[发明专利]纳米研磨设备智能控制及监测系统

说明书

技术领域

    本发明涉及机电一体化和先进制造纳米研磨科技及控制系统技术领域，具体地说是纳米研磨设备智能控制及监测系统。

背景技术

目前，中国成为世界化学产品生产制造的中心，砂磨机、分散机已经成为该行业主要的加工设备和技术手段。随着社会经济发展和生活水平的提高，传统的设备已无法满足人们对智能化、自动化的要求，在生活中人们对家用电器的安全性、舒适性、节能和智能的要求越来越高；同样，在工业生产中，人们对所使用的电器设备的自动化程度、安全性能的要求也越来越高，理想的状态是电器设备既能够能根据生活和生产作业的环境及要求智能地开启、关闭并进行自我调节。近年来自动化、智能化、纳米材料产业迅速发展，使用者对于人力成本与生产效率、产品精度与颗粒细度的要求也越来越高，使用者为了提高生产效率、产品精度、颗粒细度、效率与降低人力成本，大规模的使用砂磨机。

现行砂磨机控制器操作系统架构，该架构为砂磨机机体上装配有一包含带变频器和PLC模块化核心的电气控制柜与按钮式操作操控面板，由此可知，使用者若要监控与操作此砂磨机系统，必定需要有操作员在机台旁才可动作，因此，使用者将在所负责的机台旁等待，如果有其它事情需要处理，往往就会顾此失彼，如果产能大，机台数量多则需要更多的操作员来控制和操作机台。倘若生产在线遭遇厂内操作员或工程师无法自行处理的问题，必须请厂商协助处理时，或厂商必须实际看到才能了解问题，有时因为口述不清楚、不完整或认知与沟通上的落差，造成厂商对于问题的错误判读，浪费维修时间与等待维修成本等。

卧式砂磨机是一种水平湿式连续性生产的研磨设备，其工作原理如下：在砂磨机研磨腔中填充适量的研磨介质，如氧化锆珠等，利用输料泵如隔膜泵、齿轮泵等，将预先准备好的原料送入砂磨机的研磨腔，经由主轴带动转子高速旋转带动研磨介质高速运动，赋予其足够的线速度与动能，从而与液体物料颗粒产生碰撞，将大的物料颗粒击碎成微小颗粒，最终达到研磨效果。

现行国产砂磨机使用按钮式操作控制年限较长，技术落后，现阶段有很多国外引进的自动化控制纳米砂磨机，主机与电气控制柜的通信方式基本依靠变频器和PLC模块实现，编程方式落后。随着在20世纪70年代末，且特别是80 年代计算机控制系统的出现，砂磨机从机械按钮方式控制型机台或配备模拟技术的机台而逐步地发展。在实现计算机控制系统之前，在机械方式控制的机台中使用机电控制系统。由于在控制系统技术的开始，即便在这些机电系统并不令人满意地具有常规的、电或机电开关等的情况下，常规手动操作的砂磨机系统具备携式且可连接的控制台，这样的控制台利用模拟开关技术。从而使得能实现特定自动化程度( 实际上由于当前标准而很有限)。显然，这样一种便携式控制系统的主要优点为，其能用于多种砂磨机系统操作和控制。另一方面，在US 3,733,961 的意义中，改进的砂磨机操作，即自动化操作仅当可连接的控制台连接到并保持连接到相应砂磨机时才有可能，并且这种操作也持续与可连接的控制台连接到并保持连接到相应砂磨机一样长的时间。

当计算机技术到来时，模拟开关技术不再用于机器控制系统。由于在存储器中存储的能力，甚至复杂的构件能以自动化方式生产出来。在过去的数十年中，已逐步发展了更加现代且更高性能的纳米砂磨机核心技术。但对于它们中的每个而言都是保留的，是它们连接到计算机：所有已知的器具具有用于控制砂磨机的操作面板。此操作面板通常非常类似于计算机，且具有显示器和用于操作纳米砂磨机的按键( 可能呈触摸屏的形式)。

在传统研磨过程中，工作人员主要凭借经验或粗略估算物料的研磨时间和循环次数等，由于对研磨的物料缺乏监测，一旦工况、原料或工艺流程发生变化后，研磨后的产品很容易出现不合格的现象，例如：沉淀分层、反粗结晶等现象；且在现有研磨过程中，先将物料通过搅拌机配料、混料、分散后，通过人工或移动物料缸将分散的物料输送至砂磨机研磨，砂磨机研磨后的物料再通过人工输送至搅拌机再次混合、调粘、配料、包装，这种方式的缺点是显而易见的，主要是效率不高。目前，使用两台及以上搅拌机做批次研磨时需要实时观察物料缸内物料的多少，因此一台搅拌机供料完成以后需要手动转换阀门或管道，切换批次循环研磨方向，并且需要人工计时或计算循环次数以判断研磨是否完成，显然这样很不方便又很浪费人力、且不科学。

发明内容