一种应用于粉体物料称重的失重式计量方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种应用于粉体物料称重的失重式计量方法及其装置，先通过初始化控制使生产流程各设备处于初始状态，再根据计量仓内当前料量情况，对计量仓进行补料，然后称量单位时间段内计量仓中各时间点的瞬时粉料量，取平均数值，从而实时控制螺旋给料装置的给料速度，调节送往下一生产设备的粉料量；采用上述方法进行粉料的失重式计量的装置包括物料接收仓、计量仓、螺旋给料装置及控制系统；物料接收仓设置在计量仓的上方；计量仓设置在螺旋给料装置的下方；螺旋给料装置连接下一工序设备。通过上述方法及设备，能够对产生较大波动的粉料进行准确稳定的称重测量，并根据称量情况实时调整设备进料速度，确保粉料使用过程的准确性。准确性。准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于粉体物料称重的失重式计量方法及其装置


[0001]本专利技术属于自动化控制
，具体涉及一种应用于粉体物料称重的失重式计量方法及其装置。

技术介绍

[0002]粉体物料简称粉料，包括金属粉末物料、化工品粉末、塑胶粉末颗粒等。粉料被广泛应用于金属冶炼、化工生产、混凝土生产、现代塑料制造成型工业等工业生产领域。在粉料使用过程中，需要通过准确的称重来确定投入量，以达到节约成本，精准配置物料组分含量等目的，因此粉料的称重一直是工业生产中一项重要的工艺环节。在目前的粉体物料计量称重设备中，失重式计量装置在低料量时可取得较好的称量效果，但是在投入较多粉料等情况下使得瞬时料量产生较大波动变化时，特别是对流动性较好的粉体物料瞬时变化称重控制中，现有的计量装置无法对粉体物料进行稳定准确的计量，使得最终投入设备的粉料量与设定的料量出现偏差，影响组分配比，带来不必要的浪费，实际使用情况较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于针对现有技术中存在的不足，提出了一种应用于粉体物料称重的失重式计量方法及其装置，本专利技术方法及装置能够对产生较大波动的粉体物料进行准确稳定的称重测量，并根据称量情况实时调整设备进料速度，确保粉料使用过程的准确性。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0005]一种应用于粉体物料称重的失重式计量方法，包括：
[0006]步骤一：设备初始化控制；粉料通过物料管道进入物料接收仓；粉料计量装置以自动控制的形式开启，先将设备初始化，使设备处于初始状态；
[0007]步骤二：计量前的补料控制；粉料计量装置初始化结束后，控制系统通过粉料计量装置检查计量仓内物料重量，若物料重量低于计量仓物料计量区间中位线时，启动补料，打开补料圆顶阀及泄压阀，间歇性打开流化阀，粉料通过补料管道进入计量仓，直至计量仓重量大于计量仓计量区间上限为止，避免下周期补料前调节时间不足，引起瞬时料量波动大，该期间称为预补料期；若初始化结束后物料重量大于等于计量仓物料计量区间中位线时，跳过预补料期；
[0008]预补料期间计量仓物料计量区间中位线WT
MID
计算如下：
[0009][0010]WT
MID
：计量仓物料计量区间中位线；
[0011]WT
LOW
：计量仓计量区间下限；
[0012]WT
UP
：计量仓计量区间上限；
[0013]步骤三：计量启动控制；设备初始化完成且计量仓内物料重量满足大于等于计量仓物料计量区间中位线要求或预补料期结束时，计量启动，各装置部件切换至计量期设备
状态；料量调节PID保持手动模式，螺旋给料装置变频器按启动频率启动，启动5s后，料量调节PID切换至自动模式，以瞬时料量为反馈值，从启动时初始设定值开始调节螺旋给料装置变频器频率设定值，并以固定调节量及当前设定值与目标设定值的偏差绝对值的最小值作为实际调节量增加或减少，直至设定料量；瞬时料量计算通过计量仓重量的减少量计算获得，并稳定调节，该期间称为启动期；
[0014]瞬时料量WI由计量仓重量变化通过微分计算而来，计算公式如下：
[0015][0016]WI：瞬时料量；
[0017]WT
t+Δt
：t+Δt时刻计量仓重量；
[0018]WT
t
：t时刻计量仓重量；
[0019]Δt：时间间隔。
[0020]料量调节PID启动时的初始设定值WI_SP0按照螺旋给料装置变频器处于启动频率时的瞬时料量与粉料计量装置量程5％中两者的最大值设定，计算公式如下：
[0021]WI_SP0＝MAX(WI
FREQ0
，WI
Range
×
5)
[0022]WI
Range
＝WI
MAX
‑
WI
MIN
[0023]WI_SP0：料量调节PID启动时的初始设定值；
[0024]WI
FREQ0
：螺旋给料装置变频器处于启动频率时的瞬时料量；
[0025]WI
Range
：本装置的量程；
[0026]WI
MAX
：本装置的量程上限；
[0027]WI
MIN
：本装置的量程下限，通常取0。
[0028]料量调节PID设定值的固定调节量按照粉料计量装置设计量程的2％确定，实际调节量按固定调节量与目标偏差量的最小值确定，计算公式如下：
[0029]ΔSP＝WI
Range
×
2％
[0030]ΔWI_SP＝MIN(|WI_SP
current
‑
WI_SP
target
|，ΔSP)
[0031]ΔSP：料量调节PID设定值的固定调节量；
[0032]ΔWI_SP：料量调节PID设定值的实际调节量；
[0033]WI_SP
current
：料量调节PID当前设定值；
[0034]WI_SP
target
：料量调节PID目标设定值。
[0035]步骤四：检测并按设定物料流量自动控制粉体物料的流量；粉料计量装置料量调节PID保持自动模式，并按设定料量对进行自动调节；当设定料量发生变化时，料量调节PID设定值按上述固定调节量增加或减少，直至设定料量，并稳定调节；在该期间的前期和末期各取一点用于计算变频器实际设定频率与设定料量、计量仓重量之间的关系，求得修正系数；该期间称为计量期；
[0036]在相同的计量仓重量下，设定料量越高，变频器需设定频率越大，理想状态下设定频率与设定料量呈正比关系；实际使用过程中，因为粉体物料的流动性，当物料的自重量越大流动性越强，因此在相同的设定料量下，计量仓物料重量越重，变频器需设定频率则越小，设定频率与计量仓重量近似呈反比关系，因此三者之间有如下关系：
[0037][0038]FREQ
SP
：变频器频率设定值；
[0039]K：修正系数
[0040]WI_SP：料量调节PID的设定值；
[0041]WT：计量仓物料重量。
[0042]A：常数
[0043]在粉料计量装置计量过程中，取补料结束后第t2秒时的变频器频率设定值FREQ
SP
‑
t2
、料量调节PID的设定值WI_SP
t2
、计量仓物料重量WT
t2
，以及计量期间结束时的变频器频率设定值FREQ
SP
‑
End
、料量调节PID的设定值WI_SP
End
、计量仓物料重量WT
End
，可以求得修正系数K，即：
[0044][0045]步骤五：检测并控制计量仓的物料重量；根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种应用于粉体物料称重的失重式计量方法，其特征在于：包括：步骤一：设备初始化控制；粉料通过物料管道(4)进入物料接收仓(1)；粉料计量装置(7)以自动控制的形式开启，先将设备初始化，使设备处于初始状态；步骤二：计量前的补料控制；粉料计量装置(7)初始化结束后，控制系统通过粉料计量装置(7)检查计量仓(2)内物料重量，若物料重量低于计量仓(2)物料计量区间中位线时，启动补料，打开补料圆顶阀及泄压阀(15)，间歇性打开流化阀，粉料通过补料管道(5)进入计量仓(2)，直至计量仓(2)重量大于计量仓(2)计量区间上限为止，避免下周期补料前调节时间不足，引起瞬时料量波动大，该期间称为预补料期；若初始化结束后物料重量大于等于计量仓(2)物料计量区间中位线时，跳过预补料期；预补料期间计量仓(2)物料计量区间中位线WT
MID
计算如下：WT
MID
：计量仓(2)物料计量区间中位线；WT
LOW
：计量仓(2)计量区间下限；WT
UP
：计量仓(2)计量区间上限；步骤三：计量启动控制；设备初始化完成且计量仓(2)内物料重量满足大于等于计量仓(2)物料计量区间中位线要求或预补料期结束时，计量启动，各装置部件切换至计量期设备状态；料量调节PID保持手动模式，螺旋给料装置(3)变频器按启动频率启动，启动5s后，料量调节PID切换至自动模式，以瞬时料量为反馈值，从启动时初始设定值开始调节螺旋给料装置(3)变频器频率设定值，并以固定调节量及当前设定值与目标设定值的偏差绝对值的最小值作为实际调节量增加或减少，直至设定料量；瞬时料量计算通过计量仓(2)重量的减少量计算获得，并稳定调节，该期间称为启动期；瞬时料量WI由计量仓(2)重量变化通过微分计算而来，计算公式如下：WI：瞬时料量；WT
t+Δt
：t+Δt时刻计量仓(2)重量；WT
t
：t时刻计量仓(2)重量；Δt：时间间隔。料量调节PID启动时的初始设定值WI_SP0按照螺旋给料装置(3)变频器处于启动频率时的瞬时料量与粉料计量装置(7)量程5％中两者的最大值设定，计算公式如下：WI_SP0＝MAX(WI
FREQ0
，WI
Range
×
5％)WI
Range
＝WI
MAX
‑
WI
MIN
WI_SP0：料量调节PID启动时的初始设定值；WI
FREQ0
：螺旋给料装置(3)变频器处于启动频率时的瞬时料量；WI
Range
：本装置的量程；WI
MAX
：本装置的量程上限；WI
MIN
：本装置的量程下限，通常取0。料量调节PID设定值的固定调节量按照粉料计量装置(7)设计量程的2％(可据实调整)
确定，实际调节量按固定调节量与目标偏差量的最小值确定，计算公式如下：ΔSP＝WI
Range
×
2％ΔWI_SP＝MIN(|WI_SP
current
‑
WI_SP
target
|，ΔSP)ΔSP：料量调节PID设定值的固定调节量；ΔWI_SP：料量调节PID设定值的实际调节量；WI_SP
current
：料量调节PID当前设定值；WI_SP
target
：料量调节PID目标设定值。步骤四：检测并按设定物料流量自动控制粉体物料的流量；粉料计量装置(7)料量调节PID保持自动模式，并按设定料量对进行自动调节；当设定料量发生变化时，料量调节PID设定值按上述固定调节量增加或减少，直至设定料量，并稳定调节；在该期间的前期和末期各取一点用于计算变频器实际设定频率与设定料量、计量仓(2)重量之间的关系，求得修正系数；该期间称为计量期；在相同的计量仓(2)重量下，设定料量越高，变频器需设定频率越大，理想状态下设定频率与设定料量呈正比关系；实际使用过程中，因为粉体物料的流动性，当物料的自重量越大流动性越强，因此在相同的设定料量下，计量仓(2)物料重量越重，变频器需设定频率则越小，设定频率与计量仓(2)重量近似呈反比关系，因此三者之间有如下关系：FREQ
SP
：变频器频率设定值；K：修正系数WI_SP：料量调节PID的设定值；WT：计量仓(2)物料重量。A：常数在粉料计量装置(7)计量过程中，取补料结束后第t2秒时的变频器频率设定值FREQ
SP
‑
t2
、料量调节PID的设定值WI_SP
t2
、计量仓(2)物料重量WT
t2
，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨国年，李锐，李燕军，邓冰，赵金生，黄福合，李洋，
申请(专利权)人：金川集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：