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深入了解混凝土攪拌站配料控制系統(tǒng)
發(fā)布者:master
發(fā)布時間:2023-06-02 14:02:00
1、攪拌站配料控制系統(tǒng)的構成
混凝土攪拌站配料控制系統(tǒng)的工作流程為:將骨料與粉劑配料按配合比例稱重計量,預裝在水泥倉中輸送至待料倉,并將物料依次投入到攪拌機中攪拌成混凝土。該系統(tǒng)的具體構成包括以下部分:
1.1物料傳送系統(tǒng)
傳送系統(tǒng)由三大設備構成,具體為:
骨料輸送設備:其中皮帶機是最常用的骨料輸送裝置,用于將物料輸送至集料斗;
粉料輸送設備:利用螺旋機將物料輸送至稱斗;
水泵:用于輸送液料。
1.2計量系統(tǒng)
計量系統(tǒng)用于精確稱量物料在混凝土制備過程中的配比,對混凝土質量有著至關重要的影響。該系統(tǒng)由貯料斗、給料設備、稱重儀表、稱重傳感器等設備構成。其中,采用電子稱作為稱重設備,電子稱的稱斗采用三點懸掛,在每個懸掛裝置中間安裝傳感器,保證各種混合物料計量的精確度。
1.3控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)要結合控制算法,實時分析計量系統(tǒng)采集的數(shù)量,通過繼電器控制計量設備的開、關,以及攪拌機的運行時間等,以保證混合物料的配比符合混凝土的生產要求??刂葡到y(tǒng)的設計既要保證功能性、柔韌性,又要保證運行的穩(wěn)定性。
1.4攪拌系統(tǒng)
對于混凝土攪拌站而言,其配料系統(tǒng)的核心為計量和控制兩大系統(tǒng),應用該系統(tǒng)的主要目的是為了確保原材料的計量精度,為了達到這一目標,需要采用計算機實時控制系統(tǒng)進行混凝土拌制過程中原材料的計量控制與時序控制,并借助各類儀器儀表對生產現(xiàn)場的數(shù)據信息進行實時采集,通過PLC對繼電器開關的控制,實現(xiàn)對配料和卸料全過程的有效控制。下面本文以某型的混凝土攪拌站為例,對其配料控制線系統(tǒng)的硬件與軟件設計進行論述。
2.1配料控制硬件設計
在該系統(tǒng)硬件設計中,主要是對硬件設備進行選型。本文所設計的配料控制系統(tǒng)中的硬件包括:
2.1.1儀器儀表
在該系統(tǒng)中,儀器儀表的主要作用是連接傳感器與工控機,并將傳感器的A/D數(shù)據傳送給工控機,對配料進行相應的控制。儀表可與傳感器進行連接,當物料稱上放置物料后,稱重傳感器內的應變片會出現(xiàn)形變,此時橋臂電阻會相應發(fā)生變化,并在傳感器的輸出端產生電壓,連接到儀表上。該儀表可通過總線與工控機的MOXA卡進行直接通訊,實時將稱重采樣數(shù)據傳輸給計算機的控制程序。
2.1.2工控機
該硬件是整個配料控制系統(tǒng)的核心組成部分,其通過稱重儀表傳輸?shù)挠嬃繑?shù)據及PLC反饋回來的各設備的實際工作狀態(tài),結合程序,發(fā)出指令,控制混凝土配料及卸料的全過程。因該系統(tǒng)很多過程均具有實時性的要求,若是在限定的時間內未完成指定動作,可能導致生產事故,加之混凝土攪拌環(huán)境較為惡劣,所以對工控機的要求較高。
2.1.3 PLC
該設備是整個配料系統(tǒng)的控制單元,是輸入/輸出的控制核心。
2.2軟件設計
軟件設計是配料控制系統(tǒng)功能實現(xiàn)的關鍵,在具體設計中,采用了當前較為先進的模塊化和對象化設計思路,整個系統(tǒng)由以下幾個模塊構成:配料控制、卸料控制、攪拌控制、數(shù)據通信、數(shù)據庫及用戶界面。下面對各個模塊的功能設計進行分析。
2.2.1配料控制模塊
該模塊的主要作用是確保配料控制的精度,并對配料流程進行合理安排。設計了配料精度控制模塊,用于控制配料精度;設計了過程量調整模塊,對配料全過程進行實時的優(yōu)化調整;設計了倉門控制模塊,用于對粗細集料的倉門啟閉進行控制。
2.2.2卸料控制模塊
設計了處理零位范圍模塊和卸料開門模塊,前者主要是對卸料的時間和范圍進行控制,后者重點對卸料門的啟閉進行自動控制。
2.2. 3攪拌控制模塊
該模塊的主要作用是當所有原材料進入到混凝土攪拌機后,進行攪拌方量及批次的計數(shù),避免不同任務單的生產批次疊槽進入攪拌機。
2.2.4數(shù)據通訊模塊
采用MOXA卡的RS485通信方式對儀表的數(shù)據進行讀取,當儀表出錯或是傳感器出錯時,通訊模塊會自行報警,并將外部配料與輸出同時關閉。
2.2.5數(shù)據庫
稱重點參數(shù)表、物料配料倉參數(shù)數(shù)據表、攪拌機控制數(shù)據表、生產任務單數(shù)據表及生產配方數(shù)據表。
綜上所述,本文所設計的系統(tǒng)現(xiàn)已在某混凝土攪拌站中進行了應用,自該系統(tǒng)應用后,該攪拌站的混凝土生產效率獲得了顯著提升,由此帶來了巨大的經濟效益,可見,該系統(tǒng)具有一定的推廣使用價值。
混凝土攪拌站配料控制系統(tǒng)的工作流程為:將骨料與粉劑配料按配合比例稱重計量,預裝在水泥倉中輸送至待料倉,并將物料依次投入到攪拌機中攪拌成混凝土。該系統(tǒng)的具體構成包括以下部分:
1.1物料傳送系統(tǒng)
傳送系統(tǒng)由三大設備構成,具體為:
骨料輸送設備:其中皮帶機是最常用的骨料輸送裝置,用于將物料輸送至集料斗;
粉料輸送設備:利用螺旋機將物料輸送至稱斗;
水泵:用于輸送液料。
1.2計量系統(tǒng)
計量系統(tǒng)用于精確稱量物料在混凝土制備過程中的配比,對混凝土質量有著至關重要的影響。該系統(tǒng)由貯料斗、給料設備、稱重儀表、稱重傳感器等設備構成。其中,采用電子稱作為稱重設備,電子稱的稱斗采用三點懸掛,在每個懸掛裝置中間安裝傳感器,保證各種混合物料計量的精確度。
1.3控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)要結合控制算法,實時分析計量系統(tǒng)采集的數(shù)量,通過繼電器控制計量設備的開、關,以及攪拌機的運行時間等,以保證混合物料的配比符合混凝土的生產要求??刂葡到y(tǒng)的設計既要保證功能性、柔韌性,又要保證運行的穩(wěn)定性。
1.4攪拌系統(tǒng)
攪拌系統(tǒng)具備以下特點:可對漏漿問題進行抑制;可均勻噴灑水分;可對攪拌系統(tǒng)運行狀態(tài)進行監(jiān)控,包括對減速箱、電動潤滑油泵、卸料泵等設備的監(jiān)控。
對于混凝土攪拌站而言,其配料系統(tǒng)的核心為計量和控制兩大系統(tǒng),應用該系統(tǒng)的主要目的是為了確保原材料的計量精度,為了達到這一目標,需要采用計算機實時控制系統(tǒng)進行混凝土拌制過程中原材料的計量控制與時序控制,并借助各類儀器儀表對生產現(xiàn)場的數(shù)據信息進行實時采集,通過PLC對繼電器開關的控制,實現(xiàn)對配料和卸料全過程的有效控制。下面本文以某型的混凝土攪拌站為例,對其配料控制線系統(tǒng)的硬件與軟件設計進行論述。
2.1配料控制硬件設計
在該系統(tǒng)硬件設計中,主要是對硬件設備進行選型。本文所設計的配料控制系統(tǒng)中的硬件包括:
2.1.1儀器儀表
在該系統(tǒng)中,儀器儀表的主要作用是連接傳感器與工控機,并將傳感器的A/D數(shù)據傳送給工控機,對配料進行相應的控制。儀表可與傳感器進行連接,當物料稱上放置物料后,稱重傳感器內的應變片會出現(xiàn)形變,此時橋臂電阻會相應發(fā)生變化,并在傳感器的輸出端產生電壓,連接到儀表上。該儀表可通過總線與工控機的MOXA卡進行直接通訊,實時將稱重采樣數(shù)據傳輸給計算機的控制程序。
2.1.2工控機
該硬件是整個配料控制系統(tǒng)的核心組成部分,其通過稱重儀表傳輸?shù)挠嬃繑?shù)據及PLC反饋回來的各設備的實際工作狀態(tài),結合程序,發(fā)出指令,控制混凝土配料及卸料的全過程。因該系統(tǒng)很多過程均具有實時性的要求,若是在限定的時間內未完成指定動作,可能導致生產事故,加之混凝土攪拌環(huán)境較為惡劣,所以對工控機的要求較高。
2.1.3 PLC
該設備是整個配料系統(tǒng)的控制單元,是輸入/輸出的控制核心。
2.2軟件設計
軟件設計是配料控制系統(tǒng)功能實現(xiàn)的關鍵,在具體設計中,采用了當前較為先進的模塊化和對象化設計思路,整個系統(tǒng)由以下幾個模塊構成:配料控制、卸料控制、攪拌控制、數(shù)據通信、數(shù)據庫及用戶界面。下面對各個模塊的功能設計進行分析。
2.2.1配料控制模塊
該模塊的主要作用是確保配料控制的精度,并對配料流程進行合理安排。設計了配料精度控制模塊,用于控制配料精度;設計了過程量調整模塊,對配料全過程進行實時的優(yōu)化調整;設計了倉門控制模塊,用于對粗細集料的倉門啟閉進行控制。
2.2.2卸料控制模塊
設計了處理零位范圍模塊和卸料開門模塊,前者主要是對卸料的時間和范圍進行控制,后者重點對卸料門的啟閉進行自動控制。
2.2. 3攪拌控制模塊
該模塊的主要作用是當所有原材料進入到混凝土攪拌機后,進行攪拌方量及批次的計數(shù),避免不同任務單的生產批次疊槽進入攪拌機。
2.2.4數(shù)據通訊模塊
采用MOXA卡的RS485通信方式對儀表的數(shù)據進行讀取,當儀表出錯或是傳感器出錯時,通訊模塊會自行報警,并將外部配料與輸出同時關閉。
2.2.5數(shù)據庫
稱重點參數(shù)表、物料配料倉參數(shù)數(shù)據表、攪拌機控制數(shù)據表、生產任務單數(shù)據表及生產配方數(shù)據表。
綜上所述,本文所設計的系統(tǒng)現(xiàn)已在某混凝土攪拌站中進行了應用,自該系統(tǒng)應用后,該攪拌站的混凝土生產效率獲得了顯著提升,由此帶來了巨大的經濟效益,可見,該系統(tǒng)具有一定的推廣使用價值。