砂石生产线及其控制方法、控制器与流程

本发明涉及砂石生产领域，具体地涉及一种砂石生产线及其控制方法、控制器。

背景技术：

由于常年开采，天然砂石的可用资源原来越少，加上质量不稳定，已经越来越难以满足混凝土行业，特别是高性能混凝土对砂石的要求，因而机制砂逐渐成为普遍的选择。

图1示出了现有技术中的一种制砂生产线的示意图。如图1所示，现有技术中的制砂生产线包括给料系统、制砂机11以及筛分机12。在运行过程中，给料系统将原料输送至制砂机，原料经制砂机破碎整形之后输送给筛分机，其中原料的粒径大小一般为0至40mm。砂石同出时，筛分机设置为：将粒径大小处于0至3mm的砂石作为成品砂输出；将粒径大小处于3mm至15mm的砂石作为第一成品石输出；将粒径大小处于15mm至25mm的砂石作为第二成品石输出；以及将粒径大小处于25mm至40mm的非成品砂石再次输送回制砂系统进行破碎整形。仅出成品砂时，筛分机设置为：将粒径大小处于0至3mm的砂石作为成品砂输出；将粒径大小处于3mm至40mm的非成品砂石再次输送回制砂机中进行破碎整形。

本申请发明人在实施上述方案的过程中发现，现有技术方案具有如下缺陷：1)筛分机筛选出的成品石不纯，使得石子产品质量受到影响，不适应高强度混凝土的发展要求；2)经由筛分机筛选出的非成品砂石全部输送回制砂机中，受制砂机转速的影响，不能同时保证非成品砂石中不同粒径大小的砂石的成砂率；3)制砂机的电机负荷主要靠人工调节，劳动强度大，操作滞后，且易产生超负荷运行。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种砂石生产线及其控制方法、控制器，用于解决或至少部分解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种砂石生产线，所述砂石生产线包括：给料系统、低速制砂机、高速制砂机以及筛分机，其中，所述给料系统将原料输送至所述低速制砂机，所述原料经由所述低速制砂机破碎整形后被输送至所述筛分机，经由所述筛分机筛选出的非成品砂石根据粒径大小不同而被输送至所述低速制砂机或所述高速制砂机进行再破碎整形，其中所述高速制砂机的破碎转速高于所述低速制砂机的破碎转速。

可选地，经由所述筛分机筛选出的非常品砂石包括：粒径大小处于第一范围的砂石以及粒径大小处于第二范围的砂石，其中，粒径大小处于所述第一范围的砂石被输送至所述低速制砂机，粒径大小处于所述第二范围的砂石被输送至所述高速制砂机，其中，所述第一范围为25mm至40mm或15mm至40mm，所述第二范围为3mm至5mm。

可选地，通过第一三通阀使得经由所述筛分机筛选出的粒径大小处于第三范围的砂石的一部分作为成品石输出，另一部分作为非成品石输出；以及通过第二三通阀使得作为非成品石输出的粒径大小处于所述第三范围的砂石的一部分输送至所述高速制砂机，另一部分输送至所述低速制砂机，其中，所述第三范围为5mm至15mm。

相应地，本发明还提供一种用于砂石生产线的控制方法，所述砂石生产线为根据权利要求1至3中任意一项权利要求所述的砂石生产线，所述方法包括：计算所述低速制砂机的电机负荷率；计算所述高速制砂机的电机负荷率；根据所述低速制砂机的电机负荷率和所述高速制砂机的电机负荷率来控制所述低速制砂机的进料量。

可选地，所述根据所述低速制砂机的电机负荷率和所述高速制砂机的电机负荷率来控制所述给料系统的卸料阀包括：判断所述高速制砂机的电机负荷率是否大于所述低速制砂机的电机负荷率；在所述高速制砂机的电机负荷率大于所述低速制砂机的电机负荷率的情况下，调整所述第二三通阀的出口开度以增大所述低速制砂机的进料量；以及在所述高速制砂机的电机负荷率小于所述低速制砂机的电机负荷率的情况下，调整所述第二三通阀的出口开度以减小所述低速制砂机的进料量而增大所述高速制砂机的进料量。

可选地，所述根据所述低速制砂机的电机负荷率和所述高速制砂机的电机负荷率来控制所述给料系统还包括：在所述高速制砂机的电机负荷率等于所述低速制砂机的电机负荷率的情况下，保持所述给料系统的卸料阀的当前开度不变。

可选地，所述根据所述低速制砂机的电机负荷率和所述高速制砂机的电机负荷率来控制所述给料系统还包括：在所述高速制砂机的电机负荷率等于所述低速制砂机的电机负荷率的情况下，判断所述低速制砂机的电机负荷率是否大于预定负荷率；在所述低速制砂机的电机负荷率大于所述预定负荷率的情况下，减小所述给料系统的给料皮带的运行频率；在所述低速制砂机的电机负荷率小于所述预定负荷率的情况下，增大所述给料系统的给料皮带的运行频率；以及在所述低速制砂机的电机负荷率等于所述预定负荷率的情况下，保持所述给料系统的给料皮带的当前运行频率不变。

可选地，所述预定负荷率为所述低速制砂机的电机的额定负荷率。

相应地，本发明还提供一种用于砂石生产线的控制装置，其特征在于，所述砂石生产线为上所述的砂石生产线，该控制装置包括：存储器及控制器，所述存储器中存储有指令，该指令用于使得所述控制器执行上述的方法。

相应地，本发明还提供一种砂石生产系统，所述系统包括：上述的砂石生产线；以及上述的用于砂石生产线的控制装置。

通过上述技术方案，经由筛分机筛选出的非成品砂石根据粒径大小不同而被输送至破碎转速不同的制砂机，提高了成砂率，并且采用不同的制砂机对非成品砂石进行破碎整形，相对降低了制砂机的负荷，提高了制砂机的使用寿命。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了现有技术中的一种制砂生产线的示意图；

图2示出了根据本发明的砂石生产线的示意图；

图3示出了根据本发明的砂石生产线的控制方法的流程图；以及

图4示出了本发明提供的用于砂石生产线的控制装置的结构框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图2示出了根据本发明的砂石生产线的示意图。如图2所示，本发明提供一种砂石生产线，该砂石生产线可以包括：给料系统(图中未示出)、低速制砂机21、高速制砂机22以及筛分机23。在运行过程中，给料系统用于将原料输送至低速制砂机21，原料经由低速制砂机21破碎整形之后被输送至筛分机23，经由筛分机23筛选出的非成品砂石根据粒径大小不同而被输送至低速制砂机21或高速制砂机22进行再破碎整形，其中高速制砂机22的破碎转速高于低速制砂机21的破碎转速。高速制砂机22和低速制砂机21可以是相同类型的制砂机，在使用过程中，将二者的破碎转速设置为不同值即可。经由筛分机23筛选出的非成品砂石根据粒径大小不同而被输送至破碎转速不同的制砂机，提高了成砂率，并且采用不同的制砂机对非成品砂石进行破碎整形，相对降低了制砂机的负荷，提高了制砂机的使用寿命。

经由筛分机23筛选出的非成品砂石可以分为粒径大小处于第一范围的砂石以及粒径大小处于第二范围的砂石，处于第二范围的砂石的粒径大小大于处于第一范围的砂石的粒径大小。筛分机23筛选出的粒径大小处于第一范围的砂石可以被输送至低速制砂机21，粒径大小处于第二范围的砂石可以被输送至高速制砂机22。其中，所述第一范围可以是25mm至40mm或15mm至40mm，第二范围可以是3mm至5mm。

筛分机23筛选出的粒径大小处于第三范围的砂石的一部分可以作为成品石输出，另一部分可以被输入至高速制砂机22和低速制砂机21来进行破碎再整形。具体地，参考图2，可以通过第一三通阀24来使得筛分机23筛选出的粒径大小处于第三范围的砂石的一部分作为成品石输出，另一部分作为非成品石输出。这里，“一部分”可以是零，例如，可以通过调整第一三通阀24的挡板旋转角度来使得粒径大小处于第三范围的砂石全部作为成品石输出，或全部作为非成品石输出。可以在第一三通阀24的下方设置一第二三通阀25，通过第二三通阀25来使得作为非成品石输出的粒径大小处于第三范围的砂石的一部分输送至高速制砂机22，另一部分输送至低速制砂机21，这里，“一部分”可以是零。其中，所述第三范围可以是5mm至15mm。

在砂石生产线运行过程中，粒径大小处于5mm至15mm的砂石作为成品石输出时，生产量较高而需求量相对较少。因此，可以将一部分的粒径大小处于5mm至15mm的砂石作为非常品砂石输送至高速制砂机22和低速制砂机21来进行破碎再整形。其中，可以通过控制第二三通阀25内的挡板的旋转角度来调整第二三通阀25的出口开度，从而调整进入低速制砂机21和高速制砂机22的砂石的量，以平衡低速制砂机21和高速制砂机22的电机负荷率。

筛分机23中可以设置有孔径不同的多层筛网，以筛选出不同粒径大小的砂石。实际使用过程中，筛分机23可以被设置为同时筛选出成品砂或成品石，或者可以被设置为仅筛选出成品砂。

举例而言，在筛分机23被设置为同时筛选出成品砂或成品石的情况下，筛分机23中可以设置有至少四种孔径不同的筛网，以使得筛分机23可以：将粒径大小处于0至3mm的砂石作为成品砂输出；将粒径大小处于15mm至25mm的砂石作为第二成品石输出；将粒径大小处于5mm至15mm的砂石的一部分作为第一成品石输出，一部分作为非成品砂石输送至低速制砂机21和高速制砂机22进行再破碎整形；以及将粒径大小处于3mm至5mm的砂石作为非成品砂石输出至高速制砂机22进行再破碎整形，而将粒径大小不属于上述范围的砂石作为非成品砂石输出至低速制砂机21进行再破碎整形。通常，由给料系统提供的原料的粒径范围是0至40mm，则筛分机可以将粒径大小处于25mm至40mm的砂石作为非成品砂石输出至低速制砂机21进行再破碎整形。经由低速制砂机21或高速制砂机22破碎整形的砂石被输入至筛分机23进行筛选，给料系统提供的原料仅输送给破碎转速相对较低的低速制砂机21进行破碎整形。

将粒径大小处于5mm至15mm的砂石的一部分作为非成品砂石输送至低速制砂机21和高速制砂机22进行再破碎整形，并且可以根据需要调整粒径大小处于5mm至15mm的砂石进入低速制砂机21和高速制砂机22的量，以平衡低速制砂机21和高速制砂机22的电机负荷率，使得生产线稳定生产，并且将粒径大小处于3mm至5mm的砂石作为非成品砂石筛选出来而非混入到成品石中输出，提高了粒径大小处于5mm至15mm的成品石的产品质量，满足了高强度混凝土配方要求。此外，将粒径大小处于3mm至5mm的砂石筛选出并作为非成品砂石输出至破碎转速较高的高速制砂机22，提高了该类非成品砂石的破碎效率，并且相对降低了低速制砂机21的功率配置。

在筛分机23被设置为仅筛选成品砂的情况下，筛分机23中可以设置有至少两种孔径不同的筛网，以使得筛分机23可以：将粒径大小处于0至3mm的砂石作为成品砂输出；将粒径大小处于3mm至5mm的砂石作为非成品砂石输出至高速制砂机22；将粒径大小处于5mm至15mm的砂石作为非成品砂石输送至低速制砂机21和高速制砂机22进行再破碎整形；而将粒径大小不属于上述范围的砂石作为非成品砂石输出至低速制砂机21进行再破碎整形。通常，由给料系统提供的原料的粒径范围是0至40mm，则筛分机可以将粒径大小处于15mm至40mm的砂石作为非成品砂石输出至低速制砂机21进行再破碎整形。经由低速制砂机21或高速制砂机22破碎整形的砂石被输入至筛分机23进行筛选，给料系统提供的原料仅输送给破碎转速相对较低的低速制砂机21进行破碎整形。上述成品砂生产过程中，可以根据需要调整粒径大小处于5mm至15mm的砂石进入低速制砂机21和高速制砂机22的量，以平衡低速制砂机21和高速制砂机22的电机负荷率，使得生产线稳定生产，并且将粒径大小处于3mm至5mm的砂石筛选出并作为非成品砂石输出至破碎转速较高的高速制砂机22，提高了该类非成品砂石的破碎效率，并且相对降低了低速制砂机21的功率配置。

上文通过举例的方式对本发明提供的砂石生产线进行了描述，可以理解，上文中低速制砂机和高速制砂机仅用于示例性的而非限制性的，在实际使用中，可以根据需要设置更多个制砂机，例如，筛分机可以对非成品砂石的粒径大小进行进一步细分，然后将细分的不同类的非成品砂石对应的输出至破碎速度不同的制砂机，制砂机的破碎速度可以根据砂石的粒径大小进行调整，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

图3示出了根据本发明的砂石生产线的控制方法的流程图。如图3所示，本发明还提供一种用于砂石生产线的控制方法，所述砂石生产线为上文所述的砂石生产线，所述方法可以包括：步骤s31，计算低速制砂机的电机负荷率fd；步骤s32，计算高速制砂机的电机负荷率fg；以及步骤s33，根据所述低速制砂机的电机负荷率fd和所述高速制砂机的电机负荷率fg来控制所述低速制砂机的进料量。

具体地，可以实时监测低速制砂机运行过程中的实际电流及实际电压，然后根据实际电流和实际电压分别低速制砂机的实际运行功率，则低速制砂机的实际运行功率和额定功率之间的比值即为低速制砂机的电机负荷率fd。同理，可以根据类似的计算过程计算高速制砂机的电机负荷率fg。通常，高速制砂机和低速制砂机是在额定电压下运行的，因此在计算过程中也可以使用实际电流与额定电流的比值来计算高速制砂机和/或低速制砂机的电机负荷率。再计算出低速制砂机和高速制砂机的电机负荷率之后，可以根据所计算的电机负荷率来自适应调整低速制砂机的进料量，以使得低速制砂机和高速制砂机各自具有合适的电机负荷率。

进一步地，在执行步骤s33时，可以判断高速制砂机的电机负荷率fg是否大于低速制砂机的电机负荷率fd，如果高速制砂机的电机负荷率fg大于或小于低速制砂机的电机负荷率fd，则说明高速制砂机和低速制砂机的负荷率没有达到平衡，使得高速制砂机和低速制砂机不能均衡运行，这种情况下，可以调整图2中所示的第二三通阀25的出口开度来最终调整高速制砂机和低速制砂机的负荷率。具体地，如果高速制砂机的电机负荷率fg大于低速制砂机的电机负荷率fd，则可以调整第二三通阀25的出口开度以增大进入低速制砂机的粒径大小处于5mm至15mm的砂石的量而减小进入高速制砂机的粒径大小处于5mm至15mm的砂石的量，即，增加低速制砂机的进料量而减小高速制砂机的进料量，从而使得低速制砂机的电机负荷率得到提高而高速制砂机的电机负荷率降低，以达到平衡高速制砂机和低速制砂机的电机负荷率的效果。如果高速制砂机的电机负荷率fg小于低速制砂机的电机负荷率fd，则可以调整第二三通阀25的出口开度以减小进入低速制砂机的粒径大小处于5mm至15mm的砂石的量而增大进入高速制砂机的粒径大小处于5mm至15mm的砂石的量，即，减小低速制砂机的进料量而增加高速制砂机的进料量，从而使得低速制砂机的电机负荷率得到降低而高速制砂机的电机负荷率提高，以达到平衡高速制砂机和低速制砂机的电机负荷率的效果。

在一实施例中，如果高速制砂机的电机负荷率fg等于低速制砂机的电机负荷率fd，则可以认为制砂生产线处于稳定生产状态，可以不对给料系统的卸料阀进行调整，也就是说，可以保持低速制砂机的当前进料量不变。

在另一实施例中，在高速制砂机的电机负荷率fg等于低速制砂机的电机负荷率fd的情况下，可以进一步判断低速主机或高速主机是否达到良好的生产效率，以进一步调整使得低速制砂机和高速制砂机均达到良好的生产效率，优选，可以通过调整低速制砂机的进料速度间接调整高速制砂机的进料速度。具体地，可以判断低速制砂机的电机负荷率是否大于预定负荷率，该预定负荷率可以是根据需要设置的任意合适的值，例如，可以是制砂机电机的额定负荷率，该额定负荷率可以是使得制砂机的电机处于最佳功耗区间的一个值。如果低速制砂机的电机负荷率大于预定负荷率，则说明低速制砂机已过载，这种情况下，可以减小给料系统的给料皮带的运行频率，以减缓低速制砂机的进料速度，同时也间接降低了高速制砂机的进料速度并间接降低了高速制砂机的负荷率，从而使得低速制砂机的负荷率降低。如果低速制砂机的电机负荷率小于预定负荷率，则说明高速制砂机和低速制砂机尚未达到最佳生产效率，这种情况下，可以增大给料系统的给料皮带的运行频率，以提高低速制砂机的进料速度，从而增加低速制砂机的负荷率，同时也间接提高了高速制砂机的进料速度并间接增加了高速制砂机的负荷率。如果低速制砂机的电机负荷率等于预定负荷率，说明高速制砂机和低速制砂机当前均达到最佳生产效率，这种情况下，可以保持给料系统的给料皮带的当前运行频率不变。

在砂石生产线运行过程中，可以实时执行根据本发明的砂石生产线的控制方法，对给料系统的卸料阀开度和给料皮带的运行频率进行不断的调整，使得高速制砂机和低速制砂机二者的负荷率能够达到平衡且二者均能处于最佳生产效率，并同时可以自动实现对高速制砂机和低速制砂机的过载保护，以避免因操作不及时而发生的过载损坏和危险。

图4示出了本发明提供的用于砂石生产线的控制装置的结构框图。如图4所示，本发明还提供一种用于砂石生产线的控制装置，所述砂石生产线可以是本发明提供的砂石生产线，所述控制装置可以包括：存储器41及控制器42，所述存储器中存储有指令，该指令用于使得所述控制器能够执行根据本发明所述的用于砂石生产线的控制方法。在砂石生产线运行过程中，可以对第二三通阀的出口开度和给料皮带的运行频率进行不断的调整，使得高速制砂机和低速制砂机二者的负荷率能够达到平衡且二者均能处于最佳生产效率，并同时可以实现对高速制砂机和低速制砂机的过载保护，以避免因操作不及时而发生的过载损坏和危险。

相应地，本发明还提供一种砂石生产系统，该系统可以包括：根据本发明提供的砂石生产线；以及根据本发明提供的用于砂石生产线的控制装置。

以上结合附图详细描述了本发明的可选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。