CN112938501A - 一种粉体供料系统自动控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种粉体供料系统自动控制方法及系统，包括进行粉仓流化自动调节，根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓上的流化装置的运行；和/或进行混合器内压力自动调节，根据混合器的混合室内的压力平均值y以及设定的定量输送设备出口压力范围[a，b]，调节从风相管路和混合室的连通位置进入混合室内的气流量；和/或进行定量输送设备输送量的自动调节，依据定量输送设备的工作频率确定混合器上的最优粉体流量监测系统，并根据最优粉体流量监测系统监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，调节定量输送设备的工作频率。

Description

一种粉体供料系统自动控制方法及系统

技术领域

本发明涉及一种粉体供料系统自动控制方法及系统，属于粉体领域，尤其涉及粉体定量输送领域。

背景技术

常规的粉体供料系统，通常由粉仓、定量输送设备和混合器三部分构成。其中粉仓用于储存粉体，为了保证粉体的流动性，通常设置有气体流化或机械搅拌装置。定量输送设备用于控制粉体的输送速率，同时起到阻隔压力差的作用，常见的输送设备包括锁气阀、叶轮给粉机等。混合器用于混合粉体和输送风。

一般设备运行时，仅通过调节定量输送设备的电机频率，来控制粉体输送速率；对整个系统中粉体的流动状态一般不加以关注，系统的运行较为依靠操作人员经验。例如，专利CN105668239描述了一种典型的粉体供料系统，该粉体供料系统由粉仓、双锁气阀、文丘里混合器构成。其中，粉仓使用压缩空气作为流化气体，使用双锁气阀定量控制粉体输送量，使用文丘里混合器混合粉体和载气并提供负压。该系统对仓内粉体缺乏监控，且仅能手动调节锁气阀转速和流化风量。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种粉体供料系统自动控制方法及系统，以克服现有粉体供料系统无法监控粉体流动情况，依赖于操作人员经验手动调控供料的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明提供一种粉体供料系统自动控制方法，包括进行粉仓流化自动调节、进行混合器内压力自动调节和/或进行定量输送设备输送量的自动调节；

其中，进行粉仓流化自动调节，根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓上的流化装置的运行；

进行混合器内压力自动调节，根据混合器的混合室内的压力平均值y以及设定的定量输送设备出口压力范围[a，b]，调节从风相管路和混合室的连通位置进入混合室内的气流量；

进行定量输送设备输送量的自动调节，依据定量输送设备的工作频率确定混合器上的最优粉体流量监测系统，并根据最优粉体流量监测系统监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，调节定量输送设备的工作频率。

所述的粉体供料系统自动控制方法，优选地，粉体根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓上的流化装置的运行，具体包括：

通过获取料位高度H以上和以下的壁面压力传感器、X号壁面压力传感器及其下方的壁面压力传感器的信号，控制设置在粉仓外壁上的流化装置的运行；若干壁面压力传感器在粉仓的内壁自下而上依次间隔设置，壁面压力传感器编号为1、2……X……N，X≥2；若干层流化装置在粉仓的外周壁自上而下依次间隔设置；

当料位高度H以上的壁面压力传感器输出信号0，料位高度H以下的壁面压力传感器输出信号大于0且存在稳定波动，控制流化装置关闭或持续少量通入流化风；

当X号的壁面压力传感器输出大于0的恒定信号，位于X号壁面压力传感器下方的壁面压力传感器输出信号为0时，控制临近X号壁面压力传感器所处层位的流化装置以脉冲方式完全开启，进行破拱；

料位高度H以下的壁面压力传感器示数恒定时，控制料位高度H以下的所有流化装置以脉冲方式完全开启，进行破拱。

所述的粉体供料系统自动控制方法，优选地，根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓上的流化装置的运行，还包括：

根据实时获取的粉仓重量值与设定粉仓重量阈值，控制粉仓的进料工序；

通过实时获取的粉仓重量值和预先测定的粉体堆积密度确定料位高度H。

所述的粉体供料系统自动控制方法，优选地，根据混合器的混合室内的压力平均值y以及设定的定量输送设备出口压力范围[a，b]，调节从风相管路和混合室的连通位置进入混合室内的气流量，具体包括：

在风相管路和混合室之间设置文丘里管或高压喷头；

获取混合室内的压力值，并计算前N秒中混合室内的压力平均值y；

当压力平均值y＞b时，调高从风相管路流经文丘里管或高压喷头的气流量，直至该压力平均值y达到设定的定量输送设备出口压力范围内，或者，风相管路流经文丘里管或高压喷头连通的气流量达到最大；

当压力平均值y＜a时，调低从风相管路流经文丘里管或高压喷头的气流量，直至该平均值y达到设定的定量输送设备出口压力范围内，或者，风相管路流经文丘里管或高压喷头连通的气流量达到最小值。

所述的粉体供料系统自动控制方法，优选地，获取混合室内的压力值，并计算前N秒中混合室内的压力平均值y，具体包括：

在混合室内设置压力传感器，利用混合室内的压力传感器输出压力读数计算压力平均值y，

式中，y表示压力传感器器输出的第i个压力读数至第i+n个压力读数的平均值，x_i表示压力传感器以固定时间间隔t输出的第i个压力读数，N＝nt。

所述的粉体供料系统自动控制方法，优选地，风相管路流经文丘里管或高压喷头的气流量的调节方式包括

在风相管段和混合室之间设置旁路，旁路上的电动调节阀；当压力平均值y＞b时，电动调节阀开度调小1％，若该平均值y未达到设定的定量输送设备出口压力范围，继续将电动调节阀开度调小1％，直至达到设定开度值或电动调节阀开度为0％；当压力传感器输出压力读数的平均值y＜a时，电动调节阀开度调大1％，若该平均值y未达到设定的定量输送设备出口压力范围，继续将电动调节阀开度调大1％，直至达到设定开度值或电动调节阀开度为100％；

或者，在风相管段上设置开度可调的阀门；当压力平均值y＞b时，调大阀门的开度，若该平均值y未达到设定的定量输送设备出口压力范围，继续调大阀门的开度，直至达到设定最大开度值；当压力传感器输出压力读数的平均值y＜a时，调小阀门的开度，若该平均值y未达到设定的定量输送设备出口压力范围，继续调小阀门的开度，直至达到设定最小开度值；

又或者，风相管路与变频风机连接；当压力平均值y＞b时，调大变频风机的频率，若该平均值y未达到设定的定量输送设备出口压力范围，继续调大变频风机的频率，直至达到频率上限值；当压力传感器输出压力读数的平均值y＜a时，调小变频风机的频率，若该平均值y未达到设定的定量输送设备出口压力范围，继续调小变频风机的频率，直至达到频率下限值。

所述的粉体供料系统自动控制方法，优选地，依据定量输送设备的工作频率确定混合器上的最优粉体流量监测系统，并根据最优粉体流量监测系统监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，调节定量输送设备的工作频率，具体包括：

在混合器上设置有多种粉体流量监测系统；

根据定量输送设备的工作频率确定最优的粉体流量监测系统，并将最优的粉体流量监测系统输出的粉体流量Q作为定量输送设备的实时流量；

比较监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，当监测得到的粉体流量Q小于Q_设定，调高定量输送设备的工作频率，当测量得到的粉体流量Q大于Q_设定，调低定量输送设备的工作频率；同时，根据调整后的定量输送设备的工作频率重新确定最优的粉体流量监测系统，重复上述过程，从而使Q自动接近Q_设定。

所述的粉体供料系统自动控制方法，优选地，粉仓内更换新粉体前，进行粉体流量监测系统的校准，确定定量输送设备的不同工作频率下混合器上的最优粉体流量监测系统，具体过程如下：

i)注满粉仓，记录定量输送设备在不同频率下粉仓称重的衰减曲线，衰减曲线的斜率即为定量变频设备的粉体输送流量；

ii)记录在不同频率下，粉体输送过程中多种粉体流量监测系统输出的数据；

iii)依据步骤ii)中记录的数据，分别计算出多种粉体流量监测系统监测的粉体流量的实时曲线，根据实时曲线上的读数，计算多种粉体流量监测系统监测的粉体流量平均值，也即多种粉体监测系统监测的粉体流量的累计曲线；

iv)将步骤iii)得到的多种粉体流量监测系统的累计曲线与粉仓称重衰减曲线的斜率对比，相关性最接近-1的粉体流量监测系统，即为对应频率下的最优粉体流量监测系统。

所述的粉体供料系统自动控制方法，优选地，所述粉体流量监测系统包括压差-流量监测系统、光度-流量监测系统和力-流量监测系统；

其中，压差-流量监测系统包括设置在风相管道上的第一压力测点，以及设置在风粉两相管道的带防堵器的第二压力测点；粉体流量计算公式为

Q＝f_压差(p₁₁-p₁₀)，

式中，p₁₁、p₁₀分别为第二压力测点、第一压力测点的读数，Q为粉体流量，f_压差表示根据压差计算粉体流量的函数；

光度-流量监测系统包括设置在风粉两相管道上的带有透明玻璃的光度传感器，粉体流量计算公式为

Q＝f_光度(L_in/L_out)

式中，L_in、L_out分别为入射、射出的光强度，f_光度表示根据光度比计算粉体流量的函数；

力-流量监测系统包括设置在混合室的粉体入口处的力传感器，并在粉体流下方倾斜设置；粉体流量计算公式为

Q＝f_冲量(m₁₃)

式中，m₁₃为压力或冲量传感器输出值，f_冲量表示根据冲量/压力计算粉体流量的函数。

第二方面，本发明还提供一种粉体供料系统自动控制系统，包括粉仓流化调节单元、混合器内压力调节单元和/或定量输送设备输送量调节单元；

其中，粉仓流化调节单元用于根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓上的流化装置的运行；

混合器内压力调节单元用于根据混合器的混合室内的压力平均值y以及设定的定量输送设备出口压力范围[a，b]，控制从风相管路和混合室的连通位置进入混合室内的气流量；

定量输送设备输送量调节单元用于依据定量输送设备的工作频率确定混合器上的最优粉体流量监测系统，并根据最优粉体流量监测系统监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，调节定量输送设备的工作频率。

本发明采用以上技术方案，其具有如下优点：本发明提供的粉体供料系统自动控制方法，

1、本发明在粉仓流化自动调节时，根据壁面压力监控仓内粉体流动情况，以此控制流化喷吹动作，实现粉仓流化自动调节。

2、本发明在混合器负压自动调节时，根据混合室内的压力平均值以及根据定量输送设备类型设定的出口压力范围，调节流经文丘里管或高压喷头的气流量，实现混合器内负压的自动调节。

3、本发明在定量输送设备输送量的自动调节时，在混合器上设置多种粉体流量监测系统，根据定量输送设备的工作频率确定最优的粉体流量监测系统，再根据监测的粉体流量和预设粉体流量调节定量输送设备的工作频率，实现定量输送设备输送量的自动调节。

本发明通过粉仓流化自动调节、混合器负压自动调节和/或定量输送设备输送量自动调节，实现粉体供料系统内粉体流动情况的自动控制调节，克服现有粉体供料系统操作依靠经验，缺乏内部自动调节方法的问题。

附图说明

图1是现有粉体供料系统的结构示意图；

图2是本发明进行粉仓流化自动调节时粉仓内的结构示意图；

图3是本发明进行混合器内压力自动调节时混合器的结构示意图；

图4是本发明进行定量输送设备输送量的自动调节时定量输送设备和混合器的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”“内”、“外”、“横”、“竖”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，使用术语“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对上述零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1所示，为现有粉体供料系统，包括粉仓1、定量输送设备2和混合器3，其中，粉仓1用于储存粉体；定量输送设备2用于控制粉体的输送速率，同时起到阻隔压力差的作用；混合器3包括混合室31、风相管道32和风粉管道33，风相管道32和风粉两相管道33相对地连通在混合室31的两侧壁，混合室31顶部入料口与定量输送设备2的出口端连通。系统运行时，粉体由粉仓1向下运行，经过定量输送设备2进入混合室31，自定量输送设备2进入混合室31中的粉体和来自风相管道32的输送风混合，形成风-粉两相流，经风粉两相管道33通入用粉设备。现有供料系统无法做到基于粉仓1、定量输送设备2和/或混合器3内粉体实时流动情况的自动反馈调节，对于粉体流动情况的调控主要依赖操作人员的经验，调控一致性和准确性较差，不仅降低系统的工作效率，而且增加操作人员的工作强度。

对此，本公开实施例提供一种粉体供料系统自动控制方法及系统。粉体供料系统自动控制方法包括进行粉仓流化自动调节，根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓上的流化装置的运行；和/或进行混合器内压力自动调节，根据混合器的混合室内的压力平均值y以及设定的定量输送设备出口压力范围[a，b]，调节从风相管路和混合室的连通位置进入混合室内的气流量；和/或进行定量输送设备输送量的自动调节，根据定量输送设备的工作频率确定混合器上的最优粉体流量监测系统，并根据监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，调节定量输送设备的工作频率。实现粉体供料系统内粉体流动情况的自动控制调节，克服现有粉体供料系统操作依靠经验，缺乏内部自动调节方法的问题。

下面，结合附图对本公开实施例提供的粉体供料系统自动控制方法及系统进行详细的说明。

实施例1

本公开一实施例提供一种粉体供料系统自动控制方法，包括：

如图2所示，进行粉仓1流化自动调节，

根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓1上的流化装置5的运行；

和/或，进行混合器3内压力自动调节，

根据混合器3的混合室31内的压力平均值y以及设定的定量输送设备2出口压力范围[a，b]，调节从风相管路32和混合室31的连通位置进入混合室31内的气流量；

和/或，进行定量输送设备2输送量的自动调节，

依据定量输送设备2的工作频率确定混合器3上的最优粉体流量监测系统，并根据最优粉体流量监测系统监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，调节定量输送设备的工作频率。

进一步地，根据获取的粉仓1壁面压力控制设置在粉仓1上的流化装置的运行，具体包括：

通过获取料位高度H以上和以下的壁面压力传感器6、X号壁面压力传感器6及其下方的壁面压力传感器6的信号，监控粉仓1内粉体的流动情况，并控制设置在粉仓1外壁上的流化装置5的运行；若干壁面压力传感器6在粉仓1的内壁自下而上依次间隔设置，壁面压力传感器编号为1、2……X……N，X≥2；若干层流化装置5在粉仓1的外周壁自上而下依次间隔设置。

进一步地，通过获取料位高度H以上和以下的壁面压力传感器6、X号壁面压力传感器6及其下方的壁面压力传感器6的信号，监控粉仓1内粉体的流动情况，控制设置在粉仓1外壁上的流化装置5的运行，具体包括：

正常工况下，当料位高度H以上的壁面压力传感器6输出信号0，料位高度H以下的壁面压力传感器6输出信号大于0且存在稳定波动，即说明壁面附近物料正常向下移动，可控制流化装置5关闭或持续少量通入流化风；

当X号的壁面压力传感器6输出大于0的恒定信号，位于X号壁面压力传感器6下方的壁面压力传感器6输出信号为0时，判定X号壁面压力传感器6位置出现架桥；控制临近X号壁面压力传感器6所处层位的流化装置5以脉冲方式完全开启，进行破拱；

料位高度H以下的壁面压力传感器6示数恒定时，则判定粉仓内粉体出现中心流(即鼠洞)，此时控制料位高度H以下的所有流化装置5以脉冲方式完全开启，进行破拱。

进一步地，根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓1上的流化装置的运行，还包括：根据实时获取的粉仓重量值与设定粉仓重量阈值，控制粉仓的进料工序；通过实时获取的粉仓重量值和预先测定的粉体堆积密度确定料位高度H。

进一步地，粉仓重量值可通过设置在粉仓1上的称重传感器4获取。

进一步地，壁面压力传感器布置密度增加有利于增加控制精度和可靠性，优选地，壁面压力传感器可以和流化装置5一一对应。

进一步地，称重传感器4可以使用模拟量料位计(如重锤式料位计、射频导纳料位计)等替代，即以料位的高度数据代替重量数据，不影响控制逻辑和应用效果。

进一步地，壁面压力传感器6可采用膜片式压力传感器，用于感应局部壁面压力，输出模拟量信号。当传感器所处位置无粉体时，输出信号0；当传感器所处位置存在静态粉体时，输出信号为大于0的恒定信号；当传感器所处位置存在粉体，且粉体处于流动状态时，输出信号为大于0的波动信号，信号波动值与仓内粉体特性有关。

进一步地，壁面压力传感器6可更换为料位传感器，例如开关量料位计(如音叉料位计、阻旋料位计等)。

进一步地，流化装置5可采用流化喷头。

进一步地，定量输送设备2(包括但不限于锁气阀、叶轮给分机、给料螺旋)一般对于入口/出口两端的压力差有一定要求。当设备2入口和出口两端压差变化时，会使设备2供料曲线显著偏离理想值。定量输送设备2入口连接粉仓1，一般压力较为恒定，定量输送设备2的出口与混合器3连通，实际上与混合器3的混合室31连通，定量输送设备2的出口压力会存在较大波动，也即混合室31内的压力存在较大波动，因此需要对其进行自动调节；

为了抵消风粉两相管道33中的正压，混合器3采用可以产生负压的文丘里管(或高压喷头)等结构，例如，风相管道32通过文丘里管或高压喷头与混合室31连通，提供初始负压。而产生的负压大小与经过文丘里管(或高压喷头)的气流量正相关。因此通过调节风相管路32流经文丘里管或高压喷头的气流量，即可调节混合室31内的压力，进而实现混合器3内压力的自动调节；

因此，根据混合器3的混合室31内的压力平均值y以及设定的定量输送设备2出口压力范围[a，b]，控制从风相管路32和混合室31的连通位置进入混合室31内的气流量，具体包括：

风相管路32和混合室31之间通过文丘里管或高压喷头连通，

获取混合室31内的压力值，并计算前N秒中混合室内的压力平均值y；

当压力平均值y＞b时，调高从风相管路32流经文丘里管或高压喷头的气流量，直至该压力平均值y达到设定的定量输送设备2出口压力范围内，或者，风相管路32流经文丘里管或高压喷头连通的气流量达到最大；

当压力平均值y＜a时，调低从风相管路32流经文丘里管或高压喷头的气流量，直至该平均值y达到设定的定量输送设备2出口压力范围内，或者，风相管路32流经文丘里管或高压喷头连通的气流量达到最小值。

进一步地，如图3所示，获取混合室31内的压力值，并求解前N秒中混合室内的压力平均值y，具体包括：

在混合室31内设置压力传感器9，利用混合室31内的压力传感器9输出压力读数计算压力平均值y，

式中，y表示压力传感器器9输出的第i个压力读数至第i+n个压力读数的平均值，x_i表示压力传感器9以固定时间间隔t(t一般为1s)输出的第i个压力读数，N＝nt。

进一步地，风相管路32流经文丘里管或高压喷头的气流量的调节方式包括但不限于：

如图3所示，在风相管段32和混合室31之间设置旁路7，在旁路7上设置电动调节阀8；当压力平均值y＞b时，电动调节阀8开度调小1％，若该平均值y未达到设定的定量输送设备2出口压力范围，继续将电动调节阀8开度调小1％，直至达到设定开度值或电动调节阀8开度为0％；当压力传感器9输出压力读数的平均值y＜a时，电动调节阀8开度调大1％，若该平均值y未达到设定的定量输送设备2出口压力范围，继续将电动调节阀8开度调大1％，直至达到设定开度值或电动调节阀8开度为100％。

或者，在风相管段32上设置开度可调的阀门，阀门可采用插板阀；当压力平均值y＞b时，调大插拔阀的开度，若该平均值y未达到设定的定量输送设备2出口压力范围，继续调大插拔阀的开度，直至达到设定最大开度值；当压力传感器9输出压力读数的平均值y＜a时，调小插拔阀的开度，若该平均值y未达到设定的定量输送设备2出口压力范围，继续调小插拔阀的开度，直至达到设定最小开度值。

又或者，风相管路32与变频风机连接；当压力平均值y＞b时，调大变频风机的频率，若该平均值y未达到设定的定量输送设备2出口压力范围，继续调大变频风机的频率，直至达到频率上限值；当压力传感器9输出压力读数的平均值y＜a时，调小变频风机的频率，若该平均值y未达到设定的定量输送设备2出口压力范围，继续调小变频风机的频率，直至达到频率下限值。

进一步地，定量输送设备2出口压力范围可根据定量输送设备2的类型进行设定，优选地，定量输送设备的的出口压力范围为-1000Pa～-500Pa。

进一步地，N可以根据需要设定，优选地，N可设为10s。

进一步地，电动调节阀8开度调节的时间间隔可设置为c秒，c可设为10s。

进一步地，依据定量输送设备2的工作频率确定混合器3上的最优粉体流量监测系统，并根据最优粉体流量监测系统监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，调节定量输送设备的工作频率，具体包括：

如图4所示，混合器3上设置有多种粉体流量监测系统，均用于监测定量输送设备2的实时粉体流量；

依据定量输送设备2的工作频率(也即定量输送设备2上的变频电机14的工作频率)确定最优的粉体流量监测系统，并将最优的粉体流量监测系统输出的粉体流量Q作为定量输送设备2的实时流量；

比较监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，当监测得到的粉体流量Q小于Q_设定，调高定量输送设备2的工作频率，当测量得到的粉体流量Q大于Q_设定，调低定量输送设备2的工作频率；同时，根据调整后的定量输送设备2的工作频率重新确定最优的粉体流量监测系统，重复上述过程，从而使Q自动接近Q_设定。

进一步地，由于粉体流动特性的多样性，不同粉体流量监测系统对不同粉体的适应性有所差异，因此粉仓1内更换新粉体前，使用粉仓1称重数据对多种粉体流量监测系统进行校准，确定定量输送设备2的不同工作频率下混合器3上的最优粉体流量监测系统，具体过程如下：

i)注满粉仓1，记录变频电机14不同频率下粉仓称重的衰减曲线，衰减曲线的斜率即为定量变频设备的粉体输送流量；

ii)同时记录在不同频率下，粉体输送过程中多种粉体流量监测系统输出的数据；

iii)依据步骤ii)中记录的数据，分别计算出多种粉体流量监测系统监测的粉体流量的实时曲线，根据实时曲线上的读数，计算多种粉体流量监测系统监测的粉体流量平均值，也即多种粉体监测系统监测的粉体流量的累计曲线；

iv)将步骤iii)得到的多种粉体流量监测系统的累计曲线与粉仓称重衰减曲线的斜率对比，相关性最接近-1的粉体流量监测系统，即为对应频率下的最优粉体流量监测系统。

进一步地，粉体流量监测系统包括但不限于压差-流量监测系统、光度-流量监测系统和力-流量监测系统等；

其中，压差-流量监测系统包括设置在风相管道32上的第一压力测点10，用于输出总压力值，该值与粉体输送速率呈正相关；设置在风粉两相管道33的带防堵器的第二压力测点11，第二压力测点11与第一压力测点10的输出值之差即为混合室31前后压差；该压差值与粉体输送速率呈正相关；经验公式为Q＝f_压差(p₁₁-p₁₀)，其中p₁₁、p₁₀分别为第二压力测点11、第一压力测点10的读数，Q为粉体流量，f_压差表示根据压差计算粉体流量的函数。

光度-流量监测系统包括设置在风粉两相管道33上的带有透明玻璃的光度传感器12，根据光度传感器测量得到的散射/透射光强度与粉体输送速率呈负相关；光从风粉两相管道33的一侧经光学玻璃射入风粉两相管道33内，从风粉两相管道33的另一侧射出；粉体流量Q越大，射出的光被吸收的越多，粉体流量计算公式为Q＝f_光度(L_in/L_out)，其中L_in、L_out分别为入射、射出的光强度，入射光的光强度已知，可为固定光源发出，f_光度表示根据光度比计算粉体流量的函数。

力-流量监测系统包括设置在混合室31的粉体入口处的力传感器，如压力或冲量传感器，并在粉体流下方倾斜设置；粉体进入混合器时撞击到传感器上改变方向，该传感器读数与粉体输送速率呈正相关；粉体流量计算公式为Q＝f_冲量(m₁₃)，其中m₁₃为压力或冲量传感器输出值，f_冲量表示根据冲量/压力计算粉体流量的函数。

在一些实施例中，优选地，第一压力测点10连接压力变送器，第二压力测点11连接压力变送器，

实施例2

上述实施例1提供了粉体供料系统自动控制方法，与之相对应地，本实施例提供一种粉体供料系统自动控制系统。本实施例提供的自动控制系统可以实施实施例1的粉体供料系统自动控制方法，该系统可以通过软件、硬件或软硬结合的方式来实现。例如，该系统可以包括集成的或分开的功能模块或功能单元来执行实施例1各方法中的对应步骤。由于本实施例的评价系统基本相似于方法实施例，所以本实施例描述过程比较简单，相关之处可以参见实施例1的部分说明即可，本实施例的评价系统仅仅是示意性的。

本实施例提供的一种粉体供料系统自动控制系统，包括

粉仓流化调节单元，用于根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓1上的流化装置5的运行；

和/或，混合器内压力调节单元，用于根据混合器3的混合室31内的压力平均值y以及设定的定量输送设备2出口压力范围[a，b]，控制从风相管路和混合室的连通位置进入混合室31内的气流量；

和/或，定量输送设备输送量调节单元，依据定量输送设备2的工作频率确定混合器3上的最优粉体流量监测系统，并根据最优粉体流量监测系统监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，调节定量输送设备的工作频率。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种粉体供料系统自动控制方法，其特征在于，包括进行粉仓流化自动调节、进行混合器内压力自动调节和/或进行定量输送设备输送量的自动调节；

其中，进行粉仓流化自动调节，根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓上的流化装置的运行；

进行混合器内压力自动调节，根据混合器的混合室内的压力平均值y以及设定的定量输送设备出口压力范围[a，b]，调节从风相管路和混合室的连通位置进入混合室内的气流量；

进行定量输送设备输送量的自动调节，依据定量输送设备的工作频率确定混合器上的最优粉体流量监测系统，并根据最优粉体流量监测系统监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，调节定量输送设备的工作频率。

2.如权利要求1所述的一种粉体供料系统自动控制方法，其特征在于，根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓上的流化装置的运行，具体包括：

通过获取料位高度H以上和以下的壁面压力传感器、X号壁面压力传感器及其下方的壁面压力传感器的信号，控制设置在粉仓外壁上的流化装置的运行；若干壁面压力传感器在粉仓的内壁自下而上依次间隔设置，壁面压力传感器编号为1、2……X……N，X≥2；若干层流化装置在粉仓的外周壁自上而下依次间隔设置；

当料位高度H以上的壁面压力传感器输出信号0，料位高度H以下的壁面压力传感器输出信号大于0且存在稳定波动，控制流化装置关闭或持续少量通入流化风；

当X号的壁面压力传感器输出大于0的恒定信号，位于X号壁面压力传感器下方的壁面压力传感器输出信号为0时，控制临近X号壁面压力传感器所处层位的流化装置以脉冲方式完全开启，进行破拱；

料位高度H以下的壁面压力传感器示数恒定时，控制料位高度H以下的所有流化装置以脉冲方式完全开启，进行破拱。

3.如权利要求2所述的一种粉体供料系统自动控制方法，其特征在于，根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓上的流化装置的运行，还包括：

根据实时获取的粉仓重量值与设定粉仓重量阈值，控制粉仓的进料工序；

通过实时获取的粉仓重量值和预先测定的粉体堆积密度确定料位高度H。

4.如权利要求1所述的一种粉体供料系统自动控制方法，其特征在于，

根据混合器的混合室内的压力平均值y以及设定的定量输送设备出口压力范围[a，b]，调节从风相管路和混合室的连通位置进入混合室内的气流量，具体包括：

在风相管路和混合室之间设置文丘里管或高压喷头；

获取混合室内的压力值，并计算前N秒中混合室内的压力平均值y；

当压力平均值y＞b时，调高从风相管路流经文丘里管或高压喷头的气流量，直至该压力平均值y达到设定的定量输送设备出口压力范围内，或者，风相管路流经文丘里管或高压喷头连通的气流量达到最大；

当压力平均值y＜a时，调低从风相管路流经文丘里管或高压喷头的气流量，直至该平均值y达到设定的定量输送设备出口压力范围内，或者，风相管路流经文丘里管或高压喷头连通的气流量达到最小值。

5.如权利要求4所述的一种粉体供料系统自动控制方法，其特征在于，获取混合室内的压力值，并求解前N秒中混合室内的压力平均值y，具体包括：

在混合室内设置压力传感器，利用混合室内的压力传感器输出压力读数计算压力平均值y，

式中，y表示压力传感器器输出的第i个压力读数至第i+n个压力读数的平均值，x_i表示压力传感器以固定时间间隔t输出的第i个压力读数，N＝nt。

6.如权利要求4所述的一种粉体供料系统自动控制方法，其特征在于，风相管路流经文丘里管或高压喷头的气流量的调节方式包括

在风相管段和混合室之间设置旁路，旁路上的电动调节阀；当压力平均值y＞b时，电动调节阀开度调小1％，若该平均值y未达到设定的定量输送设备出口压力范围，继续将电动调节阀开度调小1％，直至达到设定开度值或电动调节阀开度为0％；当压力传感器输出压力读数的平均值y＜a时，电动调节阀开度调大1％，若该平均值y未达到设定的定量输送设备出口压力范围，继续将电动调节阀开度调大1％，直至达到设定开度值或电动调节阀开度为100％；

或者，在风相管段上设置开度可调的阀门；当压力平均值y＞b时，调大阀门的开度，若该平均值y未达到设定的定量输送设备出口压力范围，继续调大阀门的开度，直至达到设定最大开度值；当压力传感器输出压力读数的平均值y＜a时，调小阀门的开度，若该平均值y未达到设定的定量输送设备出口压力范围，继续调小阀门的开度，直至达到设定最小开度值；

又或者，风相管路与变频风机连接；当压力平均值y＞b时，调大变频风机的频率，若该平均值y未达到设定的定量输送设备出口压力范围，继续调大变频风机的频率，直至达到频率上限值；当压力传感器输出压力读数的平均值y＜a时，调小变频风机的频率，若该平均值y未达到设定的定量输送设备出口压力范围，继续调小变频风机的频率，直至达到频率下限值。

7.如权利要求1所述的一种粉体供料系统自动控制方法，其特征在于，依据定量输送设备的工作频率确定混合器上的最优粉体流量监测系统，并根据最优粉体流量监测系统监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，调节定量输送设备的工作频率，具体包括：

在混合器上设置有多种粉体流量监测系统；

根据定量输送设备的工作频率确定最优的粉体流量监测系统，并将最优的粉体流量监测系统输出的粉体流量Q作为定量输送设备的实时流量；

比较监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，当监测得到的粉体流量Q小于Q_设定，调高定量输送设备的工作频率，当测量得到的粉体流量Q大于Q_设定，调低定量输送设备的工作频率；同时，根据调整后的定量输送设备的工作频率重新确定最优的粉体流量监测系统，重复上述过程，从而使Q自动接近Q_设定。

8.如权利要求7所述的一种粉体供料系统自动控制方法，其特征在于：粉仓内更换新粉体前，进行粉体流量监测系统的校准，确定定量输送设备的不同工作频率下混合器上的最优粉体流量监测系统，具体过程如下：

i)注满粉仓，记录定量输送设备在不同频率下粉仓称重的衰减曲线，衰减曲线的斜率即为定量变频设备的粉体输送流量；

ii)记录在不同频率下，粉体输送过程中多种粉体流量监测系统输出的数据；

iii)依据步骤ii)中记录的数据，分别计算出多种粉体流量监测系统监测的粉体流量的实时曲线，根据实时曲线上的读数，计算多种粉体流量监测系统监测的粉体流量平均值，也即多种粉体监测系统监测的粉体流量的累计曲线；

iv)将步骤iii)得到的多种粉体流量监测系统的累计曲线与粉仓称重衰减曲线的斜率对比，相关性最接近-1的粉体流量监测系统，即为对应频率下的最优粉体流量监测系统。

9.如权利要求7所述的一种粉体供料系统自动控制方法，其特征在于，所述粉体流量监测系统包括压差-流量监测系统、光度-流量监测系统和力-流量监测系统；

其中，压差-流量监测系统包括设置在风相管道上的第一压力测点，以及设置在风粉两相管道的带防堵器的第二压力测点；粉体流量计算公式为

Q＝f_压差(p₁₁-p₁₀)，

式中，p₁₁、p₁₀分别为第二压力测点、第一压力测点的读数，Q为粉体流量，f_压差表示根据压差计算粉体流量的函数；

光度-流量监测系统包括设置在风粉两相管道上的带有透明玻璃的光度传感器，粉体流量计算公式为

Q＝f_光度(L_in/L_out)

式中，L_in、L_out分别为入射、射出的光强度，f_光度表示根据光度比计算粉体流量的函数；

力-流量监测系统包括设置在混合室的粉体入口处的力传感器，并在粉体流下方倾斜设置；粉体流量计算公式为

Q＝f_冲量(m₁₃)

式中，m₁₃为压力或冲量传感器输出值，f_冲量表示根据冲量/压力计算粉体流量的函数。

10.一种粉体供料系统自动控制系统，其特征在于，包括粉仓流化调节单元、混合器内压力调节单元和/或定量输送设备输送量调节单元；

其中，粉仓流化调节单元用于根据获取的粉仓壁面压力控制设置在粉仓上的流化装置的运行；

混合器内压力调节单元用于根据混合器的混合室内的压力平均值y以及设定的定量输送设备出口压力范围[a，b]，控制从风相管路和混合室的连通位置进入混合室内的气流量；

定量输送设备输送量调节单元用于依据定量输送设备的工作频率确定混合器上的最优粉体流量监测系统，并根据最优粉体流量监测系统监测得到的粉体流量Q与预设的粉体流量Q_设定，调节定量输送设备的工作频率。

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