一种基于PID的双级推料离心机控制装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于PID的双级推料离心机控制装置及方法，设计时采用简单、实用、稳定、低成本的原则，其离心转数低于3000r/min,适用于分离颗粒的结晶状和纤维状物料的悬浮液，同时也适合需要洗涤的悬浮液中固相含量较高的物料。本发明专利技术硬件由PLC、主电机、油泵电机、电源模块、传感器、电器保护开关以及一些外围电路组成。不但工作稳定，易于维护、提高了生产效率和产品质量，同时和其他采用PLC和变频器的控制系统相比，不但节约成本，易于操作和维护，而且本发明专利技术具有手动控制和自动控制两种方式，灵活的控制方式，极大的方便了用户进行操作。

PID based two-stage push material centrifuge control device and method

The invention discloses a centrifuge PID control device and method based on simple, practical, stable and low cost by the principle of design, the centrifugal speed is lower than 3000r/min, the suspension is suitable for separation of crystalline particles and fibrous materials, also suitable for high solid content suspension needs washing the material. The hardware of the invention is composed of a PLC, a main motor, an oil pump motor, a power supply module, a sensor, an electrical protection switch and a plurality of peripheral circuits. Not only stable operation, easy maintenance, improve production efficiency and product quality, at the same time compared with other uses the PLC and inverter control system can not only save cost, easy operation and maintenance, and the invention has manual control and automatic control in two ways, flexible control mode, greatly facilitates the user operation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及自动化控制领域，具体涉及一种基于PID的双级推料离心机控制装置及方法。
技术介绍
离心机广泛应用于食品、制药、农化、化工等行业,其发展趋势向着智能化，节能化，专业化，大型化发展[1]。本专利技术的离心机控制系统适用于分离中颗粒的结晶状或纤维状物料的悬浮液，如硝酸钾，氯化钾，碳酸氢铵，硫酸钠，硫酸钾，聚乙烯、聚丙烯、纤维素等物料的分离。离心机原理是利用离心力，将悬浮液中的固体颗粒与液体分开，或将乳浊液中两种密度不同，又互不相溶的液体分开；它也可用于排除湿固体中的液体。离心机经常被用于比较恶劣的工作场所，如易燃、易爆多粉尘等，但其传动系统结构繁琐，机械磨损大，故障频繁，传统的双级推料离心机采用继电器控制，稳定性差，工作效率低，易受外界干扰。图1为双级推料离心机传统的继电器控制电路，主要由继电器和开关、接触器组成，由于采用继电器和接触器组成连锁控制，接线复杂，体积大。又因工作环境多尘潮湿，易出故障，而且不容易查找故障，极大的减少生产效率。通过分析电路图所知：SA1为总电源开关，按下时，电源指示灯HL1亮，SB1为油泵电机停止按钮，SB2为油泵电机启动按钮，SB3主电机停止按钮，SB4为主电机启动按钮。HL2油泵电机运行指示灯，HL3为主机星形启动指示灯，HL4为主机三角运行指示灯。KT1，KT2,KT3为定时器，KAn为中间继电器线圈,KMn为接触器线圈(n为1,2,3…)KAi-j为第i个中间继电器的第j个触点,KMi-j为第i个接触器的第j个触点,(i,j为1，2，3…)。何波[2]介绍了采用传统的继电器控制的双级推料离心机易出现的故障进行了分析和改进，但由于仍是采用传统的继电器控制，很难从根本上解决这些问题和实现自动控制。余浩[3]等介绍了在传统的继电器控制基础上加入了变频器，能够有效控制电机速度，但未能更好的进行自动化控制。李胜利[4]介绍了把采用继电器控制的离心机改为用三菱系列的PLC控制，解决了继电器控制带来的一些问题，基本达到了安全稳定，但调试和维护比较困难。郭宏斌[5]杨培文[6]等介绍了采用西门子系列的PLC结合变频器进行调速控制，虽然可以达到好的效果，但变频器价格昂贵，如果批量生产，会给公司增加巨额成本。周红燕[7]介绍了采用光洋系列PLC结合变频对主电机进行调速控制，同时加入了工作模式判定，即手动控制和自动控制，在调试时可以采用手动模式进行单步运行，简化了后期维护难度。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术旨在提供一种基于PID的双级推料离心机控制装置及方法，将传统继电器控制的双级推料离心机改为用PLC控制代替，同时省去变频器，节约成本，采用星三角启动，同样可以达到启动电流小，防止启动电流过大对电网造成的冲击。另外，为了防止进料不均匀带来过强的机器振动，除了加入常规的振动检测传感器外，同时加入闭环控制器，即PID控制器，流量传感器检测到的流量值和预先设定的流量值进行对比，如果过大则减少电磁阀门的开度，反之，则增大阀门的开度，这样能够有效减缓因进料不均匀带来过强的机器振动。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于PID的双级推料离心机控制装置，双级推料离心机包括料管、外转鼓、内转鼓、液压推动系统、推料盘、布料盘、主电机、油泵电机和进料电磁阀，所述外转鼓和内转鼓从外往内依次设置并相互连通，所述推料盘设于所述内转鼓内并与所述液压推动系统相连接；所述料管与所述布料盘相连通，所述布料盘连接于所述推料盘；所述外转鼓与内转鼓和推料盘相联动，并与主电机连接；所述油泵电机通过油路系统连接于所述液压推动系统；所述进料电磁阀连接于所述料管的管口；所述基于PID的双级推料离心机控制装置包括PLC微处理器，所述PLC微处理器连接于所述双级推料离心机的主电机、油泵电机和进料电磁阀；另外，所述PLC微处理器还连接有振动传感器和流量传感器，所述振动传感器安装在机器底座上和流量传感器设于所述双级推料离心机的料管内，并且连接于PID控制器；所述PID控制器还连接于所述PLC微处理器。进一步地，所述PLC微处理器还连接于油温传感器，并且连接有温度报警电路。进一步地，所述PLC微处理器还连接于报警电路。进一步地，所述PLC微处理器还连接有装置启动按钮、手动模式选择按键、自动模式选择按键、手动进料按钮、主电机启动按钮和油泵电机启动按钮。基于PID的双级推料离心机控制装置进行双级推料离心机控制的方法，包括如下步骤：S1按下装置启动按钮后，电源指示灯亮，同时PLC微处理器开始自检，完成后开始运行；S2按下油泵电机启动按钮，所述油泵电机启动并开始运行；三分钟后，PLC微处理器向主电机发送启动信号，主电机自动星形降压启动，并在15秒后，主电机工频全速运行，同时，PLC微处理器向电磁阀发送启动信号，电磁阀打开，物料开始进入料管，流量传感器将读到的信号转为4-20ma的电流值经过A/D转换送到PID控制器中，PID控制器将该数值与预设值进行对比，并根据对比结果向PLC微处理器发送信号，由PLC微处理器控制电磁阀的开度，以控制物料流量的均衡，当高于预设值时，控制电磁阀开度变小，当低于预设值时，则控制电磁阀开度变大；振动传感器将检测的振动信号传送到PLC控制器，如果振动的幅度过大，PLC控制器控制主电机停转；S3物料经料管分布到双级推料离心机的布料盘上，在主电机的驱动下推料盘连同布料盘旋转，物料在离心力作用被甩到双级推料离心机的带有小孔的内转鼓上，物料中的液体从小孔流出，固体滤渣留在内转鼓壁上形成一个环状形，在主电机的驱动内转鼓做高速旋转的同时，油泵电机驱动液压推动系统推动推料盘连同布料盘、内转鼓作水平方向的往返运动，在内转鼓返程时，固体滤渣将向前推动一段距离，在内转鼓往程时，空出的带小孔的内壁又形成新的滤渣层，通过内转鼓的反复运动，固体滤渣被推到外转鼓，并在外转鼓受主电机的驱动转动下被进一步甩干，最后被推到双级推料离心机的集料槽。本专利技术的有益效果在于：1、将传统继电器控制的双级推料离心机改为用PLC控制代替，同时省去变频器，节约成本，采用星三角启动，同样可以达到启动电流小，防止启动电流过大对电网造成的冲击。2、能够有效减缓因进料不均匀带来过强的机器振动。附图说明图1为现有的继电器控制方式示意图；图2为本专利技术装置电路示意图；图3为本专利技术方法流程示意图；图4为双级推料离心机的电路示意图；图5为双级推料离心机的结构示意图；图6为本专利技术方法自动运行程序示意图；图7为本专利技术方法手动运行程序示意图；图8为本专利技术方法的手动/自动选择程序示意图。具体实施方式以下将结合附图对本专利技术作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围并不限于本实施例。如图4、图5所示，双级推料离心机主要包括料管1、外转鼓4、内转鼓3、液压推动系统9、推料盘10、布料盘2、主电机(图5中未示)、油泵电机(图5中未示)和进料电磁阀(图5中未示)，所述外转鼓4和内转鼓3从外往内依次设置并相互连通，所述推料盘10设于所述内转鼓3内并与所述液压推动系统9相连接；所述料管1与所述布料盘2相连通，所述布料盘2和推料盘10连接；所述外转鼓4与内转鼓3和推料盘10相联动，并与主电机连接；所述油泵电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于PID的双级推料离心机控制装置，双级推料离心机包括料管、外转鼓、内转鼓、液压推动系统、推料盘、布料盘、主电机、油泵电机和进料电磁阀，所述外转鼓和内转鼓从外往内依次设置并相互连通，所述推料盘设于所述内转鼓内并与所述液压推动系统相连接；所述料管与所述布料盘相连通，所述布料盘连接于所述推料盘；所述外转鼓与内转鼓和推料盘相联动，并与主电机连接；所述油泵电机通过油路系统连接于所述液压推动系统；所述进料电磁阀连接于所述料管的管口；其特征在于，所述基于PID的双级推料离心机控制装置包括PLC微处理器，所述PLC微处理器连接于所述双级推料离心机的主电机、油泵电机和进料电磁阀；另外，所述PLC微处理器还连接有振动传感器和流量传感器，所述振动传感器安装在机器底座上和流量传感器设于所述双级推料离心机的料管内，并且连接于PID控制器；所述PID控制器还连接于所述PLC微处理器。

【技术特征摘要】
1.一种基于PID的双级推料离心机控制装置，双级推料离心机包括料管、外转鼓、内转鼓、液压推动系统、推料盘、布料盘、主电机、油泵电机和进料电磁阀，所述外转鼓和内转鼓从外往内依次设置并相互连通，所述推料盘设于所述内转鼓内并与所述液压推动系统相连接；所述料管与所述布料盘相连通，所述布料盘连接于所述推料盘；所述外转鼓与内转鼓和推料盘相联动，并与主电机连接；所述油泵电机通过油路系统连接于所述液压推动系统；所述进料电磁阀连接于所述料管的管口；其特征在于，所述基于PID的双级推料离心机控制装置包括PLC微处理器，所述PLC微处理器连接于所述双级推料离心机的主电机、油泵电机和进料电磁阀；另外，所述PLC微处理器还连接有振动传感器和流量传感器，所述振动传感器安装在机器底座上和流量传感器设于所述双级推料离心机的料管内，并且连接于PID控制器；所述PID控制器还连接于所述PLC微处理器。2.根据权利要求1所述的基于PID的双级推料离心机控制装置，其特征在于，所述PLC微处理器还连接于油温传感器，并且连接有温度报警电路。3.根据权利要求1所述的基于PID的双级推料离心机控制装置，其特征在于，所述PLC微处理器还连接于报警电路。4.根据权利要求1所述的基于PID的双级推料离心机控制装置，其特征在于，所述PLC微处理器还连接有装置启动按钮、手动模式选择按键、自动模式选择按键、手动进料按钮、主电机启动按钮和油泵电机启动按钮。5.利用权利要求1所述的基于PID的双级推料离心机控制装置进行双...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨有，张二兵，尚晋，余平，崔旭东，
申请(专利权)人：重庆师范大学，
类型：发明
国别省市：重庆;50