摘要：在国家促进西部地区崛起的战略机遇中，西部地区各行各业都深受益处，这其中包括以磨粉机为代表的机械行业。一方面是国家重点扶持西部地区的装备制造业，而磨粉机等机械行业属于装备制造业。另一方面，随着全国大部分地区的基础建设发展进程的加快，整个制造业对于磨粉机的要求也提高。从走访的多家采石厂发现，磨粉机普遍依赖人工操作，要想得到较大产量的高质量产品便需要足够的经验，这将给磨粉机的操作人员带来较大的压力。但是考虑到雇佣员工的成本开销很大，于是需要开发磨粉机自动控制系统。
关键词：电气自动控制；远程设置；故障自检
引言
根据人口专家称，中国未来5年将进入人口老龄化阶段，这个阶段以后对于自动化设备的需求量相当大。其中磨粉机行业采用这种自动系统就可以减少人员来完成相应的工作，节省人力资源，符合我国国情发展。老式磨粉机的喂料系统比较简单，主要是由一根旋转的喂料辊和可用螺栓微调的喂料活门组成。调节活门与喂料辊的间隙，可以控制喂入磨辊的物料流量。人工操作控制喂料量因不能及时适应人磨物流量的变化，取得平衡所以难以避免磨粉机因人磨物溜管上溢和磨辊断料跑空的弊病。所以急需开发一种全新的通过电气自动控制的喂料系统来对磨粉机的工作进行控制以改善磨粉机的粉末质量和有利于效率的提高。
1 主要研究方向
采用传统电路与嵌入式相结合的形式开发出具有灵活与可靠性并重的自动控制产品。
在磨粉机自动控制系统的设计中运用实用并且创新的电机算法，使得磨粉机的工作更加高效。嵌入式采用STM32，使得嵌入式的计算能力大幅提高，在控制方面得到提高。
掌握工业总线技术，如CAN、485、以太网等，通过以往项目扩展出更多的应用。将总线技术应用于通信网络中并与控制技术相结合，既扩大了控制的领域，也发挥了通信的优势。在磨粉机自动控制系统中，采用CAN总线技术，使得通过一台PC机或其他监控设备对多台磨粉机进行实时控制成为可能。
2 技术方案
2.1系统硬件设计
（1）一种磨粉机电气控制系统，其特征是：所述电气控制系统中，料位传感器采用的是电容杆式料位传感器，利用圆筒电容器原理进行工作，将容器的壁作为一极，探头放在中间作为另一极，当容器中的物料的高度发生变化时，会引起筒中介质的介电常数发生变化。
（2）本文所述的一种磨粉机电气控制系统，其特征是：所述电气控制系统中，变频器选用的使AB品牌的交流变频器PowerFlex4，由单片机控制变频器的频率输出在0到84赫兹之间，其中，单片机的一个输出口通过输出开关量，模拟PWM信号，通过一定的信号转换电路处理之后，信号转化成为0-lOV的模拟控制信号，利用该信号控制变频器相应的频率。
（3）该系统的工作过程如下：首先，利用料位传感器对进料的位置进行检测，CPU对检测到的量进行相应的计算，计算出喂料电机相应的转速，当物料高度达到100%时，控制喂料电机达到最高转速100rpm，当物料高度为10%时，控制喂料电机转速达到10rpm，当物料高度小于10%时，则使喂料电机停止，并使磨辊离闸。根据该转速控制喂料电机的变频器，从而带动驱动电机运转，电机带动喂料辊，然后，利用编码器对喂料辊的转速进行检测，并发送回CPU，从而形成闭环控制，可极大的提高喂料辊的控制精度。
2.2 磨粉机质量控制
1）保证喂料均匀
①进料斗足够大。
磨粉机进料斗，俗称观察筒，一般采用有机玻璃制造，用于观察储存物料。足够大，可以防止料流的波动，起缓冲的作用，使进料斗流出的物料是均匀的。
②喂料挡板密封可靠。
喂料挡板是在进料斗下方与喂料门接触，可以转动的一块活动板，伺服于喂料门的运动，下边沿与喂料门始终紧贴在一起，上边沿通过机械结构铰接于磨顶下部。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆物料只能从喂料门与喂料辊之间缝隙均匀流出，否则会影响喂料效果，进而影响研磨效果。
③合理设计喂料辊表面性状。
喂料辊表面性状制造厂家大都已经解决，但细节上需要注意。一般喂料辊都区分为一皮、粗皮和细皮，而心磨、尾磨和渣磨一致。
2）磨辊间轧距稳定的保证
保证磨粉机轧距稳定性的主要措施：一是结构设计，二是材料选择，三是加工精度。
①结构设计是基础。
磨粉机轧距结构设计最好的，首先从结构设计上使国产磨粉机达到国际水准。
②材料选择是保证。
材料是指磨粉机上与轧距有关的所有零部件材料，其强度和刚度一定要保证。特别是刚度，就是零部件受力条件下的变形量，研磨效果要稳定，关键零部件的刚度必须保证，变形量一定要小，否则很难保证好的研磨效果。
③加工精度是关键。
零件的外形和几何尺寸基本能满足要求和容易控制，关键点是零部件表面加工光洁度（或说粗糙度）必须保证。一定要严格要求和控制接触类零部件之间的表面光洁度要求。设计再好，材料再好，加工上粗制滥造，同样不会制造出好产品。
3 创新点及主要特色
（1）生产的重心不在是简单的追求设备的工艺制作，而是把设计理念和实际生产需要相结合。把磨粉机、破碎机、球磨机通过PLC自动化控制更好的融合在一起，PLC具有通信联网功能，它不仅可以控制一台单机，一条生产线，还可以控制一个机群，许多生产线，它不但可以进行现场控制，还可以用于远程监控，与一般继电器系统比较，具有很高的性价比，能大大提高生产效率。
（2）通过实时监测信号控制给料泵，随时根据磨粉机的沉降及溢流情况调整喂料量，杜绝人工喂料的随意性和不准确性，降低成本，保证生产连续稳定，减少生产事故。
（3）磨粉机电控变频喂料控制系统自动调节喂料量，以确保喂料量与入磨物的平衡。避免了进料筒粉料上溢和磨辊断料跑空．使喂料更为均匀。电控变频喂料系统的设计采用将喂料系统的动力从磨粉机研磨系统中独立出来的方式实现。
4 总结与展望
该控制系统全部采用电控，自动调整喂料辊的转速、磨辊的轧距、电动离合闸，以及电动控制喂料辊的启停，既解决了磨粉机的精细控制（轧距微调、料流速度），又解决了磨粉机的基本控制（喂料启停、磨辊离合轧）。这种控制方式有芯片和控制显示面板组成的装置，根据料位器检测的信号或人工操作，通过变频器等控制喂料辊的转速微调喂料量。实践表明，喂料辊转速自动微调，与喂料间隙人工操作粗调相结合，完全可以在生产条件正常波动时，保持喂料量与入磨物的平衡。这种控制方式全部解决了磨粉机的控制问题，清洁卫生，自动化程度高，便于集中控制，并且具有智能性，因此，是一种比较理想的控制方式，缺点是成本较高。该控制方式能同时解决磨粉机的精细控制和基本控制问题。随着变频器、微计算机技术的发展提高以及相对价格的日趋下降，电控式的喂料系统逐步普及应用。
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本文是2017年广西大学生创业训练“基于技术创新下的自动控制系统的产品销售”（项目编号：201710595232）项目成果
论文作者:刘任镇,滕文圣,李惠兰,孙雷鸣,苏长粮
论文发表刊物:《基层建设》2019年第14期
论文发表时间:2019/7/29
标签：磨粉机论文; 转速论文; 物料论文; 进料论文; 变频器论文; 系统论文; 电机论文; 《基层建设》2019年第14期论文;