CN203102028U - 快速混合智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种快速混合智能控制系统，包括进给泵、电源模块和PLC智能识别模块并依次连接，进一步包括由所述电源模块连续供电和受PLC智能识别模块控制的压力检测模块、扭矩检测模块、料位检测模块、流量变频检测模块、闭环调节模块；其中，流量变频检测模块设有流量计或超声波传感器，流量变频检测模块设有变流器；流量变频检测模块通过所述的PLC智能识别模块设定的最小流量的延迟时间；本实用新型可实现对不同含固量和粘度的介质通过管路的压力损失换算来检测物料的浓度，通过对配套介质的转速控制来实现流量控制来调节物料浓度；从而实现最终确保恒定浓度的物料输出。

Description

快速混合智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种控制装置，尤其是一种涉及物料快速混合的系统智能控制系统。 

背景技术

目前物料混合通常通过人工搅拌或普通的搅拌机搅拌，鲜有使用整体系统控制的方法，且现有的物料混合控制系统稳定性差，可控性不强，智能化程度低，测量精度差；受物料介质的影响程度大。 

通过实验室测试，可用于淀粉厂和酒精厂的厌氧发酵工艺系统中。同时也被用于秸秆制沼气的绿色再生能源生产，成为生物质能源永不枯竭的油井开发的技术保障。 

因此，要提高现有生产水平，解决关键的第一步即物料混合是必要的，即在于解决现有物料混合系统的可控性、智能化、控制精度等技术问题，尤其是在沼气的绿色再生能源生产上经常会遇到这类问题。 

实用新型内容

为了改善现有物料混合操作的不足，解决可控性、智能化、控制精度等技术问题，本实用新型提供了新的技术解决方案，通过对压力和扭矩的测量转化为恒定浓度的测量，通过转速调整实现含固量的调整，最终确保恒定浓度的物料输出，实现控制性、智能化、高精度的统一。 

本实用新型的快速混合智能控制系统，包括进给泵、电源模块和PLC智能识别模块并依次连接，进一步包括由所述电源模块连续供电的检测单元。 

进一步的，检测单元包括压力检测模块、扭矩检测模块、料位检测模块、流量变频检测模块。 

进一步的，压力检测模块、扭矩检测模块、料位检测模块、流量变频检测模块分别与闭环调节模块连接，所述的闭环调节模块与所述PLC智能识别模块连接，并接收PLC智能识别模块的指令。 

进一步的，流量变频检测模块设有流量计或超声波传感器。 

进一步的，流量变频检测模块通过所述的PLC智能识别模块设定的最小流量的延迟时间为3秒。 

进一步的，流量变频检测模块设有变流器。 

进一步的，进给泵的进给频率受所述装料槽料位、进给泵的通过量的参数控制。 

通过上述模块的系统控制，实现对不同含固量和粘度的介质通过管路的压力损失换算来 检测物料的浓度，通过对配套介质的转速控制来实现流量控制来调节物料浓度；从而实现最终确保恒定浓度的物料输出。 

附图说明

图1为本实用新型的工作流程示意图。 

1.压力检测模块    2.扭矩检测模块    3.料位检测模块    4.流量变频检测模块、    5.闭环调节模块    6.进给泵    7.电源模块    8.PLC智能识别模块    9.检测单元    10.流量计11.超声波传感器12.变流器    13快速混合器 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明，以下分不同情况分别进行说明，所有具体数值均可依据具体情况设定。 

如图的数字压力表，包括进给泵6、电源模块7和PLC智能识别模块8并依次连接，其特征在于，进一步包括由所述电源模块7连续供电和受PLC智能识别模块8控制的压力检测模块1、扭矩检测模块2、料位检测模块3、流量变频检测模块4、闭环调节模块5。 

根据本实用新型速混合智能控制系统启动顺序和运转过程说明如下： 

第一步，启动进给泵6 

在自动运行或手动运行模式下，首先要启动进给泵6，输入液体。输入的液体通过流量计10监控，当低于最低量（可调）时，流量计10即便使快速混合器13停止运行，或不允许其启动。对于这种编程设定的调节回路，操作人员必须能在操作区域内或PC上输入一个最小的体积流量。该值应在延迟3秒钟后即激活。如果触发了“关闭输入液体”探头，则快速混合器13仍然启动。 

第二步，启动快速混合器13. 

该启动应在一段可设定的延迟时间后。自动运行模式应能够通过一个开关（如“手动-0–自动”开关）或按键启动。设备也可以通过一个供料单元的外部脉冲来控制。如果没有上一级控制系统，则可预先规定喂料时间：因为通常要划分每日配给量，所以设备必须以可设定的时间间隔自动地接通和关断。实际运行时间也必须是可设定的。在循环期间，该循环必须能够由于要给固体材料配料器装料而中断，该中断可设定。在手动运行时，快速混合器13和进给泵6必须分别操作。进给泵6变频器的频率通过电位计设定。 

第三步，输入固体物料 

固体物料通过快速混合器的装料槽供料，对于部分的固体材料，供料与进给泵6可一起启动。借助用于测量料位的超声波传感器11等装置，控制系统将固体材料料位保持在装料槽 上缘以上约35cm处。这可以通过调节快速混合器13转速而实现，或者如果快速混合器13上没有变频器，则通过调节进给泵6转速而实现。当料位低于20cm时，快速混合器13和进给泵6均停止工作，等待固体材料。从而可防止发酵基体四处飞溅并产生蒸气，这种蒸气会损坏超声波传感器的功能。如果固体材料输入不均匀，则会经常导致在经过较短时间后就达到关断阈值。通过提高液体量或降低快速混合器13的转速，可以“人为地”保持料位，避免频繁地开关。在料位为约50cm时，快速混合器13和进给泵6重新启动。固体材料输入量和混合比通过输入液体设定。最大固体材料通过量是进给泵6提供的液体量与由快速混合器13泵送的混合物之间的差值。应避免固体材料配料器或装料蜗杆的延时运转时间。如果不可避免，则它在喂料阶段不得超过3秒钟。如果需要，应在喂料结束时有控制地清空装料的蜗杆。 

作为补偿的实施例，上述供料可组合成立式混合设备，该装备含有切割机，首先启动立式混合设备，如果需要混合或切割，则立式混合设备在装料之后首先运转，直到生成足够精细和均质的产品为止。然后与切割机相连的液体滑动阀打开，进给泵6启动。同时固体材料滑动阀打开。一旦流量计报告有足够的通过量时，快速混合器13也随之启动。 

通常根据上述步骤即可顺利完成物料混合的作业。 

特殊情况下，需要进行逆转、暂停、停机等作业情况。 

第一种情况：堵塞和过压时的逆转 

在使用变频器时，通过一个变流器来测量电流。如果电流超出预先设定的快速混合器13电机额定电流30%的时间段超过设定的0.8秒时间，则表明设备卡住或阻塞。为了排除因启动电流升高而出现逆转，可对每次启动时间设定的1秒钟内的启动电流予以忽视。在逆转期间，进给泵6停止工作。如果卡住或堵塞经多次自动逆转仍未排除，设定一定次数后则全套设备停机，并显示运行故障。例如，逆转的顺序为：电流值被超过，快速混合器13停机3秒钟，反向运转4秒钟，又停机3秒钟，又重新正向运转。如果这个周期重复5次，则全套设备必须停机，并显示运行故障。比如在压力超过开关阈值3bar时，也可按照与此处所述处理电流阈值的相同方法操作。 

第二种情况：超载/没有减少固体材料时的一次性逆转 

如果开关点“减少输入液体”，或（如果没有这个开关点）开关点“关断输入液体”因液体而延迟4秒钟才达到，则会执行一次性逆转。如果有一个固体材料磅秤，在60秒内未见重量减少0.5%，那么同样要发生一次性逆转。或者，如果固体材料通过装料槽输入，在长于30秒的时间内没有材料需求，则也要逆转。在各种情况下，首先都要逆转一次，并启动定时器，如120秒，之后10秒钟内的数值被忽视。如果在定时器运转时间内整个过程重复 5次以上，则设备停机，并显示故障信息。 

第三种情况：因最小压力而逆转 

快速混合器13的压力管中压力过低，通过压力检测模块1检测，例如0.4bar，是由于没有固体材料时的管道摩擦、蜗杆与泵部件之间的堵塞、装料槽中形成的桥接等不同情况造成的，这表明压力管或活塞可能有损伤。但这种压力监控在30秒的启动阶段以及在逆转过程中必须被忽视。如果该压力在5次逆转后仍继续偏低，则全套设备必须停机，并显示运行故障。为了避免错误开关，在规定这一数值时应考虑到，在活塞摩擦增加和粘度减小时压力也会减小。 

第四种情况：压力关断 

通过压力检测模块1检测，当快速混合器13的压力管内压力过高时，全套设备必须停机，并显示运行故障。这个开关点高于逆转压力，但却明显低于快速混合器13压力管中最薄弱部件的最大允许压力。因为控制系统被构建为当PLC智能识别模块8失效后设备还能手动运行，所以必须另外有一个压力监控装置，例如通过压力开关或接触式压力计。 

第五种情况：进给泵的调节 

进给泵的频率由多个等效参数调节，在调节过程中务必同时考虑到最高值，具体参数如下：： 

1装料槽料位 

=>如果超过已设定的上限值，则进给泵6的通过量下降 

=>如果低于已设定的下限值，则进给泵6的通过量上升 

2进给泵的通过量 

=>如果超过已设定的上限值，则进给泵6的通过量下降 

=>如果低于已设定的下限值，则进给泵6的通过量上升 

3快速混合器13材料流 

=>如果超过已设定的上限值，则进给泵6的通过量上升 

4快速混合器13压力 

=>如果超过已设定的上限值，则进给泵6的通过量上升 

5在快速混合器13之后的压差，在管道长度>40m或管道末端阻力增大时 

=>如果超过已设定的上限值，则进给泵6的通过量上升 

6一个额外加接的切割机的材料流 

=>如果超过已设定的上限值，则进给泵6的通过量升高 

7进给泵6在三秒的启动频率之前的10分钟内进给泵6通过量的平均值或已规定的 35Hz优先考虑提高频率。 

在操作时，必须根据设备条件在操作区或控制终端上输入参数进行设定。通过这种调节，系统能在一定程度上自动适应变化的运行条件，如不同的固体材料、输入的液体以及磨损。 

第六种情况：快速混合器13的调节 

前述用于进给泵的方法同样适用于快速混合器13频率的调节，只是方向相反。在进给泵被加速时，快速混合器13则被延缓，反之亦然。参数应被确定为使快速混合器13始终在进给泵之前反应。 

第七种情况：在标准槽中固体材料输入恒定的情况下，快速混合器13和进给泵6的简化调节 

如果无法按照第五种“进给泵调节”和第六种“快速混合器13调节”情况中所述完成调节工作，则可给每个驱动装置分配一个用于调节的导纳参数：例如利用装料槽中的料位来调节快速混合器13，通过快速混合器13之后的压力或快速混合器13已接收的材料流来调节进给泵6。通过参数化对过程进行“精调”的可能性在这里受到限制。如果通过调节在一定的时间内仍然不能杜绝固体材料含量过大，则磨损部件的寿命会缩短。 

第八种情况：通过流量计使快速混合器13停机 

借助进给泵压力管内的流量计，可以使快速混合器13停止或禁止其启动，直到达到最小体积流量36m3为止。在快速混合器13上使用变频器时，预设的最小体积流量会自动地与变频器当前频率相适配。举例：50Hz=>36m3，25Hz=>18m3。 

第九种情况：关机顺序 

首先关断固体材料输入，并降低快速混合器13频率5秒钟。如果快速混合器13没有变频器，则提高进给泵6频率。这样可从蜗杆上取走固体材料，稍后快速混合器13可轻松地启动。然后快速混合器13和进给泵6被关断。 

第十种情况：动运行/点动运行 

为了因例如保养等目的而将快速混合器13清空，必须具备一个“手动-0–自动开关”和一个用于进给泵6和快速混合器13正转和倒转的开关。重要的是，还有一个用于搭接最上面（超载）探棒的按键。这样，在输入槽装满而关断的情况下，可用手动运行模式操作设备，以减低料位。为了在手动运行中确保人员和财产的安全，必须连入装料槽的安全开关（带分析处理仪）、快速混合器13上的短探棒和压力监控装置这些硬件。 

本实用新型改善了现有技术在可控性、智能化、控制精度等方面的技术问题，通过上述模块的系统控制，实现对不同含固量和粘度的介质通过管路的压力损失换算来检测物料的浓度，通过对配套介质的转速控制来实现流量控制来调节物料浓度。从而实现最终确保恒定浓 度的物料输出。 

上述实施例列出了在实施本实用新型过程中可能遇到的问题，以及可能的解决方案，所列数值仅为样本数据，需要根据实际情况进行优化和调节，但任何根据本实用新型的原理变换的方案均落入本实用新型的保护范围。 

Claims (6)

1.快速混合智能控制系统，包括进给泵、电源模块和PLC智能识别模块并依次连接，其特征在于，进一步包括由所述电源模块连续供电的检测单元。 

2.根据权利要求1所述的快速混合智能控制系统，其特征在于所述检测单元包括压力检测模块、扭矩检测模块、料位检测模块、流量变频检测模块。 

3.根据权利要求2所述的快速混合智能控制系统，其特征在于所述的压力检测模块、扭矩检测模块、料位检测模块、流量变频检测模块分别与闭环调节模块连接，所述的闭环调节模块与所述PLC智能识别模块连接，并接收PLC智能识别模块的指令。 

4.根据权利要求2所述的快速混合智能控制系统，其特征在于所述流量变频检测模块设有流量计或超声波传感器。 

5.根据权利要求2所述的快速混合智能控制系统，所述流量变频检测模块通过所述的PLC智能识别模块设定的最小流量的延迟时间为3秒。 

6.根据权利要求2所述的快速混合智能控制系统，所述流量变频检测模块设有变流器。 

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