專利名稱:混凝土攪拌站變脈寬計(jì)量控制裝置及其控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型屬于工業(yè)控制系統(tǒng)領(lǐng)域,特別是屬于混凝土攪拌站控制系統(tǒng)。
背景技術(shù):
由于混凝土是由膠結(jié)材料、骨料、水和其它材料嚴(yán)格按比例均勻混合的一種重要建 筑材料。因此, 一旦材料的計(jì)量準(zhǔn)確度受到影響,會(huì)嚴(yán)重影響混凝土的質(zhì)量,國(guó)家對(duì)此 有嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)。
因此,混凝土行業(yè)對(duì)計(jì)量控制的要求是準(zhǔn)確、快速。準(zhǔn)確,是為了保證所計(jì)量的材 料不出現(xiàn)較大的偏差;快速,是為了保證生產(chǎn)效率。
混凝土所使用的材料,由于受各種條件的限制,同種材料的物理(流動(dòng)性)特性波 動(dòng)很大,這也給計(jì)量控制帶來較大的困難。
目前混凝土攪拌站控制系統(tǒng)對(duì)計(jì)量的控制,比較通用的控制方法, 一種是采用粗、 精稱控制,即在計(jì)量初期將進(jìn)料閥門(例如執(zhí)行機(jī)構(gòu)配有兩個(gè)進(jìn)料闔門)全部打開,目 的是提高計(jì)量速度,此謂粗稱;當(dāng)接近計(jì)量結(jié)束時(shí),關(guān)閉部分進(jìn)料閥門(例如關(guān)閉一個(gè) 進(jìn)料閥門),目的是減小流量提高計(jì)量精度,此謂精稱。但是,這種控制方法受材料流 動(dòng)性波動(dòng)的影響,也難保證計(jì)量精度,且受計(jì)量控制裝置結(jié)構(gòu)的限制,比如當(dāng)僅有一個(gè) 進(jìn)料閥門時(shí),無法實(shí)現(xiàn)這種粗、精稱控制。另外一種是采用等脈寬脈沖計(jì)量控制,所謂 脈沖計(jì)量,即一次開、關(guān)進(jìn)料閥門的過程,稱謂一個(gè)脈沖計(jì)量過程,也可稱謂一個(gè)計(jì)量 脈沖。所謂脈寬,即開門時(shí)間,它與預(yù)計(jì)進(jìn)料量相對(duì)應(yīng)。所謂等脈寬脈沖計(jì)量,即每次 開、關(guān)進(jìn)料閥門的開門時(shí)間和關(guān)門時(shí)間都'分別相等。等脈寬脈沖計(jì)量控制,是在每個(gè)計(jì) 量脈沖后,判斷一下材料的實(shí)際重量是否符合計(jì)量設(shè)定值及其允許偏差的要求,若符和 要求則計(jì)量結(jié)束,否則,再重復(fù)一個(gè)脈沖計(jì)量過程,直到符和要求為止。顯然,如果滿 足一個(gè)計(jì)量脈沖的最大進(jìn)料量小于允許偏差的要求(進(jìn)料量足夠少),是能夠滿足計(jì)量 精度要求的。很明顯,這種控制方法雖然可以通過縮小開門時(shí)間來滿足精度要求,但它 是用犧牲計(jì)量時(shí)間來換取計(jì)量精度的,會(huì)嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種混凝土攪拌站變脈寬計(jì)量控 制裝置及其控制系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的混凝土攪拌站變脈寬控制裝置,包括一臺(tái)工控計(jì) 算機(jī)和一臺(tái)與之相連的可編程序控制器,在工控計(jì)算機(jī)和可編程序控制器內(nèi),內(nèi)置計(jì)量 進(jìn)程檢測(cè)模塊和計(jì)量控制模塊,可編程序控制器的輸出點(diǎn)與功率驅(qū)動(dòng)模塊相連,功率驅(qū) 動(dòng)模塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連;其中,計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊分別與計(jì)量控制模塊和安裝在計(jì)量斗 上的應(yīng)變片式稱重傳感器相連,其特征在于所述的計(jì)量控制模塊包括相互連通的學(xué)習(xí) 子模塊和變脈寬控制子模塊。
變脈寬控制的原理對(duì)背景技術(shù)中提到的等脈寬脈沖計(jì)量控制進(jìn)一步分析,等脈寬 脈沖計(jì)量控制,能滿足計(jì)量精度的原因,是每一個(gè)計(jì)量脈沖的最大進(jìn)料量都小于允許偏 差,而在等脈寬脈沖計(jì)量控制過程中的所有(幾十個(gè))計(jì)量脈沖中,只有最后一個(gè)計(jì)量脈沖對(duì)計(jì)量精度是最重要的,少一個(gè),產(chǎn)生負(fù)超差,多一個(gè),則產(chǎn)生正超差。所以,只 有最后一個(gè)計(jì)量脈沖對(duì)計(jì)量精度起決定性作用。由于計(jì)量材料流動(dòng)性的波動(dòng),計(jì)量脈沖 越寬,則預(yù)計(jì)進(jìn)料量與實(shí)際進(jìn)料量之間的偏差就越大。而在計(jì)量初期的這種偏差,不會(huì) 對(duì)最終計(jì)量結(jié)果產(chǎn)生不良影響。若在計(jì)量過程中,允許每個(gè)計(jì)量脈沖的預(yù)計(jì)進(jìn)料量與實(shí) 際進(jìn)料量之間有偏差,通過學(xué)習(xí)、分析,得出脈寬與實(shí)際進(jìn)料量的關(guān)聯(lián)參數(shù),即當(dāng)前單 位開門時(shí)間的實(shí)際進(jìn)料量,(以下簡(jiǎn)稱經(jīng)驗(yàn)),并減小后續(xù)脈寬的方法,來縮小后續(xù)計(jì)量 脈沖的這種偏差,可以使最后一、兩個(gè)計(jì)量脈沖的這種偏差值很小。這樣,可以用幾個(gè) 由寬到窄的計(jì)量脈沖(即變脈寬)代替前面的多個(gè)等脈寬計(jì)量脈沖,再加上最后一個(gè)起 決定性作用的計(jì)量脈沖,將會(huì)使整個(gè)計(jì)量過程又準(zhǔn)又快。在計(jì)量過程中,用第一個(gè)計(jì)量 脈沖使計(jì)量材料的重量(即目標(biāo))接近計(jì)量設(shè)定值的65%左右,下一個(gè)計(jì)量脈沖的目標(biāo) 是接近計(jì)量設(shè)定值的90%左右,再下一個(gè)計(jì)量脈沖的目標(biāo)是接近計(jì)量設(shè)定值的97%左右, 最后一個(gè)計(jì)量脈沖的目標(biāo)是接近計(jì)量設(shè)定值的100%,計(jì)量過程結(jié)束。
含有變脈寬控制裝置的混凝土攪拌站控制系統(tǒng),包括人機(jī)交互模塊,由鍵盤和顯 示器構(gòu)成,負(fù)責(zé)人機(jī)之間的信息交換;設(shè)備工作狀態(tài)檢測(cè)模塊,主要由限位開關(guān)構(gòu)成, 負(fù)責(zé)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)(例如提升斗和攪拌機(jī)出料門的位置等);數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊,負(fù) 責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)資料;計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊,負(fù)責(zé)檢測(cè)各種材料計(jì)量進(jìn)程的數(shù)據(jù)并將計(jì)量進(jìn)程 的數(shù)據(jù)送達(dá)計(jì)量控帝ij模塊;計(jì)量控制模塊,負(fù)責(zé)計(jì)量、控制脈沖從而控制材料的重量; 功率驅(qū)動(dòng)模塊,負(fù)責(zé)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作;其特征在于,所述的計(jì)量控制模塊包括學(xué)習(xí) 子模塊和變脈寬控制子模塊;其中,人機(jī)交互模塊與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊 與計(jì)量控制模塊相連,設(shè)備工作狀態(tài)檢測(cè)模塊與計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊相連,計(jì)量控制模塊 分別與計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊、功率驅(qū)動(dòng)模塊相連。
與現(xiàn)有技術(shù)相比的有益效果或優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型的變脈寬控制裝置,克服了被計(jì)量 材料流動(dòng)性波動(dòng)的影響,滿足了混凝土攪拌站對(duì)計(jì)量控制準(zhǔn)確、快速的要求。
圖1是本實(shí)用新型變脈寬控制裝置結(jié)構(gòu)框圖。 圖2是圖1中計(jì)量控制模塊框圖。
圖3是與圖1中功率驅(qū)動(dòng)模塊相連的控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電路示意圖。 圖4是本實(shí)用新型混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實(shí)施方式
下面參照附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述
參見附圖1、附圖2:混凝土攪拌站變脈寬控制裝置,包括一臺(tái)工控計(jì)算機(jī)和一臺(tái) 與之相連的可編程序控制器,在工控計(jì)算機(jī)和可編程序控制器內(nèi)置計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊和 計(jì)量控制模塊,可編程序控制器的輸出點(diǎn)與功率驅(qū)動(dòng)模塊相連,功率驅(qū)動(dòng)模塊的繼電器 驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。其中,計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊分別與計(jì)量控制模塊及安裝在計(jì)量斗上的應(yīng)變 片式稱重傳感器相連,其特征在于計(jì)量控制模塊包括相互連通的學(xué)習(xí)子模塊和變脈寬 控制子模塊。計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊將被計(jì)量材料的實(shí)際重量送達(dá)計(jì)量控制模塊。計(jì)量控制 模塊的學(xué)習(xí)子模塊根據(jù)本次計(jì)量脈沖后材料的實(shí)際重量、上一次計(jì)量脈沖后材料的實(shí)際 重量和本次計(jì)量脈沖的開門時(shí)間,得出當(dāng)前單位開門時(shí)間的實(shí)際進(jìn)料量(即經(jīng)驗(yàn)),并 將經(jīng)驗(yàn)送達(dá)變脈寬控制模塊。計(jì)量控制模塊的變脈寬控制子模塊根據(jù)計(jì)量設(shè)定值、允許 偏差與當(dāng)前材料的實(shí)際重量進(jìn)行比較、判斷,若滿足計(jì)量結(jié)束的條件(當(dāng)材料總量》(計(jì)量設(shè)定值-允許偏差)時(shí),計(jì)量結(jié)束),則進(jìn)行計(jì)量結(jié)束處理。否則,判斷當(dāng)前的計(jì)量 進(jìn)程,確定下一個(gè)計(jì)量脈沖的目標(biāo)(例如,當(dāng)前的目標(biāo)應(yīng)是計(jì)量設(shè)定值的65%左右?還 是97%左右?)及其預(yù)計(jì)進(jìn)料量,再根據(jù)經(jīng)驗(yàn)找出下一個(gè)計(jì)量脈沖的脈寬,通過可編程 序控制器的輸出點(diǎn)控制功率驅(qū)動(dòng)模塊。功率驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。而開門動(dòng)作產(chǎn) 生的進(jìn)料量,又通過安裝在計(jì)量斗上的應(yīng)變片式稱重傳感器作用到計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模 塊……這樣循環(huán)幾次,直到計(jì)量結(jié)束,完成計(jì)量控制任務(wù)。
參見附圖3,功率驅(qū)動(dòng)模塊由n個(gè)繼電器(Jl Jn, 5<n<20)組成,繼電器Jl Jn的線包分別與可編程序控制器的輸出點(diǎn)KZl KZn相連,Jl Jn的常開觸點(diǎn)分別與n 個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電磁閥QFl QFn相連。(其中QF1是骨料1進(jìn)料門的電磁閥,QF2是骨料 2進(jìn)料門的電磁閥,QF3是水泥進(jìn)料門的電磁閥,QF4是水進(jìn)料門的電磁閥,QF5是外加 劑1進(jìn)料門的電磁閥……QFn是第n種材料進(jìn)料門的電磁閥。)Jl Jn分別受可編程序 控制器的輸出點(diǎn)KZl KZn的控制,驅(qū)動(dòng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行開門、關(guān)門動(dòng)作。
參見附圖4,含有變脈寬控制裝置的混凝土攪拌站控制系統(tǒng),包括人機(jī)交互模塊, 由鍵盤和顯示器構(gòu)成,負(fù)責(zé)人機(jī)之間的信息交換;設(shè)備工作狀態(tài)檢測(cè)模塊,主要由限位 開關(guān)構(gòu)成,負(fù)責(zé)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè)(例如提升斗和攪拌機(jī)出料門的位置等);數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)模塊,負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)資料;計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊,負(fù)責(zé)檢測(cè)各種材料計(jì)量進(jìn)程的數(shù)據(jù)并 將計(jì)量進(jìn)程的數(shù)據(jù)送達(dá)計(jì)量控制模塊;計(jì)量控制模塊,負(fù)責(zé)計(jì)量、控制脈沖從而控制材 料的重量;功率驅(qū)動(dòng)模塊,負(fù)責(zé)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作;其特征在于,計(jì)量控制模塊包括 學(xué)習(xí)子模塊和變脈寬控制子模塊;其中,人機(jī)交互模塊與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連,數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 模塊與計(jì)量控制模塊相連,設(shè)備工作狀態(tài)檢測(cè)模塊與計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊相連,計(jì)量控制 模塊分別與計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊、功率驅(qū)動(dòng)模塊相連。采用變脈寬控制,克服了被計(jì)量材 料流動(dòng)性波動(dòng)的影響,滿足了混凝土攪拌站對(duì)計(jì)量控制準(zhǔn)確、快速的要求。
含有變脈寬控制裝置的混凝土攪拌站控制系統(tǒng),通過半年來的使用證明它具有變 脈寬控制功能,克服了被計(jì)量材料流動(dòng)性波動(dòng)的影響,滿足了混凝土攪拌站對(duì)計(jì)量控制 準(zhǔn)確、快速的要求。
權(quán)利要求1、混凝土攪拌站變脈寬控制裝置,包括一臺(tái)工控計(jì)算機(jī)和一臺(tái)與之相連的可編程序控制器,在工控計(jì)算機(jī)和可編程序控制器內(nèi),內(nèi)置計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊和計(jì)量控制模塊,可編程序控制器的輸出點(diǎn)與功率驅(qū)動(dòng)模塊相連,功率驅(qū)動(dòng)模塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連;其中,計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊分別與計(jì)量控制模塊和安裝在計(jì)量斗上的應(yīng)變片式稱重傳感器相連,其特征在于所述的計(jì)量控制模塊包括相互連通的學(xué)習(xí)子模塊和變脈寬控制子模塊。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土攪拌站變脈寬控制裝置,其特征在于所 述的功率驅(qū)動(dòng)模塊由n個(gè)繼電器組成,繼電器的線包分別與可編程序控制器的輸 出點(diǎn)相連,繼電器的常開觸點(diǎn)分別與n個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的電磁閥相連。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混凝土攪拌站變脈寬控制裝置,其特征在于所 述的繼電器在5~20個(gè)之間。
4、 含有變脈寬控制裝置的混凝土攪拌站控制系統(tǒng),包括人機(jī)交互模塊, 由鍵盤和顯示器構(gòu)成,負(fù)責(zé)人機(jī)之間的信息交換;設(shè)備工作狀態(tài)檢測(cè)模塊,主要 由限位開關(guān)構(gòu)成,負(fù)責(zé)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的檢測(cè);數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊,負(fù)責(zé)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)資料; 計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊,負(fù)責(zé)檢測(cè)各種材料計(jì)量進(jìn)程的數(shù)據(jù)并將計(jì)量進(jìn)程的數(shù)據(jù)送達(dá) 計(jì)量控制模塊;計(jì)量控制模塊,負(fù)責(zé)計(jì)量、控制脈沖從而控制材料的重量;功率 驅(qū)動(dòng)模塊,負(fù)責(zé)控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作;其特征在于,所述的計(jì)量控制模塊包括學(xué) 習(xí)子模塊和變脈寬控制子模塊;其中,人機(jī)交互模塊與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊相連,數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)模塊與計(jì)量控制模塊相連,設(shè)備工作狀態(tài)檢測(cè)模塊與計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊相 連,計(jì)量控制模塊分別與計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊、功率驅(qū)動(dòng)模塊相連。
專利摘要本實(shí)用新型屬于混凝土攪拌站控制系統(tǒng)領(lǐng)域?;炷翑嚢枵咀兠}寬控制裝置,包括一臺(tái)工控計(jì)算機(jī)和一臺(tái)與之相連的可編程序控制器,在工控計(jì)算機(jī)和可編程序控制器內(nèi),內(nèi)置計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊和計(jì)量控制模塊,可編程序控制器的輸出點(diǎn)與功率驅(qū)動(dòng)模塊相連,功率驅(qū)動(dòng)模塊與執(zhí)行機(jī)構(gòu)相連;其中,計(jì)量進(jìn)程檢測(cè)模塊分別與計(jì)量控制模塊和安裝在計(jì)量斗上的應(yīng)變片式稱重傳感器相連,其特征在于所述的計(jì)量控制模塊包括相互連通的學(xué)習(xí)子模塊和變脈寬控制子模塊。實(shí)用新型克服了被計(jì)量材料流動(dòng)性波動(dòng)的影響,滿足了混凝土攪拌站對(duì)計(jì)量控制準(zhǔn)確、快速的要求。
文檔編號(hào)B28C7/00GK201140455SQ200720099420
公開日2008年10月29日 申請(qǐng)日期2007年12月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月26日
發(fā)明者李愛玲 申請(qǐng)人:天津市殊特新技術(shù)發(fā)展有限公司