一種微量物料計量控制設備、計量系統(tǒng)、工程機械及方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及微量物料計量技術，具體地，涉及一種微量物料計量控制設備、計量系 統(tǒng)、工程機械及方法。
【背景技術】
[0002] 干混砂漿中的微量物料的比重一般為0. 3千克/噸至0. 5千克/噸，每次投入的 量大約在0. 6千克至1. 5千克范圍內(nèi)，而對送種微量物料的計量精度的要求是在1 %W下， 即誤差不超過± 10克。目前，計量微量物料的控制方式大多采用計量螺旋結合電子配料砰 或者人工投料的方式，而送種方式會帶來計量周期長、精度低等問題，并且，人工投料存在 勞動強度高、灰塵嚴重、影響身體健康等問題。
[0003] 在計量系統(tǒng)中，計量精度主要通過控制投料螺旋來保證，通常對投料螺旋的控制 采用變頻控制，但是，對微量物料進行計量，投料螺旋需要設計的很小，送樣勢必會影響生 產(chǎn)效率。并且，投料螺旋在運行時對稱量系統(tǒng)也有振動影響，從而無法實現(xiàn)微量物料的精確 計量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種微量物料計量控制設備、計量系統(tǒng)、工程機械及方法，用 于解決W高精度的方式計量微量物料的問題。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種微量物料計量控制設備，該設備包括：接收 裝置，用于接收來自稱量斗的稱量值，其中該稱量斗用于實時稱量該稱量斗中物料的重量 W得到所述稱量值；W及控制裝置，用于根據(jù)所述稱量值來分階段控制用于將所述稱量斗 中的物料投入混合主機的投料螺旋的運行速度，并且該分階段控制包括緩沖控制；其中，所 述稱量值為通過所述投料螺旋投入混合主機的物料的重量。
[0006] 相應地，本發(fā)明提供了一種微量物料計量系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括；稱量斗，用于實時稱 量該稱量斗中物料的重量W得到所述稱量值；投料螺旋，用于將所述稱量斗中的物料投入 混合主機；W及W上所述的微量物料計量控制設備。
[0007] 相應地，本發(fā)明提供了一種工程機械，包括W上所述的微量物料計量系統(tǒng)。
[0008] 相應地，本發(fā)明提供了一種微量物料計量控制方法，該方法包括：接收來自稱量斗 的稱量值，其中該稱量斗用于實時稱量該稱量斗中物料的重量W得到所述稱量值；W及根 據(jù)所述稱量值來分階段控制用于將所述稱量斗中的物料投入混合主機的投料螺旋的運行 速度，并且該分階段控制包括緩沖控制；其中，所述稱量值為通過所述投料螺旋投入混合主 機的物料的重量。
[0009] 通過上述技術方案，本發(fā)明通過根據(jù)稱量值對投料螺旋的運行速度進行分階段控 巧||，并且在分階段控制中設置緩沖控制，能夠?qū)崿F(xiàn)W高精度的方式計量并投入微量物料。
[0010] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予W詳細說明。
【附圖說明】
[0011] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0012] 圖1是本發(fā)明提供的微量物料計量控制設備的框圖；
[0013] 圖2是本發(fā)明提供的稱量值與頻率之間的關系示圖；
[0014] 圖3是本發(fā)明提供的微量物料計量系統(tǒng)的框圖；
[0015] 圖4是本發(fā)明提供的另一微量物料計量系統(tǒng)的框圖；
[0016] 圖5是本發(fā)明提供的圖4所示的微量物料計量系統(tǒng)的【具體實施方式】的示意圖；W 及
[0017] 圖6是本發(fā)明提供的微量物料計量控制方法的流程圖。
[001引附圖標記說明
[0019] 10微量物料計量控制設備 101接收裝置
[0020] 102控制裝置 20稱量斗
[0021] 30投料螺旋 40混合主機
[0022] 50緩沖部件 501緩沖斗
[0023] 502緩沖斗閥口 60透氣性軟連接
【具體實施方式】
[0024] W下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[002引圖1是本發(fā)明提供的微量物料計量控制設備10的框圖，如圖1所示，該設備10包 括接收裝置101和控制裝置102。接收裝置101用于接收來自稱量斗的稱量值，其中該稱 量斗用于實時稱量該稱量斗中物料的重量W得到稱量值?？刂蒲b置102用于根據(jù)接收裝置 101所接收的稱量值來分階段控制投料螺旋的運行速度，并且該分階段控制包括緩沖控制， 其中投料螺旋用于將稱量斗中的物料投入混合主機。
[0026] 稱量斗一般為電子稱，送里所說的稱量值為通過投料螺旋投入混合主機的物料的 重量。并且送里所說的稱量斗一般為減法稱，稱量斗中物料減少的重量即為稱量值，也就是 說于此省略了計算稱量斗中物料減少的重量的計算過程，該過程為本領域常用的技術，于 此不予賞述。
[0027] 為了實現(xiàn)該分階段控制的緩沖控制，控制裝置102根據(jù)稱量值來分階段控制投料 螺旋的運行速度可W包括W下Η個階段：第一階段，在稱量斗的稱量值小于或等于第一重 量值的情況下，控制投料螺旋W第一速度運行；第二階段，在稱量值大于第一重量值且小于 或等于第二重量值的情況下，控制投料螺旋的運行速度從第一速度切換至第二速度，并且 確保在稱量值達到第二重量值的情況下，投料螺旋已經(jīng)W第二速度運行；第Η階段，在稱量 值大于第二重量值的情況下，控制投料螺旋W第二速度運行，直至稱量值等于預先設定的 目標值的情況下，控制投料螺旋停止運行；其中第一重量值小于第二重量值，第二階段為緩 沖控制階段，第一速度（即"高速"）大于第二速度（即"低速"）。
[0028] 通過W上可W看出，在第一階段可W大量進料，不會影響計量精度，在第二階段主 要是使投料螺旋有足夠的時間從W第一速度運行切換到W第二速度運行，從而可W使整個 計量系統(tǒng)趨于靜止的狀態(tài)（投料螺旋運行速度越來越慢），第Η階段是保證計量精度最重 要的過程，稱量值將逐步逼近預先設定的目標值，在第Η階段中投料螺旋的運行速度為最 小速度，也就是投料螺旋在變頻器的最小頻率控制下的速度。例如，第一重量值可W設置為 預先設定的目標值的60%，第二重量值可W設定為預先設定的目標值的90%。當然，第一 重量值和第二重量值可W根據(jù)實際情況而進行不同的設定，但是應當確保在第二階段有足 夠的時間使投料螺旋的運行速度從第一速度切換至第二速度。
[0029] 可W理解的是，上述第一階段中，投料螺旋可W是W第一速度勻速運行，也可W是 變速或間歇運行，當W變速或間歇運行時，第一速度為第一階段內(nèi)運行的平均速度。同理， 上述第二階段中，投料螺旋可W是W第二速度勻速運行，也可W是變速運行或間歇運行，當 W變速運行或間歇運行時，第二速度為第Η階段內(nèi)運行的平均速度。
[0030] 其中，在第二階段，控制裝置102控制投料螺旋的運行速度從第一速度切換至第 二速度可W被實施為對投料螺旋進行線性減速控制。具體來說，控制裝置102可W通過變 頻器來控制投料螺旋的運行速度，送里為線性控制，控制裝置102可W通過W下公式來確 定變頻器的當前頻率：
[0031]
[0032] 其中，當前稱量值為接收裝置101接收到的當前的稱量值，最小頻率為變頻器的 最小頻率。通過變頻器來控制投料螺旋的運行速度為本領域的公知常識，于此對其原理不 予賞述。
[0033] 通過W上公式可W看出，當前稱量值（即稱量值）越接近第二重量值，變頻器的當 前頻率也會越接近最小頻率，送有利于整個計量系統(tǒng)逐步趨于靜止的狀態(tài)。而如果使投料 螺旋的運行速度直接由第一速度切換到第二速度，投料螺旋在切換時會使整個計量系統(tǒng)出 現(xiàn)較大的振動，而對計量精度造成影響。為了使送種影響達到最小，可W在第Η階段中，對 投料螺旋的運行速度進行點動控制，W保證計量的精確性，控制裝置102周期性地將稱量 值與預先設定的目標值進行比較，在稱量值等于預先設定的目標值的情況下，控制投料螺 旋停止運行。控制裝置102比較的周期例如可W設定為3s或5s。本領域技術人員可W根 據(jù)實際情況設定點動控制時投料螺旋的速度和間隔時間。點動控制指的是每隔一段時間控 制投料螺旋運行一次，例如，每隔0. 5砂控制投料螺旋運行0. 5砂。點動控制使得計量流量 很小，可W很好的保證計量精度，實現(xiàn)微量物料的精確計量，
[0034] 圖2示出了稱量斗的稱量值與變頻器所控制的頻率之間的關系示圖，如圖2所示， 橫軸為稱量斗的稱量值，縱軸為變頻器所控制的頻率，從圖2可W看出，在第一階段，變頻 器的頻率最高（即，50Hz)，此時控制器在變頻器控制下控制投料螺旋W第一速度運行，在 第一階段結束時，稱量值達到第一重量值；在第二階段，變頻器的頻率線性下降，控制器在 變頻器控制下控制投料螺旋的運行速度也線性減速，在第二階段結束時，稱量值達到第二 重量值；在第Η階段，控制器在變頻器控制下對投料螺旋進行點動控制（一般情況下變頻 器的頻率為甜Ζ)，直至稱量值達到預先設定的目標值，控制投料螺旋停止運行。
[0035] 圖3是本發(fā)明提供的微量物料計量系統(tǒng)的框圖，如圖3所示，該系統(tǒng)不僅包括微量 物料計量控制設備10,還包括稱量斗20和投料螺旋30。稱量斗20用于實時稱量該稱量斗 中物料的重量W得到稱量值。投料螺旋30用于將稱量斗20中的物料投入混合主機40。混 合主機40的作用是接收多種物料并進行混合。
[0036] 圖4是本發(fā)明提供的另一微量物料計量系統(tǒng)的框圖，如圖4所示，該系統(tǒng)還包括緩 沖部件50。該緩沖部件50置于投料螺旋30與混合主機40之間，用于接收投料螺旋30中 的物料，并將該物料卸入混合主機40。在直接將物料從投料螺旋30投入混合主機40的情 況下，稱量斗20容易收到混合主機40中的氣壓沖擊而無法保證微量物料的計量精度，而在 投料螺旋30與混合主機40之間緩沖部件50就可W解決送一問題。