CN108338404B - 一种风力输送易碎物料自适应控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风力输送易碎物料自适应控制系统，系统包括彼此电连接的PLC智能控制器、智能节电器和输送装置；输送装置包括与智能节电器电连接的离心通风机，离心通风机输出端通过输送管道连接有第一卷包机，输送管道包括与离心通风机连接的总管道和与第一卷包机连接的第一支管道，总管道与第一支管道连通；第一支管道上从靠近第一卷包机一端到靠近总管道一端依次设有第一气动调节蝶阀、第一气动调节阀、第一压力变送器和第一流量计；总管道上设有蝶阀，蝶阀位于离心通风机与第一支管道之间；第一支管与第一卷包机之间通过第一气动切断阀连接；第一卷包机通过第一送丝管道连接有第一喂丝机，第一送丝管道上设有第二流量计。

Description

一种风力输送易碎物料自适应控制系统

技术领域

本发明涉及风力输送技术领域，具体涉及一种风力输送易碎物料自适应控制系统。

背景技术

大型卷烟厂所使用的烟丝供给方式采用目前最流行的管道负压风力输送；负压风力输送以投资省、可靠性高、运行维护成本低、清洁环保等等优势，受到国内外同行的青睐。

在烟丝输送管道结构、烟丝的温度、湿度、水分等相同的情况下，烟丝的造碎率和水分散失程度主要取决于风力输送的速度、输送速度的稳定性以及每次开始输送时烟丝与送丝管道、卷包机集丝箱、烟丝之间的阶跃冲击；烟丝负压风力输送是把离心通风机的吸入端接至风平衡管道系统总管的末端，通过离心通风机产生负压，并把负压分配给各条分支管道来输送固态物料；物料的输送速度通过作为输送载体的风速产生动能，去克服物料运动过程中的阻力来维持，风速主要取决于这条送风管道前后的压力差，在送风管道前端吸丝开口处压力固定(当地大气压)的前提下，控制风速归根结底还是控制送风管道末端的压力。一旦离心通风机和风平衡管道系统选定后，末端总管道内的负压大小可由离心通风机的转速控制。

然而现有的管道负压风力输送，烟丝造碎率高、耗能较大和材料利用率低，从而增大了运行成本，同时也是束缚其更加广泛应用和长足发展的枷锁。

发明内容

本发明的目的在于提供一种风力输送易碎物料自适应控制系统，用以解决现有烟丝造碎率高、耗能较大和材料利用率低的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案为

一种风力输送易碎物料自适应控制系统，所述系统包括彼此电连接的PLC智能控制器、智能节电器和输送装置；

所述输送装置包括与所述智能节电器电连接的离心通风机，所述离心通风机输出端通过输送管道连接有第一卷包机，所述输送管道包括与所述离心通风机连接的总管道和与所述第一卷包机连接的第一支管道，所述总管道与所述第一支管道连通；所述第一支管道上从靠近所述第一卷包机一端到靠近所述总管道一端依次设有第一气动调节蝶阀、第一气动调节阀、第一压力变送器和第一流量计；所述总管道上设有蝶阀，所述蝶阀位于所述离心通风机与所述第一支管道之间；

所述第一支管与所述第一卷包机之间通过第一气动切断阀连接；

所述第一卷包机通过第一送丝管道连接有第一喂丝机，所述第一送丝管道上设有第二流量计。

进一步的，所述总管道上远离离心通风机和阀门的一端连接有第二支管道和第三支管道；所述第二支管道远离所述总管道的一端连接有第二卷包机；所述第二支管道上从靠近所述第二卷包机一端到靠近所述总管道一端依次设有第二气动调节蝶阀、第二气动调节阀、第二压力变送器和第三流量计；所述第二支管与所述第二卷包机之间通过第二气动切断阀连接；所述第二卷包机通过两条第二送丝管道与所述第二喂丝机连接且两条所述第二送丝管道靠近第二卷包机一端汇聚成一条管道与所述第二卷包机连接；两条所述第二送丝管道上均设有第四流量计；所述第三支管道到所述第二喂丝机之间的连接结构与所述第二支管到所述第二喂丝机之间的连接结构相同。

进一步的，所述总管道上远离离心通风机和阀门的一端连接有第四支管道；所述第四支管道远离所述总管道的一端连接有第四卷包机；所述第四支管道上从靠近所述第四卷包机一端到靠近所述总管道一端依次设有第四气动调节蝶阀、第四气动调节阀、第四压力变送器和第五流量计；所述第四支管与所述第四卷包机之间通过第四气动切断阀连接；所述第四卷包机通过两条第四送丝管道与所述第四喂丝机连接且两条所述第四送丝管道靠近第四卷包机一端汇聚成一条管道与所述第四卷包机连接；两条所述第四送丝管道上均设有第六流量计。

进一步的，所述第二流量计、所述第四流量计和所述第六流量计均采用文丘里管传感器。

进一步的，两条所述第二送丝管道和两条所述第四送丝管道均平滑的汇聚成一条管道。

进一步的，所述第一气动调节阀、所述第二气动调节阀和所述第四气动调节阀上均设有消音器。

进一步的，所述第一卷包机、所述第二卷包机和所述第四卷包机上均安装有料位开关。

进一步的，所述系统还包括：

风速测量信号采集模块，用于物料输送时管道内的风速数据的采集；

补风压力窜级调节模块，用于控制和稳定风速；

送丝风速窜级调节模块，用于稳定要料时管道内的风压；

报警及自适应模块，用于整个系统的安全提示和故障调节。

进一步的，所述风速测量信号采集模块包括装在送丝管道上的文丘里管传感器；所述补风压力窜级调节模块包括与离心通风机电连接的智能节电器；所述送丝风速窜级调节模块包括设置于所述第一支管、第二支管和第四支管上的第一气动调节蝶阀、第二气动调节蝶阀和第四气动调节蝶阀；所述报警及自适应模块包括与上述各个电器电连接的PLC智能控制器。

本发明具有如下优点：本发明提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统能够降低烟丝的造碎率，同时降低卷烟的空头率，提高卷烟的各项品质指标；同时降低能耗，提高材料利用率，减少了资源不必要的浪费，从而降低了运行成本，提高了生产效益；同时有利于其更加广泛应用和发展。

附图说明

图1为本发明提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统的系统整体示意图；

图2为本发明提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统的单个支管输送装置示意图；

图3为本发明提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统的三个支管输送装置示意图；

图4为本发明提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统的四个支管输送装置示意图；

图5为本发明提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统的系统模块流程图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

实施例1

本发明实施例1提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统，如图1所示，所述系统包括彼此电连接的PLC智能控制器1、智能节电器2和输送装置3；如图2所示，所述输送装置3包括与所述智能节电器2电连接的离心通风机31，所述离心通风机31输出端通过输送管道连接有第一卷包机345，所述输送管道包括与所述离心通风机31连接的总管道33和与所述第一卷包机345连接的第一支管道34，所述总管道33与所述第一支管道34连通；所述第一支管道34上从靠近所述第一卷包机345一端到靠近所述总管道33一端依次设有第一气动调节蝶阀343、第一气动调节阀342、第一压力变送器341和第一流量计340；所述总管道上设有蝶阀32，所述蝶阀32位于所述离心通风机31与所述第一支管道34之间；所述第一支管34与所述第一卷包机345之间通过第一气动切断阀344连接；所述第一卷包机345通过第一送丝管道347连接有第一喂丝机348，所述第一送丝管道上设有第二流量计346。

本实施例采用的单支管道且使用单送丝管道，使用时，通过压力变送器和第二流量计向智能节电器反馈，智能节电器控制离心通风机的工作状态和各阀门的开启状态，从而使得风平衡系统总管道风压稳定在最佳数值；同时通过PLC智能控制器让气动调节阀和气动调节蝶阀能够工作在最优调节开度。

需要说明的是本系统由一台SPS智能节电器驱动一台电机运转，这台电机带动离心通风机运行。

实施例2

本发明实施例2提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统与实施例1基本相同，区别在于，请参阅图3所示，所述总管道33上远离离心通风机31和蝶阀32的一端连接有第二支管道35和第三支管道36；所述第二支管道35远离所述总管道33的一端连接有第二卷包机355；所述第二支管道35上从靠近所述第二卷包机355一端到靠近所述总管道33一端依次设有第二气动调节蝶阀353、第二气动调节阀352、第二压力变送器351和第三流量计350；所述第二支管35与所述第二卷包机355之间通过第二气动切断阀354连接；所述第二卷包机355通过两条第二送丝管道357与所述第二喂丝机358连接且两条所述第二送丝管道357靠近第二卷包机355一端汇聚成一条管道与所述第二卷包机355连接；两条所述第二送丝管道357上均设有第四流量计356；所述第三支管道36到所述第二喂丝机358之间的连接结构与所述第二支管35到所述第二喂丝机358之间的连接结构相同。

本实施例提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统其中1台卷包机为单送丝管道，另外2台为双送丝管道；起到给卷包机更可靠的送丝，达到不至于因为堵管而断料的目的。

实施例3

本发明实施例3提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统与实施例2基本相同，区别在于，请参阅图4所示，所述总管道33上远离离心通风机31和蝶阀32的一端连接有第四支管道37；所述第四支管道37远离所述总管道33的一端连接有第四卷包机375；所述第四支管道37上从靠近所述第四卷包机375一端到靠近所述总管道33一端依次设有第四气动调节蝶阀373、第四气动调节阀372、第四压力变送器371和第五流量计370；所述第四支管37与所述第四卷包机375之间通过第四气动切断阀374连接；所述第四卷包机375通过两条第四送丝管道377与所述第四喂丝机378连接且两条所述第四送丝管道377靠近第四卷包机375一端汇聚成一条管道与所述第四卷包机375连接；两条所述第四送丝管道377上均设有第六流量计376。

使用原理：本实施例提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统其中1台卷包机为单送丝管道，另外3台为双送丝管道；本系统由一台SPS智能节电器驱动一台电机运转，这台电机带动一台离心通风机运行；根据所设定的不同风速、卷包机的开机台数以及各台卷包机集丝箱料满信号，按照动态特征函数曲线控制其输出频率，使得所需的风平衡系统总管风压维持相对稳定，这样才能同时保证在“要料”时每条送丝支管上的气动调节蝶阀工作在60-80％的开度；“待料”时每条支管的补风管气动调节阀也工作在60-80％的开度，从而得到最优的调节品质，同时起到节能降耗的作用。

动态特征函数式为：

其中：

(1)为各条支管风速设定值的平均值， 为各条支管风速设定值，本系统有4条支管，N＝4，即

(2)Σn为卷包机开机台数，Σn＝n1+n2+n3+n4,n1、n2、n3、n4开机时为1，停机时为0；

(3)Σm为各条支管道上卷包机料满信号的和，Σm＝m1+m2+m3+m4,m1、m2、m3、m4料满时为1，料未满时为0；

(4)k1、k2、k3、k4为经验系数，根据系统现场情况设置或更改。本系统现在使用的特征函数为：

实施例4

本发明实施例4提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统与实施例3基本相同，区别在于，所述第二流量计346、所述第四流量计356和所述第六流量计376均采用文丘里管传感器；将送丝管道内的风速信号反馈给智能节电器。

实施例5

本发明实施例5提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统与实施例4基本相同，区别在于，两条所述第二送丝管道357和两条所述第四送丝管道377均平滑的汇聚成一条管道；防止输送物料时堵塞。

实施例6

本发明实施例6提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统与实施例5基本相同，区别在于，所述第一气动调节阀342、所述第二气动调节阀352和所述第四气动调节阀372上均设有消音器4；减小噪音。

实施例7

本发明实施例7提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统与实施例6基本相同，区别在于，所述第一卷包机345、所述第二卷包机355和所述第四卷包机375上均安装有料位开关5；将卷包机内的物料状态反馈与PLC智能控制器，从而达到稳定输送的目的。

实施例8

本发明实施例8提供的一种风力输送易碎物料自适应控制系统与实施例7基本相同，区别在于，所述系统还包括：

风速测量信号采集模块，用于物料输送时管道内的风速数据的采集；

补风压力窜级调节模块，用于控制和稳定风速；

送丝风速窜级调节模块，用于稳定要料时管道内的风压；

报警及自适应模块，用于整个系统的安全提示和故障调节。

补风压力窜级调节模块稳定连接于总管的各条支管压力；经过双送丝管测量风速处理，把处理后的风速信号作为送丝风速窜级调节模块的反馈，调节和稳定送丝风速；通过提前预判来优化控制送丝风速；送丝时发生堵管立刻报警并及时自动疏通。

为了达到更好的稳定风速和降低能耗的效果，所述风速测量信号采集模块包括装在送丝管道上的文丘里管传感器；所述补风压力窜级调节模块包括与离心通风机电连接的智能节电器；所述送丝风速窜级调节模块包括设置于所述第一支管、第二支管和第四支管上的第一气动调节蝶阀、第二气动调节蝶阀和第四气动调节蝶阀；所述报警及自适应模块包括与上述各个电器电连接的PLC智能控制器。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种风力输送易碎物料自适应控制系统，其特征在于，所述系统包括彼此电连接的PLC智能控制器、智能节电器和输送装置；

所述输送装置包括与所述智能节电器电连接的离心通风机，所述离心通风机输出端通过输送管道连接有第一卷包机，所述输送管道包括与所述离心通风机连接的总管道和与所述第一卷包机连接的第一支管道，所述总管道与所述第一支管道连通；所述第一支管道上从靠近所述第一卷包机一端到靠近所述总管道一端依次设有第一气动调节蝶阀、第一气动调节阀、第一压力变送器和第一流量计；所述总管道上设有蝶阀，所述蝶阀位于所述离心通风机与所述第一支管道之间；

所述第一支管与所述第一卷包机之间通过第一气动切断阀连接；

所述第一卷包机通过第一送丝管道连接有第一喂丝机，所述第一送丝管道上设有第二流量计；

所述总管道上远离离心通风机和阀门的一端连接有第二支管道和第三支管道；所述第二支管道远离所述总管道的一端连接有第二卷包机；所述第二支管道上从靠近所述第二卷包机一端到靠近所述总管道一端依次设有第二气动调节蝶阀、第二气动调节阀、第二压力变送器和第三流量计；所述第二支管与所述第二卷包机之间通过第二气动切断阀连接；两条第二送丝管道连接有第二喂丝机，所述第二卷包机通过两条第二送丝管道与所述第二喂丝机连接且两条所述第二送丝管道靠近第二卷包机一端汇聚成一条管道与所述第二卷包机连接；两条所述第二送丝管道上均设有第四流量计；所述第三支管道到所述第二喂丝机之间的连接结构与所述第二支管到所述第二喂丝机之间的连接结构相同；

所述总管道上远离离心通风机和阀门的一端连接有第四支管道；所述第四支管道远离所述总管道的一端连接有第四卷包机；所述第四支管道上从靠近所述第四卷包机一端到靠近所述总管道一端依次设有第四气动调节蝶阀、第四气动调节阀、第四压力变送器和第五流量计；所述第四支管与所述第四卷包机之间通过第四气动切断阀连接；所述第四卷包机通过两条第四送丝管道连接有第四喂丝机，且两条所述第四送丝管道靠近第四卷包机一端汇聚成一条管道与所述第四卷包机连接；两条所述第四送丝管道上均设有第六流量计；

根据所设定的不同风速、卷包机的开机台数以及各台卷包机集丝箱料满信号，按照动态特征函数曲线控制其输出频率，使得所需的风平衡系统总管风压维持相对稳定；

“要料”时每条送丝支管上的气动调节蝶阀工作在60-80％的开度；“待料”时每条支管的补风管气动调节阀也工作在60-80％的开度；

动态特征函数式为：

其中：

为各条支管风速设定值的平均值，/N，SV1、SV2、……SVn为各条支管风速设定值；

Σn为卷包机开机台数；Σm为各条支管道上卷包机料满信号的和；

k1、k2、k3、k4为经验系数，根据系统现场情况设置或更改。

2.根据权利要求1所述的一种风力输送易碎物料自适应控制系统，其特征在于，所述第二流量计、所述第四流量计和所述第六流量计均采用文丘里管传感器。

3.根据权利要求2所述的一种风力输送易碎物料自适应控制系统，其特征在于，两条所述第二送丝管道和两条所述第四送丝管道均平滑的汇聚成一条管道。

4.根据权利要求3所述的一种风力输送易碎物料自适应控制系统，其特征在于，所述第一气动调节阀、所述第二气动调节阀和所述第四气动调节阀上均设有消音器。

5.根据权利要求4所述的一种风力输送易碎物料自适应控制系统，其特征在于，所述第一卷包机、所述第二卷包机和所述第四卷包机上均安装有料位开关。

6.根据权利要求5所述的一种风力输送易碎物料自适应控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

风速测量信号采集模块，用于物料输送时管道内的风速数据的采集；

补风压力窜级调节模块，用于控制和稳定风速；

送丝风速窜级调节模块，用于稳定要料时管道内的风压；

报警及自适应模块，用于整个系统的安全提示和故障调节。