CN112728948A - 钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统和方法，所述系统包括：风量传感器，用于测量所述冷却管道内的实时风量；冷却风量控制器，用于根据所述实时风量与设定风量值的差值向所述变频器提供风量调节控制信号；变频器，用于根据所述风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到设定风量值。本发明能够实现对钕铁硼烧结工艺中的冷却风机风量的自动调节，设计合理，能够有效提高钕铁硼产品的合格率，减少对钕铁硼原材料的损耗，降低冷却风机的能耗，达到节能节电的目的。

Description

钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统和方法
技术领域
本发明涉及钕铁硼制备领域，尤其涉及钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统和方法。
背景技术
在钕铁硼烧结工艺中配有冷却风机进行烧结后的高温冷却，但由于冷却风机风量不可控，容易造成料中间断裂、出现裂纹的情况。针对此问题，提出了冷却风量大小可控的要求。现调节冷却风量的主要方法有：控制入口风门，以及控制出口挡板。这两种方法的缺陷在于：都会改变管网的阻抗特性，增大管网的阻力，导致能量消耗在管网和风门中；而且随着风量的减少，风压增大，对管网还会有损害；并且虽然风量减少，但冷却风机耗电量没有变化也会造成能源浪费。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种可自动改变冷却风机的冷却风量的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统，冷却风机设置于冷却管道内，所述系统包括：
风量传感器，用于测量所述冷却管道内的实时风量；
冷却风量控制器，用于根据所述实时风量与设定风量值的差值向所述变频器提供风量调节控制信号；
变频器，用于根据所述风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到设定风量值。
优选的是，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统中，所述冷却风量控制器用于预设依次执行的三个设定风量值。
优选的是，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统中，所述冷却风量控制器用于根据实时风量与三个设定风量值中的第一个设定风量值的差值生成第一个风量调节控制信号，以及用于在实时风量达到第一个设定风量值的情况下根据实时风量与第二个设定风量值的差值生成第二个风量调节控制信号，以及用于在实时风量达到第二个设定风量值的情况下根据实时风量与第三个设定风量值的差值生成第三个风量调节控制信号。
优选的是，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统，还包括人机交互界面，所述人机交互界面用于向所述冷却风量控制器输入设定风量值。
优选的是，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统中，所述风量传感器包括：
传感器探头，用于测量冷却管道内的实时风量；
数据变送器，用于将所述实时风量转换为所述冷却风量控制器的可识别信号。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，冷却风机设置于冷却管道内，所述方法包括：
将变频器连接至所述冷却风机；
利用风量传感器测量所述冷却管道内的实时风量；
冷却风量控制器根据所述实时风量与设定风量值的差值向变频器提供风量调节控制信号；
所述变频器根据所述风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到设定风量值。
优选的是，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，还包括以下步骤：
在所述冷却风量控制器中预设三个依次执行的设定风量值。
优选的是，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，还包括以下步骤：
所述冷却风量控制器根据实时风量与第一个设定风量值的差值生成第一个风量调节控制信号；所述变频器根据所述第一个风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到第一个设定风量值；
所述冷却风量控制器再根据实时风量与第二个设定风量值的差值生成第二个风量调节控制信号；所述变频器根据所述第二个风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到第二个设定风量值；以及
所述冷却风量控制器再根据实时风量与第三个设定风量值的差值生成第三个风量调节控制信号；所述变频器根据所述第三个风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到第三个设定风量值。
优选的是，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，还包括以下步骤：利用人机交互界面向所述冷却风量控制器输入设定风量值。
优选的是，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法中，所述风量传感器包括：
传感器探头，用于测量冷却管道内的实时风量；
数据变送器，用于将所述实时风量转换为所述冷却风量控制器的可识别信号。
本发明至少包括以下有益效果：
本发明利用风量传感器测量冷却管道内的实时风量大小，并反馈给冷却风量控制器，冷却风量控制器根据所述实时风量与设定风量值的差值向所述变频器提供风量调节控制信号，通过变频器调节冷却风机的转速，从而使冷却管道的实时风量达到设定风量值。本发明能够实现对钕铁硼烧结工艺中的冷却风机风量的自动调节，设计合理，能够有效提高钕铁硼产品的合格率，减少对钕铁硼原材料的损耗，降低冷却风机的能耗，达到节能节电的目的。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为在一个实施例中钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统的示意图；
图2为在一个实施例中钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统的电路图；
图3为在一个实施例中钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1所示，本发明提供了一种钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统，冷却风机设置于冷却管道内，所述系统包括：风量传感器101，用于测量所述冷却管道内的实时风量；冷却风量控制器102，用于根据所述实时风量与设定风量值的差值向所述变频器提供风量调节控制信号；变频器103，用于根据所述风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到设定风量值。
本发明利用风量传感器测量冷却管道内的实时风量大小，并反馈给冷却风量控制器，冷却风量控制器根据所述实时风量与设定风量值的差值向所述变频器提供风量调节控制信号，通过变频器调节冷却风机的转速，从而使冷却管道的实时风量达到设定风量值。本发明为冷却风机增加变频器，通过调节冷却风机的转速改变冷却管道的实时风量，不改变管网的阻抗特性，随着转速的降低，风机的特性曲线下移，风量减少，风压也减少，能耗大大降低。本发明设计合理，能够有效提高钕铁硼产品的合格率，减少对钕铁硼原材料的损耗，降低冷却风机的能耗，达到节能节电的目的。
优选地，变频器包括变频器主体和远程控制面板，可以通过远程控制面板对变频器进行参数设定和控制。优选地，冷却风量控制器可以是可编程控制，可编程控制器还包括模拟量输入模块、模拟量输出模块和数字量输出模块。
风量传感器用于检测所在冷却管道内的实时风量，其输出端接入可编程控制器，以模拟量形式向可编程控制器输送信号。可编程控制器的各I/0输出端连接至变频器。可编程控制器读入风量传感器的相关信号后，输入到实现编译调试通过的梯形图软件，进行逻辑处理和条件判断后输出开关信号进而控制变频器运转，所有的控制信息和状态信息都可以通过与可编程控制器相连的人机界面读入信息地址和实时显示。变频器输出信号给冷却风机的电机，调节冷却风机的转速。
在一个优选的实施例中，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统中，所述冷却风量控制器用于预设依次执行的三个设定风量值。
设定风量值的大小决定了钕铁硼材料的冷却速度。在钕铁硼烧结工艺中，为了取得理想的冷却效果，在冷却风量控制器中预设三个设定风量值。三个设定风量值的大小则可以根据烧结工艺中对于冷却速度的需要进行设定。
在一个优选的实施例中，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统中，所述冷却风量控制器用于根据实时风量与三个设定风量值中的第一个设定风量值的差值生成第一个风量调节控制信号，以及用于在实时风量达到第一个设定风量值的情况下根据实时风量与第二个设定风量值的差值生成第二个风量调节控制信号，以及用于在实时风量达到第二个设定风量值的情况下根据实时风量与第三个设定风量值的差值生成第三个风量调节控制信号。
冷却风量控制器在对实时风量进行调节的过程中，先将实时风量调节至第一个设定风量值，以控制钕铁硼材料的冷却速度在一定数值，之后将实时风量调节至第二个设定风量值，进而控制冷却速度在另一数值，最后将实时风量调节至第三个设定风量值，使冷却速度达到又一数值，从而完成烧结工艺中材料的冷却过程。
在一个优选的实施例中，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统中，还包括人机交互界面104，所述人机交互界面用于向所述冷却风量控制器输入设定风量值。
图2展示了本发明可编程控制器与其他部件的连接关系。如图2所示，可编程控制器31、32引脚上接入位于冷却管道上的风量传感器的输出端，X0引脚接入变频器正转的反馈信号，X1引脚接入变频器反转的反馈信号，X2引脚接入变频器停止的反馈信号，Y2引脚接入变频器正转的命令信号，Y3引脚接入变频器反转的命令信号，Y4引脚接入变频器故障的命令信号，Y5引脚接入变频器故障复位的命令信号，Y6引脚接入变频器多段速指令1信号，Y7引脚接入变频器多段速指令2信号，Y10引脚接入变频器多段速指令3信号，Y11引脚接入变频器点动频率信号。
风量传感器检测冷却管道的实时风量并反馈给可编程控制器31、32引脚，可编程控制器将现场实时风量与设定风量值进行比较，通过梯形逻辑运算自动调节转速增大或减少，使现场冷却管道实时风量达到设定风量值。当需要调节冷却风机转速时，通过多段速指令1、多段速指令2、多段速指令3来进行转速调节。
在人机交互界面中点击启动冷却风机，可编程控制器引脚Y2输出高电平信号，变频器接收可编程控制器正转信号，正转启动冷却风机。变频器启动后输出运行信号，引脚20给到可编程控制器X4，可编程控制器接收变频器运行信号，在人机交互界面中显示冷却风机启动。当变频器有故障信号，引脚18给到可编程控制器X3时，可编程控制器接收变频器故障信号，并输出Y4为高电平，停止变频器。
可编程控制器及人机交互界面的供电选用+24V直流电源，风量传感器供电选用220V交流电源。
在一个优选的实施例中，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统中，所述风量传感器包括：传感器探头，用于测量冷却管道内的实时风量；数据变送器，用于将所述实时风量转换为所述冷却风量控制器的可识别信号。
本发明提供了一种钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，包括以下步骤：步骤201，将变频器连接至所述冷却风机；步骤202，利用风量传感器测量所述冷却管道内的实时风量；步骤203，冷却风量控制器根据所述实时风量与设定风量值的差值向变频器提供风量调节控制信号；步骤204，所述变频器根据所述风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到设定风量值。
在一个优选的实施例中，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，还包括以下步骤：在所述冷却风量控制器中预设依次执行的三个设定风量值。
在一个优选的实施例中，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，还包括以下步骤：所述冷却风量控制器根据实时风量与第一个设定风量值的差值生成第一个风量调节控制信号；所述变频器根据所述第一个风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到第一个设定风量值；所述冷却风量控制器再根据实时风量与第二个设定风量值的差值生成第二个风量调节控制信号；所述变频器根据所述第二个风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到第二个设定风量值；以及所述冷却风量控制器再根据实时风量与第三个设定风量值的差值生成第三个风量调节控制信号；所述变频器根据所述第三个风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到第三个设定风量值。。
在一个优选的实施例中，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，还包括以下步骤：利用人机交互界面向所述冷却风量控制器输入设定风量值。
在一个优选的实施例中，所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法中，所述风量传感器包括：传感器探头，用于测量冷却管道内的实时风量；数据变送器，用于将所述实时风量转换为所述冷却风量控制器的可识别信号。
本发明在充分考虑钕铁硼烧结工艺需求和特点的基础上，集成了风量传感器和变频器价格低廉的元器件，设计了位于控制柜的人机交互界面，通过可编程控制器，可以有效地对整个烧结工艺的冷却阶段进行检测和控制，该技术构思巧妙，电路可靠实用。传统技术中对冷却风量的调节多集中于对出入口档板进行调节，本发明利用控制器与传感器的共同作用实现节能及优化的智能控制，人机交互界面的使用更增加了使用的便捷性和友好。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (10)

1.钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统，冷却风机设置于冷却管道内，其特征在于，所述系统包括：
风量传感器，用于测量所述冷却管道内的实时风量；
冷却风量控制器，用于根据所述实时风量与设定风量值的差值向所述变频器提供风量调节控制信号；
变频器，用于根据所述风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到设定风量值。
2.如权利要求1所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统，其特征在于，所述冷却风量控制器用于预设依次执行的三个设定风量值。
3.如权利要求2所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统，其特征在于，所述冷却风量控制器用于根据实时风量与三个设定风量值中的第一个设定风量值的差值生成第一个风量调节控制信号，以及用于在实时风量达到第一个设定风量值的情况下根据实时风量与第二个设定风量值的差值生成第二个风量调节控制信号，以及用于在实时风量达到第二个设定风量值的情况下根据实时风量与第三个设定风量值的差值生成第三个风量调节控制信号。
4.如权利要求1所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统，其特征在于，还包括人机交互界面，所述人机交互界面用于向所述冷却风量控制器输入设定风量值。
5.如权利要求1所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制系统，其特征在于，所述风量传感器包括：
传感器探头，用于测量冷却管道内的实时风量；
数据变送器，用于将所述实时风量转换为所述冷却风量控制器的可识别信号。
6.钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，其特征在于，冷却风机设置于冷却管道内，所述方法包括：
将变频器连接至所述冷却风机；
利用风量传感器测量所述冷却管道内的实时风量；
冷却风量控制器根据所述实时风量与设定风量值的差值向变频器提供风量调节控制信号；
所述变频器根据所述风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到设定风量值。
7.如权利要求6所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在所述冷却风量控制器中预设三个依次执行的设定风量值。
8.如权利要求7所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：
所述冷却风量控制器根据实时风量与第一个设定风量值的差值生成第一个风量调节控制信号；所述变频器根据所述第一个风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到第一个设定风量值；
所述冷却风量控制器再根据实时风量与第二个设定风量值的差值生成第二个风量调节控制信号；所述变频器根据所述第二个风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到第二个设定风量值；以及
所述冷却风量控制器再根据实时风量与第三个设定风量值的差值生成第三个风量调节控制信号；所述变频器根据所述第三个风量调节控制信号调节所述冷却风机的转速，从而使得所述冷却管道的实时风量达到第三个设定风量值。
9.如权利要求6所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，其特征在于，还包括以下步骤：利用人机交互界面向所述冷却风量控制器输入设定风量值。
10.如权利要求6所述的钕铁硼烧结工艺的冷却风量控制方法，其特征在于，所述风量传感器包括：
传感器探头，用于测量冷却管道内的实时风量；
数据变送器，用于将所述实时风量转换为所述冷却风量控制器的可识别信号。
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