專利名稱：一種旁通導(dǎo)料裝置的控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制系統(tǒng)，特別涉及一種旁通導(dǎo)料裝置的控制系統(tǒng)，屬于糧食飼料加工機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明還涉及一種旁通導(dǎo)料裝置的控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，有一種旁通導(dǎo)料裝置，包括上法蘭和下法蘭，上法蘭和下法蘭之間設(shè)有斷面呈方形并由側(cè)板圍合成的桶體，桶體的一個(gè)側(cè)板上設(shè)有旁通出料口，旁通出料口處設(shè)有溜槽，桶體內(nèi)設(shè)有可翻轉(zhuǎn)遮擋旁通出料口和桶體內(nèi)通道的導(dǎo)料板，導(dǎo)料板底部設(shè)有兩端支承在桶體上的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸伸出桶體外的一端設(shè)有搖臂。常規(guī)的飼料擠壓膨化機(jī)和飼料制粒機(jī)工藝系統(tǒng)中，調(diào)質(zhì)器出口與主機(jī)之間設(shè)置有上述旁通導(dǎo)料裝置，它一般僅有進(jìn)料和旁通兩個(gè)動(dòng)作位置，控制過程中存在主電機(jī)過負(fù)荷到顯著欠負(fù)荷的盲區(qū)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制的難度較大，該旁通方式導(dǎo)致飼料膨化工藝和制粒工藝的能效偏低，并存在一定的資源浪費(fèi)。針對上述不足，現(xiàn)有技術(shù)對上述旁通導(dǎo)料裝置作出了進(jìn)一步改進(jìn)，將搖臂的另一端與氣缸的活塞桿伸出端相連，氣缸的缸體鉸接在桶體上，用于控制氣缸進(jìn)排氣的電磁閥與氣源相連，電磁閥的電磁線圈與控制系統(tǒng)的輸出端相連。工作時(shí)，旁通導(dǎo)料裝置的上法蘭與調(diào)質(zhì)器的出口相連，下法蘭與膨化機(jī)的膨化腔進(jìn)口相連，物料從調(diào)質(zhì)器的出口進(jìn)入桶體內(nèi)，當(dāng)導(dǎo)料板遮擋旁通出料口時(shí)，物料經(jīng)過桶體直接進(jìn)入膨化機(jī)的膨化腔中，該工況為正常工況。當(dāng)進(jìn)行調(diào)試或者發(fā)生嚴(yán)重過載時(shí)，控制系統(tǒng)通過驅(qū)動(dòng)電磁閥，間接控制氣缸帶動(dòng)搖臂使導(dǎo)料板翻轉(zhuǎn)，完全遮擋住桶體內(nèi)通道，從而·使物料經(jīng)導(dǎo)料板從旁通出料口離開桶體；當(dāng)發(fā)生輕度過載或其他特殊狀況時(shí)，控制系統(tǒng)可通過驅(qū)動(dòng)電磁閥間接控制氣缸帶動(dòng)搖臂時(shí)導(dǎo)料板處于桶體內(nèi)通道的某個(gè)中間位置，從而對分流量實(shí)現(xiàn)控制。其不足之處在于:改進(jìn)后的旁通導(dǎo)料裝置雖能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制，但對氣缸的控制精度有較高的要求，尤其是當(dāng)發(fā)生輕度過載或其他特殊情況時(shí)，控制導(dǎo)料板處于桶體內(nèi)通道的某個(gè)中間位置在實(shí)際生產(chǎn)操作中控制難度大，不易實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種旁通導(dǎo)料裝置的控制系統(tǒng)，具有操作簡單、穩(wěn)定性好，適應(yīng)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種旁通導(dǎo)料裝置的控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)包括人機(jī)交互界面、執(zhí)行單元和PLC控制單元；所述人機(jī)交互界面用于系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和輸出顯示；所述執(zhí)行單元包括氣缸和用于控制氣缸進(jìn)排氣的電磁閥；所述PLC控制單元包括雙向通信接口、CPU、模擬量輸入模塊和數(shù)字量輸出電路，所述CPU包括有內(nèi)部CPU計(jì)時(shí)器；所述人機(jī)交互界面通過所述雙向通信接口與PLC控制單元相連；所述模擬量輸入模塊的輸入端連接有膨化機(jī)工作電流檢測單元，模擬量輸入模塊的輸出端與CPU的輸入端相連；所述數(shù)字量輸出電路的輸入端與CPU的輸出端相連，數(shù)字量輸出電路的輸出端與所述電磁閥的電磁線圈相連。
本發(fā)明工作時(shí)，可通過人機(jī)交互界面預(yù)設(shè)膨化機(jī)工作電流期望值等給定參數(shù)并傳輸至PLC控制單元，PLC控制單元將膨化機(jī)工作電流檢測單元傳輸?shù)碾娏髦蹬c系統(tǒng)預(yù)設(shè)的膨化機(jī)工作電流期望值實(shí)施比較運(yùn)算，經(jīng)數(shù)字量輸出電路輸出驅(qū)動(dòng)電磁閥，間接控制氣缸帶動(dòng)搖臂使導(dǎo)料板翻轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)旁通導(dǎo)料裝置的實(shí)時(shí)控制。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)的有益效果是:可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需要輸入控制系統(tǒng)運(yùn)算所需給定參數(shù)，控制系統(tǒng)適用范圍廣、適應(yīng)性強(qiáng)；對膨化機(jī)主機(jī)負(fù)荷的調(diào)節(jié)及時(shí)迅速，可在不過載的前提下達(dá)到產(chǎn)量最大化和性能穩(wěn)定。本發(fā)明提供的控制系統(tǒng)不僅限于膨化機(jī)進(jìn)料裝置使用，亦可作為制粒機(jī)的進(jìn)料裝置使用，可廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、化工、煤炭等行業(yè)技術(shù)領(lǐng)域。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述膨化機(jī)工作電流檢測單元為電流變送器。電流變送器將膨化機(jī)主電機(jī)供電線路中的交流電流轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)模擬量輸入模塊輸送至CPU。電流變送器具有連接線路精煉、安裝方便、免于定期校驗(yàn)、準(zhǔn)確度高等優(yōu)點(diǎn)，使用時(shí)可直接接入膨化機(jī)主電機(jī)供電線路中。本發(fā)明另一目的在于提供一種旁通導(dǎo)料裝置的控制方法，該控制方法采用上述旁通導(dǎo)料裝置的控制系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)施操作，能夠在不斷料的情況下有效避免堵機(jī)故障的發(fā)生，具有控制方法簡單、便于實(shí)現(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種采用上述旁通導(dǎo)料裝置的控制系統(tǒng)進(jìn)行的控制方法，依次包括以下步驟:
(1)通過所述人機(jī)交互界面設(shè)定T、N、I期望；
(2)將所述內(nèi)部CPU計(jì)時(shí)器置零；
(3)所述膨化機(jī)工作電流檢測單元檢測I并將I _$通過所述模擬量輸入模塊傳輸給所述CPU ；
(4)所述CPU的比較運(yùn)算單 元比較判斷I實(shí)際是否大于等于1_，若I實(shí)際大于等于1_，則進(jìn)入下一步驟，否則，返回步驟(2)；
(5)所述執(zhí)行單元以T為周期執(zhí)行一次導(dǎo)料板開關(guān)操作，且所述內(nèi)部CPU計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間記為X ;
(6)所述CPU的比較運(yùn)算單元比較判斷X是否大于等于N，若X大于等于N，則進(jìn)入下一步驟，否則，返回步驟(5)；
(7)所述執(zhí)行單元控制導(dǎo)料板處于旁通位置；
T為導(dǎo)料板執(zhí)行一次開關(guān)操作的執(zhí)行周期，T=tl+t2, tl為旁通時(shí)間，t2為進(jìn)料時(shí)間；N為膨化機(jī)重度過載持續(xù)時(shí)間；I a為膨化機(jī)工作電流期望值；I3*為所述膨化機(jī)工作電流檢測單元檢測的實(shí)際電流值。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的控制方法取得了以下有益效果:整個(gè)控制過程中導(dǎo)料板僅需執(zhí)行旁通和進(jìn)料兩個(gè)動(dòng)作，可在不斷料的情況下有效避免堵機(jī)故障的發(fā)生，工作效率高且可減少廢料排出、節(jié)約資源；此外，本發(fā)明提供的控制方法對氣缸要求不高，控制方法簡單有效，易于實(shí)現(xiàn)。作為本發(fā)明的優(yōu)選方案，所述T不大于90秒，所述N不大于300秒。參數(shù)T和N的合理選擇可在保證較高的工作效率的同時(shí)避免堵機(jī)故障的發(fā)生。


圖1為本發(fā)明控制系統(tǒng)工作原理框圖。圖2為圖1的控制方法流程圖。其中，1.人機(jī)交互界面；2.執(zhí)行單元；2a.氣缸；2b.電磁閥；3.PLC控制單元；3a.雙向通信接口 ；3b.CPU;3c.模擬量輸入模塊；3d.數(shù)字量輸出電路；4.膨化機(jī)工作電流檢測單元。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。如圖1所示，為本發(fā)明控制系統(tǒng)工作原理框圖，包括人機(jī)交互界面1、執(zhí)行單元2和PLC控制單元3 ;人機(jī)交互界面I用于系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和輸出顯示；執(zhí)行單元2包括氣缸2a和用于控制氣缸2a進(jìn)排氣的電磁閥2b ；PLC控制單元3包括雙向通信接口 3a、CPU3b、模擬量輸入模塊3c和數(shù)字量輸出電路3d，CPU3b包括有內(nèi)部CPU計(jì)時(shí)器；人機(jī)交互界面I通過雙向通信接口 3a與PLC控制單元3相連；模擬量輸入模塊3c的輸入端連接有膨化機(jī)工作電流檢測單元4，模擬量輸入模塊3c的輸出端與CPU3b的輸入端相連；數(shù)字量輸出電路3d的輸入端與CPU3b的輸出端相連,數(shù)字量輸出電路3d的輸出端與電磁閥2b的電磁線圈相連。在保證優(yōu)良的檢測準(zhǔn)確度的情況下，簡化連接電路，膨化機(jī)工作電流檢測單元4優(yōu)選電流變送器。安裝使用時(shí)，可直接將電流變送器的原邊接入膨化機(jī)主電機(jī)供電線路中。如圖2所示，為本發(fā)明提供的控制方法流程圖，該控制方法的實(shí)施依據(jù)于圖1所提供的控制系統(tǒng)，依次包括以下步驟:
(1)通過人機(jī)交互界面I設(shè)定T、N、I_ ；
(2)將內(nèi)部CPU計(jì)時(shí)器置零；
(3)膨化機(jī)工作電流檢測單元4檢測I并將I 通過模擬量輸入模塊3c傳輸給CPU3b ；
(4)CPU3b的比較運(yùn)算單元比較判斷I實(shí)際是否大于等于1_，若I實(shí)際大于等于1_，則進(jìn)入下一步驟，否則，返回步驟(2)；
(5)執(zhí)行單元2以T為周期執(zhí)行一次導(dǎo)料板開關(guān)操作，且內(nèi)部CPU計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間記為X ;
(6 )CPU3b的比較運(yùn)算單元比較判斷X是否大于等于N，若X大于等于N，則進(jìn)入下一步驟，否則，返回步驟(5);
(7)執(zhí)行單元2控制導(dǎo)料板處于旁通位置；
T為導(dǎo)料板執(zhí)行一次開關(guān)操作的執(zhí)行周期，T=tl+t2, tl為旁通時(shí)間，t2為進(jìn)料時(shí)間；N為膨化機(jī)重度過載持續(xù)時(shí)間；Iwa為膨化機(jī)工作電流期望值；I為膨化機(jī)工作電流檢測單元檢測的實(shí)際電流值。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，參數(shù)T最好不大于90秒，N不大于300秒，在保證較高的工作效率的同時(shí)避免 堵機(jī)故障的發(fā)生，在生產(chǎn)使用中，可根據(jù)實(shí)際需要作出調(diào)整。本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，如本發(fā)明亦可應(yīng)用于制粒機(jī)的進(jìn)料裝置上，在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)所公開的技術(shù)內(nèi)容，不需要?jiǎng)?chuàng)造性的勞動(dòng)就可以對其中的一些技術(shù)特征作出一些替換和變形，這些替換和變形均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種旁通導(dǎo)料裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)包括人機(jī)交互界面、執(zhí)行單元和PLC控制單元；所述人機(jī)交互界面用于系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置和輸出顯示；所述執(zhí)行單元包括氣缸和用于控制氣缸進(jìn)排氣的電磁閥；所述PLC控制單元包括雙向通信接口、CPU、模擬量輸入模塊和數(shù)字量輸出電路，所述CPU包括有內(nèi)部CPU計(jì)時(shí)器；所述人機(jī)交互界面通過所述雙向通信接口與PLC控制單元相連；所述模擬量輸入模塊的輸入端連接有膨化機(jī)工作電流檢測單元，模擬量輸入模塊的輸出端與CPU的輸入端相連；所述數(shù)字量輸出電路的輸入端與CPU的輸出端相連，數(shù)字量輸出電路的輸出端與所述電磁閥的電磁線圈相連 。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旁通導(dǎo)料裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述膨化機(jī)工作電流檢測單元為電流變送器。
3.一種采用權(quán)利要求1或2所述的旁通導(dǎo)料裝置的控制系統(tǒng)進(jìn)行的控制方法，其特征在于，依次包括以下步驟: (1)通過所述人機(jī)交互界面設(shè)定T、N、I期望； (2)將所述內(nèi)部CPU計(jì)時(shí)器置零； (3)所述膨化機(jī)工作電流檢測單元檢測I并將I _$通過所述模擬量輸入模塊傳輸給所述CPU ； (4)所述CPU的比較運(yùn)算單元比較判斷I實(shí)際是否大于等于1_，若I實(shí)際大于等于1_，則進(jìn)入下一步驟，否則，返回步驟(2)； (5)所述執(zhí)行單元以T為周期執(zhí)行一次導(dǎo)料板開關(guān)操作，且所述內(nèi)部CPU計(jì)時(shí)器計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間記為X ; (6)所述CPU的比較運(yùn)算單元比較判斷X是否大于等于N，若X大于等于N，則進(jìn)入下一步驟，否則，返回步驟(5)； (7)所述執(zhí)行單元控制導(dǎo)料板處于旁通位置； T為導(dǎo)料板執(zhí)行一次開關(guān)操作的執(zhí)行周期，T=tl+t2, tl為旁通時(shí)間，t2為進(jìn)料時(shí)間；N為膨化機(jī)重度過載持續(xù)時(shí)間；I a為膨化機(jī)工作電流期望值；I3*為所述膨化機(jī)工作電流檢測單元檢測的實(shí)際電流值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的控制方法，其特征在于，所述T不大于90秒，所述N不大于300 秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旁通導(dǎo)料裝置的控制系統(tǒng)及其控制方法，屬于糧食飼料機(jī)械加工技術(shù)領(lǐng)域，該控制系統(tǒng)包括人機(jī)交互界面、執(zhí)行單元和PLC控制單元，執(zhí)行單元包括氣缸和用于控制氣缸進(jìn)排氣的電磁閥，PLC控制單元包括雙向通信接口、CPU、模擬量輸入模塊和數(shù)字量輸出電路，人機(jī)交互界面通過雙向通信接口與PLC控制單元相連；模擬量輸入模塊的輸入端連接有膨化機(jī)工作電流檢測單元，數(shù)字量輸出電路的輸出端與電磁閥的電磁線圈相連；控制方法是利用上述控制系統(tǒng)比較判斷膨化機(jī)實(shí)際工作電流值是否大于等于膨化機(jī)工作電流期望值，對導(dǎo)料板實(shí)施旁通和進(jìn)料控制，能夠在不斷料的情況下有效避免堵機(jī)故障的發(fā)生。
文檔編號(hào)G05B19/05GK103235551SQ20131014861
公開日2013年8月7日 申請日期2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月26日
發(fā)明者李培乾, 周春景, 成超, 楊明程, 劉偉 申請人:牧羊有限公司