一種秸稈壓塊生產線控制系統的製作方法

2023-05-16 06:59:01

專利名稱：一種秸稈壓塊生產線控制系統的製作方法
技術領域：
本發明屬於農業機械領域，特別是涉及包括秸杆粉碎機械、秸杆輸送機械、秸杆壓塊機的秸杆壓塊生產線的控制系統。
背景技術：
秸杆壓塊設備在生物質能源領域佔有重要地位，具有原料來源豐富、能投比高、環保等諸多優勢。然而目前的秸杆壓塊設備普遍採用人工作業，存在以下三個問題一、由於是人工憑藉經驗上料、控制水分，壓塊的質量很不穩定，有時候甚至不能正常成型；二、由於盲目性的操作，壓塊機的產量低，能耗也比較大；三、生產現場灰塵多，工作環境惡劣，人工勞動強度大，同時用工成本也高
發明內容
為解決上述問題，本發明的目的在於提供一種秸杆壓塊生產線自動化控制系統，是採用PLC控制核心塊與數據採集裝置和控制輸出執行裝置連接，控制和調節秸杆的含水率、餵入量、餵入速度和溫度，使秸杆壓塊成型實現自動化。本發明的技術方案是通過以下方式實現的一種秸杆壓塊生產線控制系統，一個PLC控制核心塊、與PLC控制核心塊相連的數據採集裝置，與數據採集裝置相應的並與PLC控制核心塊相連的控制輸出執行裝置，所述的數據採集裝置組由成型溫度傳感器、秸杆水分傳感器、成型主電機電流表、鍘草機主電機電流表和傳送帶速度檢測裝置，所述的控制執行裝置組由壓塊機成型區冷卻裝置、秸杆水分調節裝置、三個調速變頻器及I、II、III與三個調速變頻器相連的壓塊機餵入電機、鍘草機餵入電機和傳送帶電機組成，其特徵在於所述的傳送帶電機工作，秸杆送上傳送帶進入壓塊成型機的餵入機構壓塊成型；由PLC控制核心塊指令調速變頻器I控制壓塊機餵入電機的壓塊速度、指令調速變頻器II調節鍘草機電機餵入量大小，指令調速變頻器III調節傳送帶電機的傳送速度。所述的秸杆水分傳感器檢測秸杆含水率，含水率低於給定區間，PLC控制核心塊通過秸杆水分調節裝置8實施補水。所述的溫度傳感器檢測秸杆壓塊機的溫度值，高於設定值時，PLC控制核心塊指令壓塊機成型區冷卻裝置降低溫度以達到設定值。所述的秸杆水分傳感器採用微波水分傳感器。所述的秸杆水分調節裝置採用電磁閥調節水分。所述的鍘草機餵入電機控制鍘草機的餵入量，由鍘草機主電流表和成型機主電機電流表判斷，鍘草機餵入量過大，PLC控制核心塊通過調速變頻器I降低鍘草機餵入電機的速度。所述的壓塊機餵入電機控制壓塊機餵入量，壓塊機餵入量過大時一方面PLC控制核心塊檢測傳送帶速度檢測裝置的速度高於給定值，通過調速變頻器III降低傳送帶電機的速度；另一方面，PLC控制核心塊通過調速變頻器I降低壓塊機餵入電機的速度，反之亦然。所述的壓塊成型機的壓塊機成型區的溫度由溫度傳感器檢測並反饋給PLC控制核心塊，由控制壓塊機成型區冷卻裝置冷卻，以達到降低溫度到要求值的目的。採用本發明結構，PLC控制核心塊可靠性和維修性好，抗幹擾能力強，尤其適合壓塊生產現場惡劣的工作環境，也方便操作人員的維護。此外，PLC的帶載能力強，能和整個生產線相匹配。微波水分傳感器，微波具有能穿透聲衰減很大的非金屬材料的特性，其優點是設備不太複雜、非接觸式、便於自動化，可適用於秸杆成型燃料生產線的連續、快速測量和自動控制。其安裝在微波水分調節裝置的底部，其上是粉碎後的秸杆，基於微波投射法，既可以檢測系統發射出去的能量的變化，也可以檢測相應的微波參數(幅值、相位、頻率)所發生的變化，再通過測量的數學模型得出物料的水分含量。用電磁閥調節水分實用，便於控制。採用自動化控制，有效保證了壓塊的質量，提高生產率，降低能耗。



圖I是本發明的結構框圖。圖中1傳送帶速度檢測裝置、2鍘草機主電機電流表、3成型主電機電流表、4秸杆水分傳感器、5成型溫度傳感器、6 PLC控制、7壓塊機成型區冷卻裝置、8秸杆水分調節裝置、9調速變頻器I、10調速變頻器II、11調速變頻器III、12傳送帶電機、13鍘草機餵入電機、14壓塊機餵入電機。
具體實施例方式如圖I所不,一種稻杆壓塊生產線控制系統,包括一個PLC控制核心塊6、與PLC控制核心塊6相連的數據採集裝置，與數據採集裝置相應的並與PLC控制核心塊6相連的控制輸出執行裝置，所述的數據採集裝置組由成型溫度傳感器5、秸杆水分傳感器4、成型主電機電流表3、鍘草機主電機電流表2和傳送帶速度檢測裝置2，所述的控制執行裝置組由壓塊機成型區冷卻裝置7、秸杆水分調節裝置8、三個調速變頻器I 9、II 10、11111及與三個調速變頻器相連的壓塊機餵入電機14、鍘草機餵入電機13和傳送帶電機11組成，傳送帶電機12工作，秸杆送上傳送帶進入壓塊成型機的餵入機構壓塊成型；由PLC控制核心塊6指令調速變頻器I 9控制壓塊機餵入電機14的壓塊速度、指令調速變頻器II 10調節鍘草機電機13餵入量大小，指令調速變頻器III 11調節傳送帶電機12的傳送速度。鍘草機和秸杆壓塊機都有一個最佳餵入量，餵入量是否過大，可以通過鍘草機主電流表2和成型機主電機電流表3來判斷。當檢測到鍘草機餵入量過大時，PLC控制核心塊6通過調速變頻器I 9降低鍘草機餵入電機13的速度，反之亦然。當檢測到壓塊機餵入量過大時，一方面要看傳送帶速度檢測裝置傳送給PLC控制核心塊6的速度是否高於給定值，如果高於給定值，PLC控制核心塊6通過調速變頻器III 11降低傳送帶電機12的速度；另一方面，PLC控制核心塊6可通過調速變頻器I 9降低壓塊機餵入電機14的速度，反之亦然。含水率是影響秸杆是否成型的關鍵因素，當秸杆水分傳感器4檢測到秸杆含水率低於給定區間時，PLC控制核心塊6通過秸杆水分調節裝置8實施補水到給定值。這是一個閉環的反饋系統。秸杆水分傳感器4為微波水分傳感器，秸杆水分調節裝置8採用電磁閥調節水分。
隨著生產的進行，壓塊機成型區的溫度會慢慢升高，當溫度傳感器5檢測傳送給PLC控制核心塊6的溫度值高過要求值時，PLC控制核心塊6控制壓塊機成型區冷卻裝置7做相應動作，達到降低溫度到要求值的目的。工作時，秸杆經一小段 輸送帶均勻、連續進入鍘草機，再經過水分調節裝置8把秸杆水分調節到要求的範圍，最後經傳送帶輸送給秸杆壓塊機的餵入機構，直至最總壓塊成型。
權利要求
1.一種稻杆壓塊生產線控制系統，一個PLC控制核心塊(6)、與PLC控制核心塊相連的數據採集裝置，與數據採集裝置相應的並與PLC控制核心塊相連的控制輸出執行裝置，所述的數據採集裝置組由成型溫度傳感器(5)、秸杆水分傳感器(4)、成型主電機電流表(3)、鍘草機主電機電流表(2)和傳送帶速度檢測裝置(1)，所述的控制執行裝置組由壓塊機成型區冷卻裝置(7)、秸杆水分調節裝置(8)、三個調速變頻器及I (9)、II (10)、111(11)與三個調速變頻器相連的壓塊機餵入電機(14)、鍘草機餵入電機(13)和傳送帶電機(12)組成，其特徵在於所述的傳送帶電機(12)工作，秸杆送上傳送帶進入壓塊成型機的餵入機構壓塊成型；由PLC控制核心塊(6)指令調速變頻器1(9)控制壓塊機餵入電機(14)的壓塊速度、指令調速變頻器II (10)調節鍘草機電機(13)餵入量大小，指令調速變頻器III(Il)調節傳送帶電機(12)的傳送速度。
2.根據權利要求I所述的一種秸杆壓塊生產線控制系統，其特徵在於所述的秸杆水分傳感器(4)檢測秸杆含水率，含水率低於給定區間，PLC控制核心塊(6)通過秸杆水分調節裝置(8)實施補水。
3.根據權利要求I所述的一種秸杆壓塊生產線控制系統，其特徵在於所述的溫度傳感器(5)檢測秸杆壓塊機的溫度值，高於設定值時，PLC控制核心塊(6)指令壓塊機成型區冷卻裝置(7)降低溫度以達到設定值。
4.根據權利要求I所述的一種秸杆壓塊生產線控制系統，其特徵在於所述的秸杆水分傳感器(4)採用微波水分傳感器。
5.根據權利要求I所述的一種秸杆壓塊生產線控制系統，其特徵在於所述的秸杆水分調節裝置(8)採用電磁閥調節水分。
6.根據權利要求I所述的一種秸杆壓塊生產線控制系統，其特徵在於所述的鍘草機餵入電機(13)控制鍘草機的餵入量，由鍘草機主電流表(2)和成型機主電機電流表(3)來判斷，鍘草機餵入量過大，PLC控制核心塊(6)通過調速變頻器I (9)降低鍘草機餵入電機(13)的速度。
7.根據權利要求I所述的一種秸杆壓塊生產線控制系統，其特徵在於所述的壓塊機餵入電機(14)控制壓塊機餵入量，壓塊機餵入量過大時一方面PLC控制核心塊(6)檢測傳送帶速度檢測裝置(I)的速度高於給定值，通過調速變頻器III (11)降低傳送帶電機(12 )的速度；另一方面，PLC控制核心塊(6)通過調速變頻器I (9)降低壓塊機餵入電機(14)的速度，反之亦然。
8.根據權利要求I所述的一種秸杆壓塊生產線控制系統，其特徵在於所述的壓塊成型機的壓塊機成型區的溫度由溫度傳感器(5)檢測並反饋給PLC控制核心塊(6)，由控制壓塊機成型區冷卻裝置(7)冷卻。
全文摘要
一種秸稈壓塊生產線控制系統，一個PLC控制核心塊(6)、數據採集裝置和控制輸出執行裝置，其特徵在於所述的傳送帶電機(12)工作，秸稈送上傳送帶進入壓塊成型機的餵入機構壓塊成型；由PLC控制核心塊(6)指令調速變頻器Ⅰ(9)控制壓塊機餵入電機(14)的壓塊速度、指令調速變頻器Ⅱ(10)調節鍘草機電機(13)餵入量大小，指令調速變頻器Ⅲ(11)調節傳送帶電機(12)的傳送速度。本發明PLC控制核心塊可靠性和維修性好，抗幹擾能力強，尤其適合壓塊生產現場惡劣的工作環境，也方便操作人員的維護。採用自動化控制，有效保證了壓塊的質量，生產率高，能耗低。
文檔編號G05B19/05GK102929187SQ201210339950
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月14日 優先權日2012年9月14日
發明者郭雙革, 姚勇, 段建, 陳樹人, 吳明聰 申請人:江蘇圓通農機科技有限公司