[發(fā)明專利]一種測量臥螺離心機轉(zhuǎn)速的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410629214.5
• 申請日: 2014-11-10
• 公開（公告）號: CN104330584A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陸中華;陳昊;曹碧軒;尹杰
• 申請（專利權(quán)）人: 上海市離心機械研究所有限公司
• 主分類號: G01P3/481
• 分類號: G01P3/481
• 代理公司: 上海申新律師事務(wù)所 31272
• 代理人: 周云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于臥螺離心機技術(shù)參數(shù)測量技術(shù)領(lǐng)域，具體講就是涉及一種測量臥螺離心機轉(zhuǎn)速的方法，提高了臥螺離心機轉(zhuǎn)速測量的精度和準確度。?

背景技術(shù)

臥螺離心機是利用離心分離原理將懸浮料液進行固液分離的裝置。離心機有一個繞本身軸線高速旋轉(zhuǎn)的圓筒，稱為轉(zhuǎn)鼓，通常由電動機驅(qū)動。懸浮液加入轉(zhuǎn)鼓后，被迅速帶動與轉(zhuǎn)鼓同速旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下固液分離，并分別排出。隨著化工、制藥、食品工業(yè)的不斷發(fā)展，各種物料層出不窮，對分離過濾設(shè)備的精度要求越來越高，但是，離心機在工作中也會遭遇各種難題，如附圖為現(xiàn)有臥螺離心機的結(jié)構(gòu)示意圖，當物料進入離心機后，在離心力的作用下，固液兩相會分層，上層液體從轉(zhuǎn)鼓內(nèi)流出，下層固體被螺旋推料器從直筒形轉(zhuǎn)鼓推到錐筒形轉(zhuǎn)鼓，到達出口后被甩出轉(zhuǎn)鼓，實現(xiàn)固液分離?

轉(zhuǎn)速是離心機的重要技術(shù)參數(shù)，如附圖1所示，傳統(tǒng)的離心機控制系統(tǒng)由PLC和人機界面組成。采用測速儀表測得轉(zhuǎn)速和差速，然后再將轉(zhuǎn)速和差速以模擬量的形式輸出給PLC。這種傳統(tǒng)的利用測速儀表測得離心機轉(zhuǎn)速和差速的方法缺陷主要是首先測速精度差，不能顯示轉(zhuǎn)速的個位數(shù)；其次是測量穩(wěn)定性差，當轉(zhuǎn)速低于700rpm時，數(shù)據(jù)跳動量很大；第三沒有數(shù)字通訊，數(shù)據(jù)輸出是通過模擬量輸出，PLC必需通過模擬量輸入通道獲取數(shù)據(jù)，這需經(jīng)過D/A和A/D兩次轉(zhuǎn)換，精度損失較嚴重,導(dǎo)致人機界面顯示的數(shù)據(jù)與測速儀表顯示的數(shù)據(jù)不一致。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對上述現(xiàn)有的離心機轉(zhuǎn)速測量過程中測量精度差，測量穩(wěn)定性不足的技術(shù)缺陷，提供一種測量臥螺離心機轉(zhuǎn)速的方法，對現(xiàn)有的測速儀器做簡單改動后即可實現(xiàn)提高臥螺離心機轉(zhuǎn)速測量精度和穩(wěn)定性的目的。?

技術(shù)方案?

為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明將現(xiàn)有的離心機轉(zhuǎn)速測量過程中使用的PLC控制器用集成有高速計數(shù)器的PLC控制器替代，同時用倍頻器替代測速表，將轉(zhuǎn)鼓和螺旋的速度脈沖經(jīng)100倍頻后再輸入到PLC的高速計數(shù)通道，再經(jīng)軟件處理得到穩(wěn)定的轉(zhuǎn)速和差速，其工作原理如下：?

每旋轉(zhuǎn)1圈產(chǎn)生3個脈沖，對應(yīng)的測速公式是：?

n＝20×f?

其中n—轉(zhuǎn)速(單位r/min)?

f—脈沖頻率(單位Hz)?

由公式可知，只要知道測速脈沖的頻率，就可知道轉(zhuǎn)速。但是，脈沖數(shù)通過高速計數(shù)器記錄下來只能是整數(shù)，所以頻率也是整數(shù)。由公式可知，頻率每變化1個數(shù)值時，轉(zhuǎn)速跳動量是20rpm，也即轉(zhuǎn)速將以20rpm分辨率跳躍式變動，所以測速精度極差。?

為了減小跳動量，可以將公式改寫為：?

n＝20×f＝0.2×100×f＝0.2×f₁

其中f₁＝100×f，這說明只要對f進行倍頻處理，這里選100倍頻，轉(zhuǎn)速的分辨率由20rpm提高到0.2rpm，精度就能提高。當脈沖串被高速計數(shù)器記錄下來后，很容易處理成頻率，即每秒記錄到的脈沖數(shù)，進而計算出轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)速和螺旋轉(zhuǎn)速；同時求兩者的差，即得到差速，然后在人機界面(HMI)上直接顯示實時的離心機轉(zhuǎn)速和差速。具體的操作測量步驟包括：?

第一步，起動離心機轉(zhuǎn)動，同時起動測量電路，轉(zhuǎn)鼓和螺旋分別每旋轉(zhuǎn)1圈，通過感應(yīng)式接近傳感器產(chǎn)生3個脈沖；?

第二步，轉(zhuǎn)鼓和螺旋脈沖信號分別進入倍頻器，在倍頻器的輸出端分別得?到100倍頻后的信號；?

第三步，倍頻后的轉(zhuǎn)鼓和螺旋脈沖信號分別進入PLC的高速計數(shù)HSC0和HSC1通道，輸入的脈沖串由高速計數(shù)器記錄下來；?

第四步，在PLC中根據(jù)兩個高速計數(shù)器記錄的脈沖數(shù)，通過軟件計算出轉(zhuǎn)鼓和螺旋的頻率，進而計算出轉(zhuǎn)鼓和螺旋的轉(zhuǎn)速，再計算出兩個轉(zhuǎn)速之差，最終獲得離心機的轉(zhuǎn)速和差速?

第五步，PLC將測量數(shù)值在人機界面上實時地顯示離心機的轉(zhuǎn)速和差速；?

有益效果?

本發(fā)明測量臥螺離心機轉(zhuǎn)速的方法，利用現(xiàn)有緊湊、小型PLC和人機界面，利用PLC自帶的高速計數(shù)器測量轉(zhuǎn)速，采用倍頻方法替代常規(guī)測速，既降低了成本又提高了測速精度，測速分辨率從20rpm提高到0.2rpm。對現(xiàn)有的測速方案做簡單改動后即可實現(xiàn)提高臥螺離心機轉(zhuǎn)速測量精度和穩(wěn)定性的目的。?

附圖說明

附圖1是現(xiàn)有臥螺離心機轉(zhuǎn)速測量原理圖。?

附圖2是本發(fā)明的原理圖。?

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明做進一步說明。?

實施例?