專利名稱：自適應(yīng)投料系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種適用于發(fā)電、冶金、石化、輕工、環(huán)保等工業(yè)部門的加藥投料系統(tǒng)， 具體地說，是一種自適應(yīng)的投料系統(tǒng)及其控制方法。
背景技術(shù)：
在發(fā)電、冶金、石化、輕工、環(huán)保等大規(guī)模工業(yè)產(chǎn)業(yè)化中，很多涉及化工產(chǎn)品的添 加、調(diào)制和混合技術(shù)，如何高效、可靠地實(shí)現(xiàn)原料的添加、稀釋和混合反應(yīng)。由于各種原料試 劑要不斷持續(xù)地投放到反應(yīng)釜里，簡單依靠人工經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)行粗放式投料，已無法滿足準(zhǔn)確投 料，精密控制的要求。現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)還沒有一種系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)多種原料的精確投放，更無法根據(jù)反 應(yīng)結(jié)果快速調(diào)整投料量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種自適應(yīng)投料系統(tǒng)及其控制方法，實(shí)現(xiàn)多種原料的精確投 放，還能根據(jù)反應(yīng)結(jié)果進(jìn)行閉環(huán)控制，快速調(diào)整修正投料量，以滿足工藝要求。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明表述一種自適應(yīng)投料系統(tǒng)，包括混合器(1)，該混合器的 水源端經(jīng)水管與水源相通，該混合器的加料口經(jīng)加料管與料源相通，該混合器的輸出端連 接有出料管，其關(guān)鍵在于所述出料管中安裝有傳感器，該傳感器的輸出端連接有信號(hào)處理 設(shè)備，該信號(hào)處理設(shè)備的輸出端連接有信號(hào)判定模塊，所述信號(hào)判定模塊的輸出端連接有 電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，該電動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝在所述加料管中；所述混合器為自吸式混合裝置，該自吸式混合裝置包括主管，該主管的前端與喇 叭管相通，該喇叭管的大口端連接所述水管，喇叭管的小口端伸入所述主管，所述加料口開 在靠近所述小口端的主管側(cè)壁上，所述主管的后端連接所述出料管。為實(shí)現(xiàn)多種原料的精確投放，可在喇叭管小口端附近設(shè)置多個(gè)加料管，以滿足多 種材料同時(shí)投放的要求。水管上安裝水泵，水泵將水從喇叭管高速注入到主管時(shí)，在喇叭管小口端附近的 主管內(nèi)產(chǎn)生負(fù)壓，借此負(fù)壓，加料管內(nèi)的添加料也被抽吸進(jìn)了主管，水和添加料就在第一時(shí) 間充分混合，充分反應(yīng)，再在其下游的出料管中安裝傳感器。所述傳感器為電位計(jì)探頭。傳感器檢測到混合液的電導(dǎo)率后，依靠電導(dǎo)率，就能識(shí) 別出混合液的濃度是否合適。所述信號(hào)處理設(shè)備為A/D轉(zhuǎn)換模塊。A/D轉(zhuǎn)換模塊將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換數(shù)字信號(hào)后，直 接發(fā)送給信號(hào)判定模塊。所述信號(hào)判定模塊為單片機(jī)或PLC。信號(hào)判定模塊將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為混合液的濃度數(shù)據(jù)，并根據(jù)濃度數(shù)據(jù)，控制電動(dòng) 調(diào)節(jié)閥的開度，開度加大，可以增加加料管內(nèi)的添加料投放量，開度減小，可以減少加料管 內(nèi)的添加料投放量。
所述電動(dòng)調(diào)節(jié)閥為直線電動(dòng)閥，該電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的內(nèi)襯為四氟防腐層。由于主料，即水是由水泵送入，這和水泵的功率密切相關(guān)，當(dāng)水泵的工作功率處于 穩(wěn)定的狀況下，水的注入量是非常穩(wěn)定的，因此，在喇叭管附近產(chǎn)生的負(fù)壓也是非常穩(wěn)定 的，經(jīng)過粗調(diào)后，就可以把電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的開度設(shè)置自愛一個(gè)相對平穩(wěn)的位置。當(dāng)添加料的品質(zhì)出現(xiàn)細(xì)微變化，或其他局部因素影響到主料和添加料的配比發(fā)生 變化后，就可以通過傳感器、信號(hào)處理設(shè)備、信號(hào)判定模塊和電動(dòng)調(diào)節(jié)閥組成的閉環(huán)回路實(shí) 現(xiàn)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥開度的微調(diào)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的精確控制。如果多種材料要依次投放，可以在主管上安裝多個(gè)混合器，每個(gè)混合器的下游都 布置一個(gè)閉環(huán)回路進(jìn)行控制。一種自適應(yīng)投料系統(tǒng)的控制方法，其關(guān)鍵在于在所述信號(hào)判定模塊內(nèi)包括用于讀取設(shè)定數(shù)據(jù)值IO的步驟；設(shè)定數(shù)據(jù)值IO就是事先設(shè)定并存儲(chǔ)在信號(hào)判定 模塊內(nèi)的濃度數(shù)據(jù)值，設(shè)定數(shù)據(jù)值IO也可以是電導(dǎo)率數(shù)據(jù)值，酸堿度數(shù)據(jù)值等其他形式的 檢測數(shù)據(jù)值。用于讀取設(shè)定閾值P的步驟；設(shè)定閾值P為預(yù)先設(shè)定好的允許誤差范圍值。用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值Il的步驟；當(dāng)前數(shù)據(jù)值Il為當(dāng)前的濃度數(shù)據(jù)值。用于判斷IO是否大于Il的步驟；如果IO大于II，則信號(hào)判定模塊進(jìn)入閥門開度加大控制流程；如果IO小于等于II，則信號(hào)判定模塊進(jìn)入閥門開度減小控制流程；所述閥門開度加大控制流程包括用于計(jì)算Ml = IO-Il的步驟；用于判斷Ml是否大于dnP的步驟；Ml是否在允許誤差范圍P的dn倍內(nèi)。如果Ml大于dnP，則用于閥門開度增加SnE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù) 據(jù)值Il的步驟；E為單位閥門開度，可以將E設(shè)定為閥門全開時(shí)開度的1%、2%、5%、10% 等。SnE為Sn倍單位閥門開度。如果Ml小于等于dnP，則用于判斷Ml是否大于dn-lP的步驟；Ml是否在允許誤差 范圍P的dn-Ι倍內(nèi)。如果Ml大于dn-lP，則用于閥門開度增加Sn-IE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前 數(shù)據(jù)值Il的步驟；如果Ml小于等于dn-lP，則用于判斷Ml是否大于dn-2P的步驟；。。。P的倍數(shù)由dn倍調(diào)整到dl，閥門開度相應(yīng)由Sn倍調(diào)整為Sl倍。用于判斷Ml是否大于dlP的步驟；如果Ml大于dlP，則用于閥門開度增加SlE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù) 值Il的步驟；如果Ml小于等于dlP，則返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值Il的步驟；所述閥門開度減小控制流程包括用于計(jì)算M2 = Il-IO的步驟；用于判斷M2是否大于dnP的步驟；如果M2大于dnP，則用于閥門開度減小SnE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù) 值Il的步驟；
如果M2小于等于dnP，則用于判斷M2是否大于dn-lP的步驟；如果M2大于dn-lP，則用于閥門開度減小Sn-IE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前 數(shù)據(jù)值Il的步驟；如果M2小于等于dn-lP，則用于判斷M2是否大于dn-2P的步驟；。。。P的倍數(shù)由dn倍調(diào)整到dl，閥門開度相應(yīng)由Sn倍調(diào)整為Sl倍。η由人為事 先設(shè)定。用于判斷Μ2是否大于dlP的步驟；如果M2大于dlP，則用于閥門開度減小SlE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù) 值Il的步驟；如果M2小于等于dlP，則返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值Il的步驟。SnE > Sn-IE > Sn_2E > Sn_3E...> S3E > S2E > S1E。Sn 到 Sl 都是預(yù)先設(shè)定的 系數(shù)。DnP > Dn-IP > Dn_2P > Dn_3P...> D3P > D2P > DIP。Dn 到 Dl 都是預(yù)先設(shè)定的系數(shù)。本發(fā)明的顯著效果是結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，反應(yīng)迅速，實(shí)現(xiàn)多種原料的精確投放， 還能根據(jù)反應(yīng)結(jié)果進(jìn)行閉環(huán)控制，快速調(diào)整修正投料量，以滿足工藝要求。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)框圖；圖2為混合器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為信號(hào)判定模塊的工作流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明、如圖1所示，一種自適應(yīng)投料系統(tǒng)，包括混合器1，該混合器1的水源端經(jīng)水管2與 水源相通，該混合器1的加料口經(jīng)加料管3與料源相通，該混合器1的輸出端連接有出料管 4，所述出料管4中安裝有傳感器5，該傳感器5的輸出端連接有信號(hào)處理設(shè)備6，該信號(hào)處 理設(shè)備6的輸出端連接有信號(hào)判定模塊7，所述信號(hào)判定模塊7的輸出端連接有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥 8，該電動(dòng)調(diào)節(jié)閥8安裝在所述加料管3中；如圖2所示，所述混合器1為自吸式混合裝置，該自吸式混合裝置包括主管，該主 管的前端與喇叭管相通，該喇叭管的大口端連接所述水管2，喇叭管的小口端伸入所述主 管，所述加料口開在靠近所述小口端的主管側(cè)壁上，所述主管的后端連接所述出料管4。如圖1所示，所述傳感器5為電位計(jì)探頭。電位計(jì)探頭型號(hào)SJ_30所述信號(hào)處理設(shè)備6為A/D轉(zhuǎn)換模塊。其型號(hào)是MA-4AD2DA。所述電動(dòng)調(diào)節(jié)閥8為直線電動(dòng)閥，該電動(dòng)調(diào)節(jié)閥8的內(nèi)襯為四氟防腐層。電動(dòng)調(diào)節(jié)閥的型號(hào)為a+z64K1210，內(nèi)襯材料為聚四氟乙烯。所述信號(hào)判定模塊7為單片機(jī)或PLC。PLC的型號(hào)為XP2-18。如圖3所示，一種自適應(yīng)投料系統(tǒng)的控制方法，在所述信號(hào)判定模塊7內(nèi)包括
用于讀取設(shè)定數(shù)據(jù)值IO的步驟；用于讀取設(shè)定閾值P的步驟；用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值Il的步驟；用于判斷IO是否大于Il的步驟；如果IO大于II，則信號(hào)判定模塊7進(jìn)入閥門開度加大控制流程；如果IO小于等于II，則信號(hào)判定模塊7進(jìn)入閥門開度減小控制流程；所述閥門開度加大控制流程包括用于計(jì)算Ml = IO-Il的步驟；用于判斷Ml是否大于dnP的步驟；如果Ml大于dnP，則用于閥門開度增加SnE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù) 值Il的步驟；如果Ml小于等于dnP，則用于判斷Ml是否大于dn-lP的步驟；如果Ml大于dn-lP，則用于閥門開度增加Sn-IE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前 數(shù)據(jù)值Il的步驟；如果Ml小于等于dn-lP，則用于判斷Ml是否大于dn-2P的步驟；ο ο ο用于判斷Ml是否大于dlP的步驟；如果Ml大于dlP，則用于閥門開度增加SlE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù) 值Il的步驟；如果Ml小于等于dlP，則返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值Il的步驟；所述閥門開度減小控制流程包括用于計(jì)算M2 = Il-IO的步驟；用于判斷M2是否大于dnP的步驟；如果M2大于dnP，則用于閥門開度減小SnE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù) 值Il的步驟；如果M2小于等于dnP，則用于判斷M2是否大于dn-lP的步驟；如果M2大于dn-lP，則用于閥門開度減小Sn-IE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前 數(shù)據(jù)值Il的步驟；如果M2小于等于dn-lP，則用于判斷M2是否大于dn-2P的步驟；ο ο ο用于判斷M2是否大于dlP的步驟；如果M2大于dlP，則用于閥門開度減小SlE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù) 值Il的步驟；如果M2小于等于dlP，則返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值Il的步驟。盡管以上結(jié)構(gòu)結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本發(fā)明不限于上述具體實(shí)施方式
，上述具體實(shí)施方式
僅僅是示意性的而不是限定性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人 員在本發(fā)明的啟示下，在不違背本發(fā)明宗旨及權(quán)利要求的前提下，可以作出多種類似的表 示，如更改主料和添加料的成分形式，η設(shè)為10或8或6或5等。這樣的變換均落入本發(fā) 明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種自適應(yīng)投料系統(tǒng)，包括混合器(1)，該混合器(1)的水源端經(jīng)水管(2)與水源相通，該混合器(1)的加料口經(jīng)加料管(3)與料源相通，該混合器(1)的輸出端連接有出料管(4)，其特征在于所述出料管(4)中安裝有傳感器(5)，該傳感器(5)的輸出端連接有信號(hào)處理設(shè)備(6)，該信號(hào)處理設(shè)備(6)的輸出端連接有信號(hào)判定模塊(7)，所述信號(hào)判定模塊(7)的輸出端連接有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(8)，該電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(8)安裝在所述加料管(3)中；所述混合器(1)為自吸式混合裝置，該自吸式混合裝置包括主管，該主管的前端與喇叭管相通，該喇叭管的大口端連接所述水管(2)，喇叭管的小口端伸入所述主管，所述加料口開在靠近所述小口端的主管側(cè)壁上，所述主管的后端連接所述出料管(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)投料系統(tǒng)，其特征在于所述傳感器(5)為電位計(jì)探頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)投料系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)處理設(shè)備(6)為A/ D轉(zhuǎn)換模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)投料系統(tǒng)，其特征在于所述電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(8)為直線 電動(dòng)閥，該電動(dòng)調(diào)節(jié)閥(8)的內(nèi)襯為四氟防腐層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)投料系統(tǒng)，其特征在于所述信號(hào)判定模塊(7)為單 片機(jī)或PLC。
6.一種權(quán)利要求1所述自適應(yīng)投料系統(tǒng)的控制方法，其特征在于在所述信號(hào)判定模 塊(7)的工作流程是用于讀取設(shè)定數(shù)據(jù)值IO的步驟； 用于讀取設(shè)定閾值P的步驟； 用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值Il的步驟； 用于判斷IO是否大于Il的步驟；如果IO大于II，則信號(hào)判定模塊(7)進(jìn)入閥門開度加大控制流程； 如果IO小于等于II，則信號(hào)判定模塊(7)進(jìn)入閥門開度減小控制流程； 所述閥門開度加大控制流程包括 用于計(jì)算Ml = IO-Il的步驟； 用于判斷Ml是否大于dnP的步驟；如果Ml大于dnP，則用于閥門開度增加SnE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值 Il的步驟；如果Ml小于等于dnP，則用于判斷Ml是否大于dn-lP的步驟； 如果Ml大于dn-lP，則用于閥門開度增加Sn-IE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù) 值Il的步驟；如果Ml小于等于dn-lP，則用于判斷Ml是否大于dn-2P的步驟；OOO用于判斷Ml是否大于dip的步驟；如果Ml大于dlP，則用于閥門開度增加SlE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值 Il的步驟；如果Ml小于等于dlP，則返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值Il的步驟； 所述閥門開度減小控制流程包括用于計(jì)算M2 = Il-IO的步驟； 用于判斷M2是否大于dnP的步驟；如果M2大于dnP，則用于閥門開度減小SnE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值 Il的步驟；如果M2小于等于dnP，則用于判斷M2是否大于dn-lP的步驟； 如果M2大于dn-lP，則用于閥門開度減小Sn-IE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù) 值Il的步驟；如果M2小于等于dn-lP，則用于判斷M2是否大于dn-2P的步驟；OOO用于判斷M2是否大于dip的步驟；如果M2大于dlP，則用于閥門開度減小SlE的步驟，并返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值 Il的步驟；如果M2小于等于dlP，則返回所述用于獲取當(dāng)前數(shù)據(jù)值Il的步驟。
全文摘要
本發(fā)明公開一種自適應(yīng)投料系統(tǒng)及其控制方法，包括混合器，該混合器的水源端經(jīng)水管與水源相通，該混合器的加料口經(jīng)加料管與料源相通，該混合器的輸出端連接有出料管，其特征在于所述出料管中安裝有傳感器，該傳感器的輸出端連接有信號(hào)處理設(shè)備，該信號(hào)處理設(shè)備的輸出端連接有信號(hào)判定模塊，所述信號(hào)判定模塊的輸出端連接有電動(dòng)調(diào)節(jié)閥，該電動(dòng)調(diào)節(jié)閥安裝在所述加料管中。本發(fā)明的顯著效果是結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，反應(yīng)迅速，實(shí)現(xiàn)多種原料的精確投放，還能根據(jù)反應(yīng)結(jié)果進(jìn)行閉環(huán)控制，快速調(diào)整修正投料量，以滿足工藝要求。
文檔編號(hào)B01J4/00GK101927140SQ20101025754
公開日2010年12月29日 申請日期2010年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月19日
發(fā)明者梁楓 申請人:重慶漢能環(huán)保工程技術(shù)有限公司