CN203673324U - 能耗监控装置及搅拌站 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开一种能耗监控装置及搅拌站。该能耗监控装置包括第一信号采集单元、第二信号采集单元、第三信号采集单元、电压控制器和第一变频器，其中电压控制器分别与第一信号采集单元、第二信号采集单元、第三信号采集单元和第一变频器连接，第一信号采集单元采集能耗过高信号，第二信号采集单元采集皮带投料信号，第三信号采集单元采集中途斗高位信号，电压控制器在接收到能耗过高信号和中途斗高位信号时，降低输出给第一变频器的第一电压信号U1；第一变频器降低输出给斜皮带电机的三相交流电的频率。本实用新型通过对斜皮带电机进行变频控制，以降低斜皮带电机的工作频率，从而提高整个搅拌站的能效水平，达到节能的目的。

Description

能耗监控装置及搅拌站
技术领域
本实用新型涉及工程机械领域，特别涉及一种能耗监控装置及搅拌站。
背景技术
搅拌站包括骨料***、粉料***、液体***、搅拌***、除尘***及气路***。其中：骨料***包括石子和砂的配料、运输及投料装置，其动力部分为平皮带、震动电机和斜皮带。粉料***包括水泥及掺合料的配料、运输及投料装置，其动力部分为螺旋电机和震动电机。液体***包括水及外加剂的配料、及投料装置，其动力部分为水泵及外加剂泵。搅拌***包括骨料、粉料、液体的投料、搅拌及卸料装置，其动力部分为搅拌主机。除尘***包括搅拌站的主楼除尘和筒仓顶部的除尘装置，其动力部分为除尘电机。气路***包括为搅拌站生产提供气源及输送气的装置，其动力部分为空气压缩机。
随着经济的发展，搅拌站日益增多，搅拌站逐渐成为耗电大户，然而，目前搅拌站的整机能效水平低，存在巨大的节能空间。随着能源日益紧张，搅拌站节能势在必行。
实用新型内容
鉴于以上技术问题，本实用新型提供了一种能耗监控装置及搅拌站，从搅拌站节能的角度考虑，可实时地监测搅拌站的各个生产环节的能耗，并进行相应能效管理，并实时地进行输出控制，从而提高整个搅拌站的能效水平，达到节能的目的。
根据本实用新型的一个方面，提供一种能耗监控装置，包括第一信号采集单元、第二信号采集单元、第三信号采集单元、电压控制器和第一变频器，其中电压控制器分别与第一信号采集单元、第二信号采集单元、第三信号采集单元和第一变频器连接，其中：
第一信号采集单元采集能耗过高信号，并将能耗过高信号发送给电压控制器；第二信号采集单元采集皮带投料信号，并将皮带投料信号发送给电压控制器；第三信号采集单元采集中途斗高位信号，并将中途斗高位信号发送给电压控制器；电压控制器在接收到皮带投料信号时，输出第一电压信号U1给第一变频器，电压控制器在接收到能耗过高信号和中途斗高位信号时，降低输出给第一变频器的第一电压信号U1；第一变频器根据从电压控制器接收到的第一电压信号U1输出三相交流电给斜皮带电机，其中输出三相交流电的频率与接收到的第一电压信号U1的大小成正比关系。
优选的，所述能耗监控装置还包括第二变频器、第四信号采集单元和第五信号采集单元，电压控制器分别与第二变频器、第四信号采集单元和第五信号采集单元连接，其中：
第四信号采集单元采集水泥粗称信号，并将水泥粗称信号发送给电压控制器；第五信号采集单元采集水泥精称信号，并将水泥精称信号发送给电压控制器；电压控制器在接收到水泥粗称信号时，输出第二电压信号U2给第二变频器，电压控制器在接收到能耗过高信号和水泥精称信号时，降低输出给第二变频器的第二电压信号U2；第二变频器根据从电压控制器接收到的第二电压信号U2输出三相交流电给螺旋电机，其中输出三相交流电的频率与接收到的第二电压信号U2的大小成正比关系。
优选的，电压控制器在接收到能耗过高信号和中途斗高位信号时，将输出给第一变频器的第一电压信号U1降低为aU1，其中，a为第一比例系数，0<a<1；电压控制器在接收到能耗过高信号和水泥精称信号时，将输出给第二变频器的第二电压信号U2降低为bU2，其中，b为第二比例系数，0<b<1。
优选的，所述能耗监控装置还包括输入单元，输入单元与电压控制器连接，其中：
输入单元将用户输入的第一比例系数a和/或第二比例系数b发送给电压控制器，以便电压控制器按照用户的输入调整输出给第一变频器的第一电压信号U1以及输出给第二变频器的第二电压信号U2。
根据本实用新型的另一方面，提供一种搅拌站，包括斜皮带电机、螺旋电机以及如上述任意一个实施例中所述的能耗监控装置，其中能耗监控装置分别与斜皮带电机和螺旋电机连接。
本实用新型通过采集能耗过高信号，在整个搅拌站能耗过高时，对斜皮带电机进行变频控制，以降低斜皮带电机的工作频率，从而提高整个搅拌站的能效水平，达到节能的目的。
本实用新型的优选实施例，还可以通过采集能耗过高信号，在整个搅拌站能耗过高时，对螺旋电机进行变频控制，以降低螺旋电机的工作频率，从而进一步提高整个搅拌站的能效水平，达到节能的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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实用新型的一些实施例，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。
图1为本实用新型能耗监控装置一个实施例的示意图。
图2为本实用新型能耗监控装置另一实施例的示意图。
图3为本实用新型能耗监控装置又一实施例的示意图。
图4为本实用新型搅拌站一个实施例的示意图。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
图1为本实用新型能耗监控装置一个实施例的示意图。如图1所示，本实用新型能耗监控装置包括第一信号采集单元101、第二信号采集单元102、第三信号采集单元103、电压控制器104和第一变频器105，其中电压控制器104分别与第一信号采集单元101、第二信号采集单元102、第三信号采集单元103和第一变频器105连接，其中：
第一信号采集单元101采集能耗过高信号，并将能耗过高信号发送给电压控制器104。
优选的，第一信号采集单元101可以包括现场传感器和数据监测器，其中现场传感器设置在搅拌站的各个生产环节，包括骨料***、粉料***、液体***、搅拌***、除尘***及气路***，通过实时采集搅拌站各个生产环节的实时能耗，然后将数据传送给数据监测器。
数据监测器根据搅拌站的生产工艺建立各个生产环节的生产时序和对应能耗曲线，例如电压、电流、功率、功率因数以及累加耗电量等曲线，当累加耗电量超过预定节能标准时，产生能耗过高信号，并将能耗过高信号发送给电压控制器104。
优选的，目前测试的数据可以作为预定节能标准。例如，经过长期的测试数据，以生产一方混凝土的能耗为依据，可以将目前搅拌站能效等级划分为3个能效等级。0.6-0.7度/方的能效等级可以定为A级；0.7-0.9度/方的能效等级可以定为B级；0.9-1.0度/方的能效等级可以定为C级。当能效等级为B级和C级时，数据监测器产生能耗过高信号，并将能耗过高信号发送给电压控制器104。
第二信号采集单元102在骨料称斗向平皮带投料时，采集皮带投料信号，并将皮带投料信号发送给电压控制器104。
第三信号采集单元103采集中途斗高位信号，并将中途斗高位信号发送给电压控制器104。
优选的，第三信号采集单元103可以通过监测搅拌站的实时生产时序，检测到中途斗高位信号。
电压控制器104在接收到皮带投料信号时，输出第一电压信号U1给第一变频器105，电压控制器104在接收到能耗过高信号和中途斗高位信号时，降低输出给第一变频器105的第一电压信号U1。
第一变频器105根据从电压控制器104接收到的第一电压信号U1输出三相交流电给斜皮带电机，其中输出三相交流电的频率与接收到的第一电压信号U1的大小成正比关系。
在骨料称斗向平皮带投料时，电压控制器104在接收到皮带投料信号时，输出第一电压信号U1给第一变频器105，变频器输出频率f给斜皮带电机，控制斜皮带在频率f下工作。
优选的，频率f为工频（50HZ）。
在每个生产周期，斜皮带空载运行的时间大概为1/3周期，20s。所以电压控制器104在接收到能耗过高信号和中途斗高位信号时，降低输出给第一变频器105的第一电压信号U1。由于第一变频器105输出三相交流电的频率与接收到的第一电压信号U1的大小成正比关系，所以通过降低电压控制器104输出的第一电压信号U1，第一变频器105可以控制斜皮带电机低频f1输出以达到节能效果。
优选的，f1的设定值可以根据具体工况在20HZ到30HZ范围内选择。
基于本实用新型上述实施例提供的能耗监控装置，通过采集能耗过高信号，在整个搅拌站能耗过高时，对斜皮带电机进行变频控制，以降低斜皮带电机的工作频率，从而提高整个搅拌站的能效水平，达到节能的目的。
图2为本实用新型能耗监控装置另一实施例的示意图。与图1所示实施例相比，在图2所示实施例中，所述能耗监控装置还包括第四信号采集单元201、第五信号采集单元202和第二变频器203，电压控制器104分别与第四信号采集单元201、第五信号采集单元202和第二变频器203连接，其中：
第四信号采集单元201采集水泥粗称信号，并将水泥粗称信号发送给电压控制器104；第五信号采集单元202采集水泥精称信号，并将水泥精称信号发送给电压控制器104；电压控制器104在接收到水泥粗称信号时，输出第二电压信号U2给第二变频器203，电压控制器104在接收到能耗过高信号和水泥精称信号时，降低输出给第二变频器203的第二电压信号U2；第二变频器203根据从电压控制器104接收到的第二电压信号U2输出三相交流电给螺旋电机，其中输出三相交流电的频率与接收到的第二电压信号U2的大小成正比关系。
优选的，第四信号采集单元201和第五信号采集单元202可以通过实时监测搅拌站实时时序图采集水泥粗称信号和水泥精称信号。
当第四信号采集单元201检测到水泥粗称时，并将水泥粗称信号发送给电压控制器104，电压控制器104在接收到水泥粗称信号时，输出第二电压信号U2给第二变频器203，第二变频器203控制螺旋电机工频运行。
当计量达到精称值时，第五信号采集单元202采集水泥精称信号，并将水泥精称信号发送给电压控制器104，电压控制器104在接收到能耗过高信号和水泥精称信号时，降低输出给第二变频器203的第二电压信号U2，第二变频器203控制控制螺旋电机低频f2运行，低频值f2可以根据工况具体设定。
本实用新型的上述优选实施例，还可以通过采集能耗过高信号，在整个搅拌站能耗过高时，对螺旋电机进行变频控制，以降低螺旋电机的工作频率，从而进一步提高整个搅拌站的能效水平，达到节能的目的。
优选的，电压控制器104在接收到能耗过高信号和中途斗高位信号时，将输出给第一变频器105的第一电压信号U1降低为aU1，其中，a为第一比例系数，0<a<1；电压控制器104在接收到能耗过高信号和水泥精称信号时，将输出给第二变频器203的第二电压信号U2降低为bU2，其中，b为第二比例系数，0<b<1。
由于第一变频器105输出三相交流电的频率与接收到的第一电压信号U1的大小成正比关系，第二变频器203输出三相交流电的频率与接收到的第二电压信号U2的大小成正比关系，所以通过调整第一电压信号U1和第二电压信号U2的大小，可以控制斜皮带电机的低频f1和螺旋电机的低频f2的大小。
优选的，第一比例系数a满足0.4<a<0.6，以使得f1的设定值可以根据具体工况在20HZ到30HZ范围内选择。
图3为本实用新型能耗监控装置又一实施例的示意图。与图2所示实施例相比，在图3所示实施例中，所述能耗监控装置还包括输入单元301，输入单元301与电压控制器104连接，其中：
输入单元301将用户输入的第一比例系数a和/或第二比例系数b发送给电压控制器，以便电压控制器104按照用户的输入调整输出给第一变频器105的第一电压信号U1以及输出给第二变频器203的第二电压信号U2。
本实用新型的上述优选实施例可以通过输入单元301接收用户输入的第一比例系数a和/或第二比例系数b，调整电压控制器输出给第一变频器105的第一电压信号U1和第二变频器203的第二电压信号U2的大小，进而调整斜皮带电机的低频f1和螺旋电机的低频f2的大小。
图4为本实用新型搅拌站一个实施例的示意图。本实用新型搅拌站包括能耗监控装置401、斜皮带电机402和螺旋电机403，其中所述能耗监控装置401分别与斜皮带电机402和螺旋电机403连接。
优选的，所述能耗监控装置401可以是图1至图3中任一实施例中所示的能耗监控装置401。
基于本实用新型上述实施例提供的搅拌站，通过采集能耗过高信号，在整个搅拌站能耗过高时，对斜皮带电机和螺旋电机进行变频控制，以降低斜皮带电机和螺旋电机的工作频率，从而提高整个搅拌站的能效水平，达到节能的目的。
通过实施本实用新型，可以得到如下有益效果：
1、本实用新型通过采集能耗过高信号，在整个搅拌站能耗过高时，对斜皮带电机进行变频控制，以降低斜皮带电机的工作频率，从而提高整个搅拌站的能效水平，达到节能的目的。
2、本实用新型还可以通过采集能耗过高信号，在整个搅拌站能耗过高时，对螺旋电机进行变频控制，以降低螺旋电机的工作频率，从而进一步提高整个搅拌站的能效水平，达到节能的目的。
3、本实用新型还可以设定斜皮带电机和螺旋电机的工作频率，以适应具体的工况。
至此，已经详细描述了本实用新型能耗监控装置及搅拌站。为了避免遮蔽本实用新型的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。
本实用新型的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (5)

1.一种能耗监控装置，其特征在于，包括第一信号采集单元、第二信号采集单元、第三信号采集单元、电压控制器和第一变频器，其中电压控制器分别与第一信号采集单元、第二信号采集单元、第三信号采集单元和第一变频器连接，其中：
第一信号采集单元采集能耗过高信号，并将能耗过高信号发送给电压控制器；第二信号采集单元采集皮带投料信号，并将皮带投料信号发送给电压控制器；第三信号采集单元采集中途斗高位信号，并将中途斗高位信号发送给电压控制器；电压控制器在接收到皮带投料信号时，输出第一电压信号U1给第一变频器，电压控制器在接收到能耗过高信号和中途斗高位信号时，降低输出给第一变频器的第一电压信号U1；第一变频器根据从电压控制器接收到的第一电压信号U1输出三相交流电给斜皮带电机，其中输出三相交流电的频率与接收到的第一电压信号U1的大小成正比关系。
2.根据权利要求1所述的能耗监控装置，其特征在于，还包括第二变频器、第四信号采集单元和第五信号采集单元，电压控制器分别与第二变频器、第四信号采集单元和第五信号采集单元连接，其中：
第四信号采集单元采集水泥粗称信号，并将水泥粗称信号发送给电压控制器；第五信号采集单元采集水泥精称信号，并将水泥精称信号发送给电压控制器；电压控制器在接收到水泥粗称信号时，输出第二电压信号U2给第二变频器，电压控制器在接收到能耗过高信号和水泥精称信号时，降低输出给第二变频器的第二电压信号U2；第二变频器根据从电压控制器接收到的第二电压信号U2输出三相交流电给螺旋电机，其中输出三相交流电的频率与接收到的第二电压信号U2的大小成正比关系。
3.根据权利要求2所述的能耗监控装置，其特征在于，
电压控制器在接收到能耗过高信号和中途斗高位信号时，将输出给第一变频器的第一电压信号U1降低为aU1，其中，a为第一比例系数，0<a<1；电压控制器在接收到能耗过高信号和水泥精称信号时，将输出给第二变频器的第二电压信号U2降低为bU2，其中，b为第二比例系数，0<b<1。
4.根据权利要求3所述的能耗监控装置，其特征在于，还包括输入单元，输入单元与电压控制器连接，其中：
输入单元将用户输入的第一比例系数a和/或第二比例系数b发送给电压控制器。
5.一种搅拌站，其特征在于，包括斜皮带电机、螺旋电机以及如权利要求1-4任意一项所述的能耗监控装置，其中能耗监控装置分别与斜皮带电机和螺旋电机连接。
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CN105799063A (zh) * 2015-07-15 2016-07-27 杭州江河机电装备工程有限公司 一种多用途混凝土搅拌站控制***
CN109883523A (zh) * 2019-04-06 2019-06-14 南阳盛易德环保科技有限公司 一种应用于流动性不足物料的精确计量装置及控制方法

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