專利名稱：一種細粉裝車的自動控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種細粉庫底全自動裝載、計量的控制方法，它主要應(yīng)用于水泥和混凝土行業(yè)。
背景技術(shù)：

發(fā)明內(nèi)容
高爐礦渣超細粉是節(jié)能減排、資源循環(huán)利用項目，它將高爐礦渣進行深加工，產(chǎn)出高附加值超細粉，應(yīng)用于水泥和混凝土行業(yè)，可有效提高高爐尾渣利用價值，實現(xiàn) 高爐礦渣由原來的外排銷售到資源的產(chǎn)品化深加工發(fā)展利用，以此創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益。目前國內(nèi)庫底裝車系統(tǒng)大多為人工操作，且裝車和計量不能同時進行，整個裝車過程雜亂，不僅勞動強度大而且生產(chǎn)效率低。
本發(fā)明提供調(diào)度、裝車、計量、監(jiān)控為一體的一種細粉裝車的自動控制方法，目的是使裝料過程協(xié)調(diào)、簡單，從而減少勞動強度并提高裝車效率。本發(fā)明包括刷卡管理系統(tǒng)、裝料控制系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、控制流程監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音系統(tǒng)，刷卡管理系統(tǒng)的輸出連接裝料控制系統(tǒng)的輸入，裝料控制系統(tǒng)的輸出連接稱重系統(tǒng)的輸入，稱重系統(tǒng)的輸出連接控制流程監(jiān)控系統(tǒng)的輸入，控制流程監(jiān)控系統(tǒng)的輸出連接視頻監(jiān)控系統(tǒng)的輸入，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的輸出連接語音系統(tǒng)的輸出。所述的刷卡管理系統(tǒng)包括銷售中心計算機、票據(jù)打印機及IC卡讀寫裝置。IC卡設(shè)置在現(xiàn)場裝車入口，計算機及打印機放置在銷售中心，設(shè)備之間通過工業(yè)以太網(wǎng)進行通訊連接。計算機系統(tǒng)實現(xiàn)客戶購卡，IC卡制作，訂單保存及查詢、打印等功能。具體過程根據(jù)客戶要求，確定購買裝車重量，訂單錄入數(shù)據(jù)庫，并生成有效訂單，制作一張IC卡，包括車號、汽車衡位號、灌裝量、日期等信息。司機持IC卡到相應(yīng)的汽車衡位置進行裝車，裝車完畢后，交回IC卡，并打印出廠磅單，具備出廠條件。所述裝料控制系統(tǒng)由控制柜、低壓柜、計算機、操作手柄、電動欄桿機等設(shè)備組成，之間通過標準工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)連接。PLC控制柜內(nèi)裝有可編程控制器、稱重儀表、信號燈及它控制器件?？删幊绦蚩刂破鲗崿F(xiàn)全套設(shè)備的運行、下料的速度控制、位置檢測及系統(tǒng)報警等計算和邏輯控制功能。低壓柜用來給現(xiàn)場除塵器、散裝頭、控制系統(tǒng)等設(shè)備供電。電動欄桿機和交通燈配合，用來指示現(xiàn)場工作狀態(tài)(灌裝狀態(tài)，故障狀態(tài)、灌裝完畢狀態(tài)，停車狀態(tài))，或者是否允許汽車上汽車衡或裝滿后下汽車衡。稱重系統(tǒng)由數(shù)字式稱重傳感器、稱重儀表及通訊接口裝置組成。稱重儀表接收來自稱重傳感器信號，將其轉(zhuǎn)換成重量值，稱重數(shù)據(jù)通過Profibus-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)傳到PLC和計算機進行數(shù)據(jù)采集處理?？刂屏鞒瘫O(jiān)控系統(tǒng)由進出道閘裝置、交通信號燈、應(yīng)急操作平臺等組成。系統(tǒng)接收到正常裝料信號后，進入欄桿機抬起放行，進入裝料過程。如發(fā)生溢料時，通過監(jiān)控平臺急停；滿足條件后，出欄桿抬起放行。視頻監(jiān)控系統(tǒng)由攝像頭、解碼器、硬盤錄像機、矩陣控制系統(tǒng)、大屏幕等組成，攝像頭每個裝運通道安裝2臺，采用銅軸電纜與監(jiān)控系統(tǒng)連接。系統(tǒng)同時具有視頻存儲、查閱等功能。語音系統(tǒng)由調(diào)度機、功率放大器、語音廣播系統(tǒng)等組成。每個裝車通道安裝30W的喇叭，其他裝置放置在主控室，之間通過線纜連接。廣播系統(tǒng)可以選擇群播，也可選擇單同通道通話，便于裝車過程有效調(diào)度組織。本發(fā)明的工作過程是細粉進入成品庫儲存后，裝車人員通過刷卡進入到裝車通道，現(xiàn)場人員確認散裝頭到位后進行裝料，由汽車衡把裝車重量傳入PLC，在裝滿設(shè)定重量料后，裝料控制系統(tǒng)自動關(guān)閉，欄桿機自動抬起，車輛出裝車通道。系統(tǒng)由PLC負責信號輸入采集和信號輸出采集，作為中間銜接的一個環(huán)節(jié)，為管理系統(tǒng)準備數(shù)據(jù)(料重、設(shè)備狀態(tài)等)，和控制外圍設(shè)備(散裝頭升降、開關(guān)料門、起停除塵 器、狀態(tài)指示燈、欄桿機等)，管理系統(tǒng)負責刷卡管理、數(shù)據(jù)庫管理、料流記錄及管理?？刂屏鞒瘫O(jiān)控系統(tǒng)負責系統(tǒng)整個裝料流程的監(jiān)控，稱重系統(tǒng)負責車載計量和稱重及數(shù)據(jù)的DP網(wǎng)絡(luò)傳輸。語音系統(tǒng)負責主控和裝料司機必要時的信息溝通。視頻監(jiān)視系統(tǒng)可以記錄必要影像并保存一定時間以待查詢?？刂葡到y(tǒng)采用I/O分布式控制、基于標準工業(yè)以太網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計，采用C/S模式實現(xiàn)工程師站、操作員站和系統(tǒng)服務(wù)器數(shù)據(jù)交互，包括刷卡管理系統(tǒng)、裝料控制系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、控制流程監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音系統(tǒng)等。控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，上位機(WinCC操作站)與PLC之間與上層服務(wù)器之間通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊。PLC與I/O遠程站、汽車衡通過PR0FIBUS協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。本發(fā)明是一種由調(diào)度、裝料、計量、監(jiān)控為一體的高效的庫底裝車控制方法，通過風量控制、重量采集、料流控制、欄桿機控制、使裝料過程協(xié)調(diào)、簡單保證了裝車過程的準確與快速的效果。本發(fā)明以實現(xiàn)在細粉進入成品儲存后，通過均化風量、風道控制、料流控制、除塵系統(tǒng)、計量管理等完成裝料過程。使整個過程實現(xiàn)全流程自動化控制提高裝料速度和精度，減少工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率。本發(fā)明應(yīng)用于細粉項目中，系統(tǒng)投用后運行穩(wěn)定，日裝車量已達3000噸，均化風量控制及下料速度等關(guān)鍵工藝指標完全滿足生產(chǎn)工藝要求，有效地解決了庫底裝料的問題，同時對產(chǎn)品銷售起到了良好的作用，使產(chǎn)品銷售及市場發(fā)展前景良好。


圖I是本發(fā)明的控制模塊關(guān)聯(lián)圖。
具體實施例方式 一種細粉裝車的自動控制系統(tǒng)，包括刷卡管理系統(tǒng)、裝料控制系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、控制流程監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音系統(tǒng)，刷卡管理系統(tǒng)的輸出連接裝料控制系統(tǒng)的輸入，裝料控制系統(tǒng)的輸出連接稱重系統(tǒng)的輸入，稱重系統(tǒng)的輸出連接控制流程監(jiān)控系統(tǒng)的輸入，控制流程監(jiān)控系統(tǒng)的輸出連接視頻監(jiān)控系統(tǒng)的輸入，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的輸出連接語音系統(tǒng)的輸出。I、電氣系統(tǒng)設(shè)計
供電系統(tǒng)采用雙電源切換設(shè)計，第一路出現(xiàn)故障后STS (掉電自動檢測裝置)自動切換到第二路給負載供電，第二路故障的話STS自動切換到第一路給負載供電。采用雙列復合式觸頭，基本實現(xiàn)了零飛弧。裝有安全裝置在超出110°C溫度和過電流狀態(tài)時自動跳閘，待故障消失后即自動投入工作，保證了開關(guān)壽命。羅茨風機采用電壓斜坡軟起動控制方式斜坡初始電壓電網(wǎng)電壓30%，斜坡起動時間30S，正常工作電流38A- -40A，控制方式選擇外控有效。2、控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計
控制系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)基于標準工業(yè)以太網(wǎng)架構(gòu)設(shè)計，上位機(WinCC操作員站)與PLC之間及上層服務(wù)器都通過工業(yè)以太網(wǎng)通訊。PLC與I/O遠程站、汽車衡通過PR0FIBUS協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。4、軟件模塊
本案例中控制對象包括3個相同的料倉，每個料倉又分為2個獨立的裝料通道。在滿 足控制系統(tǒng)功能前提下，為了簡化程序結(jié)構(gòu)、控制軟件采用模塊化編程方法，根據(jù)實際生產(chǎn)工藝要求，軟件模塊主要分為應(yīng)用程序模塊、倉控制程序模塊、倉控制程序模塊等，各部分控制模塊關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖I所示
應(yīng)用模塊程序作為I/O信號的輸入部分，除接收操作員指令外，同時采集現(xiàn)場所有設(shè)備的運行狀態(tài)，為程序控制中心提供信號源。倉控程序模塊作為控制程序核心，實現(xiàn)控制指令的上傳下達，并調(diào)度監(jiān)控各裝車通道的分配、改裝、刷卡許可證辨識及運行狀態(tài)監(jiān)控。1-3#倉控制程序作為倉控系統(tǒng)子系統(tǒng)，接收來自倉控系統(tǒng)的命令，實現(xiàn)刷卡計量、裝料流程、進出等過程全自動控制。同時各模塊之間有效連接，確保細粉裝料系統(tǒng)穩(wěn)定運行。具體控制流程如下
刷卡裝置接收到刷卡信號后，下達抬欄桿命令——車輛進入到下料通道——打開車輛進料口，確認散裝口對準車輛進料口——下達打開下料口命令——PLC接受下料給定，汽車衡把裝車重量傳入PLC，一下料結(jié)束一下達完畢命令一PLC接受完畢命令后20秒放下欄桿——車輛駛出，結(jié)束裝料。在裝滿設(shè)定重量料后，裝料控制系統(tǒng)自動關(guān)閉，欄桿機自動抬起，車輛出裝車通道。
權(quán)利要求
1.一種細粉裝車的自動控制系統(tǒng)，其特征是包括刷卡管理系統(tǒng)、裝料控制系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、控制流程監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音系統(tǒng)，刷卡管理系統(tǒng)的輸出連接裝料控制系統(tǒng)的輸入，裝料控制系統(tǒng)的輸出連接稱重系統(tǒng)的輸入，稱重系統(tǒng)的輸出連接控制流程監(jiān)控系統(tǒng)的輸入，控制流程監(jiān)控系統(tǒng)的輸出連接視頻監(jiān)控系統(tǒng)的輸入，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的輸出連接語音系統(tǒng)的輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細粉裝車的自動控制系統(tǒng)，其特征是所述的刷卡管理系統(tǒng)包括銷售中心計算機、票據(jù)打印機及IC卡讀寫裝置，IC卡設(shè)置在現(xiàn)場裝車入口，銷售中心計算機及票據(jù)打印機放置在銷售中心，銷售中心計算機、票據(jù)打印機及IC卡讀寫裝置之間通過工業(yè)以太網(wǎng)進行通訊連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細粉裝車的自動控制系統(tǒng)，其特征是所述的裝料控制系統(tǒng)由PLC控制柜、低壓柜、計算機、操作手柄、電動欄桿機組成，它們之間通過標準工業(yè)以太網(wǎng)絡(luò)連接，PLC控制柜內(nèi)裝有可編程控制器、稱重儀表、信號燈，可編程序控制器實現(xiàn)全套設(shè)備的運行、下料的速度控制、位置檢測及系統(tǒng)報警等計算和邏輯控制功能；低壓柜用來給現(xiàn)場除塵器、散裝頭、控制系統(tǒng)等設(shè)備供電；電動欄桿機和交通燈配合，用來指示現(xiàn)場工作狀態(tài)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細粉裝車的自動控制系統(tǒng)，其特征是所述的稱重系統(tǒng)由數(shù)字式稱重傳感器、稱重儀表及通訊接口裝置組成，稱重儀表接收來自稱重傳感器信號，將其轉(zhuǎn)換成重量值，稱重數(shù)據(jù)通過Profibus-DP現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)傳到PLC和計算機進行數(shù)據(jù)采集處理。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細粉裝車的自動控制系統(tǒng)，其特征是所述的控制流程監(jiān)控系統(tǒng)由進出道閘裝置、交通信號燈、應(yīng)急操作平臺組成，自動控制系統(tǒng)接收到正常裝料信號后，進入欄桿機抬起放行，進入裝料過程。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細粉裝車的自動控制系統(tǒng)，其特征是所述的視頻監(jiān)控系統(tǒng)由攝像頭、解碼器、硬盤錄像機、矩陣控制系統(tǒng)、大屏幕組成，攝像頭每個裝運通道安裝2臺，采用銅軸電纜與監(jiān)控系統(tǒng)連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細粉裝車的自動控制系統(tǒng)，其特征是所述的語音系統(tǒng)由調(diào)度機、功率放大器、語音廣播系統(tǒng)組成，每個裝車通道安裝30W的喇叭。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種細粉裝車的自動控制系統(tǒng)，其特征是它的控制方法是刷卡裝置接收到刷卡信號后，下達抬欄桿命令——車輛進入到下料通道——打開車輛進料口，確認散裝口對準車輛進料口——下達打開下料口命令——PLC接受下料給定，汽車衡把裝車重量傳入PLC，一下料結(jié)束一一下達完畢命令一PLC接受完畢命令后20秒放下欄桿一車輛駛出，結(jié)束裝料，在裝滿設(shè)定重量料后，裝料控制系統(tǒng)自動關(guān)閉，欄桿機自動抬起，車輛出裝車通道。
全文摘要
一種細粉裝車的自動控制系統(tǒng)，主要應(yīng)用于水泥和混凝土行業(yè)，它包括刷卡管理系統(tǒng)、裝料控制系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)、控制流程監(jiān)控系統(tǒng)、視頻監(jiān)控系統(tǒng)、語音系統(tǒng)，刷卡管理系統(tǒng)的輸出連接裝料控制系統(tǒng)的輸入，裝料控制系統(tǒng)的輸出連接稱重系統(tǒng)的輸入，稱重系統(tǒng)的輸出連接控制流程監(jiān)控系統(tǒng)的輸入，控制流程監(jiān)控系統(tǒng)的輸出連接視頻監(jiān)控系統(tǒng)的輸入，視頻監(jiān)控系統(tǒng)的輸出連接語音系統(tǒng)的輸出。本發(fā)明以實現(xiàn)在細粉進入成品儲存后，通過均化風量、風道控制、料流控制、除塵系統(tǒng)、計量管理等完成裝料過程。使整個過程實現(xiàn)全流程自動化控制提高裝料速度和精度，減少工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率。
文檔編號G05B19/418GK102768515SQ20121023544
公開日2012年11月7日 申請日期2012年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月9日
發(fā)明者張國菊, 陳若珩, 韓建科 申請人:山西太鋼不銹鋼股份有限公司