CN101554753B - 稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，包括倾斜变频螺旋给料器、固定在倾斜变频螺旋给料器上部且对供给水泥进行暂存和缓冲以防止水泥直接冲击倾斜变频螺旋给料器的标定仓、对标定前后标定仓内水泥重量的变化值Q1进行测试的检测单元一、对倾斜变频螺旋给料器出料口的瞬时水泥流量值进行测试的检测单元二，以及根据实时分析处理得出的标定系数相应对倾斜变频螺旋给料器的转速进行控制的控制系统；所述检测单元一和检测单元二均接控制系统。本发明设计合理、操作简便且标定精度高，能克服目前稳定土厂拌设备水泥标定仅限人工标定，操作困难且标定精度低的缺点。
Description
技术领域
本发明涉及稳定土厂拌设备水泥供给系统的在线标定结构配置和在线监控技术领域，尤其是涉及一种稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统。
背景技术
稳定土厂拌设备是拌和稳定土的关键设备，用于拌和各种以水硬性材料为结合剂的稳定混合料，将集料、结合料、水等材料按施工配合比进行均匀拌和。稳定土厂拌设备水泥剂量的准确性由水泥计量精度决定，而水泥的计量精度依赖于正确合理的标定。
目前，现有的稳定土厂拌设备水泥供给系统的标定一般采用人工接料完成，其具体做法是：根据配比设定水泥的用量，人工接取一定时间的水泥，然后将控制系统仪表显示的累加流量值与实际人工接取的水泥实际重量对比，根据对比结果调整比例系数，直至仪表显示值与实际重量之差在误差允许的范围内。
上述标定过程存在的主要问题是：①标定时，稳定土厂拌设备整机必须停机，只有水泥供给系统工作，无法实现水泥标定与整机的联动。②人工接水泥一般在搅拌缸上方的水泥计量螺旋出料口采样，此处空间狭小，致使接料时间非常短，造成水泥称量误差较大。③由于接料时，必须把搅拌缸的保护盖板揭开，接水泥的人站立于搅拌臂上，不仅操作困难，而且更容易造成人身伤害事故。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，其设计合理、结构简单、操作简便且标定精度高，能克服目前稳定土厂拌设备水泥标定仅限人工标定，操作困难且标定精度低的缺点。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，其特征在于：包括倾斜变频螺旋给料器、固定在倾斜变频螺旋给料器上部且对供给水泥进行暂存和缓冲以防止水泥直接冲击倾斜变频螺旋给料器的标定仓、对标定前后标定仓内水泥重量的变化值Q1进行测试的检测单元一和对倾斜变频螺旋给料器出料口的瞬时水泥流量值进行测试的检测单元二，以及根据实时分析处理得出的标定系数相应对倾斜变频螺旋给料器的转速进行控制的控制系统；所述控制系统为根据所述瞬时水泥流量值相应推算得出标定前后出料口的水泥流量累计值Q2，且将Q1和Q2进行比较并相应处理得出标定系数的控制器，所述检测单元一和检测单元二均接所述控制系统。
所述控制器为配置有显示装置和相应报警装置，且能和稳定土厂拌设备的工控机进行相互通信的PLC可编程控制器。
所述检测单元一为安装在标定仓上部且实时对标定仓内的水泥重量进行检测的拉力传感器，所述拉力传感器接所述控制系统；所述拉力传感器与所述控制系统之间接有将拉力传感器所检测信号转换为4-20mA标准电流信号的变送器。
所述检测单元二为安装在倾斜变频螺旋给料器上的计量螺旋，所述计量螺旋接所述控制系统；所述计量螺旋与倾斜变频螺旋给料器之间采用软连接进行连接。
所述控制系统通过PID控制器对倾斜变频螺旋给料器的转速进行控制，所述PID控制器接对倾斜变频螺旋给料器的驱动电机进行控制的变频器。
所述标定仓为内部通过一竖向隔板隔成左右两个上部相连通的均料仓和缓冲仓的楔形仓体，所述倾斜变频螺旋给料器从左至右逐渐向下倾斜且通过螺旋转动带动缓冲仓内暂存的水泥持续向上移动至均料仓的给料器；缓冲仓的体积大于均料仓的体积且缓冲仓位于均料仓右侧，出料口设置在倾斜变频螺旋给料器左端部且其与均料仓相通；所述楔形仓体上部开有进料口和通气孔，进料口开在缓冲仓上方，缓冲仓内部底部设置有一锥形破拱器，进料口正下方设置有一个对进入缓冲仓内的水泥进行初步缓冲的缓冲板。
所述锥形破拱器为一上下部均为锥状的破拱器。
所述均料仓和缓冲仓的体积比为1∶5。
所述楔形仓体上部外侧设置有起吊钩且其侧壁上设置有固定支座，所述拉力传感器安装在固定支座上。
所述计量螺旋为单支点悬挂式螺旋称重装置。
本发明与现有技术相比具有以下优点：1、结构简单合理，安装、拆卸方便。2、使用操作简便且智能化程度高，能完全取代人工标定，大大改善和提高了水泥的计量精度。3、本发明为一独立的水泥在线标定系统，通过控制系统能实现本标定系统与整个稳定土厂拌合设备之间的互相通信。4、实现了水泥的在线标定。5、能自动监控水泥加、减料状况与进行自动缺料报警，实现了水泥供料的在线监控。6、具有计算、控制和显示水泥的累计重量和瞬时流量的功能。7、具有随时采样，设定流量以及输出采样结果的功能。8、各部分设计合理且功能完备，首先配套设置有独立的水泥标定仓，该仓能够对所供给水泥进行暂存和缓冲，以防止水泥直接冲击位于标定仓下部的倾斜变频螺旋给料器。信号检测单元设计合理，设计有两套测试装置，具体是安装在标定仓上的对仓内水泥重量进行实时检测的传感器，该传感器在线标定过程中参与标定水泥流量的检测计量；同时，还包括生产时对倾斜变频螺旋给料器所供的水泥流量进行检测的计量螺旋，上述标定仓上所装的传感器和计量螺旋所检测信号均传送至控制系统，继而实现自动控制水泥加、减料与缺料报警监控的功能。倾斜变频螺旋给料器的水泥供给采用两级螺旋结构，用变频调速技术进行无级调速以控制变频螺旋给料器的水泥供给量的大小，并且螺旋与水平面成一定的倾角，在出料口处形成一段缓冲区，可有效地防止水泥的自流，以确保水泥流量的稳定性；计量螺旋(秤)采用由恒速电机控制的单支点悬挂式螺旋称重装置，并且计量螺旋的传感器选用拉式传感器，此装置可对瞬时水泥流量进行重量检测，并转换成电信号传给控制系统。所采用的控制系统即电气控制装置，主要由PLC可编程控制器、安装在检测单元和PLC可编程控制器之间的信号放大变送器、变频器及相关的电路电器组成，上述PLC可编程控制器可与稳定土厂拌设备的工业微机即工控机进行双向通信，因而上述控制系统能自动、及时地对反馈信号，按设定的程序进行运算处理，具有计算、控制、显示水泥的累计重量、瞬时流量等功能，保证水泥的流量不超过所设定的偏差值；同时还具有随时采样，设定流量、输出采样、报警显示、统计打印等功能。整个装置安装、拆卸且运输方便，并且相应设置有运输中对电子秤即计量螺旋进行保护的保护结构。综上所述，本发明设计合理、操作简便且标定精度高，能克服目前稳定土厂拌设备水泥标定仅限人工标定，操作困难且标定精度低的缺点。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
附图标记说明：
1-变送器； 2-均料仓； 3-拉力传感器；
4-隔板； 5-起吊钩； 6-标定仓；
7-缓冲板； 8-进料口； 9-通气孔；
10-锥形破拱器； 11-固定支座； 12-缓冲仓；
13-倾斜变频螺旋给料器； 14-驱动电机； 15-变频器；
16-PID控制器； 17-PLC可编程控制器； 18-工控机；
19-计量螺旋； 20-出料口。
具体实施方式
如图1所示，本发明包括倾斜变频螺旋给料器13、固定在倾斜变频螺旋给料器13上部的标定仓6、对标定前后标定仓6内水泥重量的变化值Q1进行测试的检测单元一、对倾斜变频螺旋给料器13出料口20的瞬时水泥流量值进行测试的检测单元二，以及根据实时分析处理得出的标定系数相应对倾斜变频螺旋给料器13的转速进行控制的控制系统。所述控制系统为根据所述瞬时水泥流量值相应推算得出标定前后出料口9的水泥流量累计值Q2，且将Q1和Q2进行比较并相应处理得出标定系数的控制器，所述检测单元一和检测单元二均接所述控制系统。本实施例中，所述控制器为配置有显示装置和相应报警装置，且能和稳定土厂拌设备的工控机18进行相互通信的PLC可编程控制器17，所述工控机18还配置有打印机。所述控制系统通过PID控制器16对倾斜变频螺旋给料器13的转速进行控制，所述PID控制器16接对倾斜变频螺旋给料器13的驱动电机14进行控制的变频器15。
所述检测单元一为安装在标定仓6上部且实时对标定仓6内的水泥重量进行检测的拉力传感器3，所述拉力传感器3接所述控制系统。所述拉力传感器3与所述控制系统之间接有将拉力传感器3所检测信号转换为4-20mA标准电流信号的变送器1。
所述检测单元二为安装在倾斜变频螺旋给料器13上的计量螺旋19，所述计量螺旋19接所述控制系统。所述计量螺旋19与倾斜变频螺旋给料器13之间采用软连接进行连接。本实施例中，所述计量螺旋19单支点悬挂式螺旋称重装置，其使用的传感器为接所述控制系统的拉氏称重传感器，并且所述拉氏称重传感器与所述控制系统之间接有将所述拉氏称重传感器所检测信号转换为4-20mA标准电流信号的变送器1。
本实施例中，所述标定仓6为内部通过一竖向隔板4隔成左右两个上部相连通的均料仓2和缓冲仓12的楔形仓体，所述倾斜变频螺旋给料器13从左至右逐渐向下倾斜且通过螺旋转动带动缓冲仓12内暂存的水泥持续向上移动至均料仓2的给料器。缓冲仓12的体积大于均料仓2的体积且缓冲仓12位于均料仓2右侧，出料口20设置在倾斜变频螺旋给料器13左端部且其与均料仓2相通。所述楔形仓体上部开有进料口8和通气孔9，进料口8开在缓冲仓12上方，缓冲仓12内部底部设置有一锥形破拱器10，进料口8正下方设置有一个对进入缓冲仓12内的水泥进行初步缓冲的缓冲板7。所述锥形破拱器10为一上下部均为锥状的破拱器且固定在隔板4的右侧下方，所述均料仓2和缓冲仓12的体积比为1∶5。同时，所述楔形仓体上部外侧设置有起吊钩5且其侧壁上设置有固定支座11，所述拉力传感器3安装在固定支座11上。
本发明的标定过程是：正式标定前，先将本系统所用的各传感器进行标定，使其工作在线性较好的区段；标定时，在标定仓6内装一定量水泥，并使倾斜变频螺旋给料器13与计量螺旋19两螺旋叶片的间隙充满水泥，然后使设备正常运转一定时间，记下标定前后标定仓6内水泥重量的差值Q1(由所述控制系统，根据拉力传感器3所检测的标定前后标定仓6内的水泥重量数据推算得出)，与计量螺旋19的传感器采集到的水泥累计流量Q2(由所述控制系统，根据计量螺旋19所检测出料口20的瞬时水泥流量数据推算得出)相比较，由控制系统通过内部控制程序自动计算比例系数即标定系数，直至Q1和Q2之间的误差在规定允许的范围内，完成标定过程。
综上所述，本发明在同一套稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统中，同时设置了装有拉力传感器3的缓冲标定仓6和测量倾斜变频螺旋给料器13水泥流量的计量螺旋19两套检测单元。具体是通过标定仓6上的拉力传感器3测量在一定时间内标定仓6内水泥重量的变化量，通过计量螺旋19上的传感器测量水泥实际流量，并且通过控制系统将两者进行比较后，由控制系统计算标定系数，并自动调整位于标定仓6下方的倾斜变频螺旋给料器13的转速，从而达到控制水泥加、减料的目的，最终实现了水泥供给的在线标定与监控。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。
Claims (10)
1.一种稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，其特征在于：包括倾斜变频螺旋给料器(13)、固定在倾斜变频螺旋给料器(13)上部且对供给水泥进行暂存和缓冲以防止水泥直接冲击倾斜变频螺旋给料器(13)的标定仓(6)、对标定前后标定仓(6)内水泥重量的变化值Q1进行测试的检测单元一和对倾斜变频螺旋给料器(13)出料口(20)的瞬时水泥流量值进行测试的检测单元二，以及根据实时分析处理得出的标定系数相应对倾斜变频螺旋给料器(13)的转速进行控制的控制系统；所述控制系统为根据所述瞬时水泥流量值相应推算得出标定前后出料口(20)的水泥流量累计值Q2，且将Q1和Q2进行比较并相应处理得出标定系数的控制器，所述检测单元一和检测单元二均接所述控制系统。
2.按照权利要求1所述的稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，其特征在于：所述控制器为配置有显示装置和相应报警装置，且能和稳定土厂拌设备的工控机(18)进行相互通信的PLC可编程控制器(17)。
3.按照权利要求1或2所述的稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，其特征在于：所述检测单元一为安装在标定仓(6)上部且实时对标定仓(6)内的水泥重量进行检测的拉力传感器(3)，所述拉力传感器(3)接所述控制系统；所述拉力传感器(3)与所述控制系统之间接有将拉力传感器(3)所检测信号转换为4-20mA标准电流信号的变送器(1)。
4.按照权利要求1或2所述的稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，其特征在于：所述检测单元二为安装在倾斜变频螺旋给料器(13)上的计量螺旋(19)，所述计量螺旋(19)接所述控制系统；所述计量螺旋(19)与倾斜变频螺旋给料器(13)之间采用软连接进行连接。
5.按照权利要求4所述的稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，其特征在于：所述控制系统通过PID控制器(16)对倾斜变频螺旋给料器(13)的转速进行控制，所述PID控制器(16)接对倾斜变频螺旋给料器(13)的驱动电机(14)进行控制的变频器(15)。
6.按照权利要求3所述的稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，其特征在于：所述标定仓(6)为内部通过一竖向隔板(4)隔成左右两个上部相连通的均料仓(2)和缓冲仓(12)的楔形仓体，所述倾斜变频螺旋给料器(13)从左至右逐渐向下倾斜且通过螺旋转动带动缓冲仓(12)内暂存的水泥持续向上移动至均料仓(2)的给料器；缓冲仓(12)的体积大于均料仓(2)的体积且缓冲仓(12)位于均料仓(2)右侧，出料口(20)设置在倾斜变频螺旋给料器(13)左端部且其与均料仓(2)相通；所述楔形仓体上部开有进料口(8)和通气孔(9)，进料口(8)开在缓冲仓(12)上方，缓冲仓(12)内部底部设置有一锥形破拱器(10)，进料口(8)正下方设置有一个对进入缓冲仓(12)内的水泥进行初步缓冲的缓冲板(7)。
7.按照权利要求6所述的稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，其特征在于：所述锥形破拱器(10)为一上下部均为锥状的破拱器。
8.按照权利要求6所述的稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，其特征在于：所述均料仓(2)和缓冲仓(12)的体积比为1∶5。
9.按照权利要求6所述的稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，其特征在于：所述楔形仓体上部外侧设置有起吊钩(5)且其侧壁上设置有固定支座(11)，所述拉力传感器(3)安装在固定支座(11)上。
10.按照权利要求4所述的稳定土厂拌设备水泥供给在线标定系统，其特征在于：所述计量螺旋(19)为单支点悬挂式螺旋称重装置。
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