CN114011327A - 用于拌湿机的供水量控制方法及制砂系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于工程控制技术领域，具体涉及一种用于拌湿机的供水量控制方法及其制砂系统。该供水量控制方法包括：获取制砂主机电机的工作电流；按照预先设定的工作电流与拌湿机的成品干砂进料速率的对应关系模型，确定工作电流对应的成品干砂进料速率；根据预设的成品湿砂含水率以及成品干砂进料速率确定供水速率I；控制与拌湿机相连的控水量设备，使得控水量设备向拌湿机供水的供水速率II与供水速率I趋于一致。通过该供水量控制方法，整个制砂系统中并不需要额外增设采集装置以确定进入拌湿机的成品干砂的通过量即可保证成品湿砂含水率，其成本低廉且简单可靠。

Description

用于拌湿机的供水量控制方法及制砂系统

技术领域

本发明属于工程控制技术领域，具体地，涉及一种用于拌湿机的供水量控制方法及制砂系统。

背景技术

现有的制砂方式有两种，分别为湿法制砂和干法制砂。由于湿法制砂会浪费大量的水资源，严重破坏生态环境，目前行业内基本采用干法制砂，相对于湿法制砂更经济环保。干法制砂的制砂系统的后端需要增加拌湿机以对成品干砂进行加水拌湿，避免产生扬尘后污染大气。现有的方案通过增设采集设备来获取进入拌湿机的成品干砂的通过量，接着控制泵入拌湿机的水量以控制成品湿砂的含水率。增设采集设备无疑会增加设备成本，由于制砂系统的外部环境恶劣，采集设备需要经常维护保养以保证其正常工作，因此其成本相对较高且稳定性一般。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷或不足，本发明提供了一种用于拌湿机的供水控制方法及制砂系统，能够检测制砂主机电机的工作电流来调节控水设备的供水速率，从而精确控制成品湿砂的含水率，其成本低廉且简单可靠。

为实现上述目的，本发明提供了一种用于拌湿机的供水量控制方法，供水量控制方法包括：

获取制砂主机电机的工作电流；

按照预先设定的工作电流与拌湿机的成品干砂进料速率的对应关系模型，确定工作电流对应的成品干砂进料速率；

根据预设的成品湿砂含水率以及成品干砂进料速率确定供水速率I；

控制与拌湿机相连的控水量设备，使得控水量设备向拌湿机供水的供水速率II与供水速率I趋于一致。

可选地，在获取制砂主机电机的工作电流步骤中，工作电流为成品干砂进入拌湿机的进料口时提前预设时间段的制砂主机电机的电流，预设时间段为成品干砂从制砂主机的出料口至拌湿机的进料口的时间。

可选地，获取制砂主机电机的工作电流包括：在采样时间段内，获取制砂主机电机的平均电流作为工作电流。

可选地，控水量设备包括变频水泵或电动球阀。

可选地，控水量设备为变频水泵时，供水速率II通过预先设定的模型I获得，其中，模型I为变频水泵的工作频率与供水速率II的对应关系模型。

可选地，控水量设备为电动球阀时，供水速率II通过预先设定的模型II获得，其中，模型II为电动球阀的阀门开度与供水速率II的对应关系模型。

可选地，工作电流大于电流上限阈值时，降低进入制砂主机的砂石原料进料速率。

本发明第二方面提供了一种制砂系统，制砂系统中应用上述的供水量控制方法并包括：

制砂主机，设有制砂主机电机；

拌湿机，连接有供水管路以及设置在供水管路上的控水量设备；以及

控制装置，与控水量设备连接且通过电流互感器与制砂主机电机连接。

可选地，控水量设备包括变频水泵或电动球阀。

可选地，控水量设备为变频水泵时，供水管路上设有水箱，变频水泵与水箱相连以将水箱内的水泵入拌湿机，变频水泵和控制装置之间设有用于控制变频水泵的工作频率的变频器。

在本发明的用于拌湿机的供水量控制方法中，制砂主机的工作电流与拌湿机的成品干砂进料速率的对应关系模型能够预先确定且被配置，获取制砂主机电机的工作电流后即可确定对应的成品干砂进料速率，成品湿砂含水率能够预先设置，因此，在已知成品湿砂含水率以及成品干砂进料速率的条件下即可确定供水速率I，控制控水量设备的供水率II和供水率速率I相等，即可精确控制成品湿砂含水率。因此，通过该供水量控制方法，整个制砂系统中并不需要额外增设采集装置以确定进入拌湿机的成品干砂的通过量即可保证成品湿砂含水率，其成本低廉且简单可靠。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为根据本发明具体实施方式的用于拌湿机的供水量控制方法的流程图；

图2为根据本发明具体实施方式的制砂系统的示意图；

图3为根据本发明具体实施方式的另一制砂系统的示意图。

附图标记说明：10、制砂主机；11、制砂主机电机；20、拌湿机；30、控制装置；40、电流互感器；50、供水管路；51、变频水泵；52、变频器；53、水箱；54、电动球阀

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

需要说明，若本发明实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

下面将参考附图并结合示例性实施例来详细说明本发明。

图1是本发明一种实施方式提供的用于拌湿机的供水量控制方法的流程图。如图1～图3所示，本发明实施方式提供了一种用于拌湿机的供水量控制方法，该方法应用于制砂系统的控制装置中并包括以下步骤：

步骤S11，获取制砂主机电机的工作电流。

具体地，制砂主机10为制砂系统中的一个必要组成部分，主要将砂石原料进行破碎。可以理解，制砂主机电机11的工作电流随着进入制砂主机的砂石原料进料速率变化而变化，当进入制砂主机10的砂石原料进料速率增大时，制砂主机电机11的工作电流增大，进入拌湿机20的成品干砂进料速率也随之增大；当进入制砂主机10的砂石原料进料速率变小时，制砂主机电机11的工作电流减小，进入拌湿机20的成品干砂进料速率也随之减小。因此，获取制砂主机电机11的工作电流即可反应进入拌湿机20的成品干砂进料速率。

步骤S12，按照预先设定的工作电流与拌湿机的成品干砂进料速率的对应关系模型，确定工作电流对应的成品干砂进料速率。

具体地，先获取制砂主机电机11的额定电流，将制砂主机电机11的工作电流从最低正常工作电流(空载时的工作电流)开始，将工作电流递增定量百分比的额定电流后测量进入拌湿机20的成品干砂进料速率，直至工作电流达到了额定电流，如此，预先确定制砂主机电机11的工作电流与拌湿机20的成品干砂进料速率的对应关系模型。以功率为250KW的制砂主机电机为例，其额定电流为450A。该制砂主机电机空载时测得工作电流为157.5A(35％的额定电流)，将制砂主机电机11的工作电流限定在180A(40％的额定电流)时，测得成品干砂进料速率为10T/h(吨每小时)，将工作电流每次增加5％后以测量成品干砂进料速率，直至工作电流达到额定电流，如此就可确定工作电流与成品干砂进料速率的对应关系模型。工作电流与成品干砂进料速率的对应关系模型能够预先被配置，获取制砂主机电机11的工作电流后即可确定对应的成品干砂进料速率。

步骤S13，根据预设的成品湿砂含水率以及成品干砂进料速率确定供水速率I。

具体地，成品湿砂含水率能够预先设定，例如，通过输入设备输入成品湿砂含水率。成品干砂进料速率通过制砂主机电机11的工作电流获取，因此已知成品湿砂含水率以及成品干砂进料速率的条件下即可确定供水速率I。例如，在工作电流为180A时能够确定成品干砂进料速率为10T/h，输入的成品湿砂含水率为4％，因此，供水速率I为0.4T/h。

步骤S14，控制与拌湿机相连的控水量设备，使得控水量设备向拌湿机供水的供水速率II与供水速率I趋于一致。

具体地，通过控制控水量设备的供水速率II等于供水速率I，即可使得从拌湿机20出来的成品湿砂含水率达到预设的成品湿砂含水率。因此，在本实施例的供水量控制方法中，整个制砂系统中并不需要额外增设采集装置以确定进入拌湿机的成品干砂的通过量，其通过检测制砂系统的制砂主机电机11(制砂系统的必要组成部分)的工作电流以确定供水速率，从而保证成品湿砂含水率，其成本低廉且简单可靠。

在本发明的实施例中，控水量设备包括变频水泵51或电动球阀54。在一种可选的实施例中，控水量设备为变频水泵51时，供水速率II通过预先设定的模型I获得，其中，模型I为变频水泵51的工作频率与供水速率II的对应关系模型。

具体地，变频水泵51的工作频率决定了变频水泵51内的电机的转速，因此，变频水泵51的工作频率越大，其供水速率越大，变频水泵51的工作频率与变频水泵的供水速率正相关。工作频率与供水速率II的对应关系模型(模型I)能够预先确定。例如，将变频水泵51的工作频率设置在20Hz时，计时60s并采用集液容器收集变频水泵的泵出的水量以确定供水量，如此得到每分钟的供水量后即可换算得到每小时的供水量，然后工作频率每增加0.5Hz以得到变频水泵51每小时的供水量，直至工作频率到达该变频水泵51所能达到的最大运行频率，如此即可确定模型I。模型I能够预先被配置，在确定供水速率I后，即可驱动变频水泵51按合适的工作频率运行以使变频水泵51的供水速率II与供水速率I相等。

在另一种可选的实施例中，控水量设备为电动球阀54时，供水速率II通过预先设定的模型II，其中，模型II为电动球阀54的阀门开度与供水速率II的对应关系模型。具体地，通过调节电动球阀54的阀门开度，在不同的阀门开度情况下测量供水速率II，因此即可预先确地电动球阀54的阀门开度与供水速率II的对应关系模型(模型II)。模型II能够预先被配置，在确定供水速率I后，即可调节电动球阀54达到合适的阀门开度以使供水速率II与供水速率I相等。

在本发明的实施例中，在获取制砂主机电机11的工作电流步骤中，工作电流为成品干砂位于拌湿机20的进料口时提前预设时间段的制砂主机电机11的电流，预设时间段为成品干砂从制砂主机10的出料口至拌湿机20的进料口的时间。

具体地，从制砂主机10的出料口出来的砂料(包含成品干砂)需要经过筛选得到成品干砂，然后通过皮带运输至拌湿机20的进料口，因此，从制砂主机10的出料口出来的成品干砂到达拌湿机20的进料口需要一定的输送时间t，该输送时间t为预设时间段且能够预先测得。因此，制砂主机电机11在作业时产生的成品干砂需要经过预设时间段后才能到达拌湿机20内，因此，获取制砂主机电机11当前作业时的工作电流所确定的供水速率I并不与当前的成品干砂进料速率匹配，当前的成品干砂进料速率由提前预设时间段的制砂主机电机11的电流确定。举例来说，假设预设时间段为30s，制砂主机10启动时为0s，那么0～30s时间段内是没有成品干砂进入至拌湿机20内，因此，成品干砂进入拌湿机20的进料口的时间为第31s，获取的工作电流为第1s的制砂主机电机的电流才对应第31s(当前)的成品干砂进料速率，依次类推，第N秒的成品干砂进料速率由第N-t秒的制砂主机电机11的电流确定。因此，工作电流为成品干砂进入拌湿机20的进料口时提前预设时间段的制砂主机电机11的电流。换言之，延时预设时间段后获取制砂主机电机的工作电流。

需要说明的是，当制砂主机关机时或者制砂主机空载时，延时预设时间段后关闭控水量设备。当制砂主机关机时，制砂主机电机的工作电流为0，等待还在筛选运输的成品干砂全部进入拌湿机的进料口后关闭控水量设备，保证还在筛选运输的成品干砂被加湿。制砂主机空载时，制砂主机电机的电流能够测得。以功率为250KW的制砂主机电机为例，其额定电流为450A，在制砂主机空载时测得工作电流为157.5A，因此，获得工作电流为157.5A时，延时预设时间后关闭控水量设备，同理也能保证还在筛选运输的成品干砂被加湿。

进一步地，获取制砂主机电机11的工作电流包括：在采样时间段内，获取制砂主机电机11的平均电流作为工作电流。

具体地，在步骤S11中，工作电流为预设采样时间段内制砂主机电机11的平均电流。制砂主机电机11的工作电流随砂石原料进料速率变化而变化，因此，制砂主机电机11的工作电流在不停的波动，工作电流波动导致控水量设备频繁动作，从而缩短控水量设备的寿命。为了延长控水量设备的寿命，工作电流值为采样时间段内制砂主机电机11的平均电流，减少电流波动对控水量设备的影响。

在本发明的实施例中，工作电流大于电流上限阈值时，降低进入制砂主机的砂石原料进料速率。换言之，在工作电流过大时进行干预控制，以功率为250KW的制砂主机电机为例，其额定电流为450A，当获取到的工作电流超过427.5A(95％的额定电流)时，降低进入制砂主机的砂石原料进料速率，使得制砂主机电机11的电流降低，以降低成品干砂进料速率。如此设置，能够延长制砂主机的寿命。

图2为本发明一种实施方式提供的制砂系统示意图，该制砂系统应用上述的供水量控制方法，因此显然具备由上述供水量控制方法所带来的所有有益效果，在此不做详细赘述。

另外，该制砂系统包括制砂主机10、拌湿机20以及控制装置30。制砂主机10设有制砂主机电机11，拌湿机20连接有供水管路50以及设置在供水管路50上的控水量设备，控制装置30与控水量设备连接且通过电流互感器40与制砂主机电机11连接。

具体地，该控制装置30配置有上述的供水量控制方法，由于制砂主机电机11的工作电流较大，控制装置30不能直接获取制砂主机电机11的工作电流，因此，通过电流互感器40将制砂主机电机11的工作电流转换为控制装置30能够识别的电流。控制装置30被配置有制砂主机电机11的工作电流与成品干砂进料速率的对应关系，根据电流互感器40转换后的电流能够反推制砂主机电机11的工作电流以确定成品干砂进料速率，然后再根据预设的成品湿砂含水率即可确定供水速率I并给控水量设备发出供水信号，控水量设备根据供水信号以控制给拌湿机20进行供水的供水速率II与供水速率I相等。需要说明的是，制砂主机电机11的工作电流与经过电流互感器40转换后的电流正相关，换言之，制砂主机电机11的工作电流增大或减小时，经过电流互感器40转换后的电流也随之增大或减小。在本实施例中，控制装置30包括例如MCU、CPU、DSP等数字信号处理器件、存储器以及必要的通信模块。

在本发明的实施例中，控水量设备包括变频水泵51或电动球阀54。当控水量设备为变频水泵51时，供水管路50上设有水箱53，变频水泵51与水箱53相连以将水箱53内的水泵入拌湿机20，变频水泵51和控制装置30之间设有用于控制变频水泵51的工作频率的变频器52。

如图2所示，具体地，水箱53能够存储从供水管路50流入的适量的水，控制装置30根据制砂主机电机11的工作电流以及预设的成品湿砂含水率确定供水速率I后，控制装置30发送供水信号给变频器52，变频器52根据供水信号调节变频水泵51的工作频率并使得给拌湿机20的供水速率II与供水速率I相等。需要说明的是，变频水泵51的工作频率以及供水速率之间的关系能够预先测量得到并配置于控制装置30内。

在本发明的实施例中，当控水量设备为电动球阀54时，电动球阀54设置在供水管路50上。如图3所示，具体地，控制装置30根据制砂主机电机11的工作电流以及预设的成品湿砂含水率确定供水速率I后，控制装置30发出供水信号给电动球阀54，电动球阀54根据供水信号打开合适的阀门开度以使得给拌湿机20供水的供水速率II与供水速率I相等。需要说明的是，电动球阀54的阀门开度与供水速率之间的关系能够预先测得并配置于控制装置30内。

以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施方式的技术构思范围内，可以对本发明实施方式的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施方式的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施方式对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本发明各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (10)

1.一种用于拌湿机的供水量控制方法，其特征在于，所述供水量控制方法包括：

获取制砂主机电机的工作电流；

按照预先设定的所述工作电流与拌湿机的成品干砂进料速率的对应关系模型，确定所述工作电流对应的所述成品干砂进料速率；

根据预设的成品湿砂含水率以及所述成品干砂进料速率确定供水速率I；

控制与所述拌湿机相连的控水量设备，使得所述控水量设备向所述拌湿机供水的供水速率II与所述供水速率I趋于一致。

2.根据权利要求1所述的用于拌湿机的供水量控制方法，其特征在于，在所述获取制砂主机电机的工作电流步骤中，所述工作电流为成品干砂进入所述拌湿机的进料口时提前预设时间段的所述制砂主机电机的电流，所述预设时间段为所述成品干砂从所述制砂主机的出料口至所述拌湿机的进料口的时间。

3.根据权利要求2所述的用于拌湿机的供水量控制方法，其特征在于，所述获取制砂主机电机的工作电流包括：在采样时间段内，获取所述制砂主机电机的平均电流作为所述工作电流。

4.根据权利要求1所述的用于拌湿机的供水量控制方法，其特征在于，所述控水量设备包括变频水泵或电动球阀。

5.根据权利要求4所述的用于拌湿机的供水量控制方法，其特征在于，所述控水量设备为所述变频水泵时，所述供水速率II通过预先设定的模型I获得，其中，所述模型I为所述变频水泵的工作频率与所述供水速率II的对应关系模型。

6.根据权利要求4所述的用于拌湿机的供水量控制方法，其特征在于，所述控水量设备为所述电动球阀时，所述供水速率II通过预先设定的模型II获得，其中，所述模型II为所述电动球阀的阀门开度与所述供水速率II的对应关系模型。

7.根据权利要求1所述的用于拌湿机的供水量控制方法，其特征在于，所述工作电流大于电流上限阈值时，降低进入制砂主机的砂石原料进料速率。

8.一种制砂系统，其特征在于，所述制砂系统中应用根据权利要求1至7中任意一项所述的供水量控制方法并包括：

制砂主机，设有制砂主机电机；

拌湿机，连接有供水管路以及设置在所述供水管路上的控水量设备；以及

控制装置，与所述控水量设备连接且通过电流互感器与所述制砂主机电机连接。

9.根据权利要求8所述的制砂系统，其特征在于，所述控水量设备包括变频水泵或电动球阀。

10.根据权利要求9所述的制砂系统，其特征在于，所述控水量设备为变频水泵时，所述供水管路上设有水箱，所述变频水泵与所述水箱相连以将所述水箱内的水泵入所述拌湿机，所述变频水泵和所述控制装置之间设有用于控制所述变频水泵的工作频率的变频器。

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