專利名稱：干燥滾筒的負壓控制方法、負壓控制器、系統和攪拌設備的制作方法
技術領域：
本發明主要涉及用于各種攪拌設備的干燥滾筒，具體地，涉及一種干燥滾筒的負壓控制方法、負壓控制器、負壓控制系統，及其使用該負壓控制系統的攪拌設備。
背景技術：
干燥滾筒是適用于浙青攪拌站、干粉砂漿攪拌站等攪拌設備的物料烘干系統的核心部件。干燥滾筒的烘干原理是通過引風機引入高溫氣體，在干燥滾筒內部快速流動，從而將干燥滾筒中的物料烘干，并將通過干燥滾筒后的氣體進行除塵凈化后排出。在這整個烘干過程中，必須保證引風機的風量穩定，也就是保持滾筒中的負壓基本不變，才能使得高溫氣體穩定地通過滾筒，并達到良好的除塵效果。如果引風機風量過大，則滾筒內形成的負壓過大，會導致漏風量增加，從而大量空氣被吸入滾筒中，導致滾筒內氣流速度加快。這樣，所需空氣過剩系數就過高，排煙熱損失也就提高。并且負壓過大，也會導致除塵器負荷過大， 不利于除塵器的長期運行。但如果引風機風量過小，則滾筒內形成的負壓過小，這樣會造成滾筒內的物料(如粉塵)外溢，污染環境，甚至會引起燃燒器燃燒室溫度過高，降低燃燒器部分零件的使用壽命。因此，干燥滾筒的負壓控制對于滾筒內除塵和物料干燥至關重要。目前干燥滾筒的負壓控制方式主要有兩種，手動控制和自動控制。手動控制方式是指純手動控制引風機的風門開度，從而通過調整引風機風量來達到調節滾筒內負壓的目的。但是，這種方式對風量的控制并不準確、精度不高，而且對操作者的人為因素較為依賴， 需要操作者具有豐富的經驗，要知曉如何根據負壓值的變化來調整風門開度。自動控制方式是通過檢測滾筒內的負壓值并與設定的負壓值進行比較，然后通過調節變頻器來控制引風機的轉速，從而調整引風機風量來達到調節滾筒內負壓的目的。但是，通過控制引風機的轉速來調節滾筒內的負壓并不夠直接有效。

發明內容
本發明的目的是針對現有的干燥滾筒的負壓控制不夠直接有效的問題，提供一種直接有效的干燥滾筒的負壓控制方法、負壓控制器、控制系統以及具有該系統的攪拌設備。為了實現上述目的，本發明提供一種干燥滾筒的負壓控制方法，該方法包括自動模式控制流程，該流程包括負壓接收步驟接收代表干燥滾筒內的負壓的實際負壓信號以及負壓設定值；自動控制信號生成步驟根據所述實際負壓信號以及負壓設定值生成風門開度自動控制信號；以及第一信號輸出步驟輸出所述風門開度自動控制信號。本發明還提供一種干燥滾筒的負壓控制器，包括自動模式控制裝置，該自動模式控制裝置包括負壓接收單元，用于接收代表干燥滾筒內的負壓的實際負壓信號以及負壓設定值；自動控制信號生成單元，用于根據所述實際負壓信號以及負壓設定值生成風門開度自動控制信號；以及第一信號輸出單元，用于輸出所述風門開度自動控制信號。本發明還提供一種干燥滾筒的負壓控制系統，包括本發明提供的所述負壓控制器；負壓檢測裝置，與所述自動模式控制裝置的負壓接收單元電連接，用于檢測干燥滾筒內的實際負壓信號并輸出到負壓接收單元；風門執行裝置，用于根據所述自動模式控制裝置 的第一信號輸出單元輸出的風門開度自動控制信號。本發明還提供一種攪拌設備，包括干燥滾筒、引風機以及上述負壓控制系統，其中 負壓檢測裝置安裝在干燥滾筒內，風門執行裝置用于控制引風機風門。本發明通過控制引風機的風門開度從而控制干燥滾筒內的負壓大小，相比于現有 的自動模式通過控制轉風機的轉速而言，控制風門開度更為直接有效。本發明的其他特征和優點將在隨后的具體實施方式
部分予以詳細說明。


附圖是用來提供對本發明的進ー步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中圖1是根據本發明提供的干燥滾筒的負壓控制方法的優選實施方式的流程圖；圖2是根據本發明提供的干燥滾筒的負壓控制器的優選實施方式的框圖；圖3是根據本發明提供的干燥滾筒的負壓控制系統的優選實施方式的結構框圖。附圖標記說明10 負壓控制器11 模式選擇裝置12 手動模式控制裝置13 自動模式控制裝置14 負壓接收單元15 自動控制信號生成単元16 第一信號輸出單元17 開度值接收單元18 手動控制信號生成単元 19 第二信號輸出單元20 負壓檢測裝置30 風門執行単元31 電機32 電機控制器40 輸入裝置
具體實施例方式以下結合附圖對本發明的具體實施方式
進行詳細說明。應當理解的是，此處所描 述的具體實施方式
僅用于說明和解釋本發明，并不用干限制本發明。圖1為根據本發明提供的干燥滾筒的負壓控制方法的優選實施方式的流程圖。參 見圖1，該干燥滾筒的負壓控制方法包括自動模式控制流程和手動模式控制流程。其中自 動模式控制流程涉及到本發明的發明點，而手動模式控制流程是本發明提供的優選實施方 式，使得本發明提供的方法兼具手動控制和自動控制兩種模式，從而兼顧兩種控制模式的 優缺點，更能適應生產要求。下面先介紹自動模式控制流程，該流程包括負壓接收步驟接收代表干燥滾筒 內的負壓的實際負壓信號以及負壓設定值；自動控制信號生成步驟根據所述實際負壓信 號以及負壓設定值生成風門開度自動控制信號；以及第一信號輸出步驟輸出所述風門開 度自動控制信號。在自動模式中，需要用戶輸入負壓設定值，并結合該負壓設定值以及檢測到的實 際負壓信號來生成風門開度自動控制信號(例如4_20mA的電流信號)，并將該信號輸出到 風門執行裝置用以控制風門開度(風門執行裝置這部分稍后介紹)。
具體來說，負壓接收步驟中接收到的負壓設定值是干燥滾筒正常工作情況下的負壓值，例如為-100至-150Pa。然后在自動控制信號生成步驟中，將上述負壓設定值作為目標值，將實際負壓信號所代表的實際負壓值作為反饋值，從而生成風門開度自動控制信號，以使得實際負壓值接近負壓設定值。這里可以使用現有的各種閉環控制方式，優選為PID調節，即使用PID調節器。PID調節器的P、I、D各參數可以根據實際運行情況加以調整，例如可以以PID調節器通過自整定功能運算出的初始值運行幾次，并對初始值適當修改，當運行達到較為理想的控制效果時確定最終的PID參數。PID調節器為本領域公知的閉環控制器，在此不再贅述。另外，在自動控制信號生成步驟中，還可以接收風門位置反饋信號，構成風門控制的閉環系統，用以調節輸出的風門開度自動控制信號，從而能夠更為準確地控制風門的開度。風門位置反饋信號可以由驅動風門的電機的電機控制器提供，也可以由任何檢測風門位置的位置傳感器提供。最后，在第一信號輸出步驟中將風門開度自動控制信號輸出到風門執行裝置。自動模式控制較為精準，控制效果較好，相比于現有技術中控制引風機轉速而言， 本發明直接控制風門開度更為直接有效，可以長期使用。但是自動模式也會發生故障，一旦發生故障或者采集的信號不準確，則必須停機、停產檢修之后才能再次恢復生產。所以，如上所述，根據本發明的優選實施方式，還設計了手動模式，這樣一旦自動模式運行時設備發生故障或發生其他緊急情況，則可以直接切換到手動模式控制，不必停機或停產檢修，保證了生產效率。下面介紹手動模式控制流程。如圖1所示，該流程包括開度值接收步驟接收風門的開度設定值；手動控制信號生成步驟根據所述開度設定值生成風門開度手動控制信號；以及第二信號輸出步驟輸出所述風門開度手動控制信號。在手動模式中，需要用戶手動輸入風門的開度設定值，并將接收到的開度設定值轉換成對應的風門開度控制信號(例如4-20mA的電流信號)，然后將該信號輸出到風門執行裝置用以控制風門開度。具體來說，開度值接收步驟中接收到的風門的開度設定值是指風門開啟的程度， 其為0-100中的任一值，是對應風門開度為全關(0)到全開(100)中的各個位置。其中用戶所輸入的開度設定值是根據實際生產情況輸入的，例如如果滾筒中的負壓過大，則需減小風門開度值，如果滾筒中的負壓過小，則需增大風門開度值，而負壓則可以通過各種氣壓檢測裝置檢測得到。由于手動模式下，所輸入的風門開度值依賴于操作者的人為因素，所以不應長期處于手動模式，而僅是在自動模式發生故障時使用。然后，手動控制信號生成步驟能夠將開度設定值(數字值)轉換成一定范圍內的電流信號(如4-20mA)。同樣的，手動模式中也可以設置針對風門控制的閉環系統，也就是說，在手動控制信號生成步驟中，還可以接收風門位置反饋信號，構成風門控制的閉環系統，用以調節輸出的風門開度手動控制信號。最后，在第二信號輸出步驟中將風門開度手動控制信號輸出到風門執行裝置。由于本發明提供了上述的自動模式控制流程和手動模式控制流程，所以需要一個模式選擇步驟來選擇是以手動模式還是自動模式進行負壓控制。如果選擇以自動模式進行負壓控制，則執行上述自動模式控制流程；而如果選擇以手動模式進行負壓控制，則進行手動模式控制流程。上述模式的選擇是由用戶選擇的。圖2為根據本發明提供的干燥滾筒的負壓控制器的結構框圖，參見圖2，本發明提供的負壓控制器10包括自動模式控制裝置13，該自動模式控制裝置13包括負壓接收單元14，用于接收代表干燥滾筒內的負壓的實際負壓信號以及負壓設定值；自動控制信號生成單元15，用于根據所述實際負壓信號以及負壓設定值生成風門開度自動控制信號；以及第一信號輸出單元16，用于輸出所述風門開度自動控制信號。這里負壓接收單元14即為接收電路，本發明并不對其具體結構進行限制，任何能夠接收信號的接收電路均可以實現。負壓設定值及實際負壓信號參見之前的描述。自動控制信號生成單元15則根據上述負壓設定值作為目標值，通過調節風門開度控制信號，以使得實際負壓信號接近負壓設定值。這里自動控制信號生成單元15可以使用現有的各種閉環控制器，優選為PID調節器，如前所述。另外，如上所述，自動控制信號生成單元15還可以接收風門位置反饋信號，如圖中虛線所示，構成閉環系統，用以調節輸出的風門開度控制信號。第一信號輸出單元16即為信號輸出電路，本發明不對其具體結構進行限制，任何能夠輸出信號的電路均可以實現。優選情況下，負壓控制器10還可以包括手動模式控制裝置12，該手動模式控制裝置12包括開度值接收單元17，用于接收風門的開度設定值；手動控制信號生成單元18， 用于根據所述開度設定值生成風門開度手動控制信號；以及第二信號輸出單元19，用于輸出所述風門開度手動控制信號。其中，開度值接收單元17也可以為接收電路，本發明并不對其具體結構進行限制，任何能夠接收信號的接收電路均可以實現。風門的開度設定值參見之前的描述。手動控制信號生成單元18可以為軟件程序或可編程硬件，其被配置成能夠將風門開度值(數字值)轉換成一定范圍內的電流信號(如4-20mA)，本領域人員根據上述描述均可以實現該裝置，在此不再贅述。另外，如上所述，手動控制信號生成單元18也可以接收風門位置反饋信號，如圖中虛線所示，用以調節輸出的風門開度控制信號。第二信號輸出單元19與第一信號輸出單元16 —樣，同為信號輸出電路，本發明不對其具體結構進行限制，任何能夠輸出信號的電路均可以實現。上述手動模式控制裝置12、自動模式控制裝置13可以集成到PLC或其他各種控制器中。根據本發明的優選實施方式，負壓控制器10還可以包括模式選擇裝置11，用于選擇以手動模式還是自動模式進行負壓控制，當選擇以自動模式進行負壓控制時，運行所述自動模式控制裝置13，當選擇以手動模式進行負壓控制時，運行所述手動模式控制裝置 12。所述模式選擇裝置11為切換開關，如繼電器、按鈕等裝置，這樣，當選擇自動模式時，將切換開關切換到自動模式狀態，則自動模式控制裝置13可以運行以進行自動控制； 當自動模式發生故障或緊急情況下時，選擇手動模式，將切換開關切換到手動模式狀態，則手動模式控制裝置12可以運行以進行手動控制，不影響生產進程。
因此，自動模式控制裝置13或手動模式控制裝置12還可以具有使能端，當使能端上電，則相應裝置運行。也可以使自動模式控制裝置13和手動模式控制裝置12的使能端始終上電，但不向開度值接收單元17輸入風門開度值，這樣手動模式控制裝置12作為后備模式運行。例如，上述切換開關為常開開關，一端連接到自動模式控制裝置13的使能端，另一端連接電源，其中常開狀態為手動模式狀態，閉合狀態為自動模式狀態。這樣，當將需要進入自動模式控制時，則將該常開開關閉合，從而自動模式控制裝置13上電工作，而當自動模式出現故障時，則將該常開開關斷開，進入手動模式控制。又如，該切換開關還可以為單刀雙擲開關，每一支路分別連接到自動模式控制裝置13和手動模式控制裝置12的使能端。下面結合圖3詳細說明本發明提供的干燥滾筒的負壓控制系統，如圖3所示，本發明提供的干燥滾筒的負壓控制系統包括上述負壓控制器10 ；負壓檢測裝置20，與所述自動模式控制裝置13的負壓接收單元14電連接，用于檢測干燥滾筒內的實際負壓信號并輸出到負壓接收單元14;風門執行裝置30，用于根據所述自動模式控制裝置13的第一信號輸出單元16輸出的風門開度自動控制信號執行風門開度控制。其中，為了便于用戶輸入手動模式需要的開度設定值或自動模式需要的負壓設定值，優選情況下，該負壓控制系統還可以包括輸入裝置40，用于負壓接收單元14輸入負壓設定值和/或向開度值接收單元17輸入開度設定值。圖中示出了兩處輸出裝置40，可以為同一個輸入裝置，也可以是單獨的。該輸入裝置40可以為例如鍵盤、鼠標、觸摸屏等輸入設備，優選為觸摸屏(還兼具顯示功能)。輸入裝置40與負壓控制器10之間可以采用各種通信方式，例如工業以太網、Prof ibus、MPI等方式。為了直觀顯示生產流程，本系統還可以包括上位機，例如DCS，用于顯示生產狀態及生產參數(如給料頻率、風門開度、負壓等)和/或設置生產參數，從而生產過程能在上位機DCS畫面中動態顯示，以便操作者能夠隨時了解整個系統的工作情況。優選地，上述輸入裝置40也可以集成到上位機中。所述負壓檢測裝置20為能夠檢測負氣壓值的裝置，例如氣壓傳感器，檢測范圍優選為-500至OPa。優選情況下，負壓檢測裝置20包括氣壓傳感器和變送器(未圖示)，其中氣壓傳感器用于檢測干燥滾筒內的氣壓值，變送器與所述氣壓傳感器和負壓接收單元14 電連接，用于將氣壓值轉換成模擬信號以作為實際負壓信號，例如4-20mA的電流信號，以用于輸入到自動模式控制裝置13的負壓接收單元14中。本發明不對風門執行裝置30的具體結構做特別限制，任何現有的風門執行裝置均可以實現。具體而言，所述風門執行裝置30包括電機31和電機控制器32，其中電機31 與引風機風門傳動連接，以帶動風門開啟不同開度，電機控制器32與第一信號輸出單元16 或第二信號輸出單元19電連接，用于接收風門開度自動控制信號或風門開度手動控制信號以控制電機32的運轉。優選情況下，電機控制器32還能夠輸出風門位置反饋信號到自動控制信號生成單元15或手動控制信號生成單元18以與其建立閉環控制。此外，本發明還提供一種攪拌設備，例如浙青攪拌站、干粉砂漿攪拌站等，該攪拌設備包括干燥滾筒和引風機，其中，該攪拌設備還包括上述的負壓控制系統，其中負壓檢測裝置20安裝在干燥滾筒內，風門執行裝置30用于控制引風機風門。
以上結合附圖詳細描述了本發明的優選實施方式，但是，本發明并不限于上述實施方式中的具體細節，在本發明的技術構思范圍內，可以對本發明的技術方案進行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發明的保護范圍。另外需要說明的是，在上述具體實施方式
中所描述的各個具體技術特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合，為了避免不必要的重復，本發明對各種可能的組合方式不再另行說明。此外，本發明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本發明的思想，其同樣應當視為本發明所公開的內容。
權利要求
1.一種干燥滾筒的負壓控制方法，該方法包括 自動模式控制流程，該流程包括負壓接收步驟接收代表干燥滾筒內的負壓的實際負壓信號以及負壓設定值； 自動控制信號生成步驟根據所述實際負壓信號以及負壓設定值生成風門開度自動控制信號；以及第一信號輸出步驟輸出所述風門開度自動控制信號。
2.根據權利要求1所述的負壓控制方法，其中，該方法還包括 模式選擇步驟選擇以手動模式還是自動模式進行負壓控制；當在模式選擇步驟中選擇以自動模式進行負壓控制時，執行所述自動模式控制流程； 當在模式選擇步驟中選擇以手動模式進行負壓控制時，執行手動模式控制流程，該流程包括開度值接收步驟接收風門的開度設定值；手動控制信號生成步驟根據所述開度設定值生成風門開度手動控制信號；以及第二信號輸出步驟輸出所述風門開度手動控制信號。
3.根據權利要求2所述的負壓控制方法，其中，所述自動控制信號生成步驟或手動控制信號生成步驟還接收風門位置反饋信號，以調節生成的風門開度自動控制信號或風門開度手動控制信號。
4.一種干燥滾筒的負壓控制器(10)，其中，該負壓控制器(10)包括 自動模式控制裝置(13)，該自動模式控制裝置(1 包括負壓接收單元(14)，用于接收代表干燥滾筒內的負壓的實際負壓信號以及負壓設定值；自動控制信號生成單元(15)，用于根據所述實際負壓信號以及負壓設定值生成風門開度自動控制信號；以及第一信號輸出單元(16)，用于輸出所述風門開度自動控制信號。
5.根據權利要求4所述的負壓控制器(10)，其中，所述自動控制信號生成單元(15)為 PID調節器。
6.根據權利要求4所述的負壓控制器(10)，其中，該負壓控制器(10)還包括 手動模式控制裝置(12)，包括開度值接收單元(17)，用于接收風門的開度設定值；手動控制信號生成單元(18)，用于根據所述開度設定值生成風門開度手動控制信號；以及第二信號輸出單元(19)，用于輸出所述風門開度手動控制信號；以及模式選擇裝置(11)，用于選擇以手動模式還是自動模式進行負壓控制，當選擇以自動模式進行負壓控制時，運行所述自動模式控制裝置(13)，當選擇以手動模式進行負壓控制時，運行所述手動模式控制裝置(12).
7.根據權利要求6所述的負壓控制器，其中，所述模式選擇裝置(11)為切換開關。
8.一種干燥滾筒的負壓控制系統，其中，該負壓控制系統包括 根據權利要求4-7中任一項權利要求所述的負壓控制器(10)；負壓檢測裝置(20)，與所述自動模式控制裝置(1 的負壓接收單元(14)電連接，用于檢測干燥滾筒內的實際負壓信號并輸出到負壓接收單元(14)；風門執行裝置(30)，用于根據所述自動模式控制裝置(1 的第一信號輸出單元(16) 輸出的風門開度自動控制信號執行風門開度控制。
9.根據權利要求8所述的負壓控制系統，其中，該負壓控制系統還包括輸入裝置(40)，用于向負壓接收單元(14)輸入負壓設定值。
10.根據權利要求8所述的負壓控制系統，其中，所述負壓控制器(10)為根據權利要求 6或7所述的負壓控制器(10)，所述風門執行裝置(30)根據所述手動模式控制裝置(12) 的第二信號輸出單元(19)輸出的風門開度手動控制信號執行風門開度控制。
11.根據權利要求10所述的負壓控制系統，其中，該負壓控制系統還包括輸入裝置(40)，用于向開度值接收單元(17)輸入開度設定值。
12.根據權利要求10所述的負壓控制系統，其中，所述風門執行裝置(30)包括電機(31)，與引風機風門傳動連接；以及電機控制器(32)，與第一信號輸出單元(16)和/或第二信號輸出單元(19)電連接，用于接收風門開度自動控制信號或風門開度手動控制信號以控制電機(32)的運轉。
13.根據權利要求8所述的負壓控制系統，其中，所述負壓檢測裝置00)包括氣壓傳感器，用于檢測干燥滾筒內的氣壓值；以及變送器，與所述氣壓傳感器和負壓接收單元(14)電連接，用于將氣壓值轉換成模擬信號以作為實際負壓信號并輸入到負壓接收單元(14)中。
14.一種攪拌設備，包括干燥滾筒和引風機，其中，該攪拌設備還包括根據權利要求 8-13中任一項權利要求所述的負壓控制系統，其中負壓檢測裝置00)安裝在干燥滾筒內， 風門執行裝置(30)用于控制引風機風門。
全文摘要
本發明公開了一種干燥滾筒的負壓控制方法、負壓控制器、系統和攪拌設備，該方法包括自動模式控制流程，該流程包括負壓接收步驟接收代表干燥滾筒內的負壓的實際負壓信號以及負壓設定值；自動控制信號生成步驟根據所述實際負壓信號以及負壓設定值生成風門開度自動控制信號；以及第一信號輸出步驟輸出所述風門開度自動控制信號。本發明通過控制風門開度來控制負壓大小的，相比于現有的自動模式通過控制轉風機的轉速而言，更為直接有效。
文檔編號F26B21/12GK102494527SQ20111036372
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者文信龍, 瞿杰超, 齊華 申請人:中聯重科股份有限公司