專利名稱：混凝土分次投料攪拌微機通用控制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于微機控制裝置，主要涉及用于混凝土分次投料攪拌工藝的微機控制器。
混凝土分次投料工藝是目前正在推廣應(yīng)用的一種新工藝，采用該工藝可節(jié)約一定量的水泥并使混凝土的強度提高(20～30％)，該工藝要求準(zhǔn)確、及時地按順序投入各種物料和精確地控制第一次投水量，使物料達到造殼作用所需要的砂表面最優(yōu)含水率，而目前尚無適應(yīng)自動化程度較高的拌合樓、站使用的分次投料控制裝置；鐵道部建廠局研制的“混凝土分次投料攪拌用定時控制器”，可控制分次加水、附加劑及攪拌定時顯示，但其應(yīng)用范圍不廣，不能用于人工加料的混凝土生產(chǎn)或拌合站手工操作。
本實用新型的目的在于提出一種適用分次投料攪拌工藝需要的微機控制裝置。其可完成水、附加劑的流量計量及分次投入控制，與現(xiàn)有拌合樓、站計量系統(tǒng)結(jié)合實現(xiàn)物料的分次順序投入、攪拌控制，從而實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的自動控制。
本實用新型的主要技術(shù)特征是以單片微機為主體，其微機輸出接口控制水、附加劑泵和各種物料計量斗電磁閥及拌合機下料電磁閥，配置水、附加劑流量信號處理電路、接口輸出信號驅(qū)動電路，結(jié)合混凝土拌合樓、站已有的砂、石、水泥計量系統(tǒng)，完成對混凝土生產(chǎn)中多種分次投料方案的順序投料控制和水、附加劑的計量投入。
設(shè)置LED數(shù)碼管用于顯示程序時間、水和附加劑流量。
設(shè)置拌合機具選擇開關(guān)，在應(yīng)用于人工拌合工點時，水、附加劑自動定量投入，其它物料的投入對加料時間、加料成分給出電鈴、燈光信號。
本實用新型可有12路輸出，可控制的項目有兩種石子、1種砂、水泥、兩次加水、兩種附加劑，定時拌合、拌合機下料等混凝土生產(chǎn)中所有需控制的項目，正常情況下可代替人參與原拌合樓、站的控制，保證生產(chǎn)連續(xù)進行。
能實現(xiàn)分次投料的方案達到八種之多?？蛇m用于各種類型的拌合樓、站，也可適用于人工加料的拌合工點。
水和附加劑的計量采用傳感器和信號處理電路，較其它方式比較具有計量準(zhǔn)確、體積小、安裝方便的特點。
本實用新型給出以下附圖附


圖1為微機輸出驅(qū)動接口電原理圖。
附圖2為控制器工作流程方框圖。
附圖3為水、附加劑流量信號處理電路電原理圖。
據(jù)附圖給出的實施例對本實用新型的控制器作具體描述如圖二所示該裝置以8031單片微機作為主體，其外圍設(shè)置有存放參照工藝編制的各種控制、計算、顯示程序的程序存儲器(2732)。輸入各種控制參數(shù)的鍵盤。顯示水、附加劑流量和程序時間的LED數(shù)碼管電路。與單片機接口的鍵盤／顯示接口電路(8279)。將水和附加劑流量傳感器送來的流量脈沖信號進行整形、整值的流量信號處理電路。手、自動啟動復(fù)位電路?？刂聘鞣N物料投料電磁閥的8路輸出驅(qū)動電路以及與交流220V連接的8路光電耦合雙向可控硅過零觸發(fā)電路(交流固態(tài)繼電器)。適應(yīng)人工拌合控制特點而設(shè)置的機具選擇開關(guān)，以及和它配套的電鈴、燈箱電路。
本控制器與拌合樓、站現(xiàn)有計量系統(tǒng)配合，實現(xiàn)水和附加劑的計量、定時投入，其它物料的順序定時投入，已拌合好混凝土的下料控制。結(jié)合圖二，工作過程是這樣的當(dāng)拌合樓、站向本控制器發(fā)出“全部計量完”信號(原拌合樓、站已有此信號)，“手、自動啟動復(fù)位電路”啟動單片機，按鍵入程序，從“8路輸出驅(qū)動控制電路”輸出信號，分別控制各種物料電磁閥定時開啟。當(dāng)水泵和附加劑泵通過“流量控制驅(qū)動電路”啟動后，流量傳感器的信號經(jīng)“流量信號處理電路”進入單片機，進行流量的計算、控制。投料完畢，“計量開始信號”啟動拌合樓、站計量系統(tǒng)，進行下一次計量。當(dāng)“機具選擇開關(guān)”置于機械一側(cè)時，8路輸出中直接驅(qū)動各種物料及拌合機門的電磁閥。當(dāng)置于人工一側(cè)時，其輸出接“電鈴和燈箱電路”，以聲光顯示投料的時刻和物料種類。
結(jié)合圖一，微機輸出驅(qū)動接口電路的工作過程是8031P3口的P3.0和P3.1用作兩次投水控制，P3.5用作附加劑控制。PI0中P1.1－P1.7作為投料控制輸出用。控制器啟動后，8031按鍵入程序從P1口輸出信號，它們分別通過反相器N06－N012(74LS04)，交流固態(tài)繼電器SSR1－SSR7(S203Z)驅(qū)動連接于1－7的砂、石、水泥投料電磁閥，使它們按程序定時開啟，向拌合機內(nèi)投料。當(dāng)程序運行到設(shè)定時間，定時打開拌合機閥門，將已拌合好的混凝土下落裝車，運往工地。砂、石、水泥、拌合機閥門電磁閥接在圖一輸出1－7端口的哪一位，可隨意設(shè)定，只要鍵入的程序時間與其對應(yīng)就行。投料完畢，向拌合樓、站發(fā)出下一個“計量開始”信號(見附圖二)，啟動拌合樓、站進行第二輪計量。當(dāng)拌合樓、站發(fā)出下一個“全部計量完畢”信號，一切周而復(fù)始。
本控制器的投水控制過程是見附圖一，在分次投料工藝中，水一般是分兩次投入的?？刂茊雍驪3.0和P3.1同時輸出信號，但此時水泵并不工作。只有當(dāng)程序運行到第一次投水時F3端輸入一信號(F3為第一次投水控制口，圖中已省略)，“與”其它輸入端的信號，使與非門NAND2(74LS10)輸出一信號，經(jīng)反相器NO2(74LS04)固態(tài)繼電器SSRW(S203Z)驅(qū)動水泵運轉(zhuǎn)。第一次投水完畢P3.0信號消失，NAND2與的條件不滿足，水泵關(guān)閉。當(dāng)?shù)诙瓮端畷r刻到來時，F(xiàn)5(第二次投水控制口，已省略)輸入一信號，經(jīng)或門OR(74LS32)取代P3.0信號，“與”條件又滿足，重新啟動水泵，第二次投水完，P3.1信號消失，水泵關(guān)閉。
附加劑控制由P3.5輸出，工作過程與水控制相似。
該裝置應(yīng)用于拌合樓、站是直接驅(qū)動各種物料的電磁閥和拌合機下料電磁閥門的。而應(yīng)用于人工拌合時除水和附加劑是自動定時投入外，其它物料如砂、石、水泥是用電鈴指示何時加料和燈光指示加何種物料的。為此，專門設(shè)置了一個機具選擇開關(guān)K，當(dāng)K置于機械一側(cè)(與Vcc接通)，三態(tài)緩沖器3SB1－7(74LS125)呈高阻態(tài)。當(dāng)K置于人工一側(cè)(與地接通)，3SB1－7處于導(dǎo)通態(tài)，每一個投料信號都可以通過相應(yīng)的3SB和NAND3(負邏輯74LS30)，觸發(fā)單穩(wěn)延時電路MM(J210)，使電鈴鳴響5秒種，指示出加料的時刻，同時接于SSR1－7的燈箱相應(yīng)燈亮，指出應(yīng)加何種物料。
結(jié)合圖三，本控制器的水流量信號處理電路工作過程是水泵啟動后，來自水流量傳感器的電脈沖信號經(jīng)R2加到運算放大器A(F007)的輸入端放大，再由反相器N013、N014、N015(CO33B)R6、R7、C4組成的單穩(wěn)電路整形，使之變?yōu)閷捵兒头円恢碌拿}沖。因為水流量傳感器是每流過1公升水，流量計就發(fā)出38.7個脈沖(由生產(chǎn)廠標(biāo)定)，我們還必須對其進行整值，即將其10倍頻。整值電路由如下部份構(gòu)成反相器N016－NO19(CO33B)R8、R9。C5組成振蕩電路提供脈沖，雙D觸發(fā)器FF(CO43B)和加法計數(shù)器DC1、DC2(C180B)組成的計數(shù)觸發(fā)電路，和與非門NAND4(CO36B)門電路。N015每輸出一個脈沖，使FF翻轉(zhuǎn)，NAND4輸出端就得到10個脈沖，即每公升387個脈沖，整值后的脈沖經(jīng)光電耦合器GC(4N30)送入單片機內(nèi)，軟件已設(shè)計成每接收387個脈沖，內(nèi)部流量就計1公升并由LED數(shù)碼管顯示，同時與存于RAM區(qū)內(nèi)的設(shè)定值比較，相等時停止P3口輸出，切斷水泵電源。
附加劑流量信號處理電路與水流量信號處理電路基本相同，因為附加劑的投入量每次只有幾公升，傳感器的通徑也不一樣。所以電路不是10倍頻而是100倍頻。附圖三中。從X處斷開，將NO19接于Q4－2，即為附加劑流量信號處理電路。
權(quán)利要求1.一種微機控制裝置，尤其是一種適用于混凝土分次投料攪拌的微機通用控制器，其特征在于以單片微機為主體，微機輸出接口分別與拌合樓、站物料計量斗電磁閥和拌合樓下料電磁閥連接，設(shè)置與微機輸出接口配合控制混凝土物料的順序定量投入和攪拌、下料過程的輸出接口驅(qū)動電路，微機輸出接口與水、附加劑泵連接，設(shè)置與微機輸出接口配合控制水、附加劑的分次定量投入的流量信號處理電路。
2.按照權(quán)利要求1所述的微機通用控制器，其特征在于據(jù)相應(yīng)工藝編制的控制程序存放在程序貯存器中，所需程序變量存放在微機片內(nèi)RAM中，設(shè)置用于監(jiān)測流量的二個16位定時／計數(shù)器，設(shè)置用以控制一／二次加水、附加劑輸出的3個輸出接口，用以控制物料順序投入、拌合機下料輸出的8個輸出接口。
3.按照權(quán)利要求1所述的微機通用控制器，其特征在于水、附加劑各設(shè)置一套流量傳感器和對傳感器輸出的脈沖信號進行耦合、放大、整形、整值過程的由光電耦合器、集成運算放大器、單穩(wěn)電路、倍頻電路組成的流量信號處理電路。
4.按照權(quán)利要求1所述的微機通用控制器，其特征在于微機輸出的用于控制拌合樓、站電磁閥的信號進行處理開關(guān)相應(yīng)電磁閥的輸出接口驅(qū)動電路主要由反相器和交流固態(tài)繼電器組成。
5.按照權(quán)利要求1所述的微機通用控制器，其特征在于設(shè)置有用于人工拌合工點時配合將輸出信號接通定時加料電鈴及相應(yīng)物料計量斗燈箱的拌合機具選擇開關(guān)和三態(tài)緩沖器。
專利摘要本實用新型的微機控制器主要用于混凝土分次投料攪拌工藝控制，其與拌合樓、站現(xiàn)有計量系統(tǒng)配合實現(xiàn)整個工藝過程的自動控制。該微機控制的輸出接口分別控制水、附加劑的分次投入和砂、石、水泥的順序投入及拌合機下料過程，并配置水、附加劑流量信號處理，電路和輸出接口驅(qū)動電路。使該控制器具備計量精確、體積小、安裝方便的特點。本微機控制器適用于各種類型的拌合樓、站，并可較方便的用于人工投料的拌合工點，實現(xiàn)八種分次投料方案的控制。
文檔編號B28C7/00GK2047624SQ8920049
公開日1989年11月15日 申請日期1989年1月10日 優(yōu)先權(quán)日1989年1月10日
發(fā)明者肖光萊 申請人:肖光萊