一種膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統的製作方法
2023-06-16 09:59:21
一種膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統，包括控制室、現場檢測與執行系統、現場監視系統和GPRS遠程無線通訊系統，通過RS-485接口，採用Modbus現場總線技術，用以實現對膠凝砂礫石拌和設備的網絡化的現場檢測和現場控制與執行。與現有的技術相比，本發明的有益效果是：採用了「多通道網絡智能儀表」，一塊儀表可滿足本系統的數據檢測，實現了全數字式網絡化，設備少，線路少，信號傳遞可靠，精度高，智能化；採用了自行開發的配料控制器BCS7，每個配料控制器設計有輸入I16點和輸出Q16點，可現場編程，通用性強；實現了網絡化檢測和控制；採用了GPRS遠程無線傳輸技術，可實現遠程監視與控制。
【專利說明】一種膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種建築工程機械控制系統領域，特別涉及一種膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統。
【背景技術】
[0002]隨著國民經濟的發展，建築工程也相應的發展。其中，水利、電力也隨著發展，則水庫的建設也要配套跟上，對水庫的攔河大壩提出了新的要求。傳統的壩心一股採用砂礫石簡單拌和，質量達不到工程要求。當前新技術採用膠凝砂礫石拌和設備，使攔河大壩的質量顯著提高。但是，其控制系統，還是採用傳統的模擬信號傳遞，其誤差大，且傳輸線路多，而長，易受幹擾。其改進措施是採用網絡智能控制系統。
【發明內容】
[0003]為克服現有技術的不足，本發明的目的是提供一種膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統，實現方便可靠的對膠凝砂礫石拌和設備實時測量、監控。
[0004]為實現上述目的，本發明採用以下技術方案實現:
[0005]一種膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統，包括控制室、現場檢測與執行系統、現場監視系統和GPRS遠程無線通訊系統，通過RS-485接口，採用Modbus現場總線技術，對膠凝砂礫石拌和設備進行網絡化的現場檢測和現場控制與執行；所述的控制室包括顯示器、控制機、配料控制器，顯示器安裝在控制機上，控制機、配料控制器分別與帶有現場總線功能的網絡接口連接；所述的現場檢測與執行系統包括傳感器和流量計、多通道網絡智能儀表、變頻器、電動調節閥，所述的傳感器和變頻器安裝在稱量骨料與粉料的皮帶秤和螺旋秤上，所述的流量計和電動調節閥安裝在控制液體流量的水管道泵和液劑泵上，傳感器和流量計的輸出端與多通道網絡智能儀表連接，多通道網絡智能儀表與帶有現場總線功能的網絡接口連接，變頻器和電動調節閥的輸入端也分別與帶有現場總線功能的網絡接口連接；所述傳感器和流量計將採集到的各種信號轉換為電信號並輸出給多通道網絡智能儀表，多通道網絡智能儀表將輸入的多路電信號進行分析處理後輸出給控制機，再由控制機根據輸入信號對配料控制器發出指令，配料控制器向變頻器發送指令以實現對骨料、粉料的流量控制，配料控制器向電動調節閥發送指令以實現對液體流量的控制。
[0006]所述多通道網絡智能儀表包括信號接入單元、信號變換單元、隔離放大單元、嵌入式微電腦，信號經由信號接入單元選通後進入信號變換單元，信號變換單元將各種輸入信號轉換成標準的輸出電壓信號，轉化後的標準輸出電壓信號再經隔離放大單元的隔離放大進入嵌入式微電腦，嵌入式微電腦將隔離放大後的模擬信號轉換為數位訊號發送給控制機。
[0007]所述信號變換單元包括由⑶4502構成的電壓跟隨器GSl?GS6、數字電位器X9241、微電子開關SI?S7、精密電阻Rl?R11、74H573鎖存器SC，電壓跟隨器GSl?GS6用於信號隔離，SC用於鎖存SI?S7微電子開關選通信號D2、D1、D0,BX為SC的片選信號；Vout為精密基準電源MAX872模塊提供的2.5V精密基準電源，Al、A2和A3為準備變換信號的接入端，B1、B2和B3為信號輸出端。信號變換單元可接收電流、電壓、mv、mA、熱電阻、熱電耦等多種信號。可省去變送器，直接接傳感器信號。
[0008]控制室中設置有兩個配料控制器，每一個配料控制器包括16個輸入點I和16個輸出點Q，可以在現場編製程序；所述的輸入點I接收來自控制機各項指令的開關信號的輸入，輸出點Q向變頻器或電動調節閥輸出開啟或關閉設備的指令。
[0009]與現有的技術相比，本發明的有益效果是:
[0010]1、本發明採用了 「多通道網絡智能儀表」，一塊儀表可滿足本系統的數據檢測，是一種模塊設計。實現了全數字式網絡化，設備少，線路少，信號傳遞可靠，精度高，智能化；
[0011]2、本發明採用了自行開發的配料控制器BCS7，每個配料控制器設計有輸入116點和輸出Q16點，可現場編程，是一種模塊設計，通用性強；
[0012]3、本發明通過RS-485接口，採用Modbus現場總線技術，實現了網絡化檢測和控制；
[0013]4、本發明採用了 GPRS遠程無線傳輸技術，可實現遠程監視與控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1是膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統框圖。
[0015]圖2是多通道網絡智能儀表模塊組成原理框圖。
[0016]圖3是多通道網絡智能儀表模塊中信號變換單元電路原理圖。
[0017]圖4是配料控制器I接線原理圖。
[0018]圖5是配料控制器2接線原理圖。
[0019]圖6是膠凝砂礫石拌和設備計量工藝流程圖。
[0020]圖7是膠凝砂礫石拌和設備粉料、骨料計量系統框圖。
[0021 ] 圖8是膠凝砂礫石拌和設備液體計量系統框圖。
【具體實施方式】
[0022]下面結合說明書附圖對本發明進行詳細地描述，但是應該指出本發明的實施不限於以下的實施方式。
[0023]見圖1，一種膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統，包括控制室、現場檢測與執行系統、現場監視系統和GPRS遠程無線通訊系統，通過RS-485接口，採用Modbus現場總線技術，對膠凝砂礫石拌和設備進行網絡化的現場檢測和現場控制與執行；控制室包括顯示器、控制機、配料控制器，顯示器安裝在控制機上，控制機、配料控制器分別與帶有現場總線功能的網絡接口連接；現場檢測與執行系統包括傳感器和流量計、多通道網絡智能儀表、變頻器、電動調節閥，傳感器和變頻器安裝在稱量骨料與粉料的皮帶秤和螺旋秤上，流量計和電動調節閥安裝在控制液體流量的水管道泵和液劑泵上，傳感器和流量計的輸出端與多通道網絡智能儀表連接，多通道網絡智能儀表與帶有現場總線功能的網絡接口連接，變頻器和電動調節閥的輸入端也分別與帶有現場總線功能的網絡接口連接；傳感器和流量計將採集到的各種信號轉換為電信號並輸出給多通道網絡智能儀表，多通道網絡智能儀表將輸入的多路電信號進行分析處理後輸出給控制機，再由控制機根據輸入信號對配料控制器發出指令，配料控制器向變頻器發送指令以實現對骨料、粉料的流量控制，配料控制器向電動調節閥發送指令以實現對液體流量的控制。
[0024]見圖2，多通道網絡智能儀表包括信號接入單元、信號變換單元、隔離放大單元、嵌入式微電腦，信號經由信號接入單元選通後進入信號變換單元，信號變換單元將各種輸入信號轉換成標準的輸出電壓信號，轉化後的標準輸出電壓信號再經隔離放大單元的隔離放大進入嵌入式微電腦，嵌入式微電腦將隔離放大後的模擬信號轉換為數位訊號發送給控制機。
[0025]見圖3，信號變換單元包括由⑶4502構成的電壓跟隨器GSl?GS6、數字電位器X9241、微電子開關SI?S7、精密電阻Rl?R11、74H573鎖存器SC，電壓跟隨器GSl?GS6用於信號隔離，SC用於鎖存SI?S7微電子開關選通信號D2、D1、D0,BX為SC的片選信號；Vout為精密基準電源MAX872模塊提供的2.5V精密基準電源，A1、A2和A3為準備變換信號的接入端，B1、B2和B3為信號輸出端。信號變換單元可接收電流、電壓、mv、mA、熱電阻、熱電耦等多種信號。可省去變送器，直接接傳感器信號。
[0026]控制室中設置有兩個配料控制器BCS7，每一個配料控制器BCS7包括16個輸入點I和16個輸出點Q，可以在現場編製程序；輸入點I接收來自控制機各項指令的開關信號的輸入，輸出點Q向變頻器或電動調節閥輸出開啟或關閉設備的指令。配料控制器外接24V控制電壓。
[0027]見圖4，配料控制器I的輸入點10.0,10.U10.2,10.3,10.4,10.5,10.6的接通開關依次接收控制機發出的空壓機啟動、空壓機停止、成品倉開門、攪拌機啟動、攪拌機停止、平皮帶啟動、平皮帶停止的指令信號。輸入點I1.0、I1.1、I1.2、I1.4、I1.5、I1.6、I1.7的接通開關依次接收控制機發出的斜皮帶啟動、斜皮帶停止、平皮帶停止、水泥倉I高料位、水泥倉I低料位、煤灰倉I高料位、煤灰倉I低料位的指令信號。
[0028]輸出點Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7 依次向變頻器發送皮帶啟動、攪拌機啟動、平皮帶啟動、空壓機、骨料I手自動、骨料2手自動、報警、骨料3手自動的指令信號。
[0029]見圖5，配料控制器 2 的輸入點 12.0,12.1、12.2,12.3,12.4,12.5,12.6,12.7 的接通開關依次接收控制機發出的骨料倉I缺料振動信號、水泥倉缺料破拱信號、煤灰倉缺料破拱信號、水泥螺旋秤信號、煤灰螺旋秤信號、水泵信號、外加劑泵I信號、外加劑泵2信號的指令。
[0030]輸出點Ql.0、Ql.1、Ql.2、Ql.3、Ql.4、Ql.5、Ql.6、Ql.7 依次向變頻器或電動調節閥發送骨料倉振動、水泥倉破拱、煤灰倉破拱、水泥倉除塵、煤灰倉除塵、水泥螺旋秤、煤灰螺旋秤、水泵的信號指令。輸出點Q2.0、Q2.1、Q2.2、Q2.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6、Q2.7依次向變送器或電動調節閥發送外加劑泵1、外加劑泵2、骨料4手自動、水泥手自動、粉煤灰手自動、水手自動、外加劑I手自動、外加劑2手自動的信號指令。
[0031]見圖6，膠凝砂礫石拌和設備的計量工藝流程如下:啟動系統自檢程序，自檢合格後，啟動生產程序同時下達任務和劑量配比、設定產量並累計計量。劑量配比包括骨料計量、粉料計量和液體計量。見圖7、圖8，分別由固定在皮帶秤和螺旋秤上的傳感器採集骨料和粉料的計量信息，由固定在液劑泵和水管道泵上的流量計採集液體的計量信息，採集後的信息經過系統分析並作出判斷，如果骨料或粉料計量不夠則由系統向變頻器發出指令繼續填料，如果液體計量不夠則由系統向電動調節閥發出指令繼續填加液體。如果採集的信息經系統分析，各種填料的流量已夠，則可完成產量並停止計量。
【權利要求】
1.一種膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統，包括控制室、現場檢測與執行系統、現場監視系統和GPRS遠程無線通訊系統，通過RS-485接口，採用Modbus現場總線技術，對膠凝砂礫石拌和設備進行網絡化的現場檢測和現場控制與執行；其特徵在於，所述的控制室包括顯示器、控制機、配料控制器，顯示器安裝在控制機上，控制機、配料控制器分別與帶有現場總線功能的網絡接口連接；所述的現場檢測與執行系統包括傳感器和流量計、多通道網絡智能儀表、變頻器、電動調節閥，所述的傳感器和變頻器安裝在稱量骨料與粉料的皮帶秤和螺旋秤上，所述的流量計和電動調節閥安裝在控制液體流量的水管道泵和液劑泵上，傳感器和流量計的輸出端與多通道網絡智能儀表連接，多通道網絡智能儀表與帶有現場總線功能的網絡接口連接，變頻器和電動調節閥的輸入端也分別與帶有現場總線功能的網絡接口連接；所述傳感器和流量計將採集到的各種信號轉換為電信號並輸出給多通道網絡智能儀表，多通道網絡智能儀表將輸入的多路電信號進行分析處理後輸出給控制機，再由控制機根據輸入信號對配料控制器發出指令，配料控制器向變頻器發送指令以實現對骨料、粉料的流量控制，配料控制器向電動調節閥發送指令以實現對液體流量的控制。
2.根據權利要求1所述的一種膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統，其特徵在於，所述多通道網絡智能儀表包括信號接入單元、信號變換單元、隔離放大單元、嵌入式微電腦，信號經由信號接入單元選通後進入信號變換單元，信號變換單元將各種輸入信號轉換成標準的輸出電壓信號，轉化後的標準輸出電壓信號再經隔離放大單元的隔離放大進入嵌入式微電腦，嵌入式微電腦將隔離放大後的模擬信號轉換為數位訊號發送給控制機。
3.根據權利要求2所述的一種膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統，其特徵在於，所述信號變換單元包括由⑶4502構成的電壓跟隨器GSl?6S6、數字電位器X9241、微電子開關SI?S7、精密電阻Rl?R11、74H573鎖存器SC，電壓跟隨器GSl?GS6用於信號隔離，SC用於鎖存SI?S7微電子開關選通信號D2、D1、D0，BX為SC的片選信號；Vout為精密基準電源MAX872模塊提供的2.5V精密基準電源，A1、A2和A3為準備變換信號的接入端，B1、B2和B3為信號輸出端。信號變換單元可接收電流、電壓、mv、mA、熱電阻、熱電耦等多種信號。可省去變送器，直接接傳感器信號。
4.根據權利要求1所述的一種膠凝砂礫石拌和設備網絡智能控制系統，其特徵在於，控制室設置有兩個配料控制器，每一個配料控制器包括16個輸入點I和16個輸出點Q,可以在現場編製程序；所述的輸入點I接收來自控制機各項指令的開關信號的輸入，輸出點Q向變頻器或電動調節閥輸出開啟或關閉設備的指令。
【文檔編號】B28C7/02GK104227848SQ201410428463
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月28日 優先權日:2014年8月28日
【發明者】宋富廣, 王日東, 王春巖, 代若奇, 智剛, 鄭玉傑, 張鳳林, 李欣璐, 郭爽 申請人:遼寧海諾建設機械集團有限公司