[发明专利]一种齿辊式破碎机的自动调速控制系统及控制方法

摘要

本发明公开了一种齿辊式破碎机的自动调速控制系统及控制方法，图像采集模块对矿石照片进行图像预处理，再由图像处理模块得到单一个体矿石的平面投影面积S和整堆矿石作为一个整体的总体平面投影面积SZ，通过PLC自动控制模块控制电机的转速。本发明采用图像识别的方法判断矿石的几何形态和来料的覆盖率，通过与PLC控制器中预设的参数对比可以自动控制电机转速，从而使齿辊式破碎机在不同工况下合理运行，有效避免因欠载或过载造成的资源浪费和使用故障，减少了设备的维修量，提高了经济效益，充分发挥破碎机的性能优势；本发明采用PLC编程自动控制电机转速，不改变破碎机原有机电系统，自动化程度高，方法简单可靠。

主权项

一种齿辊式破碎机的自动调速控制方法，其特征在于，包括如下步骤：a.图像采集模块中的摄像机每隔一段时间间隔拍摄一张来料方向上的矿石照片，从而完成矿石的光信号到模拟信号的转换，并将转换得到的模拟信号传输到图像采集卡中，图像采集卡接收到矿石图像的模拟信号后，对矿石图像的模拟信号进行A/D转换，生成矿石图像的数字信号；b.生成的矿石图像的数字信号进入图像处理模块后，图像处理模块对数字信号依次进行图像去噪、图像分割和矿石几何特征描述；矿石几何特征描述包括提取单一个体矿石的平面投影面积S和整堆矿石作为一个整体的总体平面投影面积SZ，具体方法如下：一副图像从左上角开始，沿着从左到右，从上到下的顺序依次对每一个像素点进行扫描，扫描到一个没有被标记的像素值为1的像素点，将此像素点标记为M1，再对该像素点邻域内的八个像素点扫描，如果还有没有被标记的像素值为1的点，继续标记为M1，如此递归扫描完所有邻域内的像素点，直到没有被标记的像素值为1的点全部被标记为M1，则这些被标记为M1的点就是一块矿石的面积；继续扫描图像，直到扫描到图像的右下角结束；扫描过程中，再检测到的区域依次标记为M2，M3……Mi……Mn，这些区域分别对应单个矿石所占的区域；这些区域内像素点的个数表示了矿石在数字图像中所占的面积，根据确定的实际测量单位和像素所对应的比例关系ρ就可以确定矿石的实际面积，比例关系如下：令被标记为Mi的矿石所占的像素点的面积为Si，则该矿石所占区域的实际面积为：S＝Si×ρ2；所有矿石所占的像素点的面积为：则所有矿石所占区域的实际面积为：即最终获取了单一个体矿石的平面投影面积S和整堆矿石作为一个整体的总体平面投影面积SZ；c.PLC控制器中预先设定变频电机在不同转速下运行的临界条件，临界条件其一是与单一个体矿石平面投影面积S进行比较的临界投影面积S’，其二是与矿石总体平面投影面积SZ进行比较的临界投影面积Sa和Sb，其中Sa＜Sb；PLC自动控制模块接收到图像处理模块获取的矿石几何特征的信号后，先将单一个体矿石的投影面积S与设定的临界投影面积S’进行比较，如果S≥S’，则通过变频部件控制变频电机组在高转速下运行；如果S＜S’，则继续判断矿石总体平面投影面积SZ是否在临界投影面积Sa、Sb之间，若Sa<SZ<Sb成立，变频电机组保持在中间转速运行，若不是，则判断SZ≥Sb是否成立；若SZ≥Sb成立，则通过变频部件控制变频电机组在高转速下运行；若不成立，则通过变频部件控制变频电机组在低转速下运行；d.变频电机组的转动通过减速装置传递到齿辊式破碎机的齿辊轴，从而带动齿辊式破碎机运行。