一种破碎机喂料控制方法和系统与流程

本申请涉及但不限于破碎机技术领域，尤其是一种破碎机喂料控制方法和系统。

背景技术：

锤式破碎机是常见的破碎设备，其可直接将最大粒度为600-1800毫米的物料破碎至25或25毫米以下的一段破碎用破碎机。锤式破碎机适于破碎中等硬度的相对干燥的物料，如石灰石、炉渣、焦碳、煤等物料的中碎和细碎作业。

在破碎作业过程中，设备故障、物料的湿度、硬度和颗粒大小都会影响到设备的正常运转，很容易产生堵料卡机的现象，这样既降低破碎工作效率，又浪费大量人力物力去处理。因此，设计一种可靠稳定的锤式破碎机喂料控制系统是非常必要的。

技术实现要素：

本申请解决的技术问题是提供一种破碎机喂料控制方法和系统，能够有效克服现有技术中的缺陷，能够实现破碎机喂料的自动控制；进一步的，还能够有效降低劳动强度。

为解决上述技术问题，本申请提供了一种破碎机喂料控制方法，包括以下步骤：

检测破碎机的负载量并生成检测信号；

比较检测信号与预设数值并生成比较结果；

根据比较结果生成控制信号；

根据控制信号控制喂料电机的运转频率。

上述破碎机喂料控制方法，还可具有如下特点，

检测破碎机的负载量包括：检测破碎机的当前电流值。

上述破碎机喂料控制方法，还可具有如下特点，

比较检测信号与预设数值并生成比较结果包括：

比较当前电流值与预设电流值，并获得电流偏差值；

对电流偏差值进行滤波修正，并获得包含有修正后的电流偏差值e的比较结果；其中，e＝sp-pv，sp＜ie；

式中单位为a，pv为实际电流值，sp为预设电流值，e为修正后的电流偏差值，ie为破碎机电机的额定电流。

上述破碎机喂料控制方法，还可具有如下特点，

根据比较结果生成控制信号包括：

根据修正后的电流偏差值的大小，生成相应的控制输出变量，并输出对应的喂料电机的目标控制频率信号。

上述破碎机喂料控制方法，还可具有如下特点，

当-4＜e＜4时，f＝f0；

当4≤e＜8时，f＝f0-f1，t＝120s；

当-8＜e≤-4时，f＝f0+f2，t＝240s；

当e≥8时，f＝0；

当e≤-8时，f＝f0+f2，t＝240s，f≤fe；

式中f为控制输出变量，f0为喂料电机的当前控制变量，f1、f2为映射控制量，f1＝1000，f2＝500，fe为喂料电机的额定控制变量，fe＝31208，t为控制调节周期。

上述破碎机喂料控制方法，还可具有如下特点，

检测破碎机的当前电流值包括：

通过电流检测元件检测破碎机的当前电流，并生成对应4-20ma的电流信号。

上述破碎机喂料控制方法，还可具有如下特点，

对电流偏差值进行滤波修正包括：

式中e1为周期t内的第一次采样值，e2为周期t内的第二次采样值，e3为周期t内的第三次采样值，et为周期t内的第t次采样值，t为采样周期。

上述破碎机喂料控制方法，还可具有如下特点，

检测破碎机的负载量包括：检测破碎机的主轴转矩。

上述破碎机喂料控制方法，还可具有如下特点，

比较检测信号与预设数值并生成比较结果包括：比较当前主轴转矩与预设转矩，并获得包含有转矩差值的比较结果；

根据比较结果生成控制信号包括：根据包含有转矩差值的比较结果，生成相应的喂料电机的目标控制频率信号。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种破碎机喂料控制系统，包括：

检测单元，所述检测单元用于检测破碎机的负载量，并生成检测信号；

比较单元，所述比较单元用于比较检测信号与预设数值，并生成比较结果；

控制单元，所述控制单元用于根据比较结果生成控制信号；

执行单元，所述执行单元用于根据控制信号控制喂料电机的运转频率。

本申请上述技术方案具有如下有益效果：

相比于现有技术，本申请可通过破碎机运行电流或主轴转矩的有效实时检测，反应其运行情况，一方面对锤式破碎机喂料量有效的控制，处在合理的投料范围，使破碎机工作在最佳负载水平，避免了堵料、卡机现象，也提高了设备工作效率，进而降低了电能的消耗；从另一方面，通过检测设备运行电流，可有效辅助检测设备本身的故障及时处理，减少设备出现故障投入的人力物力，通过人机界面，提高了自动化检测水平。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明实施例而了解。本申请的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本申请技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。

图1为本发明实施例一的控制流程图一；

图2为本发明实施例一的控制流程图二；

图3为本发明实施例二的控制流程图；

图4为本发明实施例三的控制系统图。

具体实施方式

下文中将结合附图对本申请的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

实施例一：

结合图1所示，本发明实施例一提供了一种破碎机喂料控制方法，可以包括以下步骤：

检测破碎机的负载量并生成检测信号；

比较检测信号与预设数值并生成比较结果；

根据比较结果生成控制信号；

根据控制信号控制喂料电机的运转频率。

具体操作中，可通过上述破碎机负载量的检测步骤的优选设置，即通过破碎机的当前破碎物料状态的实时检测，为后续的控制提供的有效的数据；可通过上述预设数值与检测数值之间的比较，能够实现对当前检测数据的分析判断，以输出相应的控制信号，以控制喂料电机以目标运行频率运行；上述优选的控制方法，能够实现破碎机喂料操作的便捷自动控制；进一步的，上述优选设置还能够有效降低劳动强度。

如图2所示，本实施例中，上述检测破碎机的负载量包括：检测破碎机的当前电流值；可通过检测破碎机的当前电流值，间接的检测出破碎机当前的负载量。

具体操作中，检测破碎机的当前电流值可以包括：通过电流检测元件检测破碎机的当前电流，并生成对应4-20ma的电流信号；上述电流检测元件可为安装在控制柜内的电流互感器，上述电流互感器与破碎机电机的控制电路连接，以用于检测锤式破碎机的运行电流；进而，上述电流检测元件还可连接有电流变送模块，以将电流检测元件检测的电流变换成4-20ma电流信号。

进一步的，本实施例中，上述比较检测信号与预设数值并生成比较结果包括：比较当前电流值与预设电流值，并获得电流偏差值；

对电流偏差值进行滤波修正，并获得包含有修正后的电流偏差值e的比较结果；其中，e＝sp-pv，sp＜ie；

式中单位为a，pv为实际电流值，sp为预设电流值，e为修正后的电流偏差值，ie为破碎机电机的额定电流。

具体操作中，上述对电路偏差值滤波修正操作，能够有效提高检测结果的准确性；目前破碎机的运行电流变化率较大，经过上述滤波修正操作后的电流偏差值更为精确。

本实施例中，上述对电流偏差值进行滤波修正，主要通过预设周期内的多次采样求取平均值的操作实现的；即，上述步骤还包括对电流偏差值进行滤波修正包括：

式中e1为周期t内的第一次采样值，e2为周期t内的第二次采样值，e3为周期t内的第三次采样值，et为周期t内的第t次采样值，t为采样周期。本实施例中，上述采样周期t为30s；需要说明的是，上述采样周期t也可以为60s或20s，或者其他时间，以能够满足电路偏差值的滤波操作需要为准。

本实施例中，上述根据比较结果生成控制信号包括：

根据修正后的电流偏差值的大小，生成相应的控制输出变量，并输出对应的喂料电机的目标控制频率信号。

具体操作中，上述根根据修正后的电流偏差值，生成喂料电机的目标控制频率信号的具体操作可通过如下方法实现：

当-4＜e＜4时，f＝f0；

当4≤e＜8时，f＝f0-f1，t＝120s；

当-8＜e≤-4时，f＝f0+f2，t＝240s；

当e≥8时，f＝0；

当e≤-8时，f＝f0+f2，，t＝240s，f≤fe；

式中f为控制输出变量，f0为喂料电机的当前控制变量，f1、f2为映射控制量，f1＝1000，f2＝500，fe为喂料电机的额定控制变量，fe＝31208，t为控制调节周期。

上述控制输出变量f为：6242≤f≤31208，上述控制输出变量可对应于喂料电机的电机频率0-30hz；其中，上述f对应于喂料电机的目标控制频率，f0对应于喂料电机的当前运行频率，fe对应于喂料电机的运行最大频率；具体操作中，上述控制变频器可将上述控制输出变量转换为对应的喂料电机频率；上述控制变频器的输入端可用于接收4-20ma电流信号，输出端可用于将对应0-30hz的电机频率输送至喂料电机的变频器；喂料电机具体通过变频器控制，以实现相应的频率调整操作。上述喂料电机，具体为喂料皮带输送机电机，其连接有变频器。

本实施例通过多次的创造性实验得出：

当上述修正后的电流偏差值大于-4且小于4时，破碎机的运转为正常运转，能够有效满足当前的喂料量，喂料电机可安装当前运行频率运转；

当上述修正后的电流偏差值大于等于4且小于8时，破碎机的运转为非正常运转，当前的负载量高于其自身的负载量，此时的破碎机零部件磨损较为严重，且破碎效果不佳，需将喂料电机的运行频率调低，以降低当前破碎机的喂料量，以实现对应的优化调节操作。

当上述修正后的电流偏差值大于等于8时，破碎机的运转为非正常运行，且当前的负载量过高，远远超出其自身的负载量，此时应停止进行喂料操作，以进一步检测破碎机的零部件运转是否正常，以有效避免此情况下持续喂料所造成的破碎机的磨损加剧的情况。

当上述修正后的电流偏差值大于-8且小于-4时，破碎机的破碎能力没有被完全发挥，可适当增加喂料量，以实现破碎机的最佳破碎能力；具体可将喂料电机的运行频率提高，以提高当前破碎机的喂料量，以实现对应的优化调节操作。

当上述修正后的电流偏差值小于等于-8时，破碎机的破碎能力没有被完全发挥，可适当增加喂料量；同时，为了能够保证喂料电机的正常运转，喂料电机的运行频率需小于最高允许频率，以提高当前破碎机的破碎能力的同时，能够有效保证喂料电机的正常运行。

本实施例可通过破碎机运行电流有效实时反应的其运行情况，一方面对锤式破碎机喂料量有效的控制，处在合理的投料范围，使破碎机工作在最佳负载水平，避免了堵料、卡机现象，也提高了设备工作效率，进而降低了电能的消耗；从另一方面，通过检测设备运行电流，可有效辅助检测设备本身的故障及时处理，减少设备出现故障投入的人力物力，通过人机界面，提高了自动化检测水平。

实施例二：

如图3所示，本发明实施例二提供了一种破碎机喂料控制方法，可以包括以下步骤：

检测破碎机的负载量并生成检测信号；

比较检测信号与预设数值并生成比较结果；

根据比较结果生成控制信号；

根据控制信号控制喂料电机的运转频率。

与实施例一不同的是，本实施例中，上述检测破碎机的负载量包括：检测破碎机的主轴转矩；可通过检测破碎机的主轴转矩，间接的检测出破碎机当前的负载量。上述比较检测信号与预设数值并生成比较结果包括：比较当前主轴转矩与预设转矩，并获得包含有转矩差值的比较结果。上述根据比较结果生成控制信号包括：根据包含有转矩差值的比较结果，生成相应的喂料电机的目标控制频率信号。

具体操作中，上述预设转矩与检测转矩的比较，类似于实施例一中的预设电流值当前电流值的比较；上述包含有转矩差值的比较结果，类似于实施例一中的包含有电流偏差值的比较结果；具体的控制方法，请参见实施例一中的详细记载；本实施例与实施例一均能够有效克服现有技术中的缺陷，能够实现破碎机喂料的自动控制；进一步的，还能够有效降低劳动强度。

实施例三：

如图4所示，本发明实施例三提供了一种应用于实施例一或实施例二中的破碎机喂料控制方法的系统，可以包括：

检测单元，所述检测单元用于检测破碎机的负载量，并生成检测信号；

比较单元，所述比较单元用于比较检测信号与预设数值，并生成比较结果；

控制单元，所述控制单元用于根据比较结果生成控制信号；

执行单元，所述执行单元用于根据控制信号控制喂料电机的运转频率。

具体操作中，上述检测单元可以为电路检测元件，或为转矩检测元件；上述比较单元可以为比较电路，上述控制单元可以为常见的可编程逻辑控制器，上述执行单元可以为与喂料电机连接的变频器。

在本申请的描述中，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本领域的技术人员应该明白，虽然本发明实施例所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明实施例而采用的实施方式，并非用以限定本发明实施例。任何本发明实施例所属领域内的技术人员，在不脱离本发明实施例所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明实施例的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。