石灰石定量给料装置
技术领域
本实用新型涉及给料装置技术领域，具体涉及一种石灰石定量给料装置。
背景技术
在水泥生产工艺中，石灰石的定量给料是生产控制中的重要一环，给料控制的精度对水泥的质量和生产线的性能影响很大。传统的石灰石给料装置控制精度差，不易调节，容易导致给料不均匀，很难实现连续化的定量给料，很难满足大型生产线的工艺要求。
相应地，本领域需要一种新的控制精度高、易调节的定量给料装置来解决上述问题。
实用新型内容
为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有石灰石给料装置存在的控制精度差、不易调节的问题，本实用新型提供了一种石灰石定量给料装置，所述石灰石定量给料装置包括：给料皮带机，所述给料皮带机上设置有变频驱动单元，所述变频驱动单元用于驱动所述给料皮带机的皮带轮转动；传感器单元，所述传感器单元设置于所述给料皮带机上，用于检测所述给料皮带机的运行参数；系统控制器，所述系统控制器分别与所述传感器单元和所述变频驱动单元连接，所述系统控制器用于从所述传感器单元接收所述运行参数并根据所述运行参数调节所述变频驱动单元的驱动参数。
在上述石灰石定量给料装置的优选技术方案中，所述传感器单元包括速度传感器和荷重传感器，所述速度传感器用于检测所述给料皮带机的运转速度，所述荷重传感器用于检测所述给料皮带机输送的物料的荷重。
在上述石灰石定量给料装置的优选技术方案中，所述变频驱动单元包括变频器和变频电机，所述变频电机与所述变频器连接，所述变频器与所述系统控制器连接，所述变频电机设置于所述给料皮带机上且所述变频电机的输出轴与所述给料皮带机的皮带轮传动连接。
在上述石灰石定量给料装置的优选技术方案中，所述系统控制器与所述变频器之间通过Profibus-DP协议通讯连接。
在上述石灰石定量给料装置的优选技术方案中，所述石灰石定量给料装置还包括与所述系统控制器连接的远程控制器，所述远程控制器至少用于从所述系统控制器接收所述运行参数和所述驱动参数，以及向所述系统控制器发送控制指令。
在上述石灰石定量给料装置的优选技术方案中，所述远程控制器与所述系统控制器之间通过工业以太网协议通讯连接。
在上述石灰石定量给料装置的优选技术方案中，所述石灰石定量给料装置还包括与所述系统控制器连接的现场控制单元，所述现场控制单元用于对所述给料皮带机进行现场操作控制。
在上述石灰石定量给料装置的优选技术方案中，所述现场控制单元包括现场启停按钮、现场急停按钮和现场调速旋钮，所述现场启停按钮用于控制所述给料皮带机的启停，所述现场急停按钮用于控制所述给料皮带机紧急停止，所述现场调速旋钮用于调节所述变频驱动单元的驱动参数。
在上述石灰石定量给料装置的优选技术方案中，所述石灰石定量给料装置还包括与所述系统控制器连接的声光报警器。
在上述石灰石定量给料装置的优选技术方案中，所述系统控制器包括中央处理器以及与所述中央处理器连接的通讯模块、数字量输入模块、数字量输出模块、脉冲量输入模块和模拟量输入模块。
本领域技术人员能够理解的是，在本实用新型的优选技术方案中，石灰石定量给料装置包括：给料皮带机，给料皮带机上设置有变频驱动单元，变频驱动单元用于驱动给料皮带机的皮带轮转动；传感器单元，传感器单元设置于给料皮带机上，用于检测给料皮带机的运行参数；系统控制器，系统控制器分别与传感器单元和变频驱动单元连接，系统控制器用于从传感器单元接收运行参数并根据运行参数调节变频驱动单元的驱动参数。
通过在设置传感器单元检测给料皮带机的运行参数，然后系统控制器基于该运行参数调节变频驱动单元的驱动参数，本申请能够基于传感器单元检测的运行参数灵活调节给料皮带机的运转状态，确保给料装置的给料精度。并且上述石灰石定量给料装置的控制逻辑简单、控制精确度高、效果良好，可以准确控制给料量，实现不间断的定量给料，大大减少现场维护的工作量。
附图说明
下面参照附图来描述本实用新型的石灰石定量给料装置。附图中：
图1为本实用新型的石灰石定量给料装置的宏观架构图；
图2为本实用新型的石灰石定量给料装置的优选实施方式的详细架构图；
图3为本实用新型的石灰石定量给料装置的控制回路图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。例如，虽然该优选实施方式中描述了各种具体的通讯协议，但是，这并不是限制性的，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本实用新型的保护范围。
此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
首先参照图1，对本实用新型的石灰石定量给料装置进行描述。其中，图1为本实用新型的石灰石定量给料装置的宏观架构图。
如图1所示，为了解决现有石灰石给料装置存在的控制精度差、不易调节的问题，本申请的石灰石定量给料装置包括：给料皮带机传感器单元和系统控制器(即图1中的控制器)，给料皮带机上设置有变频驱动单元，变频驱动单元用于驱动给料皮带机的皮带轮转动，从而皮带轮带动皮带运动，以输送皮带上的石灰石物料。传感器单元设置在给料皮带机上，用于检测给料皮带机的运行参数。系统控制器分别与传感器单元和变频驱动单元连接，系统控制器用于从传感器单元接收运行参数并根据运行参数调节变频驱动单元的驱动参数。
举例而言，系统控制器在接收到设定给料量信号和启动信号后，控制变频驱动单元开始驱动皮带轮转动，皮带轮带动皮带运动从而实现石灰石物料的输送。输送过程中，传感器单元检测给料皮带机的运行参数，如皮带速度、物料重量等，系统控制器从传感器单元获取上述运行参数后基于该参数计算物料的实际给料量，也即供给物料的流量，然后通过比较实际给料量与设定给料量之间的大小，确定出目前给料皮带机的给料快慢，从而基于比较结果调节变频驱动单元的驱动参数，如调节工作频率等，进而实现皮带的速度调节，也即给料量的调节。
从上述描述可以看出，通过在设置传感器单元检测给料皮带机的运行参数，然后系统控制器基于该参数计算实际给料量并基于实际给料量与设定给料量之间的大小调节变频驱动单元的驱动参数，本申请能够基于实际给料量灵活调节给料皮带机的运转速度，从而确保给料皮带机的给料精度。并且上述石灰石定量给料装置的控制逻辑简单、控制精确度高、效果良好，可以准确控制给料量，实现不间断的定量给料，大大减少现场维护的工作量。
继续参照图1，本申请的石灰石定量给料装置还包括远程控制器，远程控制器与系统控制器连接，用于从系统控制器接收运行参数、实际给料量和驱动参数，以及向系统控制器发送控制指令等。如远程控制器可以向系统控制器发送设定给料量信号以及启动信号，从而系统控制器基于该启动信号控制变频驱动单元启动，基于设定给料量信号控制变频驱动单元的驱动参数。再如在给料皮带机工作时，远程控制器从系统控制器接收给料皮带机的运行参数、实际给料量和驱动参数等。
仍然参照图1，本申请的石灰石定量给料装置还包括现场控制单元，现场控制单元与系统控制器连接，用于对给料皮带机进行现场操作控制。如工作人员通过现场控制单元可以控制给料皮带机的启停、运转速度等。
仍然参照图1，本申请的石灰石定量给料装置还包括声光报警器，声光报警器与系统控制器连接，用于在给料皮带机出现故障时发出声光报警。举例而言，在给料皮带机出现故障不运转时，系统控制器控制声光报警器发出声光报警。
下面参照图2，对本申请的一种较为优选的实施方式进行描述。其中，图2为本实用新型的石灰石定量给料装置的优选实施方式的详细架构图。
如图2所示，在一种较为优选的实施方式中，系统控制器包括中央处理器(以下或简称CPU)以及与CPU连接的通讯模块、数字量输入模块、数字量输出模块、脉冲量输入模块和模拟量输入模块，其中，通讯模块在图1中示出为两个，分别为通讯模块1和通讯模块2。
远程控制器可以是工控机，其通过工业以太网与系统控制器的通讯模块1通讯连接，如通过Modbus TCP/IP协议与通讯模块1通讯连接等。
变频驱动单元包括变频器和变频电机，变频电机设置在给料皮带机上，其输出轴与皮带轮传动连接。变频电机与变频器连接，变频器优选地通过Profibus-DP协议与系统控制器的通讯模块2连接，实现与CPU之间的通讯。
传感器单元包括速度传感器和荷重传感器，速度传感器与系统控制器的脉冲量输入模块连接，其用于检测给料皮带机的运转速度，如通过测量皮带轮或电机输出轴的旋转角度或圈数间接检测皮带的输送速度等。荷重传感器与系统控制器的模拟量输入模块连接，其用于检测给料皮带机输送的物料的荷重。
现场控制单元包括现场启停按钮、现场急停按钮和现场调速旋钮，现场启停按钮用于控制给料皮带机的启停，现场急停按钮用于控制给料皮带机紧急停止，二者均与系统控制器的数字量输入模块连接。现场调速旋钮与系统控制器的模拟量输入模块连接，其用于调节变频驱动单元的驱动参数，如调节变频器的工作频率。
声光报警器优选地设置在给料皮带机附近，如设置在给料皮带机上等，声光报警器与系统控制器的数字量输出模块连接，用于在给料皮带机出现故障时发出声光报警。
上述设置方式的优点在于：通过在石灰石定量给料装置中采用上述设置方式，实现了以系统控制器作为控制核心，控制简单，精确度高的效果，确保了水泥生产线的正常稳定生产。远程控制器的设置，能够实现给料皮带机的自动化控制，提高石灰石定量给料装置的控制精度。通过变频器和变频电机的设置，使得给料量的精确调节成为可能，保证了水泥生产线的正常稳定生产。通过设置传感器单元，使得系统控制器能够实时检测和监控给料皮带机的运行参数，从而方便对给料皮带机的运行状态进行调节，实现给料量的精准控制。通过设置现场控制单元，实现了给料皮带机的控制多样性，提高了控制安全性，使得工作人员在现场也能够控制给料皮带机，实现给料皮带机的人工控制。
下面结合图2和图3，对本申请的石灰石定量给料装置的运行过程进行简要描述。其中，图3为本实用新型的石灰石定量给料装置的控制回路图。
如图2和图3所示，石灰石定量给料装置自动运行时，系统控制器通过Modbus TCP/IP协议实时接收远程控制器的设定给料量信号和启动信号，然后系统控制器通过Profibus-DP通讯启动变频器，驱动给料皮带机运转输送石灰石物料。输送过程中，系统控制器通过速度传感器信号和荷重传感器信号实时计算实际给料量，并将实际给料量与设定给料量进行比较。如实际给料量的计算方法为：实际给料量＝计算系数×给料皮带机的运转速度×物料的荷重。当实际给料量与设定给料量之间的偏差在允许偏差范围内时，变频器运行频率不变，同时系统控制器把实际给料量以及设备运行状态等信号通过ModbusTCP/IP通讯实时传送给远程控制器。当实际给料量与设定给料量之间的偏差在允许偏差范围外时，对变频器进行PID控制，系统控制器内PID控制单元根据设定给料量值和实际给料量之间的偏差实时计算出变频器的工作频率，然后通过Profibus-DP通讯调节变频器的工作频率。工作过程中，若实际给料量突然偏离设定给料量，则系统控制器发出报警信号，驱动声光报警器闪亮，同时传送报警信号给远程控制器；当报警消失，石灰石定量给料装置自动复位。若变频器等设备出现故障信号，则系统控制器给出停机信号，驱动声光报警器常亮，石灰石定量给料装置不可自动复位。
为提高控制精度，在石灰石定量给料装置自动运行一段时间后，对计算系数进行校准。校准过程可以为：从给料皮带机输送的石灰石物料中随机抽取一批物料，将该批物料运输至高精度的地磅称重，然后将基于该批物料的称重重量计算出的给料量与系统自动计算出的实际给料量进行对比，若对比结果的偏差在预设范围外则对计算系数进行校准修正，若偏差在预设范围内则继续给料。
石灰石定量给料装置现场手动运行时，现场操作人员按下现场起停按钮，系统控制器通过接收现场调速旋钮的设定值并将对应的工作频率通过Profibus-DP通讯传送给变频器，驱动给料皮带机运行。控系统制器根据接收到的速度传感器信号和荷重传感器信号计算出实际给料量，并通过Modbus TCP/IP通讯传送给远程控制器。当给料皮带机出现故障时，操作人员按下现场急停按钮，给料皮带机紧急停止运行，声光报警器常亮。
需要指出的是，上述实施例中利用Modbus TCP/IP协议、Profibus-DP协议进行数据传输，只是利用优选方式平衡装置成本和传输效率，实际应用中还可以利用其它方式进行数据传输，并且随着科技的发展必将出现价格更加低廉、传输更加高效的替代方式。实施例中的传感器单元采用的是速度传感器和荷重传感器，实际应用中也可以是其它符合生产规模的传感器，只要该传感器采集的数据能够应用于后续的实际给料量的计算即可。同理，变频驱动单元也可以采用其他形式的设备。现场控制单元除上述设置方式外，还可以省略其中的现场急停按钮或添加其他如现场报警按钮等。总之，本实用新型的保护对象是变频驱动单元、传感器单元、现场控制单元、系统控制器、远程控制器组成的的宏观架构，而不是这些单元或者其子模块的具体功能或操作，也不是这些单元之间的交互方式或方法，因此，在不违背这种宏观构成的前提下，本实用新型的石灰石定量给料装置的具体组成部件可以根据需要进行调整和更换，调整和更换后的给料装置并没有偏离本实用新型的基本原理，因此也将落入本实用新型的保护范围之内。例如，加载各种不同控制程序的系统控制器都可以用于本实用新型，本实用新型的保护对象并不是系统控制器加载和执行的程序本身，而是系统控制器与传感器单元、变频驱动单元、远程控制单元、现场控制单元所构成的集成设备。
还要说明的是，上述实施例提供的石灰石定量给料装置，仅以上述各功能单元(如传感器单元、变频驱动单元、现场控制单元等)的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能单元由不同的功能单元来完成，即将本实用新型实施例中的功能单元再分解或者组合，例如，上述实施例的功能单元可以合并为一个功能单元，也可以进一步拆分成多个子单元，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本实用新型实施例中涉及的功能单元名称，仅仅是为了进去区分，不视为对本实用新型的不当限定。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本实用新型的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本实用新型的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。
