【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于矿山充填，具体是涉及一种高浓度充填料浆活化搅拌控制系统及方法。
技术介绍
1、矿产资源开发的同时，产生大量尾矿，随着国家对于矿山环境的保护的日益重视及一系列政策的出台，“绿色开采”的概念逐渐得到落实，充填采矿技术在解决井下空区地压问题的同时，还可以提高矿产资源的回采率，保护地下及地表环境。
2、充填工艺包括四个环节：浓密阶段，搅拌阶段，输送阶段，充填阶段。搅拌是充填料浆生产制备与输送工艺的关键环节，搅拌机主要的作用是将尾砂、胶凝材料和水搅拌合成匀质的充填料浆，在活化搅拌工艺中，双轴搅拌机与强力活化搅拌机配套使用，即双轴搅拌机对充填料初步搅拌后料浆自流进入活化搅拌机进行强力活化搅拌，其中活化搅拌的优点是通过振动、强力搅拌等机械作用，破坏尾砂、水泥混合料颗粒间的黏结力，迫使水泥微粒从表面逐层产生水合作用，加速水泥颗粒的分散与水化，从而改善充填料的强度特性和流动性。
3、搅拌效果的好坏主要跟物料混合的粘度有关，但目前的搅拌机设备还不能直接检测控制搅拌机料浆的粘度，因此需要开发搅拌机中料浆粘度的控制方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有控制搅拌机设备中料浆粘度存在的技术问题，提供一种充填料浆活化搅拌控制系统及方法。该系统以及方法主要是通过物联网的方式对搅拌机实时远程监控，远程控制平台与搅拌机的控制系统相连，可以实现对料浆粘度，电机转速，料浆浓度调节的控制。一方面可以实现对搅拌机的远程监控，另一方面可以通过对粘度和浓度的控制调节，使搅拌
2、本专利技术的技术方案之一为，一种充填料浆活化搅拌控制系统，包括料浆粘度监测系统、转速控制系统、料浆浓度调节系统以及远程监控系统；
3、所述料浆粘度监测系统包括扭矩传感器，用于检测搅拌机主轴的扭矩，衡量物料粘度的变化；
4、所述转速控制系统包括变频器和电机，用于控制搅拌机的转速；
5、所述料浆浓度控制系统包括浓度计和电磁流量计，用于检测和控制搅拌机中料浆的浓度；
6、所述远程控制系统用于与料浆粘度监测系统、转速控制系统和料浆浓度调节系统之间发送和接收信号。
7、并且，上述充填料浆活化搅拌控制系统，包括如下模块：
8、信号采集模块：对扭矩传感器、变频器和浓度计的数据进行采集；
9、信号转换模块：对信号采集模块采集的信号进行电信号转换；
10、数据判断模块：对信号转换模块转化的电信号进行判断，判断依据为与数据判断模块的数据库内的设定标准进行比较，比如扭矩传感器的标准是a，变频器的标准是b，浓度计的标准是c，超过或低于这些标准都会判断为异常数据；并将判断结果发送至控制模块；
11、指令生成模块：根据数据判断模块的判断结果生成相应的指令；
12、指令发送模块：将生成的指令发送到对应的设备信号接收模块上；
13、信号接收模块：对指令发送模块的指令进行接收和转换，并调节相应的控制设备；
14、所述信号采集器与信号转换器相连，所述信号转换器与数据判断模块相连，所述数据判断模块与指令生成模块相连，所述指令生成模块与指令发送模块相连，所述指令发送模块与指令接收模块相连；
15、所述信号采集模块分别与扭矩传感器、变频器和浓度计相连，扭矩传感器安装在搅拌机的电机上，变频器与搅拌机的电机电性相连，浓度计安装在搅拌机出料口处；
16、所述信号接收模块分别与变频器搅拌机的变频器和调节储水仓的电磁流量计相连。
17、进一步的，上述充填料浆活化搅拌控制系统，还包括安全预警模块和无线传输模块；
18、所述安全预警模块是在数据判断模块后通过指令生成模块生成预警信号，将预警信号传输给安全预警模块，安全预警模块与蜂鸣器或保护器相连，从而进行预警报告，并通过无线传输模块将预警信号发送到客户端；
19、所述无线传输模块能用于将各模块发送的信号、安全预警模块发出的预警信号进行传输。
20、本专利技术的技术方案之二为，一种充填料浆活化搅拌控制方法，包括如下步骤：
21、s1:采用标准配比充填料浆在搅拌机中测试，得到充填料浆搅拌效果和搅拌机主轴扭矩之间的关系；并且确定搅拌效果最佳时，搅拌机主轴扭矩值为tb；
22、s2:在搅拌机中搅拌充填料浆，通过扭矩传感器检测搅拌机主轴上的扭矩ti、通过浓度计检测搅拌机内充填料浆的浓度ci，并将数据传送给远程控制系统；其中，ci＝[固体物料质量/(固体物料质量+水质量)]*100％；
23、s3:远程控制系统将ti和tb进行比较后对搅拌机的转速进行调整；
24、s31：当ti＝tb，则无需调整搅拌机的转速，执行步骤s4；
25、s32：当ti≠tb，则判断浓度ci是否为目标充填料浆浓度范围cb：
26、1)若ci＝cb：
27、当ti>tb，即物料粘度较大，则控制系统通过变频器调节电机的转速减小，调节ti＝tb，以避免对搅拌机内物料的过度搅拌并减少搅拌机的能源消耗；否则，即物料粘度较小，则控制系统通过变频器调节电机的转速增大，调节ti＝tb，以对搅拌机内物料进行更好的搅拌；
28、2)若ci≥1.5cb，则认为浓度过高，需要停机清理；
29、3)若cb<ci<1.5cb，，则通过控制搅拌机的进水量来调整ci，直到ci＝cb；
30、当搅拌效果在一段时间内稳定时，较低速率的静态屈服应力基本和较高速率的动态屈服应力趋于一致，即扭矩值稳定时，通过变频器适当降低转速，减少电机耗能；
31、s5:当搅拌机内的充填料浆的ci＝cb并持续一定时间后，完成搅拌；再经出料取样和浓度计检测浓度后，出料，然后将浓度计检测到的数值传输给控制系统。
32、进一步的，上述充填料浆活化搅拌控制方法，所述步骤s32的1)中，扭矩和电机的转速的关系函数为：
33、
34、其中，ω为电机的转速，r/min；t为扭矩，n·m；w为搅拌机叶片的角速度，rad/s；r为搅拌机叶片到搅拌槽的半径，m；h为搅拌机叶片高度，m。
35、进一步的，上述充填料浆活化搅拌控制方法，所述步骤s32的3)中，通过控制搅拌机的进水量来调整ci，方法为：
36、若ci高于90％±2％且当灰砂比一定，则调节储水仓的电磁流量计，增加搅拌机内水量；若ci低于60％±2％且当灰砂比一定，则调节储水仓的电磁流量计，减少搅拌机内水量，直到浓度计检测到合适的充填料浆浓度。
37、本专利技术的有益效果是：
38、1、本专利技术利用扭矩传感器检测搅拌机主轴的扭矩大小，进而衡量料浆粘度的大小，不同的粘度对应不同的电机转速，从而可以对电机进行实时的监测，达到保护电机的目的，提高整个设备的使用寿命，而且也保障整个设备能正常的工作；
39、2、本专利技术利用料浆浓度控制系统对搅本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种充填料浆活化搅拌控制系统，其特征在于，包括料浆粘度监测系统、转速控制系统、料浆浓度调节系统以及远程监控系统；
2.一种充填料浆活化搅拌控制系统，其特征在于，包括如下模块：
3.根据权利要求2所述的充填料浆活化搅拌控制系统，其特征在于，还包括安全预警模块和无线传输模块；
4.一种充填料浆活化搅拌控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的充填料浆活化搅拌控制方法，其特征在于，搅拌效果最佳时，搅拌机主轴扭矩值TB为0.5±0.05N·m。
6.根据权利要求4所述的充填料浆活化搅拌控制方法，其特征在于，所述步骤S32的1)中，扭矩和电机的转速的关系函数为：
7.权利要求4充填料浆活化搅拌控制方法，其特征在于，所述步骤S32的3)中，通过控制搅拌机的进水量来调整Ci，方法为：
【技术特征摘要】
1.一种充填料浆活化搅拌控制系统，其特征在于，包括料浆粘度监测系统、转速控制系统、料浆浓度调节系统以及远程监控系统；
2.一种充填料浆活化搅拌控制系统，其特征在于，包括如下模块：
3.根据权利要求2所述的充填料浆活化搅拌控制系统，其特征在于，还包括安全预警模块和无线传输模块；
4.一种充填料浆活化搅拌控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
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