CN102350736A

CN102350736A - 搅拌楼、站嵌入式控制系统

Info

Publication number: CN102350736A
Application number: CN2011102115716A
Authority: CN
Inventors: 刘丛毅; 张帆
Original assignee: Zhengzhou Hydraulic Machinery Co Ltd
Current assignee: Zhengzhou Hydraulic Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-07-27
Filing date: 2011-07-27
Publication date: 2012-02-15

Abstract

本发明公开了一种搅拌楼、站嵌入式控制系统，包括嵌入式工业控制器，嵌入式工业控制器通信接口与显示器、上位计算机、工业以太网交换机通信连接；工业以太网交换机通信接口连接有I/O控制器；I/O控制器信号输入接口通过模拟量输入模块与称重传感器信号输出端连接，通过开关量输入模块和中间继电器与现场开关信号连接；I/O控制器信号输出接口通过开关量输出模块和中间继电器与现场执行元件控制端连接；工业以太网交换机信号输入端与温度检测仪、塌落度检测装置、料位传感器、砂水测定仪的信号输出端连接；工业以太网交换机控制输出端与打印机、大屏幕显示屏的控制输入端连接。本发明优点在于实现配料、卸料、搅拌机出砼的生产自动化。

Description

搅拌楼、站嵌入式控制系统

技术领域

本发明涉及搅拌楼、站控制系统，尤其是涉及搅拌楼、站嵌入式控制系统。

背景技术

水利、能源、交通、建筑等基础设施建设中，需要大量高质量的混凝土，而混凝土的生产离不开混凝土搅拌设备。因此，搅拌楼（站）控制系统的控制精度、可靠性、安全性将直接影响混凝土生产的质量和效率。目前，用于搅拌楼（站）控制系统主要有以下几种方式：1、“配料控制器+PLC+PC机”控制系统，存在的不足是配料控制器完成配料计量具有一定局限性，不具有扣称功能，过冲量控制手段单一，软件和硬件不开放，资源和功能有限，参数设置和数据记录速度慢，可靠性低等。2、“板卡+PC机”控制系统（IPC），存在的不足是硬件方面在抗振、抗冲击、抗潮湿方面较差且维护不便，软件方面没有强实时性的操作系统、确定性控制，易死机等。3、“PLC+PC机”控制系统，存在的不足是开放性差，通讯能力弱，数据存储、数据完整性和管理功能较弱，因PLC对模拟量运算处理有限，使得秤的计量误差较大，不稳定等。

由于搅拌楼（站）的使用环境通常比较恶劣，因此要求控制系统能够在多粉尘、高湿度、震动及干扰的环境下要长期稳定运行，使得上述各控制方式所使用的控制设备经过一段时间运行后会出现电气绝缘下降，设备老化加快，各种故障频繁出现，无法保证批量生产出合格的混凝土产品。且对控制系统的操作维修相关人员专业知识要求较高。

发明内容

本发明目的在于提供一种控制精度稳定可靠、操作维护便捷的搅拌楼、站嵌入式控制系统。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的搅拌楼、站嵌入式控制系统，包括嵌入式工业控制器，所述嵌入式工业控制器通信接口分别与显示器、上位计算机、工业以太网交换机通信连接；所述工业以太网交换机通信接口连接有I/O控制器；所述I/O控制器的信号输入接口分别通过模拟量输入模块与称重传感器信号输出端连接，通过开关量输入模块和中间继电器与现场开关信号连接；I/O控制器的信号输出接口通过开关量输出模块和中间继电器与现场执行元件控制端连接；工业以太网交换机信号输入端分别与温度检测仪、塌落度检测装置、料位传感器、砂水测定仪的信号输出端连接；工业以太网交换机控制输出端分别与打印机、大屏幕显示屏的控制输入端连接。

所述塌落度检测装置由用于检测搅拌机电动机电流信号的电流互感器和电压信号的电压互感器构成，通过采集的搅拌机电动机电流、电压值与试验室数据进行对比得到塌落度值。

所述称重传感器为多个，分别设置在现场的各秤斗位置处；所述现场开关信号分别为安装在各秤斗门、料仓门、搅拌机出料门位置处的限位开关信号；所述执行元件分别为用于控制搅拌机、螺旋输送机、皮带输送机、水泵的接触器，和分别用于控制秤斗门、料仓门、搅拌机出料门的电磁气阀；所述温度检测仪为安装在各骨料仓、粉料仓内的温度传感器，用于检测所述各仓的温度；所述料位传感器安装在所述各骨料仓、粉料仓内，用于检测物料存量；所述砂水测定仪安装在砂料仓出料口位置处。

本发明优点就在于在嵌入式硬件平台的基础上，基于嵌入式专用的操作系统软件平台进行自主开发的专门用于搅拌楼（站）的自动控制系统。通过开关量输出模块控制各仓门、称斗门、搅拌机出料门的电磁阀及螺旋输送机等执行机构，实现配料、卸料、搅拌机出砼的生产自动化。具体体现在以下几方面：

1、软逻辑内核程序运行于后台，保证实时采集和控制以及配料的精确。

2、采用16位高精度模拟量输入模块，保证了控制系统采集的分度数值精度，确保配料的精确。

3、采用WindowsCE.5.0操作系统，友好的界面，人性化的人机互动平台，方便现场生产人员操作，如配方选择、配料顺序、卸料顺序、搅拌时间、超称扣除、启动、停止以及历史生产数据记录和查询。

4、解决了现有的PC或PC+PLC架构所带来的系统不稳定，实现了PAC的单一平台多功能的特点。

5、嵌入式操作系统大大提高了系统稳定性，不会因反复断电及病毒造成系统崩溃。

6、集中控制、接线简单，改变了现有板卡接线复杂，维护比较麻烦的不足。

7、架构稳定，应用合理。

本发明控制控制系统，不仅继承了原工业计算机控制技术的优点，同时还可以克服其所存在的不足。采用的技术先进成熟，结构紧凑，高性能、低功耗CPU，无风扇、无硬盘设计，可以做到标准化、模块化、避免由于人为的误操作带来不必要的麻烦，具有性能更加方便灵活、稳定可靠，速度快、功能更加强大、更加人性化、自动化配料精度高、调零、校秤快速准确、质量管理现代化、操作维护方便等特点，并具有密封的机壳设计，防尘，防振，特别适合于在苛刻、震动、恶劣的工业环境中工作，为用户提供优质的混凝土产品。

附图说明

图1是本发明所述的控制系统结构示意图。

图2是本发明所述的控制系统软件流程图。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明所述的搅拌楼、站嵌入式控制系统，包括嵌入式工业控制器（PAC：研华UNO-2170KW，1.6GHz，带512KB二级缓存处理器；内存：512M，另提供一个200pin DDR内存扩充槽；支持宽范围DC/AC电源输入，双网口，4COM，5USB 2.0，CF卡，PC/104+扩展接口）；所述嵌入式工业控制器通信接口分别与显示器、上位计算机、工业以太网交换机（EKI-2525；5个10/100Mbps以太网端口；8槽分布式机架：ADAM-5000/TCP；CPU：RISC；内存：4M）通信连接；所述工业以太网交换机通信接口连接有I/O控制器（ADAM-5055S； 8路输入；8路输出；电隔离：2500VDC。）；所述I/O控制器的信号输入接口分别通过模拟量输入模块（ADAM-5017P；分辨率：16bit；电隔离：3000VDC）与称重传感器信号输出端连接，通过开关量输入模块（ADAM-5056S；16路输出；电隔离：2500VDC）和中间继电器与现场开关信号连接；I/O控制器的信号输出接口通过开关量输入模块（ADAM-5056S；16路输出；电隔离：2500VDC）和中间继电器与现场执行元件控制端连接；工业以太网交换机信号输入端分别与温度检测仪、塌落度检测装置、料位传感器、砂水测定仪的信号输出端连接；工业以太网交换机控制输出端分别与打印机、大屏幕显示屏的控制输入端连接。

Claims

1.一种搅拌楼、站嵌入式控制系统，其特征在于：包括嵌入式工业控制器，所述嵌入式工业控制器通信接口分别与显示器、上位计算机、工业以太网交换机通信连接；所述工业以太网交换机通信接口连接有I/O控制器；所述I/O控制器的信号输入接口分别通过模拟量输入模块与称重传感器信号输出端连接，通过开关量输入模块和中间继电器与现场开关信号连接；I/O控制器的信号输出接口通过开关量输出模块和中间继电器与现场执行元件控制端连接；工业以太网交换机信号输入端分别与温度检测仪、塌落度检测装置、料位传感器、砂水测定仪的信号输出端连接；工业以太网交换机控制输出端分别与打印机、大屏幕显示屏的控制输入端连接。

2.根据权利要求1所述的搅拌楼、站嵌入式控制系统，其特征在于：所述塌落度检测装置由用于检测搅拌机电动机电流信号的电流互感器和电压信号的电压互感器构成，通过采集的搅拌机电动机电流、电压值与试验室数据进行对比得到塌落度值。

3.根据权利要求1或2所述的搅拌楼、站嵌入式控制系统，其特征在于：所述称重传感器为多个，分别设置在现场的各秤斗位置处；所述现场开关信号分别为安装在各秤斗门、料仓门、搅拌机出料门位置处的限位开关信号；所述执行元件分别为用于控制搅拌机、螺旋输送机、皮带输送机、水泵的接触器，和分别用于控制秤斗门、料仓门、搅拌机出料门的电磁气阀；所述温度检测仪为安装在各骨料仓、粉料仓内的温度传感器，用于检测所述各仓的温度；所述料位传感器安装在所述各骨料仓、粉料仓内，用于检测物料存量；所述砂水测定仪安装在砂料仓出料口位置处。