一种复合肥包膜机的变频控制系统及方法
【专利摘要】本发明涉及复合肥加工领域，具体涉及一种复合肥包膜机的变频控制系统及方法，能够变频控制包膜矿物油与粉状防结块剂的进料，解决物料浪费与复合肥颗粒质量问题。该变频控制系统包括控制器，控制器的输入端设置触摸屏、模拟量采集模块，控制器的输出端设置模拟量输出模块，模拟量采集模块采集皮带秤、铰刀称、计量泵的信号；模拟量输出模块输出电流信号至第一变频器与第二变频器，第一变频器与第二变频器输出电流信号至铰刀称与计量泵。通过以上技术方案，不仅可以节约造粒原料、减少浪费，还可以有效复合肥颗粒的品质。
【专利说明】一种复合肥包膜机的变频控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及复合肥加工领域，具体涉及一种复合肥包膜机的变频控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，在颗粒状复合肥(如高氮复混肥、广谱型复混肥、硝酸铵、磷酸一铵、磷酸二铵等复合肥产品)的防结块处理中，一般通过皮带秤将复合肥送入包膜机后，然后再分别通过计量泵与铰刀称将包膜矿物油与粉状防结块剂，使其涂覆在复合肥颗粒表面，在颗粒间起到了隔离的作用，使表面活性剂的防结块效果得到充分体现，从而增加了防结块效果。不过随着包膜矿物油和包膜粉的价格不断攀升，包膜矿物油和粉状防结块剂混合使用时，在人工条件下不仅会造成大量原料的浪费，使得复合肥生产企业的生产成本会大大提升；而且还存在复合肥颗粒结块、长毛、粉化等问题，影响复合肥的品质。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种复合肥包膜机的变频控制系统及方法，能够变频控制包膜矿物油与粉状防结块剂的进料，解决物料浪费与复合肥颗粒质量问题。
[0004]为实现上述目的，本发明的复合肥包膜机的包膜剂添加变频控制系统包括控制器，控制器的输入端设置触摸屏、模拟量采集模块，控制器的输出端设置模拟量输出模块，模拟量采集模块采集皮带秤、铰刀称、计量泵的信号；模拟量输出模块输出电流信号至第一变频器与第二变频器，第一变频器与第二变频器输出电流信号至铰刀称与计量泵。
[0005]进一步地，所述控制器为PLC单片机，其型号为西门子S7-200型或者LS-DR20SU型。
[0006]本发明的复合肥包膜机的包膜剂添加变频控制方法包括以下步骤:
[0007](I)触摸屏设定参数；
[0008](2)模拟量采集模块采集皮带秤重量信号Wl与速度信号F1、铰刀称重量信号W2和速度信号F2、计量泵的油料流量Q3 ；
[0009](3)控制器实时计算皮带秤上的物料流量Ql，铰刀称上的粉料流量Q2 ；
[0010](4)控制器实时计算油料和粉料的设定量SETl和SET2 ；
[0011](5)控制器根据油料设定量SETl和油料流量Q3、粉料设定量SET2和粉料流量Q2，分别对其执行PID运算，其运算结果为K5、K6 ;
[0012](6)控制器根据PID运算结果，通过模拟量输出模块输出电流控制信号Yl、Y2至
第一变频器、第二变频器；
[0013](7)第一变频器、第二变频器分别控制铰刀称与计量泵实时调整进料量。
[0014]进一步地，所述步骤(I)中的触摸屏设定的参数包括比例系数K1、K2、K3、K4，皮带秤自重W皮，铰刀称自重W称。
[0015]进一步地，所述步骤(3)中Ql = [(Wl-W 皮).η.Κ3]Τ/Η；[0016]Q2 = [(W2-W 称).f2.K4]kg/H。
[0017]进一步地，所述步骤⑷中SETl = Wl.Kl ；SET2 = Wl.K2。
[0018]进一步地，所述步骤(6)中Yl = (0.32.K5.50+4) mA ；Y2 = (0.32.Κ6.50+4)mA。
[0019]进一步地，所述步骤⑵中的Okg < Wl ≤ 400kg ；0kg < W2 ^ 300kg ；fl = 50Hz ；OHz < f2 ^ 50Hz。
[0020]进一步地，所述比例系数0 < Kl ≤ 0.1 ;0 < K2 ≤ 0.1 ;0 < K3 < I ;0 < K4 < I。
[0021]通过以上技术方案，控制器根据皮带秤上瞬时通过的化肥颗粒量自动控制计量泵、铰刀称的进料量，包膜机采用内添加进料的方式对复合肥颗粒进行包膜防结块处理，不仅可以节约造粒原料、减少浪费，极大地提高经济效益，还可以解决复合肥颗粒的结块、长毛、粉化问题，而且具有显著的颗粒增强效果，同时提高复合肥颗粒的干燥度，延长存放时间。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1是本发明的系统结构示意图。
【具体实施方式】 [0023]如图1所示，复合肥包膜机的包膜剂添加变频控制系统，包括控制器10，控制器10的输入端设置触摸屏20、模拟量采集模块30，控制器10的输出端设置模拟量输出模块40，模拟量采集模块30采集皮带秤31、铰刀称32、计量泵33的信号；模拟量输出模块40电流信号至第一变频器50与第二变频器60，第一变频器50与第二变频器60输出电流信号至铰刀称32与计量泵33。这样，控制器10就可根据皮带秤31上瞬时通过的化肥颗粒量自动控制计量泵33、铰刀称32的进料量，包膜机10采用内添加进料的方式对复合肥颗粒进行包膜防结块处理，不仅可以节约造粒原料、减少浪费，极大地提高经济效益，还可以解决复合肥颗粒的结块、长毛、粉化问题，而且具有显著的颗粒增强效果，同时提高复合肥颗粒的干燥度，延长存放时间。
[0024]进一步地，所述控制器10为PLC单片机，其型号为西门子S7-200型或者LS-DR20SU 型。
[0025]该复合肥包膜机的包膜剂添加变频控制方法，主要包括以下步骤:
[0026](I)触摸屏40设定参数；
[0027](2)模拟量采集模块30采集皮带秤31的重量信号Wl与速度信号fl、铰刀称32的重量信号W2和速度信号f2、计量泵33的油料流量Q3 ；
[0028](3)控制器10实时计算皮带秤31上的物料流量Ql，铰刀称32上的粉料流量Q2 ；
[0029](4)控制器10实时计算油料和粉料的设定量SETl和SET2 ；
[0030](5)控制器10根据油料设定量SETl和油料流量Q3、粉料设定量SET2和粉料流量Q2，分别对其执行PID运算，其运算结果为K5、K6 ;
[0031](6)控制器10根据PID运算结果，通过模拟量输出模块40输出电流控制信号Yl、Y2至第一变频器50、第二变频器60 ；
[0032](7)第一变频器50、第二变频器60分别控制铰刀称32与计量泵33实时调整进料量。
[0033]进一步地，触摸屏10设定的参数包括比例系数K1、K2、K3、K4，皮带秤自重W皮，铰刀称自重W称。其中，比例系数KU Κ2、Κ3、Κ4为经验值，其范围为O < Kl≤0.1 ;0< Κ2 ≤ 0.1 ;0 < Κ3 < I ;0 < Κ4 < I。
[0034]进一步地，所述步骤⑵中Okg < Wl ^ 400kg ；0kg < W2 ^ 300kg ；
[0035]fl = 50Hz ；0Hz < f2 ^ 50Hz
[0036]进一步地，所述步骤(3)中Ql = [ffl-ff 皮).fl.Κ3]Τ/Η ；
[0037]Q2 = [ (W2-W 称).f2.K4] kg/H。
[0038]进一步地，所述步骤⑷中SETl = Wl.Kl ；SET2 = Wl.K2。
[0039]进一步地，所述步骤 (6)中Yl = (0.32.K5.50+4) mA ；Y2 = (0.32.Κ6.50+4)mA。需要说明的是，步骤(5)中涉及的PID运算，是本领域技术人员公知的算法，在此不再赘述。因此，步骤(6)中最后得出的模拟量输出模块40的输出电流控制信号Y1、Y2就是铰刀称32与计量泵33实时调整的电流信号。
[0040]下面详细介绍按照本发明的变频控制方法操作的两个实施例:
[0041]实施例1:
[0042](I)触摸屏 40 设定参数 Kl = 0.05、Κ2 = 0.08、Κ3 = 0.01、Κ4 = 0.001，皮带秤自重Wig= 40kg,铰刀称自重Wfti= 50kg ；
[0043](2)模拟量采集模块30采集皮带秤31的重量信号Wl = 200kg与速度信号fl =50Hz、铰刀称32的重量信号W2 = 150kg和速度信号f2 = 20Hz、计量泵33的油料流量Q3=1.5L/H ；
[0044](3)控制器10实时计算皮带秤31上的物料流量Ql = [Wl-Wig).f1.K3]=(200-40)*50*0.01 = 80T/H,
[0045]铰刀称32 上的粉料流量 Q2 = [(W2-W称)*f2 *K4]kg/H = (150-50) *20*0.001 =2kg/H ；
[0046](4)控制器10实时计算油料和粉料的设定量SETl = Ql.Κ1 = 80*0.05 = 4，SET2=Ql.Κ2 = 80*0.08 = 6.4 ；
[0047](5)控制器10根据油料设定量SETl和油料流量Q3、粉料设定量SET2和粉料流量Q2，分别对其执行PID运算，其运算结果Κ5 = 0.4, Κ6 = 0.6 ；
[0048](6)控制器10根据PID运算结果，通过模拟量输出模块40输出电流控制信号Yl、Υ2至第一变频器50、第二变频器60 ；
[0049]其中，Yl= (0.32.Κ5.50+4) = 10.4mA,
[0050]Y2 = (0.32.K6.50+4) = 13.6mA ；
[0051](7)第一变频器50、第二变频器60分别控制铰刀称32与计量泵33以10.4mA、
13.6mA电流大小实时调整进料量。
[0052]实施例2:
[0053](I)触摸屏 40 设定参数 Kl = 0.05、K2 = 0.08、K3 = 0.01、K4 = 0.001，皮带秤自重Wig= 40kg,铰刀称自重Wfti= 50kg ；
[0054](2)模拟量采集模块30采集皮带秤31的重量信号Wl = 240kg与速度信号fl =50Hz、铰刀称32的重量信号W2 = 10kg和速度信号f2 = 25Hz、计量泵33的油料流量Q3=1.2L/H ；
[0055](3)控制器10实时计算皮带秤31上的物料流量Ql = [Wl-Wig).fI.K3]=(240-40)*50*0.01 = 100T/H,
[0056]铰刀称32 上的粉料流量 Q2 = [(W2-W称)*f2 *K4]kg/H = (100-50) *25*0.001 =1.25kg/H ；
[0057](4)控制器10实时计算油料和粉料的设定量SETl = Ql.Kl = 100*0.05 = 5，SET2 = Ql.K2 = 100*0.08 = 8 ；
[0058](5)控制器10根据油料设定量SETl和油料流量Q3、粉料设定量SET2和粉料流量Q2，分别对其执行PID运算，其运算结果K5 = 0.6，K6 = 0.9 ;
[0059](6)控制器10根据PID运算结果，通过模拟量输出模块40输出电流控制信号Y1、Y2至第一变频器50、第二变频器60 ；
[0060]其中，Yl= (0.32.K5.50+4) = 13.6mA,
[0061]Y2 = (0.32.K6.50+4) = 18.4mA ；
[0062](7)第一变频器50、第二变频器60分别控制铰刀称32与计量泵33以13.6mA、18.4mA电流大小实时调整进料量。
【权利要求】
1.一种复合肥包膜机的变频控制系统，其特征在于:包括控制器，控制器的输入端设置触摸屏、模拟量采集模块，控制器的输出端设置模拟量输出模块，模拟量采集模块采集皮带秤、铰刀称、计量泵的信号；模拟量输出模块输出电流信号至第一变频器与第二变频器，第一变频器与第二变频器输出电流信号至铰刀称与计量泵。
2.根据权利要求1所述的复合肥包膜机的变频控制系统，其特征在于:所述控制器为PLC单片机，其型号为西门子S7-200型或者LS-DR20SU型。
3.一种复合肥包膜机 的变频控制方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)触摸屏设定参数； (2)模拟量采集模块采集皮带秤重量信号Wl与速度信号H、铰刀称重量信号W2和速度信号f2、计量泵的油料流量Q3 ； (3)控制器实时计算皮带秤上的物料流量Q1，铰刀称上的粉料流量Q2； (4)控制器实时计算油料和粉料的设定量SETl和SET2； (5)控制器根据油料设定量SETl和油料流量Q3、粉料设定量SET2和粉料流量Q2，分别对其执行PID运算，其运算结果为K5、K6 ; (6)控制器根据PID运算结果，通过模拟量输出模块输出电流控制信号Yl、Y2至第一变频器、第二变频器； (7)第一变频器、第二变频器分别控制铰刀称与计量泵实时调整进料量。
4.根据权利要求3所述的复合肥包膜机的变频控制方法，其特征在于:所述步骤(1)中的触摸屏设定的参数包括比例系数K1、K2、K3、K4，皮带秤自重Wig,铰刀称自重
5.根据权利要求3所述的复合肥包膜机的变频控制方法，其特征在于:所述步骤(3)中 Ql = [(Wl-W皮).η.Κ3]Τ/Η ；
Q2 = [(W2-W 称).f2.K4]kg/H。
6.根据权利要求3所述的复合肥包膜机的变频控制方法，其特征在于:所述步骤(4)中 SETl = Wl.Kl ；SET2 = Wl.K2。
7.根据权利要求3所述的复合肥包膜机的变频控制方法，其特征在于:所述步骤(6)中 Yl = (0.32.K5.50+4) mA ；Y2 = (0.32.Κ6.50+4) mA。
8.根据权利要求3所述的复合肥包膜机的变频控制方法，其特征在于:所述步骤(2)中的 Okg < Wl ^ 400kg ；0kg < W2 ^ 300kg ；fl = 50Hz ；0Hz < f2 ^ 50Hz。
9.根据权利要求4所述的复合肥包膜机的变频控制方法，其特征在于:所述比例系数O< Kl ≤ 0.1 ;0 < K2 ≤ 0.1 ;0 < K3 < I ;0 < K4 < I。
【文档编号】G05B19/05GK104035372SQ201410244689
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2014年6月4日 优先权日:2014年6月4日
【发明者】赵东辉 申请人:郑州裕恒科技有限公司