CN113526015A - 气垫输送机的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种气垫输送机的控制方法，旨在解决现有的气垫输送机在重载或某一气孔出现故障时导致皮带与上、下盘槽直接接触，使得摩擦力直接增大，严重时摩擦高温导致皮带损坏的问题。该气垫输送机的控制方法，通过电机功率检测系统实时监测输送机机架两端的滚筒电机的功率并发送给综合分析系统，综合分析系统对滚筒电机的实时功率与滚筒电机的功率标准范围进行比对及分析，以完成报警与喷气量调节，采用气垫输送机的控制方法完成气垫输送机喷气量的控制，避免气垫输送机在重载或某一气孔出现故障时导致皮带与上、下盘槽直接接触，使得摩擦力直接增大，严重时摩擦高温导致皮带损坏的问题。

Description

气垫输送机的控制方法

技术领域

本发明涉及智能控制领域，尤其涉及一种气垫输送机的控制方法。

背景技术

如何减小摩擦力在皮带输送机工作过程中至关重要，皮带所受摩擦力直接影响皮带输送机的能耗，因此不少厂家研制出气垫输送机，气垫输送机能够避免皮带与托辊直接接触，进而极大地减少了皮带输送机运行过程的摩擦力，能有效降低皮带输送机的能耗。

然而，现有的气垫输送机面临着在重载或某一气孔出现故障时导致皮带与上、下盘槽直接接触，使得摩擦力直接增大，严重时摩擦高温导致皮带损坏的问题。

发明内容

本发明提供一种气垫输送机的控制方法，以解决现有的气垫输送机在重载或某一气孔出现故障时导致皮带与上、下盘槽直接接触，使得摩擦力直接增大，严重时摩擦高温导致皮带损坏的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种气垫输送机的控制方法，气垫输送机包括输送机机架，输送机机架上安装皮带，输送机机架上设置上盘槽和下盘槽，皮带通过输送机机架两端的滚筒电机带着转动，上盘槽和下盘槽结合对皮带的中部进行支撑，输送机机架与上盘槽围成第一气室，输送机机架与下盘槽围成第二气室，上盘槽上设置第一排气孔，下盘槽上设置第二排气孔，上盘槽与皮带之间形成第一间隙，下盘槽与皮带之间形成第二间隙，第二气室与第一气室连通，第一气室通过输送机机架上的进气孔与进气管路连通，进气管路与风机的出风口连通。

气垫输送机还包括控制系统，控制系统包括电机功率检测系统、综合分析系统、喷气量控制系统、报警装置，其中电机功率检测系统、喷气量控制系统、报警装置分别与综合分析系统电性连接，风机与喷气量控制系统电性连接。

控制方法具体为：

S1：电机功率检测系统实时监测输送机机架1两端的滚筒电机的功率，并将监测到的功率实时发送给综合分析系统；

S2：综合分析系统对滚筒电机的实时功率与滚筒电机的功率标准范围进行比对及分析，若符合功率标准范围，综合分析系统不会对报警装置、喷气量控制系统发出信号；若不符合功率标准范围，综合分析系统向报警装置、喷气量控制系统发出信号，完成报警与喷气量调节。

在上述的控制方法中，电机功率检测系统具有功率计算功能，电机功率检测系统监测的输送机机架两端的滚筒电机的功率的计算公式如下：

A'＝F'·v

其中，A'为滚筒电机的实时功率，F'为滚筒电机对皮带的实时驱动力，v为气垫输送机的输送速度；

其中滚筒电机对皮带的实时驱动力的计算公式如下：

F'＝f'G+F

其中，f'为气垫输送机工作时运输物料的皮带所受的总摩擦系数；G为运输的物料以及皮带总质量，F为滚筒电机内部摩擦力、各传动系统齿轮与齿轮、轴承滚子与轴承内外圈之间摩擦力的总和。

在上述的控制方法中，综合分析系统设置滚筒电机的功率标准范围A，其中a≤A≤b，a为功率标准值下限，b为功率标准值上限。

在上述的控制方法中，综合分析系统对滚筒电机的实时功率与滚筒电机的功率标准范围A进行比对及分析，当滚筒电机的实时功率符合功率标准范围A时，综合分析系统不会对报警装置、喷气量控制系统发出信号，当滚筒电机的实时功率与功率标准范围A出现不符时，综合分析系统首先对报警装置发出信号使其报警进而分两种情况对喷气量控制系统发出信号，分别是：若滚筒电机的实时功率A'≤a，综合分析系统向喷气量控制系统发出减小喷气的信号；若滚筒电机的实时功率A'≥b，综合分析系统向喷气量控制系统发出增大喷气的信号。

在上述的控制方法中，喷气量控制系统通过控制风机的功率，调节进气孔流速，进而实现排气孔的喷气量的增大或减小，喷气量控制系统具有喷气量计算功能，第一排气孔和第二排气孔的喷气量之和等于进气孔流量，进气孔流量的计算公式如下：

Q＝V×S

其中，V为进气孔流速；S为进气孔表面积；

其中进气孔表面积的计算公式如下：

其中，d为进气孔直径。

在上述的控制方法中，报警装置为蜂鸣器。

本发明提供的气垫输送机的控制方法，通过电机功率检测系统实时监测输送机机架两端的滚筒电机的功率，并将监测到的功率实时发送给综合分析系统，综合分析系统对滚筒电机的实时功率与滚筒电机的功率标准范围进行比对及分析，若符合功率标准范围，综合分析系统不会对报警装置、喷气量控制系统发出信号，若不符合功率标准范围，综合分析系统向报警装置、喷气量控制系统发出信号，完成报警与喷气量调节，利用电机功率检测系统、综合分析系统分别完成两端滚筒电机的实时功率监测、对电机功率检测系统的实时监测数据进行处理，能准确地反应气垫输送机的实时工况，降低人工参与程度；采用气垫输送机的控制方法完成气垫输送机喷气量的控制，避免气垫输送机在重载或某一气孔出现故障时导致皮带与盘槽直接接触，使得摩擦力直接增大，严重时摩擦高温导致皮带损坏的问题，同时减少人工使用量，提高控制效率；电机功率检测系统可以实现功率连续检测，避免人工凭借经验检测方式可能出现的由于检测人员的主观因素影响判断结果，无法保证检测结果准确度与可靠性；利用气垫输送机的控制方法可以实时完成监测进而根据监测数据完成报警以及控制动作，具有人员使用量少、检测结果准确可靠、提高皮带寿命、降低气垫输送机的能耗、降低维修保养费用的优势。

本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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为本发明实施例提供的气垫输送机的控制方法所应用的气垫输送机的垂直于输送方向的剖视图；

图2为本发明实施例提供的气垫输送机的控制方法所采用的控制系统的示意图；

图3为本发明实施例提供的气垫输送机的控制方法的控制流程图；

附图标记说明：

1-输送机机架；

2-第一气室；

3-上盘槽；

4-皮带；

5-第一排气孔；

6-第一间隙；

7-进气孔；

8-进气管路；

9-风机；

10-第二气室；

11-下盘槽；

12-第二排气孔；

13-第二间隙。

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，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

图1为本发明实施例提供的气垫输送机的控制方法所应用的气垫输送机的垂直于输送方向的剖视图，图2为本发明实施例提供的气垫输送机的控制方法所采用的控制系统的示意图，图3为本发明实施例提供的气垫输送机的控制方法的控制流程图，如图1-3所示，气垫输送机包括输送机机架1，输送机机架1上安装皮带4，输送机机架1上设置上盘槽3和下盘槽11，皮带4通过输送机机架1两端的滚筒电机带着转动，上盘槽3和下盘槽11结合对皮带4的中部进行支撑，输送机机架1与上盘槽3围成第一气室2，输送机机架1与下盘槽11围成第二气室10，上盘槽3上设置第一排气孔5，下盘槽11上设置第二排气孔12，上盘槽3与皮带4之间形成第一间隙6，下盘槽11与皮带4之间形成第二间隙13，第二气室10与第一气室2连通，第一气室2通过输送机机架1上的进气孔7与进气管路8连通，进气管路8与风机9的出风口连通。

当风机9通过进气管路8和进气孔7向第一气室2及第二气室10内提供具有一定压力和流量的空气后，第一气室2内的空气经上盘槽3上的第一排气孔5逸出，在皮带4和上盘槽3之间的第一间隙6上形成一层具有一定压力的气膜支承皮带4及其上部物料，第二气室10内的空气经下盘槽11上的第二排气孔12逸出，在皮带4和下盘槽11之间的第二间隙13上形成一层具有一定压力的气膜支承皮带4，连续的气膜支承使得皮带4与上盘槽3、下盘槽11之间形成以空气为介质的流体摩擦，减小了运行阻力。

气垫输送机还包括控制系统，控制系统包括电机功率检测系统10、综合分析系统20、喷气量控制系统30、报警装置40，其中电机功率检测系统10、喷气量控制系统30、报警装置40分别与综合分析系统20电性连接，风机9与喷气量控制系统30电性连接。

控制方法具体为：

S1：电机功率检测系统10实时监测输送机机架1两端的滚筒电机的功率，并将监测到的功率实时发送给综合分析系统20；

S2：综合分析系统20对滚筒电机的实时功率与滚筒电机的功率标准范围进行比对及分析，若符合功率标准范围，综合分析系统20不会对报警装置40、喷气量控制系统30发出信号；若不符合功率标准范围，综合分析系统20向报警装置40、喷气量控制系统30发出信号，完成报警与喷气量调节。

需要说明的是，电机功率检测系统10负责完成输送机机架1两端滚筒电机的功率监测，综合分析系统20通过将电机功率检测系统10反馈的监测结果与预先设置的滚筒电机的功率标准范围进行比对，进而确定喷气量需要增大或减小。

进一步地，电机功率检测系统10具有功率计算功能，电机功率检测系统10监测的输送机机架1两端的滚筒电机的功率的计算公式如下：

A'＝F'·v

其中，A'为滚筒电机的实时功率，F'为滚筒电机对皮带的实时驱动力，v为气垫输送机的输送速度；

需要说明的是，电机功率检测系统10进行实时监测，在气垫输送机工作过程中输送速度v保持不变，当输送物料质量增大时，F'增大，因此电机功率检测系统10检监测到的实际功率也会增加，当输送物料质量减小时，F'减小，因此电机功率检测系统10检监测到的实际功率也会减小。

其中滚筒电机对皮带的实时驱动力的计算公式如下：

F'＝f'G+F

其中，f'为气垫输送机工作时运输物料的皮带所受的总摩擦系数；G为运输的物料以及皮带总质量，F为滚筒电机内部摩擦力、各传动系统齿轮与齿轮、轴承滚子与轴承内外圈之间摩擦力的总和。

需要说明的是，f'和F由气垫输送机的型号和具体工况决定，在气垫输送机的型号和工况一定的情况下，f'和F可选取经验值。当输送的物料质量增大时，皮带4和上盘槽3之间的气膜的厚度减小甚至会使得皮带4与上盘槽3直接接触导致f'增大。

进一步地，综合分析系统设置滚筒电机的功率标准范围A，其中a≤A≤b，a为功率标准值下限，b为功率标准值上限。

需要说明的是，功率标准值下限a和功率标准值上限b需经多次实验得出。

进一步地，综合分析系统对滚筒电机的实时功率与滚筒电机的功率标准范围A进行比对及分析，当滚筒电机的实时功率符合功率标准范围A时，综合分析系统不会对报警装置、喷气量控制系统发出信号，当滚筒电机的实时功率与功率标准范围A出现不符时，综合分析系统首先对报警装置发出信号使其报警进而分两种情况对喷气量控制系统发出信号，分别是：若滚筒电机的实时功率A'≤a，综合分析系统向喷气量控制系统发出减小喷气的信号；若滚筒电机的实时功率A'≥b，综合分析系统向喷气量控制系统发出增大喷气的信号。

需要说明的是，综合分析系统20对滚筒电机的实时功率A'与滚筒电机的功率标准范围A进行比对及分析，若实时功率A'符合功率标准范围A，控制系统于本周期内结束动作，不会对报警装置40、喷气量控制系统30发出信号；若实时功率A'不符合功率标准范围A，实时功率A'会被进一步在综合分析系统20中完成与功率标准值下限a、功率标准值上限b的比对及分析进而向报警装置40、喷气量控制系统30发出信号，完成报警与喷气量调节，能够实现在气垫输送机输送距离长，实时人工检测难度高，人工控制调节方式不精准情况下的气垫式皮带机喷气量智能控制工作，提高了控制效率，且控制过程具有连续性，降低了人工参与度，同时有效避免因为人为监管不利以及检测人员的疏忽所导致的安全问题。

进一步地，喷气量控制系统40通过控制风机的功率，调节进气孔流速，进而实现排气孔的喷气量的增大或减小，喷气量控制系统40具有喷气量计算功能，第一排气孔5和第二排气孔12的喷气量之和等于进气孔7流量，进气孔流量的计算公式如下：

Q＝V×S

其中，V为进气孔流速；S为进气孔表面积；

其中进气孔表面积的计算公式如下：

其中，d为进气孔直径。

需要说明的是，综合分析系统20实现喷气量实时控制，若检测实际值A'≤a则需要减小进气口流速V，若检测实际值A'≥b则增大进气口流速V。

进一步地，报警装置40为蜂鸣器。

需要说明的是，蜂鸣器40的作用是提示系统故障，若蜂鸣器40常鸣则说明在一段时间内通过增大排气孔气流方式没有使皮带正常悬浮，则必有气孔故障不能出气或皮带、气室缺陷的故障。

本发明提供的气垫输送机的控制方法，通过电机功率检测系统实时监测输送机机架两端的滚筒电机的功率，并将监测到的功率实时发送给综合分析系统，综合分析系统对滚筒电机的实时功率与滚筒电机的功率标准范围进行比对及分析，若符合功率标准范围，综合分析系统不会对报警装置、喷气量控制系统发出信号，若不符合功率标准范围，综合分析系统向报警装置、喷气量控制系统发出信号，完成报警与喷气量调节，利用电机功率检测系统、综合分析系统分别完成两端滚筒电机的实时功率监测、对电机功率检测系统的实时监测数据进行处理，能准确地反应气垫输送机的实时工况，降低人工参与程度；采用气垫输送机的控制方法完成气垫输送机喷气量的控制，避免气垫输送机在重载或某一气孔出现故障时导致皮带与盘槽直接接触，使得摩擦力直接增大，严重时摩擦高温导致皮带损坏的问题，同时减少人工使用量，提高控制效率；电机功率检测系统可以实现功率连续检测，避免人工凭借经验检测方式可能出现的由于检测人员的主观因素影响判断结果，无法保证检测结果准确度与可靠性；利用气垫输送机的控制方法可以实时完成监测进而根据监测数据完成报警以及控制动作，具有人员使用量少、检测结果准确可靠、提高皮带寿命、降低气垫输送机的能耗、降低维修保养费用的优势。

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”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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，而不是指示或者暗示所指的装置或者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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (6)

1.一种气垫输送机的控制方法，其特征在于，所述气垫输送机包括输送机机架，输送机机架上安装皮带，输送机机架上设置上盘槽和下盘槽，皮带通过输送机机架两端的滚筒电机带着转动，上盘槽和下盘槽结合对皮带的中部进行支撑，输送机机架与上盘槽围成第一气室，输送机机架与下盘槽围成第二气室，上盘槽上设置第一排气孔，下盘槽上设置第二排气孔，上盘槽与皮带之间形成第一间隙，下盘槽与皮带之间形成第二间隙，第二气室与第一气室连通，第一气室通过输送机机架上的进气孔与进气管路连通，进气管路与风机的出风口连通。

所述气垫输送机还包括控制系统，所述控制系统包括电机功率检测系统、综合分析系统、喷气量控制系统、报警装置，其中电机功率检测系统、喷气量控制系统、报警装置分别与综合分析系统电性连接，风机与喷气量控制系统电性连接。

所述控制方法具体为：

S1：电机功率检测系统实时监测输送机机架两端的滚筒电机的功率，并将监测到的功率实时发送给综合分析系统；

S2：综合分析系统对滚筒电机的实时功率与滚筒电机的功率标准范围进行比对及分析，若符合功率标准范围，综合分析系统不会对报警装置、喷气量控制系统发出信号；若不符合功率标准范围，综合分析系统向报警装置、喷气量控制系统发出信号，完成报警与喷气量调节。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，电机功率检测系统10具有功率计算功能，电机功率检测系统监测的输送机机架两端的滚筒电机的功率的计算公式如下：

A'＝F'·v

其中，A'为滚筒电机的实时功率，F'为滚筒电机对皮带的实时驱动力，v为气垫输送机的输送速度；

其中滚筒电机对皮带的实时驱动力的计算公式如下：

F'＝f'G+F

其中，f'为气垫输送机工作时运输物料的皮带所受的总摩擦系数；G为运输的物料以及皮带总质量，F为滚筒电机内部摩擦力、各传动系统齿轮与齿轮、轴承滚子与轴承内外圈之间摩擦力的总和。

3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，综合分析系统设置滚筒电机的功率标准范围A，其中a≤A≤b，a为功率标准值下限，b为功率标准值上限。

4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于，综合分析系统对滚筒电机的实时功率与滚筒电机的功率标准范围A进行比对及分析，当滚筒电机的实时功率符合功率标准范围A时，综合分析系统不会对报警装置、喷气量控制系统发出信号，当滚筒电机的实时功率与功率标准范围A出现不符时，综合分析系统首先对报警装置发出信号使其报警进而分两种情况对喷气量控制系统发出信号，分别是：若滚筒电机的实时功率A'≤a，综合分析系统向喷气量控制系统发出减小喷气的信号；若滚筒电机的实时功率A'≥b，综合分析系统向喷气量控制系统发出增大喷气的信号。

5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于，喷气量控制系统通过控制风机的功率，调节进气孔流速，进而实现排气孔的喷气量的增大或减小，喷气量控制系统具有喷气量计算功能，第一排气孔和第二排气孔的喷气量之和等于进气孔流量，进气孔流量的计算公式如下：

Q＝V×S

其中，V为进气孔流速；S为进气孔表面积；

其中进气孔表面积的计算公式如下：

其中，d为进气孔直径。

6.根据权利要求1-5任一项所述的控制方法，其特征在于，报警装置为蜂鸣器。

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