自動(dòng)控制技術(shù)在制粒機(jī)上的應(yīng)用及對(duì)制粒性能的影響

   日期:2016-05-30     瀏覽:258    評(píng)論:0    
核心提示: 制粒機(jī)作為顆粒飼料生產(chǎn)工藝中最為主要的設(shè)備之一,它的性能優(yōu)劣直接影響到顆粒飼料的生產(chǎn)質(zhì)量。隨著現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)與飼料工業(yè)的發(fā)
       制粒機(jī)作為顆粒飼料生產(chǎn)工藝中最為主要的設(shè)備之一,它的性能優(yōu)劣直接影響到顆粒飼料的生產(chǎn)質(zhì)量。隨著現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)與飼料工業(yè)的發(fā)展,飼料市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈,飼料生產(chǎn)廠家需要設(shè)備制造廠家提供高產(chǎn)、節(jié)能、自動(dòng)化程度高、易于操作、制粒效果好的制粒設(shè)備。近年來(lái),制粒技術(shù)不斷和自動(dòng)控制技術(shù)相結(jié)合,出現(xiàn)了一批現(xiàn)代化的飼料生產(chǎn)廠和高自動(dòng)化的現(xiàn)代制粒設(shè)備,從而提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,適應(yīng)了飼料行業(yè)快速發(fā)展的要求。筆者根據(jù)在飼料制粒設(shè)備上多年的研究、開(kāi)發(fā)與制造經(jīng)歷,總結(jié)了自動(dòng)控制技術(shù)在制粒機(jī)上的運(yùn)用情況及對(duì)制粒機(jī)性能的影響,以供飼料生產(chǎn)廠家選購(gòu)設(shè)備時(shí)參考。

  1 制粒機(jī)喂料速度自動(dòng)控制技術(shù)
  該技術(shù)的主要目的是為了保證制粒機(jī)工作電流的穩(wěn)定性,以充分發(fā)揮制粒機(jī)生產(chǎn)能力和防止堵機(jī)。其作用原理是:喂料器電機(jī)采用變頻器進(jìn)行變頻控制,并在電控中心采用PLC控制技術(shù)。在制粒機(jī)工作前,先要在 PLC控制參數(shù)中輸入制粒機(jī)正常工作時(shí)的所需電流,一般取電機(jī)額定電流值的80%~95%,對(duì)于容易制粒的飼料取較大值,難以制粒的飼料則取較小值;在制粒機(jī)工作中,PLC控制中心則根據(jù)采集到的電流實(shí)際值和設(shè)定值進(jìn)行對(duì)比,如果實(shí)際值小于設(shè)定值,則給喂料器的變頻器一個(gè)增加一定喂料頻率的信號(hào),喂料速度加快,喂料量于是增大,反之,則需要降低喂料頻率,減小喂料量。需要注意的是,由于飼料在制粒前需要進(jìn)入調(diào)質(zhì)器進(jìn)行調(diào)質(zhì),需要一定時(shí)間才能到達(dá)制粒室,因此,喂料速度的變化引起主電機(jī)電流的變化有一個(gè)滯后時(shí)間,這個(gè)滯后時(shí)間反映在PLC程控中,就要求PLC控制中心采集電流信號(hào)的頻率要合理,如果頻率較小,則不能及時(shí)地將喂料速度和實(shí)際電流調(diào)整到最佳狀態(tài);如果頻率較快,則可能調(diào)節(jié)過(guò)度,使實(shí)際參數(shù)在最佳參數(shù)左右擺動(dòng)較大,甚至?xí)斐啥聶C(jī)。經(jīng)過(guò)合理的編程控制,該項(xiàng)技術(shù)能很好地保證制粒機(jī)工作電流的平穩(wěn)性,充分發(fā)揮制粒性能,減少機(jī)器的故障發(fā)生率。

  2 制粒機(jī)調(diào)質(zhì)溫度自動(dòng)控制技術(shù)
  調(diào)質(zhì)溫度是制粒過(guò)程中是一個(gè)非常重要的參數(shù)。不同的飼料品種及配方所要求的調(diào)質(zhì)溫度是不盡相同的,如含有熱敏性配方成份的飼料一般要求調(diào)質(zhì)溫度不超過(guò) 60℃,畜禽料的調(diào)質(zhì)溫度大體在75~90℃之間,水產(chǎn)料的調(diào)質(zhì)溫度則一般在85~100℃之間。具體到每一個(gè)飼料配方,調(diào)質(zhì)溫度都有一個(gè)最佳值,如果我們能夠做到在實(shí)際工作中將飼料調(diào)質(zhì)后的溫度調(diào)整到最佳值或在其附近窄區(qū)間小幅度波動(dòng),則能最大限度滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求,但在實(shí)際生產(chǎn)中,由于工況較為復(fù)雜,如鍋爐供汽壓力不穩(wěn)定,蒸汽流量及溫度有變化,喂料量大小也有不同等,再加上操作人員水平有高有低,實(shí)際的調(diào)質(zhì)溫度很難保證一個(gè)最佳值,有時(shí)擺動(dòng)的幅度范圍還比較大,這樣就影響了調(diào)質(zhì)效果,有時(shí)會(huì)引起堵機(jī),同時(shí)操作人員需要不斷地對(duì)調(diào)質(zhì)溫度加以調(diào)整,浪費(fèi)了大量人力。
  為了改善人工調(diào)節(jié)調(diào)質(zhì)溫度的不足,溫度自動(dòng)控制技術(shù)被加以開(kāi)發(fā)和利用。它是在制粒機(jī)的調(diào)質(zhì)器出料口處設(shè)置溫度傳感器,在蒸汽管路中設(shè)置等比例控制閥并安裝在原來(lái)用于手動(dòng)調(diào)節(jié)蒸汽量的截止閥處,溫度傳感器和等比例控制閥由PLC控制中心進(jìn)行控制,其操作介面一般設(shè)置在制粒機(jī)現(xiàn)場(chǎng)安裝的觸摸屏上。工作時(shí),由操作者在觸摸屏中輸入所做飼料的調(diào)質(zhì)溫度值,如某一雞飼料配方所需調(diào)質(zhì)溫度為85℃,則開(kāi)始制粒后,溫度傳感器不斷地把由飼料調(diào)質(zhì)溫度變化引起的電流變化反饋到PLC控制中心, PLC控制中心再把電流信號(hào)轉(zhuǎn)化為溫度信號(hào)后和所設(shè)定溫度值進(jìn)行比較,根據(jù)比較值的高低來(lái)決定開(kāi)啟等比例控制閥的閥門(mén)大小,直到溫度達(dá)到85℃為止。采用該種自動(dòng)控制方式,溫度波動(dòng)范圍一般可控制在±2℃之內(nèi),完全滿足了生產(chǎn)需要,使制出的顆粒質(zhì)量均勻一致,并減輕了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度。

  3 制粒機(jī)壓輥和環(huán)模間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)
  制粒機(jī)壓輥和環(huán)模的間隙調(diào)節(jié),是操作制粒機(jī)的一個(gè)重要環(huán)節(jié),間隙調(diào)整得合理,則制粒機(jī)產(chǎn)量高,能耗低,顆粒質(zhì)量好,壓輥和環(huán)模磨損小,使用壽命長(zhǎng);反之,則制粒機(jī)不能正常工作,顆粒質(zhì)量沒(méi)有保證,壓輥和環(huán)模在間隙過(guò)小時(shí)則會(huì)磨損嚴(yán)重,甚至出現(xiàn)環(huán)模爆裂。這就對(duì)制粒機(jī)操作人員提出了較高的要求,需要有豐富的壓輥調(diào)節(jié)知識(shí)才行。為了減少人為操作不穩(wěn)定因素的影響,同時(shí)也是為了減輕人的工作強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率,壓輥和環(huán)模間隙自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。它主要是由油缸執(zhí)行系統(tǒng)、角度傳感器及PLC控制系統(tǒng)等組成,油缸執(zhí)行系統(tǒng)的作用是推動(dòng)壓輥?lái)槙r(shí)針或逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),即使得壓輥和環(huán)模間隙增大或減?。唤嵌葌鞲衅鞯淖饔檬歉兄獕狠伣嵌鹊淖兓炎兓盘?hào)傳遞給PLC控制系統(tǒng);PLC控制系統(tǒng)則負(fù)責(zé)把壓輥角度的變化轉(zhuǎn)化為壓輥和環(huán)模間隙大小的變化并與設(shè)定間隙值進(jìn)行比較,由此確定油缸執(zhí)行系統(tǒng)的動(dòng)作方向和大小,直到實(shí)際間隙和設(shè)定間隙在誤差允許的范圍內(nèi)一致為止。該系統(tǒng)可采用現(xiàn)場(chǎng)觸摸屏作為“人機(jī)對(duì)話”的界面,操作方便,調(diào)節(jié)精度高,壓輥和環(huán)模間隙誤差可控制在±0.1 mm之內(nèi),并且可在制粒機(jī)工作中隨時(shí)可調(diào),極大地提高了工作可靠性和工作效率,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,壓輥和環(huán)模的磨損減小,大大延長(zhǎng)了使用壽命。

  4 制粒機(jī)傳動(dòng)皮帶液壓自動(dòng)張緊技術(shù)
  皮帶型傳動(dòng)的制粒機(jī)操作維護(hù)方便,但需要定期檢查皮帶的松緊度。如果皮帶張緊采用手動(dòng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu),由于皮帶在使用中的磨損,當(dāng)維護(hù)不及時(shí)時(shí),有可能造成皮帶打滑并燒毀皮帶。制粒機(jī)皮帶液壓自動(dòng)張緊技術(shù),是通過(guò)一個(gè)油缸來(lái)張緊皮帶,油缸的油壓來(lái)自液壓泵并且大小可以調(diào)節(jié),以滿足皮帶的張緊力。工作時(shí),在制粒機(jī)啟動(dòng)前首先啟動(dòng)液壓泵,皮帶以設(shè)定的張力進(jìn)行張緊,并在制粒機(jī)工作中始終保持恒定,皮帶不存在磨損后變松現(xiàn)象。當(dāng)工作結(jié)束時(shí),可在制粒機(jī)完全停穩(wěn)后關(guān)掉液壓泵,油缸壓力消失,皮帶于是松開(kāi),對(duì)皮帶起到保護(hù)作用,延長(zhǎng)了其使用壽命。

  5 主軸軸承和壓輥軸承自動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)
  主軸軸承和壓輥軸承自動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)的運(yùn)用,是由于制粒機(jī)主軸軸承和壓輥軸承工作在高溫、高濕和高粉塵的惡劣環(huán)境下,需要對(duì)軸承進(jìn)行良好的潤(rùn)滑才能保證制粒機(jī)的正常運(yùn)行,它需要的潤(rùn)滑周期短,一般為1 h潤(rùn)滑1次;潤(rùn)滑油用量大,一般1臺(tái)中型的制粒機(jī)工作12 h約需要加1 kg的潤(rùn)滑油,因此,如果采取手動(dòng)潤(rùn)滑,則費(fèi)時(shí)費(fèi)力,且潤(rùn)滑油的用量難以保證。自動(dòng)潤(rùn)滑技術(shù)克服了手動(dòng)潤(rùn)滑的不足,它采用潤(rùn)滑時(shí)間和潤(rùn)滑數(shù)量可控制的潤(rùn)滑泵來(lái)提供定時(shí)定量的潤(rùn)滑油,并通過(guò)制粒機(jī)主軸后端的潤(rùn)滑脂分配塊給主軸軸承和每個(gè)壓輥軸承分配一定量的潤(rùn)滑油,保證了制粒機(jī)軸承潤(rùn)滑的質(zhì)量,并節(jié)省了大量的人力。

  6 制粒機(jī)安全方面的自動(dòng)控制技術(shù)
  6.1 壓輥和環(huán)模自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)
  為了防止壓輥和環(huán)模之間進(jìn)入鐵塊或其它大的硬質(zhì)雜質(zhì)對(duì)壓輥和環(huán)模造成損壞,在主軸后端特設(shè)置了安全銷式或液壓抱箍式的安全保護(hù)機(jī)構(gòu),當(dāng)制粒機(jī)嚴(yán)重過(guò)載時(shí),超過(guò)了安全銷的剪切力或超過(guò)了抱箍中摩擦片和摩擦盤(pán)的摩擦力,這時(shí)安全銷剪斷或者摩擦盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),觸動(dòng)安全開(kāi)關(guān)動(dòng)作,并把動(dòng)作信號(hào)傳遞給控制中心,由控制中心發(fā)出停機(jī)指令,從而對(duì)壓輥和環(huán)模起到保護(hù)作用。
  6.2 制粒機(jī)皮帶自動(dòng)測(cè)速控制機(jī)構(gòu)
  為了防止皮帶打滑降低傳動(dòng)效率和燒毀皮帶,在從動(dòng)皮帶輪處可安裝速度傳感器,可以感應(yīng)皮帶輪的轉(zhuǎn)速。當(dāng)皮帶變松后打滑時(shí),從動(dòng)皮帶輪轉(zhuǎn)速會(huì)降低,當(dāng)?shù)陀谡^D(zhuǎn)速值一定量時(shí),一般設(shè)定為正常值的90%~95%,控制中心會(huì)報(bào)警,并隨即使制粒機(jī)斷電停機(jī),以防皮帶燒毀。
  6.3 制粒機(jī)旁通門(mén)自動(dòng)卸荷機(jī)構(gòu)
  制粒機(jī)工作時(shí)有時(shí)會(huì)因?yàn)轱暳显?、水分或溫度的變化產(chǎn)生負(fù)荷階段性的過(guò)載現(xiàn)象,如果不進(jìn)行處理,可能會(huì)因過(guò)載而堵機(jī),通常都是由操作者在觀察到電流過(guò)載時(shí)打開(kāi)旁通門(mén)控制開(kāi)關(guān),使來(lái)料從旁通門(mén)流出,待電流回落到正常值時(shí)再關(guān)上。旁通門(mén)自動(dòng)卸荷機(jī)構(gòu)的控制原理和上述過(guò)程相類似,它是當(dāng)控制中心檢測(cè)到實(shí)際電流超過(guò)設(shè)定值時(shí),會(huì)給旁通門(mén)上的控制氣缸伸縮的電磁閥一個(gè)開(kāi)門(mén)信號(hào),旁通門(mén)于是被氣缸打開(kāi),飼料流出,電流隨即下降,然后旁通門(mén)再自動(dòng)關(guān)閉。上述自控過(guò)程避免了制粒機(jī)隨時(shí)可能出現(xiàn)的堵機(jī)現(xiàn)象,也不再需要操作人員在現(xiàn)場(chǎng)一直守望著電流的變化情況,減輕了人的工作量。

  7 結(jié)束語(yǔ)
  從以上討論可知,隨著我國(guó)現(xiàn)代養(yǎng)殖業(yè)與飼料工業(yè)的大力發(fā)展,飼料設(shè)備在技術(shù)上有了很大進(jìn)步,在制粒技術(shù)方面,自動(dòng)化控制技術(shù)在各個(gè)環(huán)節(jié)上的普遍采用,極大地提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低了人的工作強(qiáng)度,保證了制粒過(guò)程的穩(wěn)定性和安全性,為現(xiàn)代化的飼料廠的建設(shè)提供了高性能的關(guān)鍵設(shè)備。 
 
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