一种磨粉机在线研磨监测系统及方法与流程

1.本发明涉及磨粉机械技术领域，特别是涉及一种磨粉机在线研磨监测系统及方法。


背景技术：

2.磨粉机需要对研磨稳定性进行判断，在判断时，往往依靠制粉工程师对研磨后的物料进行观察并触摸颗粒感以及用手感觉物料温度差异，根据经验对磨粉机的研磨稳定性进行判断，从而对磨粉机的研磨轧距进行调整，此过程完全取决于制粉工程师的技术经验，无法给出定量信息实现标准生产，容易导致出现不同水平的制粉工程师制作出的面粉质量不稳定的问题。现有的磨粉机在对研磨轧距进行调节时，完全依靠制粉工程师的感觉及经验，无法确保磨粉机两侧的研磨轧距一致，且往往需要制粉工程师进行手工调节，无法实现自动调节。因此，设计一种磨粉机在线研磨监测系统及方法是十分有必要的。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种磨粉机在线研磨监测系统及方法，能够实现对磨粉机研磨状态是否稳定的判断，能够通过手动或自动调节的方式对磨粉机轧距进行调节，能够保证磨粉机两侧轧距基本一致，降低了磨粉机轧距调整对制粉工程师经验的依赖。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.一种磨粉机在线研磨监测系统，包括磨粉机本体、上位机控制器、温度传感器、喂料接近开关、轧距调节机构及压力传感器，所述磨粉机本体主要包括研磨单元及喂料单元，所述喂料单元设置在所述研磨单元的正上方，用于使物料均匀的进入研磨单元，所述喂料单元的喂料辊上设置所述喂料接近开关，所述喂料接近开关用于实时获取喂料辊旋转频率，所述研磨单元的底部支架上设置所述温度传感器，所述温度传感器用于实时获取研磨后物料温度，所述研磨单元的研磨辊拉杆上设置所述压力传感器，所述压力传感器用于获取所述研磨辊间的研磨压力，所述研磨单元的前轴承座上固定连接所述轧距调节机构，所述轧距调节机构用于调节研磨单元的研磨辊之间的轧距，所述温度传感器、喂料接近开关、轧距调节机构及压力传感器均电性连接所述上位机控制器。
6.可选的，所述压力传感器每套研磨单元设置有两个，分别设置在所述研磨辊的两侧，用于实时获取所述研磨辊两侧的研磨压力。
7.可选的，所述喂料接近开关通过频率信号处理模块连接所述上位机控制器，所述压力传感器通过模拟量变送器连接所述上位机控制器。
8.可选的，所述系统还包括显示器，所述显示器电性连接所述上位机控制器，用于显示上位机控制器获取的信息。
9.可选的，所述系统还包括服务器，所述上位机控制器将获取的信息存储至服务器中。
10.可选的，所述系统还包括报警装置，所述报警装置电性连接所述上位机控制器。
11.可选的，所述轧距调节机构设置有两组，分别固定连接在所述研磨单元两侧的前轴承座上，用于对研磨辊左右两侧的轧距进行调节，所述轧距调节机构包括手动轧距调节手轮及自动调节伺服电机，所述手动轧距调节手轮用于手动调节轧距，所述自动调节伺服电机电性连接所述上位机控制器，用于自动调节轧距。
12.本发明还提供了一种磨粉机在线研磨检测方法，应用于上述的磨粉机在线研磨监测系统，包括如下步骤：
13.步骤1：对品种不同及小麦含水量不同的小麦进行试验研磨，获取小麦品种及小麦含水量信息，制粉工程师根据小麦品种及小麦含水量信息调节研磨单元的研磨辊之间的轧距达到理想要求，上位机控制器通过压力传感器、温度传感器及喂料接近开关获取对应的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率，将小麦品种、小麦含水量信息及对应的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率作为磨口标准值并记录；
14.步骤2：根据磨口标准值对磨粉机本体进行调节，进行加工制粉，实时获取研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率，并将获取的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率以等时间隔记录储存，上位机控制器对记录的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率进行分析，判断是否发生研磨轧距偏移，若发生研磨轧距偏移，则报警装置进行报警，且将分析结果显示在显示屏上，供制粉工程师查看，制粉工程师根据分析结果，对研磨辊之间的轧距进行手动调节，或者对系统设置阈值，使得系统判断研磨轧距偏移允许值后系统自动控制伺服电机自动调节，使研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率符合磨口标准值。
15.可选的，步骤1中，上位机控制器通过压力传感器、温度传感器及喂料接近开关获取对应的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率，具体为：
16.喂料接近开关识别喂料辊旋转频率，并将频率信号传输给频率信号处理模块，频率信号处理模块将频率处理为模拟量电流信号，并将其发送至上位机控制器；压力传感器采集研磨压力，输出弱电压信息，并将弱电压信息传输给模拟量变速器，模拟量变速器处理放大电压信号变送输出电流信号，并将其发送至上位机控制器；温度传感器检测研磨后物料温度输出电阻信号，并将其发送至上位机控制器；上位机控制器接收到信号后，将电流值和电阻值按照预设关系转换成对应的喂料辊旋转频率、研磨压力及研磨后物料温度数据。
17.可选的，步骤2中，上位机控制器对记录的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率进行分析，判断是否发生研磨轧距偏移，若发生研磨轧距偏移，则报警装置进行报警，且将分析结果显示在显示屏上，供制粉工程师查看，制粉工程师根据分析结果，对研磨辊之间的轧距进行手动调节，或者对系统设置阈值，使得系统判断研磨轧距偏移允许值后系统自动控制伺服电机自动调节，使研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率符合磨口标准值，具体为：
18.上位机控制器实时采集研磨压力，并将其与磨口标准值中的研磨压力相对比，若研磨压力与磨口标准值中的研磨压力间的差值大于预置的允许偏移值，上位机控制器通过报警装置进行报警，并将信息显示在显示屏上，制粉工程师通过手动轧距调节手轮或者通过上位机控制器自动控制自动调节伺服电机对轧距进行调节，使研磨压力接近磨口标准值中的研磨压力。
19.根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明提供的磨粉
机在线研磨监测系统及方法，该系统成本较低，且能够稳定检测磨粉机研磨稳定性，技术水平稍差的制粉工程师也可使用，适用性高；该系统能够通过压力传感器实时检测研磨压力，并将其记录处理，从而判断研磨辊辊间是否稳定，压力传感器设置在研磨辊两侧，根据压力传感器的数据可以对研磨辊之间的轧距进行调节，使研磨辊两侧的轧距基本一致；该系统设置有两种轧距调节机构，分别为手动轧距调节手轮及自动调节伺服电机，能够通过手动或自动的方式对轧距进行调节；该方法利用该系统实现了磨粉机研磨稳定性检测，包括对品种不同及小麦含水量不同的小麦进行试验研磨，获取小麦品种及小麦含水量信息，制粉工程师根据小麦品种及小麦含水量信息调节研磨单元的研磨辊之间的轧距达到理想要求，上位机控制器通过压力传感器、温度传感器及喂料接近开关获取对应的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率，将小麦品种、小麦含水量信息及对应的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率作为磨口标准值并记录，根据磨口标准值对磨粉机本体进行调节，进行加工制粉，实时获取研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率，并将其以等时间隔记录储存，上位机控制器对研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率进行分析，判断是否发生故障，若发生故障，则报警装置进行报警，且将分析结果显示在显示屏上，供制粉工程师查看，制粉工程师根据分析结果，对研磨辊之间的轧距进行手动调节，或者对系统设置阈值，使得系统判断研磨轧距偏移允许值后系统自动控制伺服电机自动调节，使研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率符合磨口标准值。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例磨粉机在线研磨监测系统结构示意图；
22.图2为喂料单元结构示意图；
23.图3为研磨单元结构示意图；
24.图4为本发明实施例磨粉机在线研磨检测方法流框图。
25.附图标记：1、喂料单元；2、研磨单元；201、研磨辊；3、压力传感器；4、轧距调节机构；5、温度传感器；6、喂料接近开关。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
27.本发明的目的是提供一种磨粉机在线研磨监测系统及方法，能够实现对磨粉机研磨状态是否稳定的判断，能够通过手动或自动调节的方式对磨粉机轧距进行调节，能够保证磨粉机两侧轧距基本一致，降低了磨粉机轧距调整对制粉工程师经验的依赖。
28.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实
施方式对本发明作进一步详细的说明。
29.如图1
‑
3所示，本发明实施例提供的磨粉机在线研磨监测系统，包括磨粉机本体、上位机控制器、温度传感器5、喂料接近开关6、轧距调节机构4及压力传感器3，所述磨粉机本体包括研磨单元2及喂料单元1，所述喂料单元1设置在所述研磨单元2的正上方，用于使物料均匀的进入研磨单元2，所述喂料单元1的喂料辊上设置所述喂料接近开关6，所述喂料接近开关6用于实时获取喂料辊旋转频率，所述研磨单元2的底部支架上设置所述温度传感器5，所述温度传感器5用于实时获取研磨后物料温度，所述研磨单元2的研磨辊201上设置所述压力传感器3，所述压力传感器3用于获取所述研磨辊201上的研磨压力，所述研磨单元2的前轴承座上固定连接所述轧距调节机构4，所述轧距调节机构4用于调节研磨单元2的研磨辊201之间的轧距，所述温度传感器5、喂料接近开关6、轧距调节机构4及压力传感器3均电性连接所述上位机控制器。
30.所述压力传感器3设置有两个，分别设置在所述研磨辊201的两侧，用于实时获取所述研磨辊201两侧的研磨压力。
31.所述喂料接近开关6通过频率信号处理模块连接所述上位机控制器，所述压力传感器3通过模拟量变送器连接所述上位机控制器。
32.所述系统还包括显示器，所述显示器电性连接所述上位机控制器，用于显示上位机控制器获取的信息。
33.所述系统还包括服务器，所述上位机控制器将获取的信息存储至服务器中。
34.所述系统还包括报警装置，所述报警装置电性连接所述上位机控制器。
35.所述轧距调节机构4设置有两组，分别固定连接在所述研磨单元2两侧的前轴承座上，用于对研磨辊201左右两侧的轧距进行调节，所述轧距调节机构4包括手动轧距调节手轮及自动调节伺服电机，所述手动轧距调节手轮用于手动调节轧距，所述自动调节伺服电机电性连接所述上位机控制器，用于自动调节轧距。
36.所述系统采用直流电源供电，系统最多可同时记录处理48组数据信息，联系实时记录每秒数据可达到720小时，并可实现远程网络传输及将信息存储至服务器，所述系统采用dtm软件对上位机控制器记录的数据进行采集、转存、分析及输出等操作，所述系统还设置有环境温度传感器，用于检测环境温度，所述系统可作为磨粉机研磨单元稳定性检测和数据采集使用，可以为磨粉机研磨辊间的轧距调节提供准确的数据依据。
37.如图1所示，所述压力传感器3也可设置与所述研磨辊201连接的传动机构上，对研磨辊201间的压力进行采集。
38.磨粉机是利用一对相向差速转动的等径圆柱形研磨辊，对均匀地进入研磨区的小麦产生一定的挤压力和剪切力，由于两研磨辊转速不同，所以小麦在经过研磨区时，受到挤压、剪切、搓撕等综合作用，使小麦破碎，本发明可采用现有技术中常用的磨粉机，磨粉机一般主要包括研磨单元及喂料单元，研磨单元是磨粉机小麦破碎研磨的核心机械结构，具有离合闸、粗调轧距、微调轧距等功能，喂料单元是是磨粉机的喂料机构，控制物料进入研磨区的流量，使物料均匀地分布在研磨单元磨辊长度上，并且与磨辊的离合轧动作连锁，有料时喂料合闸，无料时离闸，以减少磨辊的作用，提高研磨效果，上述的研磨压力指的是磨粉机的研磨单元在研磨辊挤压、剪切、搓撕物料时，两研磨辊的反作用力，轧距指的是两研磨辊外圆表面的最小距离，研磨相同物料，轧距越小，研磨压力越大，物料破碎约高，出粉率增
加，反之越小，物料破碎越低，出粉率减小。
39.如图4所示，本发明还提供了一种磨粉机在线研磨检测方法，应用于上述的磨粉机在线研磨监测系统，其特征在于，包括如下步骤：
40.步骤1：对品种不同及小麦含水量不同的小麦进行试验研磨，获取小麦品种及小麦含水量信息，制粉工程师根据小麦品种及小麦含水量信息调节研磨单元的研磨辊之间的轧距达到理想要求，上位机控制器通过压力传感器、温度传感器及喂料接近开关获取对应的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率，将小麦品种、小麦含水量信息及对应的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率作为磨口标准值并记录；
41.步骤2：根据磨口标准值对磨粉机本体进行调节，进行加工制粉，实时获取研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率，并将获取的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率以等时间隔记录储存，上位机控制器对记录的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率进行分析，判断是否发生研磨轧距偏移，若发生研磨轧距偏移，则报警装置进行报警，且将分析结果显示在显示屏上，供制粉工程师查看，制粉工程师根据分析结果，对研磨辊之间的轧距进行手动调节，或者对系统设置阈值，使得系统判断研磨轧距偏移允许值后系统自动控制伺服电机自动调节，使研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率符合磨口标准值。
42.不同的小麦品种的品质、性状、容重、硬度和加工性能不同，我国国家标准分为五种：硬质白小麦、软质白小麦、硬质红小麦、软质红小麦、混合小麦。
43.小麦含水率为在小麦加工时，小麦进入磨粉机前小麦的实际含水率。
44.步骤1中，上位机控制器通过压力传感器、温度传感器及喂料接近开关获取对应的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率，具体为：
45.喂料接近开关识别喂料辊旋转频率并将频率信号传输给频率信号处理模块，频率信号处理模块将频率处理为模拟量电流信号，并将其发送至上位机控制器；压力传感器采集研磨压力，输出弱电压信息，并将弱电压信息传输给模拟量变速器，模拟量变速器处理放大电压信号变送输出电流信号，并将其发送至上位机控制器；温度传感器检测研磨后物料温度输出电阻信号，并将其发送至上位机控制器；上位机控制器接收到信号后，将电流值和电阻值按照预设关系转换成对应的喂料辊旋转频率、研磨压力及研磨后物料温度数据。
46.步骤2中，上位机控制器对研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率进行分析，判断是否发生故障，若发生故障，则报警装置进行报警，且将分析结果显示在显示屏上，供制粉工程师查看，制粉工程师根据分析结果，对研磨辊之间的轧距进行手动调节，或者对系统设置阈值，使得系统判断研磨轧距偏移允许值后系统自动控制伺服电机自动调节，使研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率符合磨口标准值，具体为：
47.上位机控制器实时采集研磨压力，并将其与磨口标准值中的研磨压力相对比，若研磨压力与磨口标准值中的研磨压力间的差值大于预置的允许偏移值，上位机控制器通过报警装置进行报警，并将信息显示在显示屏上，制粉工程师通过手动轧距调节手轮或者通过上位机控制器自动控制自动调节伺服电机对轧距进行调节，使研磨压力接近磨口标准值中的研磨压力。
48.本发明的一种实施例为：当磨粉机本体运行一段时间后，研磨单元或其内部构件受研磨过程作用力发生微观塑性变形，此时研磨压力发生改变，当研磨压机与磨口标准值
中的研磨压力间的差值大于预设的允许偏移值时，上位机控制器控制报警装置报警，并将信息显示在显示屏上，供制粉工程师查看，制粉工程师根据实际情况可调整轧距，当将轧距调整到一定程度时，研磨压机与磨口标准值中的研磨压力间的差值小于预设的允许偏移值，报警装置停止报警，也可根据实际情况通过上位机控制器增加允许偏移值；
49.其中对轧距的调节既可以通过手动调节手轮调节，也可通过系统判断自动调节伺服电机调节，其中通过自动调节伺服电机调节包括如下步骤，系统识别到研磨压力与磨口标准值中的研磨压力间的差值大于预设的允许偏移值时，进行二次识别，确定研磨压机与磨口标准值中的研磨压力间的差值大于预设的允许偏移值，根据研磨压力与轧距之间的关系计算轧距调整数据，并控制自动调节伺服电机对轧距进行调节，当研磨压机与磨口标准值中的研磨压力间的差值小于预设的允许偏移值时，关闭自动调节伺服电机，
50.结合累积使用时间、相同轧距下压力和主电机电流等因素判断，判断当研磨辊磨损程度过大时，将其更换，重新装配，根据系统记录对应的磨口标准压力值调节轧距进行制粉生产；
51.当更换小麦品种时或者更换生产面粉品种时，根据磨口标准值对磨粉机本体进行轧距调节，使得研磨压力符合磨口标准值，进行制粉生产；
52.当小麦含水率或喂料辊旋转频率发生变化时，且变化大于预设的变化范围，例如小麦含水率
±
2％，喂料辊旋转频率
±
5％，系统根据磨口标准值计算研磨压力，并根据研磨压力计算轧距调整数据，通过手动或自动的方式对轧距进行调节，保证制粉过程的正常运行。
53.本发明可利用温度传感器采集的研磨后物料温度和环境温度对物料的研磨程度进行辅助判断。
54.本发明可利用dtm软件对采集的数据信息进行处理分析，制作数据实时曲线及历史曲线，并将其与故障信息相对应。
55.本发明提供的磨粉机在线研磨监测系统及方法，该系统成本较低，且能够稳定检测磨粉机研磨稳定性，技术水平稍差的制粉工程师也可使用，适用性高；该系统能够通过压力传感器实时检测研磨压力，并将其记录处理，从而判断研磨辊辊间是否稳定，压力传感器设置在研磨辊两侧，根据压力传感器的数据可以对研磨辊之间的轧距进行调节，使研磨辊两侧的轧距基本一致；该系统设置有两种轧距调节机构，分别为手动轧距调节手轮及自动调节伺服电机，能够通过手动或自动的方式对轧距进行调节；该方法利用该系统实现了磨粉机研磨稳定性检测，包括对品种不同及小麦含水量不同的小麦进行试验研磨，获取小麦品种及小麦含水量信息，制粉工程师根据小麦品种及小麦含水量信息调节研磨单元的研磨辊之间的轧距达到理想要求，上位机控制器通过压力传感器、温度传感器及喂料接近开关获取对应的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率，将小麦品种、小麦含水量信息及对应的研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率作为磨口标准值并记录，根据磨口标准值对磨粉机本体进行调节，进行加工制粉，实时获取研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率，并将其以等时间隔记录储存，上位机控制器对研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率进行分析，判断是否发生研磨轧距偏移，若发生研磨轧距偏移，则报警装置进行报警，且将分析结果显示在显示屏上，供制粉工程师查看，制粉工程师根据分析结果，对研磨辊之间的轧距进行手动调节，或者对系统设置阈值，使得系统判断研磨轧距偏移允许值
后系统自动控制伺服电机自动调节，使研磨压力、研磨后物料温度及喂料辊旋转频率符合磨口标准值。
56.本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。