專利名稱：喂料機(jī)提升帶速度控制方法及物料傳送系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種速度控制方法，尤其涉及一種喂料機(jī)提升帶速 度控制方法；此外，本發(fā)明還涉及利用該喂料機(jī)提升帶速度控制方法的物料傳送系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了穩(wěn)定電子皮帶秤的流量，作為現(xiàn)有技術(shù)的一種技術(shù)方案，在電子皮帶秤的前面安裝 一臺(tái)計(jì)量管和喂料機(jī)，如圖1所示。
喂料機(jī)提升帶的速度是由計(jì)量管上的三個(gè)光電管控制的，通過(guò)控制提升帶的速度來(lái)保持 計(jì)量管內(nèi)始終有物料，從而穩(wěn)定電子皮帶秤的流量，達(dá)到精確加工的目的。
計(jì)量管內(nèi)的料位的高低是通過(guò)三個(gè)光電管控制喂料機(jī)提升帶的速度來(lái)完成的，在正常生 產(chǎn)時(shí)光電管和喂料機(jī)提升帶的速度關(guān)系為
■當(dāng)料位低于光電管Li時(shí)，喂料機(jī)提升帶高速運(yùn)行；
■當(dāng)料位高于光電管L,且低于L2時(shí)，喂料機(jī)提升帶中速運(yùn)行；
■當(dāng)料位高于光電管L2且低于L3時(shí)，喂料機(jī)提升帶低速運(yùn)行；
■當(dāng)料位高于光電管L3時(shí)，喂料機(jī)提升帶停止運(yùn)行； (注也有三個(gè)光電管對(duì)應(yīng)二個(gè)速度，這里以三個(gè)速度為例。)
從上面光電管與提升帶速度的關(guān)系中可以看出，三個(gè)光電管對(duì)應(yīng)了提升帶的三個(gè)高、中、 低速度。高、中速是在計(jì)量管內(nèi)缺料或料不到中位的情況下使用，低速是在物料到達(dá)計(jì)量管 中位的情況下使用，是一個(gè)正常運(yùn)行的速度。
顯然計(jì)量管中的物料始終保持在中位，說(shuō)明提升帶的低速輸送物料的能力正好匹配電子 皮帶秤的流量，因此確定提升帶的低速就顯得非常重要。提升帶的速度是在調(diào)試某個(gè)流量時(shí) 確定的，而實(shí)際情況是電子皮帶秤的流量是隨著產(chǎn)量的變化或摻配比例的變化而變化的，這 樣提升帶的低速輸送物料的能力就不能匹配電子皮帶秤的其他流量。
舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，如提升帶低速輸送物料的能力對(duì)應(yīng)的是電子皮帶秤5000kg/h流量，
當(dāng)電子皮帶秤的流量有土1000kg/h的變化時(shí)，顯然提升帶的低速輸送物料的能力就有土
1000kg/h誤差，因此這種控制模式會(huì)造成如下幾個(gè)問(wèn)題
1、提升帶速度與電子皮帶枰的流量不匹配，計(jì)量管料位就會(huì)大起大落，引起物料密度變 化，造成電子皮帶秤瞬時(shí)流量波動(dòng)，從而影響了加香、加料、加水和摻配的精度和均勻度，速度嚴(yán)重失匹還會(huì)造成計(jì)量管堵塞，影響生產(chǎn)。
2、提升帶速度相^"于電子皮帶秤流量偏快，就會(huì)造成設(shè)備頻繁啟停，影響設(shè)備的使用壽 命，同時(shí)增加了能耗。
另外，為了解決提升帶低速能適應(yīng)電子皮帶秤流量變化這個(gè)問(wèn)題，有人提出一種用光柵 傳感器代替三個(gè)光電管的方案。光柵傳感器就是在一個(gè)規(guī)定的長(zhǎng)度里集成了n個(gè)光電管，當(dāng)n 較大時(shí)，此時(shí)計(jì)量管的料位變化就是一個(gè)連續(xù)的輸出信號(hào)，把位式控制變成了連續(xù)控制。此 時(shí)控制系統(tǒng)把計(jì)量管上的光柵和提升帶形成一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，通過(guò)PID控制將計(jì)量管的料位始 終控制在中位。這種做法是改變了原來(lái)的硬件配置，其中增加了光柵和A/D轉(zhuǎn)換，這樣做成 本較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種對(duì)喂料機(jī)提升帶的速度進(jìn)行自適應(yīng)控制的控制 方法。
另外，本發(fā)明提供利用該喂料機(jī)提升帶速度控制方法的物料傳送系統(tǒng)。 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案-
一種喂料機(jī)提升帶速度控制方法，應(yīng)用于物料傳送系統(tǒng)；該物料傳送系統(tǒng)包括喂料機(jī)、 喂料機(jī)提升帶、計(jì)量管、電子皮帶秤；所述計(jì)量管包括第一標(biāo)記元件、第二標(biāo)記元件，所述 第一標(biāo)記元件位于第二標(biāo)記元件的下方；當(dāng)物料自第一標(biāo)記元件到達(dá)第二標(biāo)記元件時(shí)，通過(guò) 一變頻器調(diào)節(jié)喂料機(jī)提升帶的速度；喂料機(jī)提升帶的速度與變頻器的頻率成正比；該變頻器
的頻率 皮帶秤的最大流量(kg/h);其中，Q為電子皮帶秤的流量。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法包括微調(diào)提升帶速度的步驟，具體包括判斷物 料是否髙于所述第二標(biāo)記元件，若物料高于所述第二標(biāo)記元件，略微降低提升帶變頻器的驅(qū) 動(dòng)頻率；若物料低于所述第二標(biāo)記元件，略微提高提升帶變頻器的驅(qū)動(dòng)頻率。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第二標(biāo)記元件位于計(jì)量管的中部，第一標(biāo)記元件位于 計(jì)量管的中下部。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述方法定時(shí)比較物料在計(jì)量管中與所述標(biāo)記元件的位置
關(guān)系，判斷物料是否自第一標(biāo)記元件到達(dá)第二標(biāo)記元件。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述計(jì)量管包括三個(gè)標(biāo)記元件，自下而上分別為第一光電
管、第二光電管、第三光電管；所述方法包括判斷物料在計(jì)量管中是否自第一標(biāo)記元件到達(dá)第二標(biāo)記元件的步驟。
一種物料傳送系統(tǒng)，包括喂料機(jī)、喂料機(jī)提升帶、計(jì)量管、電子皮帶秤；所述計(jì)量管包 括第一標(biāo)記元件、第二標(biāo)記元件，所述第一標(biāo)記元件位于第二標(biāo)記元件的下方；所述系統(tǒng)包 括提升帶速度調(diào)節(jié)單元，用以調(diào)節(jié)提升帶的速度；當(dāng)物料自第一標(biāo)記元件到達(dá)第二標(biāo)記元件 時(shí)，通過(guò)一變頻器調(diào)節(jié)喂料機(jī)提升帶的速度；喂料機(jī)提升帶的速度與變頻器的頻率成正比；
該變頻器的頻率 皮帶秤的最大流量(kg/h);其中，Q為電子皮帶秤的流量。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述提升帶速度調(diào)節(jié)單元判斷物料是否高于所述第二標(biāo)記 元件，若物料高于所述第二標(biāo)記元件，略微降低提升帶變頻器的驅(qū)動(dòng)頻率；若物料低于所述 第二標(biāo)記元件，略微提高提升帶變頻器的驅(qū)動(dòng)頻率。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述第二標(biāo)記元件位于計(jì)量管的中部，第一標(biāo)記元件位于 計(jì)量管的中下部。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，提升帶速度調(diào)節(jié)單元定時(shí)比較物料在計(jì)量管中與所述第二 標(biāo)記元件的位置關(guān)系，判斷物料是否高于所述第二標(biāo)記元件。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述計(jì)量管包括三個(gè)標(biāo)記元件，自下而上分別為第一光電 管、第二光電管、第三光電管；所述提升帶速度調(diào)節(jié)單元判斷物料在計(jì)量管中是否自第一標(biāo) 記元件到達(dá)第二標(biāo)記元件。
本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明對(duì)喂料機(jī)提升帶的速度進(jìn)行自適應(yīng)控制，能使提升帶的 速度基本保持勻速，避免了因速度大起大落對(duì)提升帶機(jī)械部分的傷害，同時(shí)還降低了能耗。 本發(fā)明把物料始終控制在計(jì)量管的中位，能穩(wěn)定物料密度，從而提高加香、加料和摻配的精 度。這種設(shè)計(jì)思想不僅成本低廉，同時(shí)適用于對(duì)老設(shè)備的改造；因?yàn)楸景l(fā)明不要增加任何硬 件，只需添加一個(gè)程序功能塊就能實(shí)現(xiàn)。


圖1為物料傳送系統(tǒng)的組成示意圖。
圖2為提升帶變頻器驅(qū)動(dòng)頻率/速度與電子皮帶秤流量之間的函數(shù)關(guān)系圖。 圖3為提升帶速度自適應(yīng)控制方法的流程圖。 圖4為計(jì)量管料位走勢(shì)圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
本發(fā)明通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有的物料傳送系統(tǒng)，在不改變?cè)瓉?lái)的硬件配置前提下，即只用三個(gè)光 電管(當(dāng)然也可以只用一個(gè)位于計(jì)量管的中部位置的標(biāo)記元件L2、及L2下方的標(biāo)記元件L1) 來(lái)達(dá)到光柵控制的效果，讓提升帶的速度自動(dòng)適應(yīng)電子皮帶秤的流量變化，并使計(jì)量管的料 位始終保持在中位。
本發(fā)明揭示一種喂料機(jī)提升帶速度控制方法，應(yīng)用于物料傳送系統(tǒng)；該物料傳送系統(tǒng)包 括喂料機(jī)、喂料機(jī)提升帶、計(jì)量管、電子皮帶秤。所述計(jì)量管包括第一標(biāo)記元件、第二標(biāo)記 元件，所述第一標(biāo)記元件位于第二標(biāo)記元件的下方。
所述系統(tǒng)還包括提升帶速度調(diào)節(jié)單元，用以調(diào)節(jié)提升帶的速度；當(dāng)物料自第一標(biāo)記元件(第
一光電管Ll)到達(dá)第二標(biāo)記元件(第二光電管L2)時(shí)(可參考圖1)，通過(guò)一變頻器調(diào)節(jié)喂料機(jī)
提升帶的速度。喂料機(jī)提升帶的速度與變頻器的頻率成正比；該變頻器的頻率與所述喂料機(jī)
,一 kQ — 50(刷 Q
提升帶的流量成正比。提升帶變頻器輸出頻率 i^l秤^]最大流:t(kg/h);其中，
Q為電子皮帶秤的流量。通過(guò)該改進(jìn)，使提升帶速度由"階躍式變化"變?yōu)楝F(xiàn)在的"微變或勻 速"；因此可避免因速度大起大落對(duì)提升帶機(jī)械部分的傷害，同時(shí)還可降低能耗。 而后，通過(guò)控制提升帶速度的精度，使計(jì)量管的料位始終保持在中位。
本發(fā)明自適應(yīng)控制方法是通過(guò)以下二個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)思想來(lái)實(shí)現(xiàn)的。提升帶自適應(yīng)低速的計(jì)算
傳統(tǒng)的控制模式當(dāng)物料到達(dá)計(jì)量管中位后(物料遮住光電管)，中位光電管L2給出提升帶
的速度是由調(diào)試時(shí)確定的，當(dāng)電子皮帶秤的流量發(fā)生變化時(shí)，其低速就不能適應(yīng)新的流量。
請(qǐng)參閱圖l,新的控制模式當(dāng)物料從L1達(dá)到計(jì)量管中位L2時(shí)，引入了電子皮帶秤流量Q 這個(gè)變量(電子皮帶秤流量Q是本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)可以獲取到的)，并把提升帶的 速度與電子皮帶秤的流量形成一個(gè)函數(shù)關(guān)系，使提升帶的速度能與電子皮帶秤的流量進(jìn)行隨
動(dòng)'歸們之間的函數(shù)關(guān)系。A,皮帶秤的^g量^^其中，Q為電子皮
帶秤設(shè)定流量，f/V為提升帶變頻器輸出頻率/提升帶的速度。
當(dāng)物料從L1達(dá)到計(jì)量管中位U時(shí)，就用上面的函數(shù)計(jì)算出提升帶變頻器的驅(qū)動(dòng)頻率， 這個(gè)頻率的速度正好匹配電子皮帶秤的流量，我們稱這個(gè)速度為提升帶的理論低速，這是提升帶自適應(yīng)控制的第一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)思想。提升帶自適應(yīng)控制的精度
理論低速與實(shí)際低速可能有一個(gè)誤差，誤差雖然不大，但運(yùn)行時(shí)間一長(zhǎng)誤差累積還是會(huì) 造成計(jì)量管的料位超出L3或低于L" 一個(gè)光電管只能對(duì)應(yīng)一個(gè)速度，如何使計(jì)量管的料位不 探高摸底，始終保持在的中位，本發(fā)明的控制方法解決了這個(gè)控制精度問(wèn)題。
請(qǐng)參閱圖3，該方法的核心就是通過(guò)改變提升帶的驅(qū)動(dòng)頻率，讓物料在計(jì)量管中位主動(dòng)波 動(dòng)尋中，來(lái)達(dá)到自適應(yīng)控制的精度，這是提升帶自適應(yīng)控制的第二個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)思想。提升帶 驅(qū)動(dòng)頻率的變化幅度/a為零點(diǎn)幾赫茲到幾赫茲，因此提升帶的速度變化范圍很小，而計(jì)量管 的料位始終保持在中位，如圖4所示。物料傳送系統(tǒng)可通過(guò)所述提升帶速度調(diào)節(jié)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)， 若物料高于所述第二標(biāo)記元件，略微降低提升帶變頻器的驅(qū)動(dòng)頻率；若物料低于所述第二標(biāo) 記元件，略微提高提升帶變頻器的驅(qū)動(dòng)頻率。
圖4中物料波動(dòng)的幅度和斜率的大小可以通過(guò)調(diào)整定時(shí)時(shí)間T和頻率增量/a來(lái)解決，圖 中頻率平均值可取代該流量時(shí)的理論低速，其精度比理論低速更高。
由此可得，提升帶的自適應(yīng)控制=提升帶自適應(yīng)低速的計(jì)算+物料在計(jì)量管中位主動(dòng)波動(dòng) 尋中。
通過(guò)以上改進(jìn)，本發(fā)明對(duì)喂料機(jī)提升帶的速度進(jìn)行自適應(yīng)控制，能使提升帶的速度基本 保持勻速或微變，避免了因速度大起大落對(duì)提升帶機(jī)械部分的傷害，同時(shí)還降低了能耗。本 發(fā)明把物料始終控制在計(jì)量管的中位，能穩(wěn)定物料密度，從而提高加香、加料和摻配的精度。 這種設(shè)計(jì)思想不僅成本低廉，同時(shí)適用于對(duì)老設(shè)備的改造；因?yàn)楸景l(fā)明不要增加任何硬件， 只需添加一個(gè)程序功能塊就能實(shí)現(xiàn)。
這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說(shuō)明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這 里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)實(shí)施例的替 換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本 質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其他形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其他元件、材料和部 件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其他變形 和改變。
權(quán)利要求
1、一種喂料機(jī)提升帶速度控制方法，應(yīng)用于物料傳送系統(tǒng)；該物料傳送系統(tǒng)包括喂料機(jī)、喂料機(jī)提升帶、計(jì)量管、電子皮帶秤；其特征在于所述計(jì)量管包括第一標(biāo)記元件、第二標(biāo)記元件，所述第一標(biāo)記元件位于第二標(biāo)記元件的下方；當(dāng)物料自第一標(biāo)記元件到達(dá)第二標(biāo)記元件時(shí)，通過(guò)一變頻器調(diào)節(jié)喂料機(jī)提升帶的速度；喂料機(jī)提升帶的速度與變頻器的頻率成正比；該變頻器的頻率其中，Q為電子皮帶秤的流量。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的喂料機(jī)提升帶速度控制方法，其特征在于-.所述方法包括微調(diào)提升帶速度的步驟，具體包括判斷物料是否高于所述第二標(biāo)記元件，若物料高于所述第二標(biāo)記元件，略微降低提升帶變頻器的驅(qū)動(dòng)頻率；若物料低于所述第二標(biāo)記元件，略微提高提升帶變頻器的驅(qū)動(dòng)頻率。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的喂料機(jī)提升帶速度控制方法，其特征在于-.所述第二標(biāo)記元件位于計(jì)量管的中部，第一標(biāo)記元件位于計(jì)量管的中下部。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的喂料機(jī)提升帶速度控制方法，其特征在于所述方法定時(shí)比較物料在計(jì)量管中與所述標(biāo)記元件的位置關(guān)系，判斷物料是否自第一 標(biāo)記元件到達(dá)第二標(biāo)記元件。
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的喂料機(jī)提升帶速度控制方法，其特征在于所述計(jì)量管包括三個(gè)標(biāo)記元件，自下而上分別為第一光電管、第二光電管、第三光電管；所述方法包括判斷物料在計(jì)量管中是否自第一標(biāo)記元件到達(dá)第二標(biāo)記元件的步驟。
6、 一種物料傳送系統(tǒng)，包括喂料機(jī)、喂料機(jī)提升帶、計(jì)量管、電子皮帶秤；其特征在于所述計(jì)量管包括第一標(biāo)記元件、第二標(biāo)記元件，所述第一標(biāo)記元件位于第二標(biāo)記元件 的下方；所述系統(tǒng)包括提升帶速度調(diào)節(jié)單元，用以調(diào)節(jié)提升帶的速度；當(dāng)物料自第一標(biāo)記元件 到達(dá)第二標(biāo)記元件時(shí)，通過(guò)一變頻器調(diào)節(jié)喂料機(jī)提升帶的速度；喂料機(jī)提升帶的速度與變 頻器的頻率成正比；該變頻器的頻率/ = kQ = 7g^^i^ft)g;t~7itQ ;其中，Q為電子皮帶秤的流皮帶秤的最大流量(kg/h)
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的物料傳送系統(tǒng)，其特征在于所述提升帶速度調(diào)節(jié)單元判斷物料是否高于所述第二標(biāo)記元件，若物料高于所述第二 標(biāo)記元件，略微降低提升帶變頻器的驅(qū)動(dòng)頻率；若物料低于所述第二標(biāo)記元件，略微提高 提升帶變頻器的驅(qū)動(dòng)頻率。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的物料傳送系統(tǒng)，其特征在于所述第二標(biāo)記元件位于計(jì)量管的中部，第一標(biāo)記元件位于計(jì)量管的中下部。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的物料傳送系統(tǒng)，其特征在于-提升帶速度調(diào)節(jié)單元定時(shí)比較物料在計(jì)量管中與所述第二標(biāo)記元件的位置關(guān)系，判斷 物料是否高于所述第二標(biāo)記元件。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的物料傳送系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)量管包括三個(gè)標(biāo)記元件，自下而上分別為第一光電管、第二光電管、第三光電管；所述提升帶速度調(diào)節(jié)單元判斷物料是否自第一標(biāo)記元件到達(dá)第二標(biāo)記元件。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種喂料機(jī)提升帶速度控制方法及物料傳送系統(tǒng)，物料傳送系統(tǒng)包括喂料機(jī)、喂料機(jī)提升帶、計(jì)量管、電子皮帶秤；計(jì)量管包括第一標(biāo)記元件、第二標(biāo)記元件；當(dāng)物料自第一標(biāo)記元件到達(dá)第二標(biāo)記元件時(shí)，通過(guò)一變頻器調(diào)節(jié)喂料機(jī)提升帶的速度；喂料機(jī)提升帶的速度與變頻器的頻率成正比；該變頻器的頻率f＝kQ＝50(Hz)/皮帶秤的最大流量(kg/h)Q。為使物料始終控制在計(jì)量管的中位，該方法還包括微調(diào)提升帶速度的步驟。本發(fā)明對(duì)喂料機(jī)提升帶的速度進(jìn)行自適應(yīng)控制，能使提升帶的速度基本保持勻速，避免了因速度大起大落對(duì)提升帶機(jī)械部分的傷害，同時(shí)還降低了能耗。本發(fā)明把物料始終控制在計(jì)量管的中位，能穩(wěn)定物料密度，從而提高加香、加料和摻配的精度。
文檔編號(hào)G01G11/00GK101476924SQ200810204988
公開日2009年7月8日 申請(qǐng)日期2008年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月30日
發(fā)明者方維嵐, 習(xí) 章 申請(qǐng)人:上海煙草(集團(tuán))公司