CN112264178A - 一种颚式破碎机自适应控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于颚式破碎机技术领域，具体涉及一种颚式破碎机自适应控制方法，包括信号采集单元、控制单元、HIM人机界面单元和输出单元。利用信号采集单元对主机料位、主机转速和主机泵压力信号进行采集，然后将采集到的信号传递给控制单元，控制单元经过计算与设定参数比较、处理后得到需要的振动给料速度，控制单元输出的电比例信号并用电液比例阀来控制振动给料机马达，通过改变电液比例阀的开度来调节液压油的流量，进而控制振动给料机马达转速，同时将给料速度送给显示器显示。经过本方法基本可以保证主机转速和料斗料位保持在设定值的±5%范围内波动、主机泵压力不会超限，从而通过模糊控制确保颚式破碎机始终工作在最佳工作状态。

Description

一种颚式破碎机自适应控制方法

技术领域

本发明属于颚式破碎机技术领域，具体涉及一种颚式破碎机自适应控制方法。

背景技术

随着我国国发经济的发展，基础设施建设和城市建设速度的加快，市场上对砂石骨料的需求越来越大，移动颚式破碎机作为粗破的首选装备，以其优越的工作性能和性价比得以广泛应用和发展。在移动颚式破碎机工作过程中，给料速度过快会导致主机负载过大甚至会造成主机噎料，从而会影响设备使用效率和产量；给料速度过慢又会造成主机喂料不足，使得设备产量达不到要求。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种颚式破碎机自适应控制方法，通过实时采集移动颚式破碎主机的料位、压力、转速数据，通过同数据库内的数据进行对比，运用模糊控制技术通过移动式破碎设备专用控制器、电液比例阀实现振动给料机速度的自适应控制，使设备始终处于最大产能状态，大大提高了设备的使用效率和产量。

本发明是通过如下技术方案实现的：一种颚式破碎机自适应控制方法，包括：

信号采集单元，利用信号采集单元对主机料位、主机转速、主机泵压力信号进行采集；

控制单元，采用移动式破碎设备专用控制器，收集信息采集单元采集的主机料位信号、主机转速信号、破碎泵压力信号并计算得到实际的主机料位、主机转速、主机泵压力的参数；

HIM人机界面单元，和控制单元进行数据交换，接收并显示控制单元发送来的振动给料机速度百分比；

输出单元，该单元接收控制单元输出的电比例信号并用电液比例阀来控制振动给料机马达，通过改变电液比例阀的开度来调节液压油的流量，进而控制振动给料机马达转速。

进一步地，所述信号采集单元的主机料位采集采用超声波传感器，超声波传感器固定在主机料斗上方，时时采集主机料斗内料位；所述信号采集单元的主机转速采集采用接近开关传感器来收集主机转速信号；所述信号采集单元的主机泵压力信号采集用压力传感器来收集主机泵压力信号。

进一步地，所述HIM人机界面单元还可以对料斗允许最大料位、最低料位、正常料位、料位传感器损坏时给料机输出百分比、主机正常工作时转速下限、主机泵压力上限和主机泵压力下限的参数进行设置，控制单元接收上述设定的参数值。

进一步地，控制单元的工作流程如下：

步骤一、移动式破碎设备专用控制器进行初使化操作，得到允许最大料位、允许最低料位、允许正常料位、料位传感器损坏时振动给料机输出百分比、允许主机转速下限、主机泵压力上限、主机泵压力下限的数据库参数；

步骤二、移动式破碎设备专用控制器采集主机料位信号、主机转速信号、主机泵压力信号，并计算分别得到主机料斗料位、主机转速、主机泵压力；

步骤三、移动式破碎设备专用控制器将计算得到的主机泵压力和主机允许最大压力上限参数进行比较，如果主机泵压力小于主机允许最大压力上限参数，直接进入下一步；否则，则降低振动给料机速度，直到主机泵压力达到允许的范围后进入下一步；

步骤四、移动式破碎设备专用控制器将计算得到的主机转速和允许主机转速下限参数进行比较，如果主机转速低于允许主机转速下限参数，则降低振动给料机速度，直到主机转速恢复正常并返回步骤二；否则，直接进入下一步；

步骤五、移动式破碎设备专用控制器将计算得到的主机料斗料位和料斗允许最大料位参数进行比较，如果主机料斗料位大于料斗允许最大料位参数，则停止振动给料机并返回步骤二；否则，进入下一步；

步骤六、将主机料斗料位和主机允许正常料位进行比较，如果主机料斗料位大于主机允许正常料位，则降低振动给料机速度并返回步骤二；否则，进入下一步；

步骤七、如果主机料斗料位小于主机允许正常料位，则升振动给料机速度并返回步骤二；否则，进入下一步；

步骤八、如果主机料斗料位小于主机允许的最低料位，则将振动给料机速度升到最大并返回步骤二；否则，直接返回步骤二。

本发明的有益效果是：通过信号采集单元实时采集移动颚式破碎主机的料位、压力、转速数据，通过同数据库内的数据进行对比，运用模糊控制技术通过移动式破碎设备专用控制器、电液比例阀实现振动给料机速度的自适应控制，使设备始终处于最大产能状态，大大提高了设备的使用效率和产量。

附图说明

图1为本发明的原理图；

图2为本发明控制单元自适应控制的流程图；

图3为超声波传感器原理图；

图4为超声波传感器探测距离与输出电流之间的关系图；

图5为主机泵压力传感器探测压力与输出电流之间的关系图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。

如图1所示，一种颚式破碎机自适应控制方法，包括信号采集单元、控制单元、HIM人机界面单元和输出单元。利用信号采集单元对主机料位、主机转速和主机泵压力信号进行采集，然后将采集到的信号传递给控制单元，控制单元经过计算与设定参数比较、处理后得到需要的振动给料速度，控制单元输出的电比例信号并用电液比例阀来控制振动给料机马达，通过改变电液比例阀的开度来调节液压油的流量，进而控制振动给料机马达转速，同时将给料速度送给显示器显示。HIM人机界面单元是七寸触摸显示屏，它负责和控制单元进行数据交换；HIM人机界面单元可以对料斗允许最大料位、最低料位、正常料位、料位传感器损坏时给料机输出百分比、主机正常工作时转速下限、主机泵压力上限、主机泵压力下限的参数进行设置。

所述信号采集单元的主机料位采集采用超声波传感器，超声波传感器固定在主机料斗上方，时时采集主机料斗内料位。如图3所示，主机料位检测用超声波传感器，其探测距离为350mm～3400mm，输出信号为4～20ma。超声波传感器工作原理为：传感器内部的超声波发射器发射超声波，经主机内石料障碍物反射后，传感器内部的超声波接收器接收，由传感器内的计算单元计算从超声发出后到接收到超声的总声波飞行时间T，则探测距离H1就可以通过计算得到。

如图4所示，探测距离经过超声波传感器转换成4～20ma信号传递给控制单元，再经由控制单元计算得到主机料斗内料位高度H2。

所述信号采集单元的主机转速采集采用接近开关传感器来收集主机转速信号；主机旋转一周，该接近开关会传递给控制单元N1个脉冲信号，控制单元内记录的脉冲个数N2会在一秒内更新一次,由此便可得到主机的转速(rpm)。

主机转速＝N2×60/N1

所述信号采集单元的主机泵压力信号采集用压力传感器来收集主机泵压力信号。如图5所示，压力传感器压力检测范围为0-400bar，输出信号为4-20ma，该压力传感器安装在破碎泵出油口的位置，将检测到的主机泵出油口的压力信号传递给移动式破碎设备专用控制器，由控制器计算实际压力。

控制单元做为本系统的最核心部件，采用移动破碎设备专用控制器，承担着信号收集、数据处理、逻辑运算、部件控制、与其它部件进行数据通信等工作。如图2所示，控制单元的工作流程如下：

步骤一、移动式破碎设备专用控制器进行初使化操作，得到允许最大料位、允许最低料位、允许正常料位、料位传感器损坏时振动给料机输出百分比、允许主机转速下限、主机泵压力上限、主机泵压力下限的数据库参数；

步骤二、移动式破碎设备专用控制器采集主机料位信号、主机转速信号、主机泵压力信号，并计算分别得到主机料斗料位、主机转速、主机泵压力；

步骤三、移动式破碎设备专用控制器将计算得到的主机泵压力和主机允许最大压力上限参数进行比较，如果主机泵压力小于主机允许最大压力上限参数，直接进入下一步骤。如果主机泵压力大于或等于主机允许最大压力上限参数，则说明主机负载过大，这个时候需要降低振动给料机速度，直到主机泵压力达到允许的范围后再进入下一步骤。在这个时候不降振动给料机速度，可能会造成主机泵压力持续升高，最终主机马达溢流并停止工作，主机噎机，从而造成生产停顿，影响产量和设备使用效率。

步骤四、移动式破碎设备专用控制器将计算得到的主机转速和允许主机转速下限参数进行比较，如果主机转速低于允许主机转速下限参数，则降低振动给料机速度，直到主机转速恢复正常并返回步骤二；主机转速低于允许主机转速下限参数是因为振动给料机速度过快导致主机负载过大，主机转速降低，主机转速降低会导致这时候移动式破碎设备专用控制器会降低振动给料机速度，直到主机转速恢复正常。这个时候不降振动给料机速度，一方面会造成主机打料速度下降，影响产量；另一方面有可能会造成主机转速持续下降，主机噎机，造成生产停顿，影响产量和设备使用效率。如果主机转速大于或等于允许主机转速下限参数，直接进入下一步骤。

步骤五、移动式破碎设备专用控制器将计算得到的主机料斗料位和料斗允许最大料位参数进行比较，如果主机料斗料位大于料斗允许最大料位参数，则停止振动给料机并返回步骤二；在主机料斗料位大于允许最大料位参数的时候不进行停止振动给料机的处理，会造成主机料斗溢料，石料会散落一地，同时大块石料在掉落的过程中，会损坏设备，影响设备的正常生产和运行。如果主机料斗料位小于或等于料斗允许最大料位参数，进入下一步骤。

步骤六、将主机料斗料位和主机允许正常料位进行比较，如果主机料斗料位大于主机允许正常料位，则降低振动给料机速度并返回步骤二；在主机料斗料位大于正常料斗料位时，不进行降振动给料机速度的处理，有可能会造成主机料斗料位持续升高，最终也会出现主机料斗料位大于料斗允许最大料位参数的情况。如果主机料斗料位小于或等于主机允许正常料位，进入下一步骤；

步骤七、如果主机料斗料位小于主机允许正常料位，则升振动给料机速度并返回步骤二；在主机料斗料位低于料斗正常料位时不进行升振动给料机速度的处理，有会造成主机料斗料位持续降低，造成设备产能达不到要求，进而影响使用效益。否则，进入下一步骤。

步骤八、如果主机料斗料位小于主机允许的最低料位，则将振动给料机速度升到最大并返回步骤二；否则，直接返回步骤二。

经过以上步骤的循环处理，基本可以保证主机转速和料斗料位保持在设定值的±5％范围内波动、主机泵压力不会超限，从而通过模糊控制确保颚式破碎机始终工作在最佳工作状态，为客户产生最大效益。

Claims (4)

1.一种颚式破碎机自适应控制方法，其特征在于，包括：

信号采集单元，利用信号采集单元对主机料位、主机转速、主机泵压力信号进行采集；

控制单元，采用移动式破碎设备专用控制器，收集信息采集单元采集的主机料位信号、主机转速信号、破碎泵压力信号并计算得到实际的主机料位、主机转速、主机泵压力的参数；

HIM人机界面单元，和控制单元进行数据交换，接收并显示控制单元发送来的振动给料机速度百分比；

输出单元，该单元接收控制单元输出的电比例信号并用电液比例阀来控制振动给料机马达，通过改变电液比例阀的开度来调节液压油的流量，进而控制振动给料机马达转速。

2.根据权利要求1所述的一种颚式破碎机自适应控制方法，其特征在于，所述信号采集单元的主机料位采集采用超声波传感器，超声波传感器固定在主机料斗上方，时时采集主机料斗内料位；所述信号采集单元的主机转速采集采用接近开关传感器来收集主机转速信号；所述信号采集单元的主机泵压力信号采集用压力传感器来收集主机泵压力信号。

3.根据权利要求2所述的一种颚式破碎机自适应控制方法，其特征在于，所述HIM人机界面单元还可以对料斗允许最大料位、最低料位、正常料位、料位传感器损坏时给料机输出百分比、主机正常工作时转速下限、主机泵压力上限和主机泵压力下限的参数进行设置，控制单元接收上述设定的参数值。

4.根据权利要求3所述的一种颚式破碎机自适应控制方法，其特征在于，控制单元的工作流程如下：

步骤一、移动式破碎设备专用控制器进行初使化操作，得到允许最大料位、允许最低料位、允许正常料位、料位传感器损坏时振动给料机输出百分比、允许主机转速下限、主机泵压力上限、主机泵压力下限的数据库参数；

步骤二、移动式破碎设备专用控制器采集主机料位信号、主机转速信号、主机泵压力信号，并计算分别得到主机料斗料位、主机转速、主机泵压力；

步骤三、移动式破碎设备专用控制器将计算得到的主机泵压力和主机允许最大压力上限参数进行比较，如果主机泵压力小于主机允许最大压力上限参数，直接进入下一步；否则，则降低振动给料机速度，直到主机泵压力达到允许的范围后进入下一步；

步骤四、移动式破碎设备专用控制器将计算得到的主机转速和允许主机转速下限参数进行比较，如果主机转速低于允许主机转速下限参数，则降低振动给料机速度，直到主机转速恢复正常并返回步骤二；否则，直接进入下一步；

步骤五、移动式破碎设备专用控制器将计算得到的主机料斗料位和料斗允许最大料位参数进行比较，如果主机料斗料位大于料斗允许最大料位参数，则停止振动给料机并返回步骤二；否则，进入下一步；

步骤六、将主机料斗料位和主机允许正常料位进行比较，如果主机料斗料位大于主机允许正常料位，则降低振动给料机速度并返回步骤二；否则，进入下一步；

步骤七、如果主机料斗料位小于主机允许正常料位，则升振动给料机速度并返回步骤二；否则，进入下一步；

步骤八、如果主机料斗料位小于主机允许的最低料位，则将振动给料机速度升到最大并返回步骤二；否则，直接返回步骤二。

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