专利名称：沥青热再生设备干燥系统的控制方法及检测、控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及浙青热再生搅拌设备领域，具体的涉及一种对浙青热再生设备干燥系统的控制方法，及根据该种方法提供的检测、控制系统。
背景技术：
浙青热再生搅拌设备主要用于回收和生产高等级公路的路面铺筑浙青混合料，通过燃烧机对干燥滚筒内的再生浙青混合料进行加热和烘干，使浙青在骨料表面具有更好的包裹性。浙青热再生搅拌设备的温度控制是非常关键的技术，若干燥滚筒里再生浙青料温度过高，当燃烧机未燃尽的重油很容易使再生浙青料着火，从而引起较大的生产事故。若温度过低，造成骨料和浙青的包裹性变差，无法满足公路施工要求。
现有浙青热再生搅拌设备的干燥滚筒内的热再生料出料温度基本上是通过红外测温仪或者热电阻来进行测量，考虑到热再生料对测温探头有较强的磨损性，热电阻通常带有耐磨铠装，造成温度响应慢，无法满足热再生料的精确检测和控制，红外测温仪对热再生料的温度测量具有很好实时性，但是流道处的粉尘及其硫化物很容易使红外镜头污染和腐蚀，从而影响测温的准确性，干燥滚筒内的热再生料出料温度测量一直是行业的技术难点。
传统的浙青热再生搅拌设备的燃烧机主要采用手动进行调节，由操作人员观察热再生料的出料温度，并辅以采用红外测温枪进行人工监视，当热再生料温度比设定的温度低时，加大燃烧机负荷、增大燃油喷射量，当温度过高时，减小燃油喷射量，每次调整燃烧机负荷后，或者更换不同标号的重油后，需要重新调整风/油比，传统燃烧机风/油比的调整完全依赖于人工经验，通过燃烧机的窥视孔观察火焰的亮度，然后再观察烟气和回收粉的颜色，由此确定燃烧机的燃烧状态，以人工经验调整燃烧机风油比的难度非常大，需要丰富的调节经验，如果风/油比调整不准确，燃烧机无法处于最优的燃烧状态。
现有国外技术中，有通过热再生料温度或火焰强度作为反馈控制参数实现燃烧机燃油量，如上述热再生料出料温度测量一直是行业的技术难点，采用热再生料温度测量，无法准确实现燃烧机智能反馈控制，不能实现燃烧机风油比的准确控制；采用火焰强度作为燃烧机反馈控制参数，仅通过火焰强度作为燃烧稳定性判定依据存在一定的局限性，燃烧机在燃烧不充分时很容易导致结焦，影响浙青热再生搅拌设备的正常生产。发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种浙青热再生设备干燥系统的控制方法，所述浙青热再生设备包括干燥系统和信号检测系统，干燥系统包括干燥滚筒、干燥滚筒驱动电机、燃烧机、燃烧机控制器、引风管道、风机、燃油泵，该种浙青热再生设备干燥系统的控制方法包括以下步骤
步骤一，计算干燥滚筒内热再生料的出料温度，
同时检测干燥滚筒驱动电机的功率、施工环境温度、引风管道内的烟气温度、燃烧机的燃油消耗量，并将上述检测信息导入燃烧机控制器中，所述燃烧机控制器内设有基于软测量算法构建的热再生料出料温度计算模型，燃烧机控制器根据导入的环境温度信息、 烟气温度信息、燃油消耗量信息以及热再生料含量信息计算出热再生料出料温度；
所述热再生料含量的信息通过干燥滚筒驱动电机的功率信息与热再生料含量之间的关系计算；
步骤二，燃烧机控制器自动调节燃烧机的燃油消耗量，
在燃烧机控制器中预先设定热再生料出料温度值，将步骤一计算出的热再生料出料温度和燃烧机控制器中设定的热再生料出料温度比较，燃烧机控制器输出温差信号，调节燃烧机的燃油消耗量；
步骤三，确定燃烧机的燃烧状态信息，
在线检测烟气温度、烟气含氧量、火焰强度，并将检测信息导入燃烧机控制器中， 所述燃烧机控制器内设有基于多信息融合算法构建的燃烧状态模型，燃烧机控制器根据导入的烟气温度信息、烟气含量信息、火焰强度信息确定燃烧机燃烧状态信息；
步骤四，燃烧机控制器自动调燃烧机的节风/油比，
燃烧机控制器在步骤二所确定的燃油消耗量的前提下，根据步骤三所确定的燃烧状态信息输出控制信号，调节燃烧机的风/油比。
根据上述的方法提供的一种浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统，所述浙青热再生设备包括干燥系统和信号检测系统，干燥系统包括干燥滚筒、干燥滚筒驱动电机、 燃烧机、燃烧机控制器、引风管道、风机、燃油泵，其特征在于所述信号检测系统包括
功率检测装置，用于检测干燥滚筒驱动电机的功率；
环境温度检测装置，用于检测施工环境的温度；
烟气温度检测装置，用于检测引风管道内的烟气温度；
燃油消耗量检测装置，用于计量燃烧机的燃油消耗量；
烟气含氧量检测装置，用于检测引风管道内的烟气含氧量；
火焰强度检测装置，用于检测干燥滚筒内初始燃烧区火焰的辐射强度波动信息并采集干燥滚筒内燃烧区的火焰图像信息；
所述燃烧机控制器，包括中央处理器、燃油泵计量控制装置、燃烧机风/油比控制装置，所述功率检测装置、环境温度检测装置、烟气温度检测装置、燃油消耗量检测装置的检测信息导入燃烧机控制器中，中央处理器通软测量模型计算热再生料出料温度，燃油泵计量控制装置根据热再生料出料温度调节燃烧机的燃油消耗量；
所述烟气温度检测装置、烟气含氧量检测装置和火焰强度检测装置的检测信息导入燃烧机控制器中，中央处理器通过多信息融合模型确定燃烧机燃烧状态信息，燃烧机风/ 油比控制装置根据燃烧机燃烧状态信息调节风/油比。
进一步的，所述信号检测系统还包括助燃空气检测装置，用于计量风机的配风量； 所述燃烧机控制器还包括风机电机控制装置，所述助燃空气检测装置检测信息导入燃烧机控制器中，风机电机控制装置根据燃烧机的燃油消耗量和风/油比调节配风量。
进一步的，所述助燃空气检测装置包括风机开度检测电路，风机开度检测电路检测信息导入燃烧机控制器中。
进一步的，所述功率检测装置包括互感器和信号处理电路，所述互感器安装在干燥滚筒驱动电机上，信号处理电路与燃烧机控制器连通。
进一步的，所述烟气温度检测装置包括温度检测探头、自动除尘装置、温度信号调理电路，温度检测探头采用PT200薄膜钼电阻或无铠装热电偶，所述温度检测探头安装在引风管道内，自动除尘装置安装在温度检测探头前端，温度信号调理电路与燃烧机控制器连通。
进一步的，所述燃油消耗量检测装置包括燃油泵频率转换电路和信号采集电路， 燃油泵频率转换电路安装在燃油泵上，信号采集电路与燃烧机控制器连通。
进一步的，所述烟气氧含量检测装置包括氧化锆式测量探头、除尘过滤器和检测电路，所述氧化锆式测量探头安装在引风管道正压处，除尘过滤器安装在测量探头前端，检测电路与燃烧机控制器连通。
进一步的，所述火焰强度检测装置包括火焰波动信息检测探头、火焰图像信息采集探头和检测电路，所述火焰波动信息检测探头安装在干燥滚筒内部初始燃烧区范围内、 火焰图像信息采集探头安装在干燥滚筒内部燃烧机完全燃烧区范围内，检测电路与燃烧机控制器连通。
进一步的，所述燃烧机控制器为PLC控制器。
本发明具有如下有益效果
本发明解决了浙青热再生设备干燥系统的出料温度测量难、燃烧机风/油比控制不精确的问题，通过软测量算法构建的模型准确的计算出的热再生料出料温度；由热再生料出料温度调整燃烧机的燃油消耗量，在确定燃油消耗量的前提下，通过在线检测烟气氧含量、烟气温度、火焰强度特征信息，基于多传感器信息融合算法得到燃烧机燃烧状态信息，将燃烧状态信息反馈到燃烧机控制器，对燃烧机风/油比进行调节，使燃烧机处于最优的燃烧状态。
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。
图I为本发明实施例浙青热再生设备干燥系统的控制方法的流程示意图。
图2为本发明实施例浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统的结构示意图。
具体实施方式
为了更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图详细描述本发明提供的实施例。
参照图I、图2所示，一种浙青热再生设备干燥系统的控制方法，所述浙青热再生设备包括干燥系统I和信号检测系统2，干燥系统包括干燥滚筒11、干燥滚筒驱动电机12、 燃烧机13、燃烧机控制器14、引风管道15、风机16、燃油泵，该种浙青热再生设备干燥系统的控制方法包括以下步骤
步骤一，计算干燥滚筒11内热再生料的出料温度，
同时检测干燥滚筒驱动电机12的功率、施工环境温度、引风管道15内的烟气温度、燃烧机13的燃油消耗量，并将检测信息导入燃烧机控制器14中，所述燃烧机控制器14 内设有基于软测量算法构建的热再生料出料温度计算模型，模型导入变量为环境温度、烟气温度、燃油消耗量、热再生料含量，输出为热再生料出料温度，
其中干燥滚筒驱动电机12的功率能反映出干燥滚筒内再生料多少及其粘料情况，干燥滚筒驱动电机12的功率和干燥滚筒内再生料含量之间的关系通过试验确定；
步骤二，燃烧机控制器14自动调节燃烧机13的燃油消耗量，
在燃烧机控制器14中预先设定热再生料出料温度值，将步骤一计算出的热再生料出料温度和燃烧机控制器14中设定的热再生料出料温度比较，燃烧机控制器14输出温差信号，调节燃烧机13的燃油消耗量；
步骤三，确定燃烧机13的燃烧状态信息，
在线检测引风管道15内的烟气温度、引风管道15内的烟气含氧量、干燥滚筒11 内的火焰强度，并将检测信息导入燃烧机控制器14中，所述燃烧机控制器14内设有基于多信息融合算法构建的燃烧状态模型，燃烧机控制器14根据导入的烟气温度信息、烟气含量信息计算干燥滚筒内空气过剩系数，根据导入的火焰强度信息判定燃烧机13的燃烧状态， 通过干燥滚筒内初始燃烧区火焰的辐射强度波动信息以判定燃烧机13燃烧的稳定性，通过干燥滚筒内燃烧区的火焰图像信息提取燃烧机火焰强度及强度波动信息，依此为判据判定燃烧机13的是否处于最优燃烧状态；
步骤四，燃烧机控制器14自动调节燃烧机13的节风/油比，
燃烧机控制器14在步骤二所确定的燃油消耗量的前提下，依判据判定燃烧机的是否处于最优燃烧状态对燃烧机的风/油比进行调整，依判干燥滚筒中空气过剩系数对过风/油比微调，使燃烧机13达到最佳燃烧状态。
根据上述方法提供的一种浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统
参照图I、图2所示，该种浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统，所述浙青热再生设备包括干燥系统I和信号检测系统2，干燥系统包括干燥滚筒11、干燥滚筒驱动电机 12、燃烧机13、燃烧机控制器14、引风管道15、风机16、燃油泵，其中燃烧机控制器14为PLC 控制器，内设有中央处理器、燃油泵计量控制装置、燃烧机风/油比控制装置和风机电机控制装置；信号检测系统2包括功率检测装置21，环境温度检测装置，烟气温度检测装置23， 燃油消耗量检测装置，烟气含氧量检测装置25，火焰强度检测装置26、助燃空气检测装置 27。
功率检测装置21用于检测干燥滚筒驱动电机12的负荷，包括互感器和信号处理电路，所述互感器安装在干燥滚筒驱动电机12上，信号处理电路与燃烧机控制器14连通；
环境温度检测装置用于检测施工环境的温度，包括温度传感器和检测电路，检测电路与燃烧机控制器14连通；
烟气温度检测装置23用于检测引风管道15内的烟气温度，烟气温度检测装置23 包括温度检测探头、自动除尘装置、温度信号调理电路，该温度检测探头安装在引风管道15 内采用PT200薄膜钼电阻或无铠装热电偶，自动除尘装置安装在温度检测探头前端，温度信号调理电路与燃烧机控制器14连通；
燃油消耗量检测装置用于计量燃烧机13所燃烧的燃油量，包括燃油泵频率转换电路和信号采集电路，该燃油泵频率转换电路安装在燃油泵上，信号采集电路与燃烧机控制器14连通；
烟气含氧量检测装置25用于检测引风管道15内的烟气含氧量，包括氧化锆式测CN 102926308 A书明说5/5页量探头、除尘过滤器和检测电路，所述氧化锆式测量探头安装在引风管道15正压处，除尘过滤器安装在测量探头前端，检测电路与燃烧机控制器14连通；
火焰强度检测装置26用于检测干燥滚筒内初始燃烧区火焰辐射强度波动信息并采集干燥滚筒内燃烧区的火焰图像信息，包括火焰波动信息检测探头、火焰图像信息采集探头、检测电路，所述火焰波动信息检测探头为红外火检探头、火焰图像信息采集探头为可自动伸缩的高温C⑶探头，还包括红外火检探头驱动装置、图像像采集卡、录像机、亮度提取电路，所述红外火检探头安装在干燥滚筒内部初始燃烧区范围内、高温CCD探头安装在干燥滚筒内部燃烧机完全燃烧区范围内，检测电路与燃烧机控制器14连通；
助燃空气检测装置27用于计量风机16的配风量，包括风机开度检测电路，该风机开度检测电路与燃烧机控制器14连通。
功率检测装置21、环境温度检测装置、烟气温度检测装置23、燃油消耗量检测装置的检测信息导入燃烧机控制器中14，中央处理器通软测量模型计算热再生料出料温度， 燃油泵计量控制装置根据热再生料出料温度调节燃烧机13的燃油消耗量；
烟气温度检测装置23、烟气含氧量检测装置25和火焰强度检测装置26的检测信息导入燃烧机控制器14中，中央处理器通过多信息融合模型确定燃烧机燃烧状态信息,燃烧机风/油比控制装置根据燃烧机燃烧状态信息调节风/油比，根据干燥滚筒中空气过剩系数对燃烧机风/ 油比微调；
助燃空气检测装置27的检测信息导入燃烧机控制器中，风机电机控制装置根据燃烧机13的燃油消耗量和风/油比调节配风量。
以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，故不能以此限定本发明实施的范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本发明专利涵盖的范围内。8
权利要求
1.浙青热再生设备干燥系统的控制方法，所述浙青热再生设备包括干燥系统和信号检测系统，干燥系统包括干燥滚筒、干燥滚筒驱动电机、燃烧机、燃烧机控制器、引风管道、风机、燃油泵，该种浙青热再生设备干燥系统的控制方法包括以下步骤 步骤一，计算干燥滚筒内热再生料的出料温度， 同时检测干燥滚筒驱动电机的功率、施工环境温度、引风管道内的烟气温度、燃烧机的燃油消耗量，并将上述检测信息导入燃烧机控制器中，所述燃烧机控制器内设有基于软测量算法构建的热再生料出料温度计算模型，燃烧机控制器根据导入的环境温度信息、烟气温度信息、燃油消耗量信息以及热再生料含量信息计算出热再生料出料温度； 所述热再生料含量的信息通过干燥滚筒驱动电机的功率信息与热再生料含量之间的关系计算； 步骤二，燃烧机控制器自动调节燃烧机的燃油消耗量， 在燃烧机控制器中预先设定热再生料出料温度值，将步骤一计算出的热再生料出料温度和燃烧机控制器中设定的热再生料出料温度比较，燃烧机控制器输出温差信号，调节燃烧机的燃油消耗量； 步骤三，确定燃烧机的燃烧状态信息， 在线检测烟气温度、烟气含氧量、火焰强度，并将检测信息导入燃烧机控制器中，所述燃烧机控制器内设有基于多信息融合算法构建的燃烧状态模型，燃烧机控制器根据导入的烟气温度信息、烟气含量信息、火焰强度信息确定燃烧机燃烧状态信息； 步骤四，燃烧机控制器自动调燃烧机的节风/油比， 燃烧机控制器在步骤二所确定的燃油消耗量的前提下，根据步骤三所确定的燃烧状态信息输出控制信号，调节燃烧机的风/油比。
2.根据权利要求I所述的方法提供的一种浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统，所述浙青热再生设备包括干燥系统和信号检测系统，干燥系统包括干燥滚筒、干燥滚筒驱动电机、燃烧机、燃烧机控制器、引风管道、风机、燃油泵，其特征在于所述信号检测系统包括 功率检测装置，用于检测干燥滚筒驱动电机的功率； 环境温度检测装置，用于检测施工环境的温度； 烟气温度检测装置，用于检测引风管道内的烟气温度； 燃油消耗量检测装置，用于计量燃烧机的燃油消耗量； 烟气含氧量检测装置，用于检测引风管道内的烟气含氧量； 火焰强度检测装置，用于检测干燥滚筒内初始燃烧区火焰的辐射强度波动信息并采集干燥滚筒内燃烧区的火焰图像信息； 所述燃烧机控制器，包括中央处理器、燃油泵计量控制装置、燃烧机风/油比控制装置，所述功率检测装置、环境温度检测装置、烟气温度检测装置、燃油消耗量检测装置的检测信息导入燃烧机控制器中，中央处理器通软测量模型计算热再生料出料温度，燃油泵计量控制装置根据热再生料出料温度调节燃烧机的燃油消耗量； 所述烟气温度检测装置、烟气含氧量检测装置和火焰强度检测装置的检测信息导入燃烧机控制器中，中央处理器通过多信息融合模型确定燃烧机燃烧状态信息，燃烧机风/油比控制装置根据燃烧机燃烧状态信息调节风/油比。
3.根据权利要求2所述的浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统，其特征在于所述信号检测系统还包括助燃空气检测装置，用于计量风机的配风量；所述燃烧机控制器还包括风机电机控制装置，所述助燃空气检测装置检测信息导入燃烧机控制器中，风机电机控制装置根据燃烧机的燃油消耗量和风/油比调节配风量。
4.根据权利要求3所述的浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统，其特征在于所述助燃空气检测装置包括风机开度检测电路，风机开度检测电路检测信息导入燃烧机控制器中。
5.根据权利要求2或3所述的浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统，其特征在于所述功率检测装置包括互感器和信号处理电路，所述互感器安装在干燥滚筒驱动电机上，信号处理电路与燃烧机控制器连通。
6.根据权利要求2或3所述的浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统，其特征在于所述烟气温度检测装置包括温度检测探头、自动除尘装置、温度信号调理电路，温度检测探头采用PT200薄膜钼电阻或无铠装热电偶，所述温度检测探头安装在引风管道内，自动除尘装置安装在温度检测探头前端，温度信号调理电路与燃烧机控制器连通。
7.根据权利要求2或3所述的浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统，其特征在于所述燃油消耗量检测装置包括燃油泵频率转换电路和信号采集电路，燃油泵频率转换电路安装在燃油泵上，信号采集电路与燃烧机控制器连通。
8.根据权利要求2或3所述的浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统，其特征在于所述烟气氧含量检测装置包括氧化锆式测量探头、除尘过滤器和检测电路，所述氧化锆式测量探头安装在引风管道正压处，除尘过滤器安装在测量探头前端，检测电路与燃烧机控制器连通。
9.根据权利要求2或3所述的浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统，其特征在于所述火焰强度检测装置包括火焰波动信息检测探头、火焰图像信息采集探头和检测电路，所述火焰波动信息检测探头安装在干燥滚筒内部初始燃烧区范围内、火焰图像信息采集探头安装在干燥滚筒内部燃烧机完全燃烧区范围内，检测电路与燃烧机控制器连通。
10.根据权利要求2或3所述的浙青热再生设备干燥系统的检测、控制系统，其特征在于所述燃烧机控制器为PLC控制器。
全文摘要
本发明涉及沥青热再生搅拌设备领域，具体的涉及一种对沥青热再生设备干燥系统的控制方法，及为实现该种方法提供的检测、控制系统。所述控制方法通过软测量算法构建的模型准确的计算出的热再生料出料温度；由热再生料出料温度调整燃烧机的燃油消耗量，在确定燃油消耗量的前提下，通过在线检测烟气氧含量、烟气温度、火焰强度特征信息，基于多传感器信息融合算法得到燃烧机燃烧状态信息，将燃烧状态信息反馈到燃烧机控制器，对燃烧机风/油比进行调节，使燃烧机处于最优的燃烧状态。采用上述方法或检测、控制系统均能准确计算热再生料出料温度、准确控制燃烧机风/油比，提高干燥系统的干燥效率，实现生料出料温度的准确控制。
文档编号G01D21/02GK102926308SQ20121043663
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月2日 优先权日2012年11月2日
发明者杨建红 申请人:华侨大学
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
