永磁电机改造搅拌高效节能控制方法及系统与流程

本发明涉及物料搅拌，具体涉及一种永磁电机改造搅拌高效节能控制方法及系统。

背景技术：

1、搅拌是工业上广泛应用，将物料均匀分布并且保持悬浮状态的设备。物料在搅拌的原理导致必然出现一个低效区，在接近搅拌叶片主轴附近和叶片尖端处的物料的线速度相差甚远，导致接近主轴的物料处于较为静止和少流动的状态，因此，该处的物料很难实现与其他位置的物料在同一时间达到相同的密度，从而搅拌不均匀。

2、现有对这种问题的解决方案有两种，一种是搅拌头的中轴线与搅拌桶的中轴线偏心设置，另一种是通过改变搅拌路径和搅拌速度来实现。其中，第一种方式并未对低效区的搅拌有实质性改变，其只是放大了低效区，有原来的线状变成了面状，从而在大范围内使得低效区接近其他区域的密度。第二种方式结构较为复杂，其需要设置相应的移动机构和动力机构，在增加成本的同时，还增加了能耗，同时，由于这些移动机构的存在，会导致搅拌设备的寿命收到很大的影响。

技术实现思路

1、针对所述缺陷，本发明实施例公开了一种永磁电机改造搅拌高效节能控制方法及系统，其在保证搅拌均匀的情况下，可以尽最大可能节约能耗。

2、本发明实施例第一方面公开一种永磁电机改造搅拌高效节能控制方法，所述方法包括：

3、s1、基于物料的目标密度以及不同阶段特点设置永磁电机输出的对照组运行程序曲线，控制永磁电机按照所述对照组运行程序曲线运行，接收所述物料在搅拌过程中不同阶段和不同深度的密度比重数据，并将所述密度比重数据与所述目标密度进行比对，直至所述物料的不同深度的密度比重数据均达到所述目标密度；

4、s2、调整永磁电机在所述对照组运行程序曲线不同阶段的转速，形成第一控制曲线，控制永磁电机按照所述第一控制曲线运行对所述物料进行搅拌，直至所述物料的不同深度的密度比重数据均达到所述目标密度；

5、s3、获取使用所述对照组运行程序曲线和第一控制曲线对所述物料进行搅拌的能耗量，选取能耗量较小的一个作为第二控制对照曲线；

6、s4、多次重复步骤s2和s3，直至获取最优控制曲线。

7、作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述不同阶段按照永磁电机工作的顺序依次为物料静止启动阶段、物料运动直至均匀分布阶段以及物料均匀分布保持悬浮不沉降阶段；基于物料的目标密度以及不同阶段特点设置永磁电机输出的对照组运行程序曲线，包括：

8、在所述物料静止启动阶段，永磁电机以低速大转矩输出，以使大部分所述物料悬浮起来；

9、在所述物料运动直至均匀分布阶段，逐渐增加所述永磁电机的转速，并保持频率振动，将处于搅拌低效区的物料通过振动达到相对运动状态；

10、在所述物料均匀分布保持悬浮不沉降阶段，永磁电机的转速保持最低悬浮转速，在以预设间隔进行频率振动增加所述物料的相对运动。

11、作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，采集所述物料在搅拌过程中不同阶段和不同深度的密度比重数据，包括：

12、在物料搅拌使用的搅拌容器中安装2个或以上的比重计，所述比重计沿所述搅拌容器的高度方向分布；

13、根据物料和粘度特性设置采集时间点；

14、通过所述比重计在所述采集时间点采集所述物料在搅拌过程中不同阶段和不同深度的密度比重数据。

15、作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，直至所述物料的不同深度的密度比重数据均达到所述目标密度，包括：

16、当所述搅拌容器中所有的比重计采集的密度比重数据与所述目标密度的差值的绝对值均小于或等于预设阈值时，则判断所述物料的不同深度的密度比重数据均达到所述目标密度。

17、作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，调整永磁电机在所述对照组运行程序曲线不同阶段的转速，形成第一控制曲线，包括：

18、在所述对照组运行程序曲线不同阶段的转速的基础上增加或减少一定的变化量，形成多条第一控制曲线；

19、获取使用所述对照组运行程序曲线和第一控制曲线对所述物料进行搅拌的能耗量，选取能耗量较小的一个作为第二控制对照曲线，包括：

20、比对所述对照组运行程序曲线和每条第一控制曲线在各个阶段所分别对应的能耗量，选取所述对照组运行程序曲线以及多条第一控制曲线对应的能耗量最小的一个作为第二控制对照曲线。

21、作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述方法还包括：

22、采集搅拌容器的液面位置信息，当所述搅拌容器的液位上升值达到预设值时，则控制所述永磁电机回到物料静止启动阶段重新开始执行搅拌操作。

23、本发明实施例第二方面公开一种永磁电机改造搅拌高效节能控制系统，其包括：

24、对照单元，用于基于物料的目标密度以及不同阶段特点设置永磁电机输出的对照组运行程序曲线，控制永磁电机按照所述对照组运行程序曲线运行，接收所述物料在搅拌过程中不同阶段和不同深度的密度比重数据，并将所述密度比重数据与所述目标密度进行比对，直至所述物料的不同深度的密度比重数据均达到所述目标密度；

25、调整单元，用于调整永磁电机在所述对照组运行程序曲线不同阶段的转速，形成第一控制曲线，控制永磁电机按照所述第一控制曲线运行对所述物料进行搅拌，直至所述物料的不同深度的密度比重数据均达到所述目标密度；

26、比对单元，用于获取使用所述对照组运行程序曲线和第一控制曲线对所述物料进行搅拌的能耗量，选取能耗量较小的一个作为第二控制对照曲线；

27、重复单元，用于多次重复调整单元和比对单元，直至获取最优控制曲线。

28、本发明实施例第三方面公开一种scada系统，包括：存储有可执行程序代码的存储器；与所述存储器耦合的处理器；所述处理器调用所述存储器中存储的所述可执行程序代码，用于执行本发明实施例第一方面公开的一种永磁电机改造搅拌高效节能控制方法。

29、本发明实施例第四方面公开一种计算机可读存储介质，其存储计算机程序，其中，所述计算机程序使得计算机执行本发明实施例第一方面公开的一种永磁电机改造搅拌高效节能控制方法。

30、本发明实施例第五方面公开一种永磁电机改造搅拌高效节能控制系统，其包括：scada系统、永磁电机、控制器以及比重计，其中，所述scada系统通过所述控制器与所述永磁电机电性连接，所述比重计安装于搅拌容器中，在物料搅拌使用的搅拌容器中安装2个或以上的比重计，所述比重计沿所述搅拌容器的高度方向分布，所述比重计的输出端与所述scada系统电性连接，所述scada系统用于：

31、基于物料的目标密度以及不同阶段特点设置永磁电机输出的对照组运行程序曲线，控制永磁电机按照所述对照组运行程序曲线运行，接收比重计采集的所述物料在搅拌过程中不同阶段和不同深度的密度比重数据，并将所述密度比重数据与所述目标密度进行比对，直至所述物料的不同深度的密度比重数据均达到所述目标密度；

32、调整永磁电机在所述对照组运行程序曲线不同阶段的转速，形成第一控制曲线，控制永磁电机按照所述第一控制曲线运行对所述物料进行搅拌，直至所述物料的不同深度的密度比重数据均达到所述目标密度；

33、获取使用所述对照组运行程序曲线和第一控制曲线对所述物料进行搅拌的能耗量，选取能耗量较小的一个作为第二控制对照曲线；

34、重复上述调整多次，直至获取最优控制曲线。

35、作为一种可选的实施方式，在本发明实施例第一方面中，所述系统还包括：液位传感器，所述液位传感器安装于所述搅拌容器上，用于采集物料的液面位置并将所述液面位置信息发送给所述scada系统；

36、所述scada系统还根据液位传感器数据变动与永磁电机电流、电压数据变化自动运算目前罐内液体的容积和负载比率，自动调节电机的转速和运行曲线，将电机转速保持在最佳运行转速及最低悬浮转速上；

37、所述scada系统还用于在监测到永磁电机电流增大或液位上升时，控制所述永磁电机回到物料静止启动阶段重新开始执行搅拌操作，直至物料均匀分布。

38、本发明实施例第六方面公开一种计算机程序产品，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行本发明实施例第一方面公开的一种永磁电机改造搅拌高效节能控制方法。

39、本发明实施例第七方面公开一种应用发布平台，所述应用发布平台用于发布计算机程序产品，其中，当所述计算机程序产品在计算机上运行时，使得所述计算机执行本发明实施例第一方面公开的一种永磁电机改造搅拌高效节能控制方法。

40、与现有技术相比，本发明实施例具有以下有益效果：

41、本发明通过在物料静止启动阶段，永磁电机以低速大转矩输出，以使大部分物料悬浮起来；在物料运动直至均匀分布阶段，逐渐增加永磁电机的转速，并保持频率振动，将处于搅拌低效区的物料通过振动达到相对运动状态；在物料均匀分布保持悬浮不沉降阶段，永磁电机的转速保持最低悬浮转速，在以预设间隔进行频率振动增加物料的相对运动，达到搅拌均匀的目的，在此基础上，通过多次调整控制曲线，以最优控制曲线来运行后续相同物料的搅拌操作，从而可以大幅度降低能耗。