CN206366458U - 一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，包括悬浊液容器、处理器、与处理器相连的现场控制器、连接在现场控制器上的铁粉控制器和流量控制器，铁粉控制器与铁粉投放模块、铁粉检测模块相连，铁粉投放模块与悬浊液容器相匹配，铁粉检测模块对铁粉投放模块进行检测，流量控制器与水注入模块、流量传感模块相连，水注入放模块与悬浊液容器相匹配，流量传感模块对水注入模块进行检测。本实用新型的优点是：采用闭环PID控制，系统响应迅速，精度较高；可通过对现有设备进行改进获得；采用总线式结构，适合工业生产。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种铁粉悬浊液制备系统，具体涉及一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统。
背景技术
硅，原子序数14，原子量28.0855，硅有晶态和无定形两种形式。晶态硅具有金刚石晶格，硬而脆，熔点1410℃，沸点2355℃，密度2.32～2.34克/厘米3，硬度为7。无定形硅是一种灰黑色粉末，实际是微晶体。晶态硅的电导率不及金属，且随温度升高而增加，具有明显的半导体性质。
硅渣一般是指原矿提炼之后的剩余部分，还含有一定量的硅。硅渣分很多种，工业硅渣，太阳能硅渣，半导体硅渣等等。硅渣可以用来回炉重新结晶、提纯、现在硅料紧缺，价格不菲。硅锰渣也叫硅锰冶炼渣，是冶炼硅锰合金时排放的一种工业废渣，其结构疏松，外观常为浅绿色的颗粒，由一些形状不规则的多孔非晶质颗粒组成。硅锰渣，性脆易碎，通过破碎机可以将大块的硅锰渣破碎成小块，然后进入细碎机将粗碎后的物料进一步粉碎，确保进入料仓的物料能够达到单体解离的程度，然后通过振动给料机和皮带输送机均匀的将物料给入，梯形跳汰机进行分选。破碎的主要目的在于打破连生体结构，跳汰的主要目的在于从硅锰渣中回收硅锰合金。硅锰渣和硅锰合金存在较大的比重差，通过跳汰机的重选作用可以将金属和废渣分离，获得纯净的合金和废渣，最后可以通过脱水筛的脱水作用分别将精矿和尾矿进行脱水。由于硅锰渣中含有一定量的硅锰合金，回收硅锰合金可以获利，同时减少硅锰渣对土地的占用和对环境的污染。硅锰渣经重选的方法首先从废弃的硅锰渣中回收硅锰合金处理后，将废渣作为建筑材料，可用于建筑工业，硅渣可以用来回炉重新结晶、提纯、现在硅料紧缺，价格不菲。
现有的硅渣回收一般采用将硅渣粉碎后加入悬浮液，悬浮液采用铁粉悬浊液较多，采用铁粉悬浊液时，通过控制铁粉与水的配比来完成悬浊液的配置是生产悬浊液最为重要的部分，现在配置的悬浊液经常出现浓度不同导致对硅渣的浮选效果不同，急需一种能精确配置铁粉悬浊液的系统对浮选效果最好的铁粉悬浊液浓度进行精准配置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是精确配置铁粉悬浊液，目的在于提供一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，解决现在配置的悬浊液经常出现浓度不同导致对硅渣的浮选效果不同，急需一种能精确配置铁粉悬浊液的系统对浮选效果最好的铁粉悬浊液浓度进行精准配置的问题。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，包括悬浊液容器、处理器、与处理器相连的现场控制器、连接在现场控制器上的铁粉控制器和流量控制器，铁粉控制器与铁粉投放模块、铁粉检测模块相连，铁粉投放模块与悬浊液容器相匹配，铁粉检测模块对铁粉投放模块进行检测，流量控制器与水注入模块、流量传感模块相连，水注入模块与悬浊液容器相匹配，流量传感模块对水注入模块进行检测；
悬浊液容器：用于储存铁粉悬浊液；
处理器：根据外界输入的参数和信号将控制信号输出到现场控制器；
现场控制器：接收处理器发送的控制信号，将控制信号处理为铁粉控制信号和水控制信号发送到铁粉控制器和流量控制器；
铁粉控制器：接收现场控制器发送的铁粉控制信号，处理后发送驱动信号到铁粉投放模块；
铁粉投放模块：根据铁粉控制器发送的驱动信号向悬浊液容器中投放铁粉；
铁粉检测模块：对铁粉投放模块投入悬浊液容器的铁粉投放量进行检测，并将检测信号作为反馈信号发送给铁粉控制器；
流量控制器：接收现场控制器发送的流量控制信号，处理后发送驱动信号到水注入模块；
水注入模块：根据流量控制器发送的驱动信号向悬浊液容器中注水；
流量检测模块：对水注入模块注入悬浊液容器的水的流量进行检测，并将检测信号作为反馈信号发送给流量控制器。
所述铁粉控制器、铁粉投放模块和铁粉检测模块构成铁粉投放的闭环控制系统，所述流量控制器、水注入模块和流量传感模块构成水注入闭环控制系统。由铁粉控制器、流量控制器作为控制器、铁粉检测模块、量传感模块作为传感器，铁粉投放模块、水注入模块作为执行器构建闭环控制系统，控制参数由现场控制器输入到铁粉控制器、流量控制器中。
所述铁粉投放的闭环控制系统和水注入闭环控制系统均采用PID控制。PID控制器是一个在工业控制应用中常见的反馈回路部件，由比例单元P、积分单元I和微分单元D组成。 PID控制的基础是比例控制；积分控制可消除稳态误差，但可能增加超调；微分控制可加快大惯性系统响应速度以及减弱超调趋势。其中PID参数采用临界比例法进行整定。
所述悬浊液还通过现场监控模块与处理器连接。现场监控模块监控悬浊液的密度，并将悬浊液的密度发送给处理器。
所述现场监控模块包括称量装置和液位传感器，对悬浊液容器进行监控。由于密度无法进行直接的检测，一般通过对质量和体积的检测去计算密度，称量装置采用压力传感器，通过检测悬浊液的重力来测算悬浊液的质量，液位传感器通过检测悬浊液容器内液位的高度可以确定悬浊液的体积。
所述铁粉控制器、铁粉投放模块、铁粉检测模块、流量控制器、水注入模块、流量传感模块、现场控制器、悬浊液容器和现场监控模块构成现场模块，每个处理器至少与一个现场模块相连，当现场模块至少为2个时，处理器与现场模块之间采用CAN总线进行通信。CAN总线的高性能和可靠性已被认同，并被广泛地应用于工业自动化、船舶、医疗设备、工业设备等方面。现场总线是当今自动化领域技术发展的热点之一，被誉为自动化领域的计算机局域网，同时，CAN总线支持最多127个节点接入，各节点之间数据通信实时性强，适合用于工业生产当中。
本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
1、本实用新型一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，采用闭环PID控制，系统响应迅速，精度较高；
2、本实用新型一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，可通过对现有设备进行改进获得；
3、本实用新型一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，采用总线式结构，适合工业生产。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
图1为基于本实用新型的方法组成的系统示意图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
实施例
如图1所示，本实用新型一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，包括悬浊液容器、 Xeon E7-8890处理器、与处理器相连的现场控制器S12MagniV、连接在现场控制器上的铁粉控制器ControlLogix 5580和流量控制器AT89S52，铁粉控制器与铁粉投放模块、铁粉检测模块相连，铁粉投放模块用于储存和将储存的铁粉进行投放，铁粉投放模块与悬浊液容器相匹配，铁粉检测模块采用压力传感器，采用对铁粉投放模块储存的铁粉质量的变化对铁粉投放模块进行检测，流量控制器与水注入模块、流量传感模块相连，水注入模块为带电控阀门的水管，水注入模块与悬浊液容器相匹配，流量传感模块采用超声波流量传感器TDT-40E对水注入模块进行检测。所述铁粉控制器、铁粉投放模块和铁粉检测模块构成铁粉投放的闭环控制系统，所述流量控制器、水注入模块和流量传感模块构成水注入闭环控制系统。所述铁粉投放的闭环控制系统和水注入闭环控制系统均采用PID控制，PID参数通过临界比例法进行整定。所述悬浊液还通过现场监控模块与处理器连接。所述现场监控模块包括称量装置和液位传感器，对悬浊液容器进行监控。如当处理器接收到外界输入控制悬浊液密度为 2.215g/cm3，体积为1000L时，处理器将控制信号发送给现场控制器，现场控制器通过计算得出需要向悬浊液容器中加入体积比为1:3的铁粉和水，计算方法为：(7.86A+B)/(A+B) ＝2.215，其中，A为铁粉在悬浊液中的体积比，B为水在悬浊液中的体积比，现场控制器发送控制信号给铁粉控制器，控制信号为铁粉投入速度为100L/min即786kg/min，现场控制器发送控制信号给流量控制器，控制信号为注水速度300L/min，铁粉投放的闭环控制系统和水注入闭环控制系统均采用PID控制，PID参数通过临界比例法进行整定。
悬浊液容器：用于储存铁粉悬浊液；
处理器：根据外界输入的参数和信号将控制信号输出到现场控制器；
现场控制器：接收处理器发送的控制信号，将控制信号处理为铁粉控制信号和水控制信号发送到铁粉控制器和流量控制器；
铁粉控制器：接收现场控制器发送的铁粉控制信号，处理后发送驱动信号到铁粉投放模块；
铁粉投放模块：根据铁粉控制器发送的驱动信号向悬浊液容器中投放铁粉；
铁粉检测模块：对铁粉投放模块投入悬浊液容器的铁粉投放量进行检测，并将检测信号作为反馈信号发送给铁粉控制器；
流量控制器：接收现场控制器发送的流量控制信号，处理后发送驱动信号到水注入模块；
水注入模块：根据流量控制器发送的驱动信号向悬浊液容器中注水；
流量检测模块：对水注入模块注入悬浊液容器的水的流量进行检测，并将检测信号作为反馈信号发送给流量控制器。
以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，其特征在于，包括悬浊液容器、处理器、与处理器相连的现场控制器、连接在现场控制器上的铁粉控制器和流量控制器，铁粉控制器与铁粉投放模块、铁粉检测模块相连，铁粉投放模块与悬浊液容器相匹配，铁粉检测模块对铁粉投放模块进行检测，流量控制器与水注入模块、流量传感模块相连，水注入模块与悬浊液容器相匹配，流量传感模块对水注入模块进行检测。
2.根据权利要求1所述的一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，其特征在于，所述铁粉控制器、铁粉投放模块和铁粉检测模块构成铁粉投放的闭环控制系统，所述流量控制器、水注入模块和流量传感模块构成水注入闭环控制系统。
3.根据权利要求2所述的一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，其特征在于，所述铁粉投放的闭环控制系统和水注入闭环控制系统均采用PID控制。
4.根据权利要求1至3中任意一条所述的一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，其特征在于，所述悬浊液还通过现场监控模块与处理器连接。
5.根据权利要求4所述的一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，其特征在于，所述现场监控模块包括称量装置和液位传感器，对悬浊液容器进行监控。
6.根据权利要求4所述的一种用于分离硅渣的铁粉悬浊液供料系统，其特征在于，所述铁粉控制器、铁粉投放模块、铁粉检测模块、流量控制器、水注入模块、流量传感模块、现场控制器、悬浊液容器和现场监控模块构成现场模块，每个处理器至少与一个现场模块相连，当现场模块至少为2个时，处理器与现场模块之间采用CAN总线进行通信。
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2016
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