一种再生胶热处理智能控制系统的制作方法

本发明涉及废物回收利用技术领域，具体是一种再生胶热处理智能控制系统。

背景技术：

随着我国汽车工业的发展，报废轮胎数量迅猛增长，对环境污染日趋严重。类似于废泡沫塑料造成的“白色污染”，废旧轮胎被称为“黑色污染”。近年来国内外都把废旧轮胎的回收和再度利用为重大环保课题。在废橡胶再加工行业中，将废旧橡胶常温破碎成胶粉，在再生助剂的作用下经脱硫使胶粉成为再生胶。为了改善再生胶的塑性、延展性、耐磨性以及热稳定性等技术参数，需要对废旧轮胎破碎后的胶粉添加相应的再生助剂以保证达到不同客户的需求，通过搅拌将材料混合后，还需要对混合后的胶体进行热处理工序以保证系统性能。

但由于不同的用户群体对胶体性能要求的多样化，针对具体要求的添加剂也不尽相同，从而对后续的热处理工序有不同的要求，由于设备方案的复杂性，从而导致控制系统不能采用统一的方法来对材料进行热处理工艺。而由于混合后的胶粉要在螺杆传输过程中进行加热，如果简单地采用普通的过零点加热冷却方式或者普通的PID调节方式都很难达到所需要的工艺需求。目前市面上的热处理设备只具有简单温度调节功能，无法满足多变的环境及工艺的需求，该类设备主要存在以下两个问题：1、功能简单，单纯完成加热冷却工作，无法自适应调整；2、智能性不足，未经过训练的人员无法轻易上手操作，实用性不强。

现有的再生胶热处理工艺从控制上类似于开环系统，即通过热电偶检测螺杆输送中各节点的温度，然后通过分离的模块检测相应的温度，并对温度进行简单的开关量控制，对超过阈值温度停止加热，并进行冷却。低于阈值温度则停止冷却，加热。现有技术只能根据预先设定的温度，在一定的温度范围内漂移，如果上下限温度范围过小，则会导致加热和制冷开关不停的切换，增加系统的功耗，且温度抖动大。如果上下限温度范围过大，则导致接点温度范围过大，不能满足工艺需求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种再生胶热处理智能控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种再生胶热处理智能控制系统，包括胶体参数传感器、中央控制器、专家知识库、K型热电偶、触摸屏模块、用户按键模块、DA转换模块、加热控制模块、制冷控制模块和AD转化模块；所述胶体参数传感器连接至AD转化模块，AD转化模块连接至中央控制器；所述触摸屏与中央控制器连接，所述用户按键模块连接至中央控制器，用户按键模块将用户现场的控制意图传送给中央控制器，所述K型热电偶固定安装在螺杆上，K型热电偶通过AD转换模块连接至中央控制器，所述中央控制器通过DA转换模块传连接至加热控制模块，所述专家知识库连接至中央控制器，所述记忆体连接至中央控制器。

作为本发明进一步的方案：所述中央控制器采用工业控制计算机、单片机或者ARM模块中的一种。

作为本发明再进一步的方案：所述胶体参数传感器输出信号为modbus RTU标准输出格式。

作为本发明再进一步的方案：所述触摸屏通过VGA以及USB实现与中央控制器的通信和人机对话。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本方明把计算机专家知识库、人机交互模块、胶体实时检测模块引入到再生胶处理工艺系统中来，提高了再生胶处理系统的实用性，便捷性以及自适应性。使生产线可以随时根据用户工艺要求生产不同性能的再生胶胶体。本发明提高了热处理工艺的高效性、稳定性以及设备的自动化程度。

附图说明

图1为再生胶热处理智能控制系统的设计方案思路图。

图2为再生胶热处理智能控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-2，一种再生胶热处理智能控制系统，包括胶体参数传感器、中央控制器、专家知识库、K型热电偶、触摸屏模块、用户按键模块、DA转换模块、加热控制模块、制冷控制模块和AD转化模块；

所述胶体参数传感器连接至AD转化模块，AD转化模块连接至中央控制器；胶体参数传感器检用于测胶体的状态并经过AD转化模块将检测的结果数据化后赋给中央控制器；所述中央控制器采用工业控制计算机、单片机或者ARM模块中的一种；所述胶体参数传感器输出信号为modbus RTU标准输出格式；将胶体参数传感器引入到热处理系统中，从而可以实时的检测再生胶的性能参数，为智能化的自学习与智能控制提供了参数依据。

所述触摸屏通过VGA以及USB实现与中央控制器的通信和人机对话，从而实现用户界面友好的人机交互功能。智能化人机交互界面引入到热处理工艺中，便捷的人机交互界面为系统提供了有力的帮助，胶体相关信息直接显示在人机交互设备上，直观的为控制人员提供了数据支撑。

所述用户按键模块连接至中央控制器，用户按键模块将用户现场的控制意图传送给中央控制器，从而实现停止、启动等命令的检测。

所述K型热电偶固定安装在螺杆上，K型热电偶通过AD转换模块连接至中央控制器，从而实现实现将K型热电偶检测到的信号经过温度补偿后得到的实际温度值传送给中央控制器；所述K型热电偶采用精密K型热电偶，也可以采用其他的精密传感器或者集成化的现场仪表替代K型热电偶实现胶体温度信号检测。

所述中央控制器通过DA转换模块传连接至加热控制模块，中央控制器将需要控制的加热信号通过DA转换模块传送给加热控制模块，实现加热的启停控制。

所述中央控制器通过DA转换模块传连接至制冷控制模块，中央控制器将将需要控制的制冷信号通过DA转换模块传送给制冷控制模块，实现加热的启停控制。

所述专家知识库连接至中央控制器，专家知识库根据预设的规则及控制方案、输入的工艺结果以及检测到的数据结果将控制参数传递给中央控制器实现控制；所述记忆体连接至中央控制器，记忆体主要储存已经设定的决策机制、策略，控制方案以及不同情况下的最优控制策略。把专家知识库融入到胶体添加配料后的热处理工艺中去，提高胶体处理工艺的智能化和效率，并将不同情况下得到的最优控制策略存入知识库的记忆体中，用于更新知识库。根据中央控制器的专家知识库给出最佳工艺，在线实时采集胶粉温度、胶体参数，确定每个控制节点的控制参数，并给予制冷、加热启停控制信号，实现对螺杆各个节点制冷过程、加热过程的控制，使热处理过程根据最优控制策略进行。基于专家知识库的再生胶热处理智能控制系统，能根据设定的技术参数和工艺要求确定选择何种控制方法以满足设计目标的实现，同时，在当前控制方案达不到控制目标时，根据该技术参数相应的调整策略调整控制工艺，不断调整直至达到最优，并具备记忆功能。

本发明的工作原理是：本发明提出的基于专家知识库的再生胶热处理智能控制系统整体方案架构如图1所示，胶粉生成再生胶的热处理工艺过程为连续处理过程，为了提高工艺处理速度、日生产率以及工艺的可控性，热处理设备采用螺杆传动的方式，再生助剂添加区块经过螺杆传动通过热处理区块，螺杆采用伺服电机控制的方式，可以精准的控制胶粉的传动速度。首先进行目标参数设定，根据用户的具体要求，提出设计后胶体的相关参数。然后实时采集热处理过程中的胶粉温度与胶体参数，根据分布在螺杆上的精密K型热电偶检测经过该区间的胶体的实时温度，并馈送到控制系统，实现胶粉温度的实时检测，同时配备一套胶体状态参数检测装置，实时检测胶体的参数并将结果馈送到计算机中的专家管理系统中去。本发明的控制系统的核心为具备专家知识库的中央控制器，能根据设定的技术参数和工艺要求确定选择何种控制方法以满足设计目标的实现，同时，在当前控制方案达不到控制目标时，根据该技术参数相应的调整策略调整控制工艺，不断调整直至达到最优，并具备记忆功能；中央控制器的输入包括预期热处理工艺后的胶体目标参数，实时监测到的胶体参数以及螺杆各检测节点的温度，根据中央控制器的专家知识库给出的最佳工艺，确定螺杆中节点控制参数，并给予制冷、加热启停控制信号，实现对制冷过程、加热过程的控制，使热处理过程根据最优控制策略进行，并对控制策略实时更新调整。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。