一种基于辊压机能效分析模块的智能优化节能系统的制作方法

1.本发明涉及辊压机节能技术领域，特别涉及一种基于辊压机能效分析模块的智能优化节能系统。


背景技术：

2.影响辊压机运行效率的主要因素有料饼厚度、料饼通过量、液压系统压力、辊缝大小等，不同工艺参数下辊压机单耗也不同。料饼厚度过薄，易使辊压机产生震动，损坏支撑螺栓，增大料饼厚度，可以增厚两辊之间的缓冲层，减小辊压机传动系统的冲击负荷，使辊压机运行相对平稳，要保证辊压机通过量的稳定，首先要保证入料性能的稳定。料饼通过量的控制可以通过调节斜插板实现，辊压机辊缝小，电流低，向上提拉斜插板可以提高辊压机通过量，辊压机辊缝大，电流高，向下移动斜插板，可以减少通过量。
3.在主电机电流不变的情况下，液压系统压力和料饼厚度呈反比，需要改善挤压效果，增大液压力，就必须减小料饼厚度，当需要增加通过量，增加大料饼厚度，就需要降低液压系统操作压力。正常情况下，压力越高，挤压效果越好，但压力增加到一定数值后，挤压效果不会再随压力的升高而明显提高，且高压对辊压机系统的寿命有很大的影响。
4.目前辊压机操作均由当班操作员根据岗位操作规范操作，随着操作熟练，操作员会根据自己经验操作，只要满足产品质量即可，操作员正常生产中完全不考虑不同工艺参数下单耗的变化关系，存在高能耗生产的情况，属于明显的能源浪费。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于辊压机能效分析模块的智能优化节能系统，用以至少解决上述现有技术出现的诸多问题之一。
6.鉴于此，本发明的方案如下：
7.一种基于辊压机能效分析模块的智能优化节能系统，包括两两之间双向电性连接的用户交互终端、辊压机设备单元和辊压机分析系统；所述辊压机分析系统包括数据采集模块和微处理模块，数据采集模块采集辊压机设备单元能源参数并传输至微处理模块，微处理模块计算当前能耗并比较历史能耗，分别输出当前及历史最低能耗下的能源参数，发送至用户交互终端显示，用户交互终端经人工生成指令发送至辊压机设备单元调整当前能源参数。
8.本发明所述节能系统中，所述数据采集模块包括分别与微处理模块(31)双向电性连接的辊缝检测模块、压力检测模块、喂料量检测模块、入料粒度检测模块、回粉量检测模块、成品产量计量模块和电量计算模块；所述辊缝检测模块、压力检测模块、喂料量检测模块、入料粒度检测模块及回粉量检测模块分别采集辊压机设备单元的辊缝s、压力pm、喂料量w
喂
、入料密度ρ、回粉量w
回
；所述成品产量计量模块用于计算成品产量z，电量计算模块用于采集并计算单位时间内的用电量p
sum
。
9.优选地，所述电量计算模块每5秒采集一次数据，每15分钟统计一次电量，每小时
汇总一次电量。
10.优选地，所述微处理模块根据产量z和单位时间内的用电量p
sum
计算当前能耗e，
11.优选地，所述微处理模块包括存储模块、能耗计算模块和能耗比较模块；能耗计算模块计算历史单位时间内单耗数据后进行排序，并存入存储模块；能耗比较模块根据能耗模型比较实时能耗和历史能耗的差异化参数，并发送至用户交互终端进行显示。
12.进一步地，所述能耗模型为：其中，pm为给定压力，a为辊压机设备常数，s为辊缝，ρ为入料密度。
13.进一步地，所述能耗模型为：w
喂
为喂料量、ρ为入料密度、w
回
为回粉量，t为时间。
14.进一步地，所述能耗计算模块根据排序情况选择前n位历史最低能耗并存入所述存储模块；所述能耗比较模块根据能耗模型比较前n位历史最低能耗下的参数和当前参数，并突出显示差异化参数，并选择前n位历史最低能耗下所有参数最优值作为当前参数，其中，n≥2。
15.本发明所述节能系统中，所述辊压机设备单元由若干个辊压机组成，每台辊压机分别与用户交互终端和辊压机分析系统双向电性连接，用户交互终端显示每台辊压机的当前能耗及历史最低能耗下的能源参数。
16.相对于现有技术，本发明的有益效果为：
17.本发明可实现对不同工艺参数下单耗的分析对比，找出最低能耗条件下工艺参数范围；将单耗大小作为节能管理指标，通过适当选取辊压机辊缝距离、给定压力、喂料量、回粉量数据指标，依照相应的逻辑数量关系，可适时调整最佳辊缝差、最佳给定压力、最佳回粉量、最佳入料粒度，从而在保证产品质量、产量以及设备安全的情况下，减少辊压机无用功的消耗，以达到节能的目的。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
19.图1为本发明系统的结构原理框图。
20.图2为本发明辊压机设备单元和辊压机分析系统的结构原理框图。
21.图中：1、用户交互终端；2、辊压机设备单元；3、辊压机分析系统；31、微处理模块；32、辊缝检测模块；33、压力检测模块；34、喂料量检测模块；35、入料粒度检测模块；36、回粉量检测模块；37、成品产量计量模块；38、电量计算模块。
具体实施方式
22.为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
23.请参阅图1-2，本发明实施例提供一种基于辊压机能效分析模块的智能优化节能系统，包括用户交互终端1、辊压机设备单元2和辊压机分析系统3，所述用户交互终端1、辊压机设备单元2和辊压机分析系统3两两之间通过导线实现双向电性连接，其中：所述辊压机分析系统3运行与服务器，包括微处理模块31、辊缝检测模块32、压力检测模块33、喂料量检测模块34、入料粒度检测模块35、回粉量检测模块36、成品产量计量模块37和电量计算模块38。所述微处理模块31通过导线分别与辊缝检测模块32、压力检测模块33、喂料量检测模块34、回粉量检测模块35、成品产量计量模块36、电量计算模块37实现双向电性连接，且微处理模块31通过导线与辊压机设备单元2实现双向电性连接。微处理模块31包括存储模块3101、能耗计算模块3102和能耗比较模块3103，
24.本发明中，辊缝检测模块32通过红外距离传感器实现对动定辊前后端辊缝s进行检测，并将距离信号转换成模拟量信号传输到微处理模块31。
25.压力检测模块33通过压力传感器将液压油泵传输到动定辊的液压油压力pm信号转换成模拟量信号传输到微处理模块31。
26.喂料量检测模块34通过转子称来对稳料仓流入辊压机动定辊之间的物料流量w
喂
进行检测，根据物料厚度计算出物料通过量传输到微处理模块31。
27.入料粒度检测模块35通过荧光在线分析仪检测物料密度以及含水率数据ρ，并将信号转换成模拟量信号传输到微处理模块31。
28.回粉量检测模块36通过转子称对辊压机出口到选粉机入口的物料流量w
回
进行检测，根据物料厚度计算出物料通过量传输到微处理模块31。
29.成品产量计量模块37通过转子称来选粉机成品出口处流入成品仓入口的物料流量进行检测，计算获得产量数据z，并传输到微处理模块31。
30.电量计算模块38通过对主要设备安装电能计量装置实现主要设备电量采集，并传输至通讯管理机实现对数据汇总计算，得到单位时间内的电耗p
sum
，再上传至微处理模块31。
31.本发明中，所述辊压机设备单元2是由若干个辊压机设备组成。
32.该发明基于辊压机运行节能的智能优化节能系统，可将当前工况下的单耗调整至最优，具体通过采集的参数计算当前能耗，并将参数与历史最低能耗值下的参数进行比对，根据能耗模型中参数对能耗值的影响关系调整当前参数接近最优历史参数，观察能耗变化及产量变化情况，可降低耗降值。从而在保证产品质量、产量以及设备安全的情况下，减少辊压机无用功的消耗，以达到节能的目的。
33.基于上述辊压机能效分析模块的智能优化系统的节能优化过程，具体为：
34.1.建立能耗模型：辊压机分析系统3对辊压机设备单元实时采集辊压机辊缝、给定压力、喂料量、回粉量数据，将以上工艺参数数据与辊压机成品产量数据进行关联，得到每个小时产量和对应工艺参数，根据这些参数值，建立辊压机能耗模型，能耗计算模块3102基于该能耗模型计算能耗值，并将能耗值和对应的参数存入存储模块3101。
35.具体地，辊压机设备单元采集辊压机动定辊辊缝、给定压力(pm，mpa)、入料密度(ρ，kg/m3)、喂料量(w
喂
，t/h)、回粉量(w
回
，t/h)以及成品产量数据，将以上工艺参数数据与辊压机能耗(kwh/t)数据进行关联，得到每个小时能耗数据和对应工艺参数值，根据这些参数值，带入以下公式1-3进行计算，建立辊压机能耗模型。
36.辊压机能耗模型计算过程如下：
37.(1)辊压机的功率为：
38.其中，p为辊压机功率，pm为给定压力，l为辊子长度，d为辊子直径，t为辊子转矩，n为常数，π为常数；l、d、t均为辊压机设备常数。
39.(2)辊压机的生产能力，根据单位时间的物料通过量来确定，
40.q＝3600slρv＝60πnρdls
ꢀꢀ
(2)
41.式中q为生产能力(t/h)，ρ为物料密度，kg/m3，v为辊子线速度，m/s，l为辊子长度，d为辊子直径，s为辊缝间隙。
42.(3)辊压机单位能耗e＝p/q，即：
[0043][0044]
从公式3可以看出，给定压力pm、物料密度ρ、辊缝间隙s都会影响辊压机能耗大小。
[0045]
2.根据辊压机主机以及各个辅助设备电量计算公式，电量计算模块37每5秒采集一次数据，每15分钟统计一次电量，每小时汇总一次电量得到单位时间内的电耗p
sum
，根据能耗计算公式3计算当前能耗，
[0046]
3.辊压机分析系统3将产品产量数据和小时产量数据进行关联，计算每个小时单耗数据，并对应工艺参数按照单耗从低到高进行排序，存入存储模块3101，格式为：{序号，时间t，单耗值e，产量z、电耗p
sum
、辊压机辊缝s、给定压力pm、喂料量w
喂
、入料粒度ρ、回粉量w
回
}。在某个工况下，n个独立的辊压机设备同时运行，取一定时间内的数据，依次对n个单独运行的辊压机设备的单耗进行计算后单独排序，并按照输出格式输出每个辊压机的能耗信息，序号取1，2
…
n。
[0047]
4.辊压机分析系统3分别采集当前工况下每个辊压机的辊缝距离s、压力pm、喂料量w
喂
、入料粒度ρ、回粉量w
回
、成品产量z及电耗p
sum
，将数据传输给能耗计算模块3102计算当前能耗值，能耗比较模块3103调出存储模块3101中的历史数据与当前能耗下的参数进行比较，具体取前10名单耗最低情况下的参数，输出单个辊压机运行时产量z、电耗p
sum
、辊压机辊缝s、给定压力pm、喂料量w
喂
、入料粒度ρ、回粉量w
回
等数据，自动对比当时采集计算数据和历史个参数下的最优值，以红色突出显示差异数据，提示操作人员根据最优值调整工艺参数并实现能耗调整。
[0048]
表1为在某个工况下参数调整前后的能耗对比，对当前多台辊压机设备进行能源参数采集，基于能源模型构建后获得参数的当前与最优值，根据最优值进行调整，优化后的能耗明显降低。
[0049]
表1：
[0050][0051][0052]
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。