一种智能化卧螺机运行控制系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种智能化卧螺机运行控制系统，包括PLC控制箱、主电机、辅电机、搅拌罐电机、螺旋输送机电机、电动刀闸阀、进料泵和电动三通阀，主电机与卧螺机转鼓相连，辅电机通过差速器与卧螺机螺旋相连，搅拌罐电机与设置在搅拌罐内的搅拌轴相连，螺旋输送机电机与螺旋输送机内的螺旋轴相连，电动刀闸阀设置在卧螺机的转鼓小端出渣口与螺旋输送机的进料口之间的出渣管路上，进料泵、电动三通阀设置在搅拌罐的出料口与卧螺机的进料口之间的进料管路上。本发明专利技术采用高度集成智能化的控制系统使得卧螺机的整个运行状态得到有效监测，在卧螺机的启动、运行、停机过程中全部按照电控程序自动运行，大大降低了人工劳动强度并提高了卧螺机运行可靠性。

An Intelligent Operation Control System and Method for Horizontal Screw Machine

【技术实现步骤摘要】
一种智能化卧螺机运行控制系统及方法
本专利技术涉及一种智能化卧螺机运行控制系统及方法，属于机械设备自动控制

技术介绍
据了解，卧螺机是一种利用高速旋转产生的离心力进行固液分离的通用设备，被分离的物料进入转鼓内部后，由于固液之间存在密度差，在离心力的作用下，固相迅速沉降到转鼓的内壁，液相则沉降到固相的表面。转鼓和螺旋以相同的方向转动，并且转鼓和螺旋之间存在一个转速差，固相在螺旋的作用下被推向转鼓小端的出渣口，液相则通过大端盖轴上的出液口自然排出。现有的卧螺机控制系统普遍智能化、自动化程度不高，在实际生产过程中必须人工进行值守，劳动强度较大，控制系统对卧螺机运行过程中的各项指标参数检测不到位，对卧螺机运行中可能发生的故障不能有效地进行预判和诊断，从而导致卧螺机容易发生故障，需要拆机检查，非常影响正常生产。
技术实现思路
本专利技术的目的在于：针对现有技术存在的缺陷，提出一种智能化卧螺机运行控制系统及方法。为了达到以上目的，本专利技术提供一种智能化卧螺机运行控制系统，包括PLC控制箱、主电机、辅电机、搅拌罐电机、螺旋输送机电机、电动刀闸阀、进料泵和电动三通阀，所述主电机安装在卧螺机的一端，且所述主电机的输出轴与卧螺机的转鼓相连，所述辅电机安装在卧螺机的另一端，且所述辅电机的输出轴通过差速器与卧螺机的螺旋相连，所述搅拌罐电机的输出轴与设置在搅拌罐内的搅拌轴相连，所述螺旋输送机电机的输出轴与设置在螺旋输送机内的螺旋轴相连，所述电动刀闸阀设置在卧螺机的转鼓小端出渣口与螺旋输送机的进料口之间的出渣管路上，所述进料泵、电动三通阀设置在搅拌罐的出料口与卧螺机的进料口之间的进料管路上，所述主电机、辅电机、搅拌罐电机、螺旋输送机电机、电动刀闸阀、进料泵、电动三通阀均通过线路与PLC控制箱相连。进一步的，在所述进料管路上位于进料泵与电动三通阀之间设置有第一温度传感器；所述电动三通阀具有流入端口、第一流出端口和第二流出端口，所述流入端口通过进料管路与搅拌罐的出料口相连，所述第一流出管路通过进料管路与卧螺机的进料口相连，所述第二流出端口通过回料管路与搅拌罐的回料口相连；在所述进料管路上位于进料泵与第一温度传感器之间设置有流量计，所述搅拌罐内设置有液位传感器；所述第一温度传感器、流量计、液位传感器通过信号线与PLC控制箱的信号采集端连接。进一步的，在所述卧螺机的一端轴承座上安装有第二温度传感器，另一端轴承座上安装有第三温度传感器，在所述卧螺机的机座上安装有振动传感器，在所述卧螺机上安装有用于检测转鼓转速的第一转速传感器和用于检测差速器输入轴转速的第二转速传感器，所述第二温度传感器、第三温度传感器、振动传感器、第一转速传感器、第二转速传感器均通过信号线与PLC控制箱的信号采集端连接，所述PLC控制箱设有声光报警器。进一步的，所述卧螺机的进料口通过清洗液管路与CIP清洗液箱相连，在所述清洗液管路上设置有CIP清洗液电磁阀；所述卧螺机的进料口通过冲洗水管路与冲洗水箱相连，在所述冲洗水管路上设置有冲洗水电磁阀；所述卧螺机罩壳的内壁上设置有朝向转鼓的喷头，所述喷头通过喷淋水管路与喷淋水箱相连，在所述喷淋水管路上设置有喷淋水电磁阀；所述CIP清洗液电磁阀、冲洗水电磁阀、喷淋水电磁阀均通过线路与PLC控制箱的控制端连接。本专利技术还提供了一种智能化卧螺机运行控制方法，包括以下步骤：第一步、启动卧螺机，当卧螺机的主电机和辅电机达到工作效率后，卧螺机进料泵开始进料；第二步、在卧螺机运行过程中，PLC控制箱对卧螺机两端轴承座温度、卧螺机振动程度以及卧螺机运行差转速进行实时监测；第三步、PLC控制箱接收到停机指令后，控制进料泵自动停止运行，并控制电动三通阀切换使物料向搅拌罐方向回流，然后控制卧螺机自动降速到冲洗频率，开始低速推渣。第一步中，进料时第一温度传感器检测进料管路中物料温度，并将检测到的物料温度传送至PLC控制箱，PLC控制箱对检测的物料温度值与预设温度值进行比较，当PLC控制箱判定检测的物料温度值达到预设温度时，控制电动三通阀切换开始向卧螺机进料，当物料温度值达不到预设温度时，PLC控制箱控制电动三通阀切换使物料返回搅拌罐内；开始向卧螺机进料后，进料过程中流量计检测进料管路中物料流量，并将检测到的物料流量传送至PLC控制箱，PLC控制箱对检测的物料流量值与预设流量值进行实时比较，并根据比较结果控制进料泵的变频器自动调整频率，直至检测的物料流量值与预设流量值一致。第二步中，卧螺机正常运行进料后，液位传感器检测搅拌罐内液位并将检测的液位传送至PLC控制箱，PLC控制箱对检测液位与预设液位进行比较，当检测液位低于预设液位值时，PLC控制箱控制进料泵自动停止，直至液位传感器检测的液位值恢复到预设液位值，再控制进料泵自动启动。第二步中，第二温度传感器、第三温度传感器检测卧螺机两端轴承座的温度，并将检测的轴承座温度传送至PLC控制箱，PLC控制箱对检测的轴承座温度与第一预设轴承座温度值、第二预设轴承座温度值（第一预设轴承座温度值＜第二预设轴承座温度值）进行实时比较，当检测的轴承座温度值超过第一预设轴承座温度值时，PLC控制箱启动声光报警，当检测的轴承座温度值超过第二预设轴承座温度值时，则PLC控制箱控制卧螺机停止运行，进料泵停止运行；振动传感器检测卧螺机的振动程度，并将检测的振动程度值传送至PLC控制箱，PLC控制箱对检测的振动程度值与第一预设振动程度值、第二预设振动程度值（第一预设振动程度值＜第二预设振动程度值）进行实时比较，当检测的振动程度值超过第一预设振动程度值时，PLC控制箱启动声光报警，当检测的振动程度值超过第二预设振动程度值时，则PLC控制箱控制卧螺机停止运行，进料泵停止运行；第一转速传感器检测转鼓的转速，第二转速传感器检测差速器输入轴的转速，并将检测到的转鼓转速、差速器输入轴转速传送至PLC控制箱，PLC控制箱通过这两个转速计算出卧螺机运行差转速，并且PLC控制箱对转鼓转速检测值与第一预设转鼓转速值、第二预设转鼓转速值（第一预设转鼓转速值＜第二预设转鼓转速值）进行实时比较，当转鼓转速检测值低于第一预设转鼓转速值或高于第二预设转鼓转速值，则PLC控制箱启动声光报警，并停止卧螺机和进料泵的运行；PLC控制箱对差速器输入轴转速检测值与第一预设差速器输入轴转速值、第二预设差速器输入轴转速值（第一预设差速器输入轴转速值＜第二预设差速器输入轴转速值）进行实时比较，当差速器输入轴转速检测值低于第一预设差速器输入轴转速值或高于第二预设差速器输入轴转速值，则PLC控制箱启动声光报警，并停止卧螺机和进料泵的运行。第二步中，PLC控制箱实时监测辅电机电流I，并将辅电机的电流预先分为三段，分别记为正常工作电流I1、自动冲洗电流I2和自动停机电流I3；当辅电机电流I小于正常工作电流I1时，卧螺机按照恒差速模式运行，即主电机、辅电机按照初始设置频率运行；当辅电机电流I处于正常工作电流I1与自动冲洗电流I2之间时，卧螺机按照恒扭矩模式运行，即主电机频率不变、辅电机频率根据辅电机电流I自动进行PID调节，并根据实际情况通过调节α值来控制PID调节，以获得最佳调节方法；当辅电机电流I超过自动冲洗电流I2时，卧螺机自动降速到冲洗频率，即主电机、辅电机频率自动下降到冲洗频率本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能化卧螺机运行控制系统，其特征在于：包括PIC控制箱、主电机、辅电机、搅拌罐电机、螺旋输送机电机、电动刀闸阀、进料泵和电动三通阀，所述主电机安装在卧螺机的一端，且所述主电机的输出轴与卧螺机的转鼓相连，所述辅电机安装在卧螺机的另一端，且所述辅电机的输出轴通过差速器与卧螺机的螺旋相连，所述搅拌罐电机的输出轴与设置在搅拌罐内的搅拌轴相连，所述螺旋输送机电机的输出轴与设置在螺旋输送机内的螺旋轴相连，所述电动刀闸阀设置在卧螺机的转鼓小端出渣口与螺旋输送机的进料口之间的出渣管路上，所述进料泵、电动三通阀设置在搅拌罐的出料口与卧螺机的进料口之间的进料管路上，所述主电机、辅电机、搅拌罐电机、螺旋输送机电机、电动刀闸阀、进料泵、电动三通阀均通过线路与PLC控制箱相连。

【技术特征摘要】
1.一种智能化卧螺机运行控制系统，其特征在于：包括PIC控制箱、主电机、辅电机、搅拌罐电机、螺旋输送机电机、电动刀闸阀、进料泵和电动三通阀，所述主电机安装在卧螺机的一端，且所述主电机的输出轴与卧螺机的转鼓相连，所述辅电机安装在卧螺机的另一端，且所述辅电机的输出轴通过差速器与卧螺机的螺旋相连，所述搅拌罐电机的输出轴与设置在搅拌罐内的搅拌轴相连，所述螺旋输送机电机的输出轴与设置在螺旋输送机内的螺旋轴相连，所述电动刀闸阀设置在卧螺机的转鼓小端出渣口与螺旋输送机的进料口之间的出渣管路上，所述进料泵、电动三通阀设置在搅拌罐的出料口与卧螺机的进料口之间的进料管路上，所述主电机、辅电机、搅拌罐电机、螺旋输送机电机、电动刀闸阀、进料泵、电动三通阀均通过线路与PLC控制箱相连。2.根据权利要求1所述一种智能化卧螺机运行控制系统，其特征在于：在所述进料管路上位于进料泵与电动三通阀之间设置有第一温度传感器；所述电动三通阀具有流入端口、第一流出端口和第二流出端口，所述流入端口通过进料管路与搅拌罐的出料口相连，所述第一流出管路通过进料管路与卧螺机的进料口相连，所述第二流出端口通过回料管路与搅拌罐的回料口相连；在所述进料管路上位于进料泵与第一温度传感器之间设置有流量计，所述搅拌罐内设置有液位传感器；所述第一温度传感器、流量计、液位传感器通过信号线与PLC控制箱的信号采集端连接。3.根据权利要求1所述一种智能化卧螺机运行控制系统，其特征在于：在所述卧螺机的一端轴承座上安装有第二温度传感器，另一端轴承座上安装有第三温度传感器，在所述卧螺机的机座上安装有振动传感器，在所述卧螺机上安装有用于检测转鼓转速的第一转速传感器和用于检测差速器输入轴转速的第二转速传感器，所述第二温度传感器、第三温度传感器、振动传感器、第一转速传感器、第二转速传感器均通过信号线与PLC控制箱的信号采集端连接，所述PLC控制箱设有声光报警器。4.根据权利要求1所述一种智能化卧螺机运行控制系统，其特征在于：所述卧螺机的进料口通过清洗液管路与CIP清洗液箱相连，在所述清洗液管路上设置有CIP清洗液电磁阀；所述卧螺机的进料口通过冲洗水管路与冲洗水箱相连，在所述冲洗水管路上设置有冲洗水电磁阀；在卧螺机罩壳的内壁上设置有朝向转鼓的喷头，所述喷头通过喷淋水管路与喷淋水箱相连，在所述喷淋水管路上设置有喷淋水电磁阀；所述CIP清洗液电磁阀、冲洗水电磁阀、喷淋水电磁阀均通过线路与PLC控制箱的控制端连接。5.一种智能化卧螺机运行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步、启动卧螺机，当卧螺机的主电机和辅电机达到工作效率后，进料泵开始进料；第二步、在卧螺机运行过程中，PLC控制箱对卧螺机两端轴承座温度、卧螺机振动程度以及卧螺机运行差转速进行实时监测；第三步、PLC控制箱接收到停机指令后，控制进料泵自动停止运行，并控制电动三通阀切换使物料向搅拌罐方向回流，然后控制卧螺机自动降速到冲洗频率，开始低速推渣。6.根据权利要求5所述一种智能化卧螺机运行控制方法，其特征在于，第一步中，进料时第一温度传感器检测进料管路中物料温度，并将检测到的物料温度传送至PLC控制箱，当PLC控制箱判定检测的物料温度值达到预设温度时，控制电动三通阀切换开始向卧螺机进料，当物料温度值达不到预设温度时，PLC控制箱控制电动三通阀切换使物料返回搅拌罐内；进料过程中流量计检测进料管路中物料流量，并将检测到的物料流量传送至PLC控制箱，PLC控制箱对检测的物料流量值与预设流量值进行实时比较，并根据比较结果控制进料泵的变频器自动调整频率，直至检测的物料流量值与预设流量值一致。7.根据权利要求5所述一...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢仁伟，王存林，杨超，高建生，曹艳兵，
申请(专利权)人：南京中船绿洲机器有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32