，在和膏机内部温度没有达到条件的情况下，对和膏机内部进行温度调节，具体的温度调节过程如下：

D1、判断温度是否高于设定的最高温度，当检测的温度高于设定最高温度时，主控MCU控制第二电磁阀8开启，冷气高速排出吹风管7进入和膏机，以达到降温的目的，直至温度下降至设定范围；

D2：判断温度是否低于设定的最低温度，在和膏机内部的温度下降之后，继续检测温度，当检测的温度低于设定温度时，报警模块启动低温报警，同时主控MCU控制第二电磁阀8关闭，直至温度上升至设定范围，同时报警结束。

S7：通过气压检测模块检测和膏机内部的工作气压，并根据检测的气压值进行气压调节，具体的气压调节过程如下：

DD1：当检测的气压值高于设定最高气压值时，报警模块启动高压报警，同时主控MCU控制通风口开启，直至气压降低至设定范围内；

DD2：当检测的气压值低于设定的最低湿度时，主控MCU控制通风口关闭，直至气压上升到设定范围；

S8：铅膏搅拌完成后，在温度45℃条件下出料；

所述温度检测模块包括用于检测和膏机内部温度的测温单元，所述测温单元输出端通过信号传输单元电性连接有微处理器，且微处理器输出端连接有显示模块，所述温度检测模块检测温度的具体步骤如下：

F1：首先通过测温单元对和膏机的内部进行温度检测；

F2：检测的温度通过信号传输单元传输到微处理器，微处理器接收到信号之后和控制面板设定的数据进行对比，同时通过显示模块将温度数据实时显示便于了解和膏机内部的实时温度，在温度超过范围的时候，进行温度调节；

所述测温单元包括碳化硅热敏电阻、半导体陶瓷热敏电阻以及PT100热电阻测温电路，所述碳化硅热敏电阻、半导体陶瓷热敏电阻和PT100热电阻测温电路分别安装在和膏机的底部内表面和四周内表面，在进行温度检测的时候，由于和膏机内部各处的温度不一致，单一地方的温度并不能代表和膏机内部的真实温度，此时的测温单元通过分别安装在和膏机内部各处的碳化硅热敏电阻、半导体陶瓷热敏电阻、PT100热电阻测温电路分别进行温度检测，多种不同的测温元件同时测温，不仅可以避免单一元件测温的偏差，而且多点测温同时进行，有利于得出更加真实的温度数据，便于微处理器进行合理的判断；

所述气压检测模块包括若干个均匀分布在和膏机内部的气压传感器，采用多点分布式测量方式检测气压数据，进一步提高气压检测准确性；所述气压检测模块还用于将检测的气压数据传输到微处理器，所述微处理器接收气压数据后和控制面板设定的数据进行对比，及时启动报警模块进行高低压报警，将气压控制在设定范围内；

所述报警模块包括GSM通信单元和声光警示单元，所述声光警示单元包括报警蜂鸣器和闪烁LED灯，在声光警示单元报警的同时，通过GSM通信单元进行远程通信，及时发送数据，确保报警可以被及时发现，而报警蜂鸣器和闪烁LED灯的设置，可以提高警示效果。

以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制系统，其特征在于，包括三个冷风机、温度检测模块和气压检测模块；任意冷风机均通过冷风管与总风管连通；任意冷风管上均设有第一电磁阀；所述总风管与吹风箱连通；所述吹风箱的周侧面安装有工控箱；所述吹风箱的内侧面底部分别安装有气压传感器和温度传感器；所述吹风箱通过吹风管与和膏机连通；所述吹风管上设有第二电磁阀；

所述冷风管和总风管的表面均包覆有隔热层，所述工控箱内还设有用于控制的工控板；所述吹风箱周侧面安装有密闭隔热层，所述总风管与吹风箱间设置有冷气压缩机；

所述工控板包括控制面板、主控MCU、时间模块、显示模块、报警模块以及微处理器；所述控制面板用于控制系统开关和设定工作参数；所述时间模块用于记录时间参数；所述显示模块用于显示和膏机工作信息、时间信息、温度数据信息和气压数值信息；所述微处理器用于处理温度检测模块和气压检测模块的数据信息；所述主控MCU用于控制和膏机运行；所述报警模块用于发出警报；

所述和膏机包括通风口、铅粉进料口、配料进料口、加水口和加酸口；所述铅粉进料口、配料进料口、加水口、加酸口分别由第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀控制开关；

所述和膏机、冷风机、冷气压缩机、第一电磁阀、第二电磁阀、通风口、第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀均有主控MCU控制开关；

所述温度检测模块用于检测和膏机内部的工作温度并将和膏机内部的工作温度传输到微处理器，所述气压检测模块用于检测和膏机内部的工作气压并将和膏机内部的工作气压传输到微处理器。

2.根据权利要求1所述的一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制系统，其特征在于，所述报警模块包括GSM通信单元和声光警示单元，所述声光警示单元包括报警蜂鸣器和闪烁LED灯。

3.根据权利要求1所述的一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制系统，其特征在于，所述温度检测模块包括用于检测和膏机内部温度的测温单元，所述测温单元输出端通过信号传输单元电性连接有微处理器，且微处理器输出端连接有显示模块，所述测温单元包括碳化硅热敏电阻、半导体陶瓷热敏电阻以及PT100热电阻测温电路，所述碳化硅热敏电阻、半导体陶瓷热敏电阻和PT100热电阻测温电路分别安装在和膏机的底部内表面和四周内表面。

4.一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：根据铅膏配方比例将铅膏材料准备好分别放入各个进料口上的临时储料装置；临时储料装置采用料斗，料斗底部与进料口连接；

S2：将原料放入进料口之后，通过控制面板设定好加料顺序、搅拌时间信息、搅拌气压范围信息和搅拌温度范围信息；主控MCU控制第三电磁阀、第四电磁阀、第五电磁阀和第六电磁阀按顺序开启，原料落入和膏机；

S3：主控MCU控制同时启动和膏机、冷气压缩机、三个冷风机并打开与其对应的三个第一电磁阀，和膏机启动后开始搅拌；

S4：微处理器接收气压传感器传递的吹气箱内气压信息以及温度传感器传递的吹气箱内的吹气箱温度信息，同时微处理器根据气压信息判断是否超出气压上限阈值；若是，则执行S5；若否，则执行S6；

S5：主控MCU控制先后关闭冷风机及其对应的第一电磁阀和冷气压缩机，后执行S6；

S6：通过温度检测模块检测和膏机内部的工作温度，在和膏机内部温度没有达到条件的情况下，对和膏机内部进行温度调节，具体的温度调节过程如下：

D1、判断温度是否高于设定的最高温度，当检测的温度高于设定最高温度时，主控MCU控制第二电磁阀开启，冷气高速排出吹风管进入和膏机，以达到降温的目的，直至温度下降至设定范围；

D2：判断温度是否低于设定的最低温度，在和膏机内部的温度下降之后，继续检测温度，当检测的温度低于设定温度时，报警模块启动低温报警，同时主控MCU控制第二电磁阀关闭，直至温度上升至设定范围，同时报警结束。

S7：通过气压检测模块检测和膏机内部的工作气压，并根据检测的气压值进行气压调节，具体的气压调节过程如下：

DD1：当检测的气压值高于设定最高气压值时，报警模块启动高压报警，同时主控MCU控制通风口开启，直至气压降低至设定范围内；

DD2：当检测的气压值低于设定的最低湿度时，主控MCU控制通风口关闭，直至气压上升到设定范围；

S8：铅膏搅拌完成后，在温度45℃条件下出料。

5.根据权利要求4所述的一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制方法，其特征在于，所述温度检测模块检测温度的具体步骤如下：

F1：首先通过测温单元对和膏机的内部进行温度检测；

F2：检测的温度通过信号传输单元传输到微处理器，微处理器接收到信号之后和控制面板设定的数据进行对比，同时通过显示模块将温度数据实时显示便于了解和膏机内部的实时温度，在温度超过范围的时候，进行温度调节。

6.根据权利要求4所述的一种用于铅膏制备的自动化和膏机控制方法，其特征在于，所述气压检测模块包括若干个均匀分布在和膏机内部的气压传感器，所述气压检测模块还用于将检测的气压数据传输到微处理器，所述微处理器接收气压数据后和控制面板设定的数据进行对比，及时启动报警模块进行高低压报警，将气压控制在设定范围内。

Images