仓泵输灰控制系统及仓泵输灰系统的制作方法

本实用新型实施例涉及一种控制技术，尤其涉及一种仓泵输灰控制系统及仓泵输灰系统。

背景技术：

目前，在煤气化过程和工业锅炉中会产生大量的飞灰，存在环境污染的问题。飞灰通常经过除尘设备进行收集、清洁和封闭式的输送，常用的仓泵输灰是将飞灰通过气体输送的方式，经过阀门和卸灰机输送到其他界区供做燃料继续使用，实现能源回收利用，避免其污染环境。

整个仓泵输灰过程包括进料阶段、加压阶段和输送阶段，每个阶段完成不同的功能，需要不同的阀门动作配合，仓泵上的气动阀门有：泄压阀、进料阀、助吹阀、流化阀和加压阀等气动阀门。进料阶段：开启泄压阀，当仓泵压力低于设定压力值时，开启进料阀并开始进料。加压阶段：开启加压阀，输送气体开始对仓泵加压，当仓泵压力达到设定压力值时，开启助吹阀，间隔设定时间后开启出料阀，开始输灰，当仓泵压力低于设定压力值时，关闭加压阀，间隔一定时间后关闭助吹阀，当压力低于设定压力值时，关闭出料阀，完成一次的输送过程。现有技术中一般采用PLC控制或DCS控制实现仓泵的各阀门的运行。PLC控制是一种可编程控制器(Programmable Logic Controller)，通常包括电源、中央处理器、存储器、输入输出接口、功能模块和通信模块。DCS控制是一种离散系统集中控制方式(Distributed Control System)，它是以通信网络为纽带连接过程控制级和过程监控级的多级计算机系统，包括过程级、操作级和管理级。

但是，现有技术中的PLC控制在使用过程需要配置用于参数设置的输入设备，PLC及输入设备均属于控制系统的硬件平台，使用前需要进行工程组态。市场常见的PLC的产品风格设置和通讯方式各不相同，工程组态时对组态人员的技术要求较高，并且其价格较高。DCS控制使用前也需要工程组态，并且其编程过程过于复杂，操作现场需配置手动控制箱，需要施工、组装和调试，而且无法实现每台仓泵的独立运行，其成本也相对较高。

技术实现要素：

本实用新型提供一种仓泵输灰控制系统及仓泵输灰系统，能够单独控制每台仓泵根据输入指令独立和稳定地运行，且不需要工程组态，成本较低。

本实用新型提供一种仓泵输灰控制系统及仓泵输灰系统，其中，仓泵输灰控制系统包括：单片机内核、输入输出板和触摸显示屏；单片机内核分别和输入输出板以及触摸显示屏电连接，输入输出板包括阀门信号反馈端子和控制端子；

阀门信号反馈端子用于接收仓泵中各个阀门的阀门信号，并将阀门信号发送给单片机内核；

单片机内核用于根据阀门信号生成阀门状态信息，并将阀门状态信息发送给触摸显示屏；

触摸显示屏用于显示阀门状态信息和获取控制输入信息；

单片机内核还用于根据控制输入信息生成控制信号；

控制端子用于输出控制信号至各个阀门。

如上所述的仓泵输灰控制系统，其中，优选的是，阀门信号反馈端子包括以下的一种或多种：出料阀开反馈端子、出料阀关反馈端子、助吹阀开反馈端子、助吹阀关反馈端子、加压阀开反馈端子、加压阀关反馈端子、进料阀开反馈端子、进料阀关反馈端子、泄压阀开反馈端子、泄压阀关反馈端子、流化阀开反馈端子、流化阀关反馈端子、进料气囊开反馈端子、进料气囊关反馈端子和料位计反馈端子。

如上所述的仓泵输灰控制系统，其中，优选的是，控制端子包括模式控制端子和阀门控制端子，模式控制端子用于输出能够切换阀门的控制模式的控制信号，阀门控制端子用于输出能够分别控制各个阀门的开关状态的控制信号。

如上所述的仓泵输灰控制系统，其中，优选的是，模式控制端子包括：远程模式与就地模式切换控制端子、启动与停止切换控制端子、手动与自动切换控制端子。

如上所述的仓泵输灰控制系统，其中，优选的是，阀门控制端子包括：用于控制出料阀开闭状态的出料阀控制端子、用于控制助吹阀开闭状态的助吹阀控制端子、用于控制加压阀开闭状态的加压阀控制端子、用于控制泄压阀开闭状态的泄压阀控制端子、用于控制流化阀开闭状态的流化阀控制端子和进料气囊控制端子。

如上所述的仓泵输灰控制系统，其中，优选的是，还包括电源单元，电源单元包括一个电源接入端和多个电源输出端，每个电源输出端均和一个控制端子电连接，以向控制端子供电。

如上所述的仓泵输灰控制系统，其中，优选的是，电源输入端为220V交流电源输入端，电源输出端为24V直流电源输出端。

如上所述的仓泵输灰控制系统，其中，优选的是，触摸屏和单片机内核之间通过排线电连接。

本实用新型还提供一种仓泵输灰系统，包括多个用于控制仓泵工作的阀门、用于检测阀门开关状态的多个阀门传感器和如上述的仓泵输灰控制系统，仓泵输灰控制系统的阀门信号反馈端子和阀门传感器对应连接，仓泵输灰控制系统的控制端子和阀门对应连接。

如上所述的仓泵输灰系统，其中，优选的是，阀门包括出料阀、助吹阀、加压阀、进料阀、泄压阀和流化阀。

本实用新型提供的仓泵输灰控制系统及仓泵输灰系统，通过单片机内核收集阀门状态信息并发送个触摸显示屏，触摸显示屏获取控制输入信息，单片机据此控制输入输出板开启或关闭相应阀门，实现了根据控制输入信息控制特定仓泵特定阀门的开关，完成仓泵输灰过程。采用单片机控制，现场无需施工，使用前无需复杂的工程组态，能实现每台仓泵的独立运行并且价格成本低。

附图说明

图1为本实用新型提供的仓泵输灰控制系统的硬件设计布置图；

图2为本实用新型提供的仓泵输灰控制系统的阀门信号反馈端子硬件设计布置图；

图3为本实用新型提供的仓泵输灰控制系统的阀门控制端子硬件设计布置图。

附图标记说明：

1-单片机内核； 2-触摸显示屏；

3-阀门信号反馈端子； 4-阀门控制端子；

5-远程模式与就地模式切换控制端子； 6-启动与停止切换控制端子；

7-手动与自动切换控制端子； 8-220V交流电源输入端；

9-24V直流电源输出端； 301-出料阀开反馈端子；

302-出料阀关反馈端子； 303-助吹阀开反馈端子；

304-助吹阀关反馈端子； 305-加压阀开反馈端子；

306-加压阀关反馈端子； 307-进料阀开反馈端子；

308-进料阀关反馈端子； 309-泄压阀开反馈端子；

310-泄压阀关反馈端子； 311-流化阀开反馈端子；

312-流化阀关反馈端子； 313-进料气囊开反馈端子；

314-进料气囊关反馈端子； 315-料位计反馈端子；

401-出料阀控制端子； 402-助吹阀控制端子；

403-加压阀控制端子； 404-泄压阀控制端子；

405-流化阀控制端子； 406-进料气囊控制端子。

具体实施方式

图1为本实用新型提供的仓泵输灰控制系统的硬件设计布置图，如图1所示，本实用新型的仓泵输灰控制系统包括：单片机内核1、输入输出板和触摸显示屏2；单片机内核1分别和输入输出板以及触摸显示屏2电连接，输入输出板包括阀门信号反馈端子3和控制端子；阀门信号反馈端子3用于接收仓泵中各个阀门的阀门信号，并将阀门信号发送给单片机内核1；单片机内核1用于根据阀门信号生成阀门状态信息，并将阀门状态信息发送给触摸显示屏2；触摸显示屏2用于显示阀门状态信息和获取控制输入信息；单片机内核1还用于根据控制输入信息生成控制信号；控制端子用于输出控制信号至各个阀门。

需要说明的是，在上述实施例中，控制系统的操作内核选取单片机内核1，相较于现有技术中常用的PLC控制和DCS控制而言，其具有简单的且已设定的使用程序，无需繁琐的工程组态和二次开发，保证了其在使用过程中的稳定性。并且单片机内核1可以控制每台仓泵的独立运行，使用状态更加灵活。单片机控制较PLC控制和DCS控制的成本更低。

具体的，单片机内核1用于接收并存储阀门信号反馈端子3收集的各个阀门的阀门信号，将此阀门信号发送给触摸显示屏2，单片机内核1的种类优选但并不局限于兼容Intel 8031系统的单片机(51)、AVR(增强型内置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU)精简指令集高速8位单片机)、PIC(去控制外围设备的集成电路，Peripheral Interface Controller)和ARM(进阶精简指令集机器，Advanced RISC Machine)等。操作人员根据阀门信息作出判断并通过触摸显示屏2输入控制输入信息，单片机内核1获取控制输入信号后生成控制信号并传送到控制端子实现各个阀门的实时控制。其中触摸显示屏2能对仓泵控制端子进行参数设置，并且具有实时显示仓泵的运行状态，仓泵故障报警记录以及报警后的复位等功能，更进一步地，触摸显示屏2优选但不局限为液晶显示屏(LCD)。

图2为本实用新型提供的仓泵输灰控制系统的阀门信号反馈端子硬件设计布置图。如图2所示，在上述仓泵输灰控制系统中，可选的，阀门信号反馈端子3包括以下的一种或多种：出料阀开反馈端子301、出料阀关反馈端子302、助吹阀开反馈端子303、助吹阀关反馈端子304、加压阀开反馈端子305、加压阀关反馈端子306、进料阀开反馈端子307、进料阀关反馈端子308、泄压阀开反馈端子309、泄压阀关反馈端子310、流化阀开反馈端子311、流化阀关反馈端子312、进料气囊开反馈端子313、进料气囊关反馈端子314和料位计反馈端子315。

在上述仓泵输灰控制系统中，可选的，控制端子包括模式控制端子和阀门控制端子4，模式控制端子用于输出能够切换阀门的控制模式的控制信号，阀门控制端子4用于输出能够分别控制各个阀门的开关状态的控制信号。

需要说明的是，阀门信号反馈端子3的设置是根据不同种类的仓泵在完成不同设定任务时所选取设定，并不局限于上述涉及到的出料阀、助吹阀、加压阀、进料阀、泄压阀、流化阀和进料气囊开或关的状态的反馈端子，以及料位计反馈端子315，上述反馈端子保证了在输灰过程中实时监控各个阀门以及料位状态。在实际生产中，还可以根据需要添加其他阀门及状态监控装置，如仓泵内部压力计反馈端子等。

具体的，模式控制端子包括：远程模式与就地模式切换控制端子5、启动与停止切换控制端子6、手动与自动切换控制端子7。

需要说明的是，在实际的生产中，操作过程中常常会出现较为复杂的情况，针对此问题，本实用新型的上述实施例中还提供了三种模式控制端子，即远程模式与就地模式切换控制端子5、启动与停止切换控制端子6和手动与自动切换控制端子7。其中，启动与停止切换控制端子6可以控制整体过程的开启和停止。远程模式与就地模式切换控制端子5和手动与自动切换控制端子7相互配合实现仓泵控制的如下控制模式：远程自动控制模式、就地手动控制模式和就地自动控制模式。其中远程自动控制模式可以实现其他系统对仓泵的控制，本实用新型的仓泵输灰系统在实际使用中，还可配合气化炉的其他控制系统一起工作，在这些控制系统中常会使用非单片机控制系统，那么在此种情况下，远程自动模式可以配合非单片机控制系统的正常运行；就地手动控制可以在初始使用及使用维护阶段对各个阀门进行调试时使用，实现了各个阀门的单体调试；就地自动控制可以实现仓泵无需远程控制，完全独立运行。由于仓泵在气化炉或锅炉中，根据不同生产需要，其安装位置相对分散，仓泵与仓泵之间，仓泵与气化炉控制系统之间相距较远，通过设定上述不同控制模式可以实现仓泵在任意位置的独立运行，不受安装位置的限制。

本实施例中，还可设置联锁信号输入端子，当发生突发状况时，如仓泵内部压力超负荷、火情或是人为判断的紧急情况等，仓泵常常无法按正常程序安全停止运行，此时在上述联锁信号输入端子输入联锁信号，此联锁信号的安全级别高于其他任何输入指令，联锁信号对仓泵进行紧急停止控制，防止发生危险，保证仓泵运行的稳定性和安全性。

图3为本实用新型提供的仓泵输灰控制系统的阀门控制端子硬件设计布置图。如图3所示，在上述仓泵输灰控制系统中，可选的，阀门控制端子4包括：用于控制出料阀开闭状态的出料阀控制端子401、用于控制助吹阀开闭状态的助吹阀控制端子402、用于控制加压阀开闭状态的加压阀控制端子403、用于控制泄压阀开闭状态的泄压阀控制端子404、用于控制流化阀开闭状态的流化阀控制端子405和进料气囊控制端子406。

在上述仓泵输灰控制系统中，可选的，还包括电源单元，电源单元包括一个电源接入端和多个电源输出端，每个电源输出端均和一个控制端子电连接，以向控制端子供电。

在上述仓泵输灰控制系统中，可选的，电源输入端为220V交流电源输入端8，电源输出端为24V直流电源输出端9。

需要说明的是，在上述实施例中的电源直接采用标准的220V的交流电，无需设备再配备相应的电源转换设备，各个控制端子从电源输出端直接取电，无需外部配备相应的电源，并且实现了各个控制端子的电源独立，当内部部分控制端子的电路出现问题，其余控制端子还可以正常工作。

在上述仓泵输灰控制系统中，可选的，触摸屏和单片机内核1之间通过排线电连接。

本实施例提供的仓泵输灰控制系统，在工作过程中通过阀门信号反馈端子3收集仓泵各个阀门的阀门信号并发送给单片机内核1，单片机内核1据此生成阀门状态信息发送给触摸显示屏2，触摸显示屏2显示阀门状态信息并获取控制输入信息，单片机内核1根据控制输入信息生成控制信号，控制端子输出控制信号至各个阀门，实现了仓泵输灰过程中无需系统工程组态，每个仓泵安全稳定地独立运行，完成输灰任务。解决了现有技术中采用PLC控制或DCS控制的工程组态繁琐复杂、成本高和无法实现各仓泵独立运行的缺陷。

本实用新型还提供一种仓泵输灰系统，其中包括多个用于控制仓泵工作的阀门、用于检测阀门开关状态的多个阀门传感器和如上述的仓泵输灰控制系统，仓泵输灰控制系统的阀门信号反馈端子3和阀门传感器对应连接，仓泵输灰控制系统的控制端子和阀门对应连接。

在上述实施例技术方案的基础上，优选的是，阀门包括出料阀、助吹阀、加压阀、进料阀、泄压阀和流化阀。

本实施例提供的仓泵输灰系统，在工作过程中通过阀门信号反馈端子3收集仓泵各个阀门的阀门信号并发送给单片机内核1，单片机内核1据此生成阀门状态信息发送给触摸显示屏2，触摸显示屏2显示阀门状态信息并获取控制输入信息，单片机内核1根据控制输入信息生成控制信号，控制端子输出控制信号至各个阀门，实现了仓泵输灰过程中无需系统工程组态，每个仓泵安全稳定地独立运行，完成输灰任务。解决了现有技术中采用PLC控制或DCS控制的工程组态繁琐复杂、成本高和无法实现各仓泵独立运行的缺陷。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。