发明内容
鉴于上述技术问题,本发明的目的为提供一种卸料门开度定位控制装置,该定位控制装置通过计数传感器的信号变化次数控制卸料门开度,易于调整控制精度,且控制系统简单。本发明的另一目的是提供一种具有上述定位控制装置的搅拌站成品卸料系统。
为达到本发明的第一目的,本发明提供一种搅拌站卸料门开度定位控制装置,具有与卸料门固定连接并带动所述卸料门转动的转动件、驱动所述转动件转动的驱动装置,其特征在于,还具有:
感应物装置,包括与转动件同轴并固定连接的感应物载体以及感应物,所述感应物沿所述感应物载体的周向等距分布;
计数传感器,相对于搅拌站主机固定设置,所述感应物载体随所述转动件转动时,所述计数传感器依序感应所述感应物;
控制器,接收计数传感器的信号、预存计数传感器信号接收和中断的信号变化次数与卸料门开度之间的对应关系、获取当前信号变化次数;并根据当前信号变化次数以及设定的卸料门目标开度控制所述驱动装置驱动所述转动件转动。
优选地,所述控制器将卸料门处于最小开度时计数传感器的信号变化次数预存为固有最小值,卸料门处于最大开度时计数传感器的信号变化次数预存为固有最大值;控制器接收到的信号变化次数大于固有最大值或小于固有最小值时,控制器输出停止所述转动件转动的信号。
优选地,所述控制器内预设有小于所述固有最大值的设定最大值和大于所述固有最小值的设定最小值,所述计数传感器的当前信号变化次数大于设定最大值或小于设定最小值时,所述控制器输出停止所述转动件转动的信号。
优选地,所述控制器记录相邻两次信号变化之间的间隔时间,并获取最近一次信号变化之前至少三次间隔时间内的最长间隔时间;自最近一次信号变化开始,超过最长间隔时间后,控制器未接收到信号变化时,控制器输出卸料门被卡的报警信号。
优选地,还包括极限位置传感器,所述感应物载体上设有与所述极限位置传感器对应的全关位置感应物和全开位置感应物,所述控制器根据所述极限位置传感器的信号变化和所述转动件的转动方向确定该信号为全关信号或全开信号;
初始化时,接收到全关信号,所述控制器将所述计数传感器的信号变化次数存储为固有最小值;接收到全开信号,所述控制器将所述计数传感器的信号变化次数存储为固有最大值。
优选地,所述计数传感器的当前信号变化次数小于固有最大值和设定最大值、且所述控制器接收到全开信号时,所述控制器将所述计数传感器的当前信号变化次数更改为固有最大值,并输出停止所述转动件转动的信号;
所述计数传感器的当前变化次数大于固有最小值和设定最小值、且所述控制器接收到全关信号时,所述控制器将所述计数传感器的当前信号变化次数更改为固有最小值,并输出停止所述转动件转动的信号。
该发明提供的卸料门开度定位控制装置通过感应物的次数变化计算控制卸料门开度,控制程序的设定较为简单,便于操控;控制的精度与感应物的分布有关,卸料门最大开度不变的情况下,感应物的数目越多,信号变化次数越多,调控的精度越高,需要调整精度时,调整感应物的分布并增加感应物的数目即可,由于感应物的位置调整及安装均较为便利,故该控制装置易于调整卸料门开度的控制精度。此外,按照需要设定卸料门的目标开度时,控制装置根据对应的信号变化次数即可实现卸料门停止于目标开度处,则控制更为灵活。
在进一步的技术方案中,设置了极限位置传感器和与之对应的全关位置感应物和全开位置感应物。接收极限位置传感器的全关信号时,控制器可以将计数传感器的信号变化次数设定为固有最小值;接收全开信号时,控制器可以将计数传感器的信号变化次数设定为固有最大值。则设置极限位置传感器、全开位置感应物和全关位置感应物后,控制器可以更为精确和方便地判断卸料门的全开和全关位置,并存储固有最大值和固有最小值。此外,极限位置传感器可以感应极限位置,控制器受到极限位置感应信号后,可以停止转动件的转动,为设备提供电气安全保护,还可以修正存储的固有最大值和固有最小值。
为达到本发明的另一目的,本发明还提供一种搅拌站成品卸料系统,包括卸料门和控制所述卸料门开度的定位控制装置,所述定位控制装置为上述任一项所述的卸料门开度定位控制装置。由于上述卸料门开度定位控制装置具有上述技术效果,该搅拌站成品卸料系统也具有相同的技术效果。
具体实施方式
本发明的核心为提供一种卸料门定位控制装置,该定位控制装置通过计数传感器的信号变化次数控制卸料门开度,易于调整控制精度,且控制系统简单。本发明的另一核心是提供一种具有上述卸料门开度定位控制装置的搅拌站成品卸料系统。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。下述内容主要结合搅拌站成品卸料系统中的卸料门开度定位控制装置进行描述,当然,卸料门定位控制装置除了用于搅拌站成品卸料系统中外,对于其他工程机械中具有控制流质流通量功能的门体,均可以运用该卸料门开度定位控制装置进行控制。
请参考图1和图2,图1为本发明所提供卸料门开度定位装置的结构示意图,该图主要示出感应物盘和转动件部分;图2为本发明所提供卸料门开度定位控制装置的工作原理示意图。
该具体实施方式中的卸料门开度定位控制装置,用于搅拌站系统,转动件20和卸料门固定连接,且转动件20与搅拌站主机铰接,即转动件20可以相对于搅拌站主机转动,卸料的开口设于搅拌站主机上,转动件20转动时,卸料门随转动件20同步转动,从而控制卸料开口的大小,即转动件20的转动可以控制卸料门的开度。转动件20的转动由驱动装置驱动,控制器100控制驱动装置的动力输出,从而控制转动件20正转或反转,继而控制卸料门开或关。具体控制原理如下:控制器100控制电控换向阀工作位置的切换,从而切换驱动转动件20转动的油路,油路驱动驱动装置200带动转动件20正传或反转,图2中绕所示感应物盘40的箭头方向表示正转或反转。本文中,正转和反转仅表示两种不同的转动方向,为便于描述,下文描述正转时,卸料门开度增加;反转时,卸料门开度减小;无液压油通过电控换向阀时,转动件20停止转动,卸料门定位于当前开度处。
与现有技术不同的是,该开度定位控制装置设置了感应物装置,包括计数传感器30和与其对应的感应物401,且感应物401均布于感应物盘40上。如图1所示,感应物401等距分布于感应物盘40上,且沿感应物盘40周向分布,此处所述的周向的圆心轴线与转动件20的轴线重合。图中所示的感应物401沿感应物盘40的周向分布,且呈半圆形分布(由于卸料门开度通常于180度内变化,故感应物401也相应地呈半圆形分布),感应物盘40和转动件20同轴且同步转动,即感应物盘40的转动角速度和转动件20保持一致。计数传感器30相对于搅拌站主机固定设置,比如,计数传感器30可以固定于主机卸料壁或传感器安装支架上,则感应物盘40和转动件20相对计数传感器30转动。图1中所示的感应物盘40为铁盘,其周向间隔设有等距分布的通孔,计数传感器30可以感应两通孔之间的铁片,当然,可以根据选定的计数传感器30的性质不同,选用相应的感应物。
转动件20转动时,感应物盘40随之转动,由于感应物401呈弧形分布,且感应物盘40轴线贯穿弧形弧心,则计数传感器30可以依序感应感应物401。在转动过程中,感应物401转动至计数传感器30处时,计数传感器30将感应信号发送至控制器100,计数传感器30处于相邻两感应物401之间时,感应信号中断,由于感应物401等距分布,则控制器100接收的感应信号为间断性的感应信号,且间断时间相等(当感应物401的间隔和感应物401的宽度相等时,发出感应信号至信号中断为一次信号变化,信号中断至发出感应信号也为一次信号变化,信号变化的间隔时间相等;当然感应物401的间隔和其宽度不等时,也可以将发出感应信号至信号中断再至发出感应信号为一次信号变化)。感应物401置于感应物盘40上,则计数传感器30的信号变化次数可以反应出感应物盘40的转动角度,由于感应物401与转动件20同轴转动,则同时可以反应出转动件20的转动角度。转动件20的转动角度决定了卸料门的开度大小,则卸料门开度与信号变化次数之间存在对应关系,控制器100可以根据计数传感器30的当前信号变化次数获取卸料门的当前开度,再根据所需的开度控制卸料门继续转动、换方向转动或停止转动。信号变化次数的获得可以按照如下程序进行:控制器100记录信号变化次数,转动件20正转时,信号每变化一次,将信号变化次数加1,转动件20反转时,将信号变化次数减1。
具体的控制方式可以参照图3,图3为发明所提供卸料门开度定位控制装置的第一种控制流程图。包括下述步骤:
S21)读取存储的计数传感器的当前信号变化次数,按照所需的卸料门开度设定目标信号变化次数;
即控制器100内存储上一次操作结束后计数传感器30的最终信号变化次数,为当前操作的当前信号变化次数。或控制器100开始工作时,使其处于全关或全开状态,相应地,当前信号变化次数显示为固有最小值(通常为零)或为固有最大值。另外,在与控制器100相连的上位机上进行目标信号变化次数的设定,由于,信号变化次数与卸料门目标开度之间具有对应关系,可以按照目标开度直接输入目标信号变化次数,或直接输入所需的卸料门开度,系统可以换算出对应的目标信号变化次数。信号变化次数与卸料门开度之间的对应关系可以通过下述方式获得:当卸料门处于全关状态时,控制器100可以将记录的计数传感器30的信号变化次数设定为固有最小值,卸料门处于全开状态时,控制器100可以将记录的计数传感器30的信号变化次数设定为固有最大值;根据固有最小值和固有最大值,可以建立卸料门开度与信号变化次数的对应关系,固有最小值和固有最大值可以存储于控制器100的存储单元内;当然,也可以通过检测若干信号变化次数和对应开度变化获取信号变化次数和卸料门开度之间的对应关系。
S22)判断当前信号变化次数与目标信号变化次数的关系;
当前信号变化次数小于目标信号次数,进入步骤S221);当前信号变化次数大于目标信号次数,进入步骤S222);当前信号变化次数等于目标信号次数,进入步骤S223);
S221)输出转动件20正转的信号,打开卸料门,并进入步骤S2211);
当前信号变化次数小于目标信号变化次数时,说明开度小于目标开度,转动件20应正转,以增大卸料门开度。
S2211)检测到计数传感器30的信号变化;
S2212)当前信号变化次数加1,并返回步骤S22);
S222)输出转动件20反转的信号,关小卸料门,并进入步骤S2221);
当前信号变化次数大于目标信号变化次数时,说明开度大于目标开度,转动件20应反转,以减小卸料门开度。
S2221)检测到计数传感器30的信号变化;
S2222)当前信号变化次数减1,并返回步骤S22);
S223)输出停止转动件20转动的信号。
即当前信号变化次数等于目标信号变化次数时,达到目标开度,停止转动件20的转动,保持当前开度即可。
由上述内容可知,该发明提供的卸料门开度定位控制装置通过感应物401的次数变化计算控制卸料门开度,控制程序的设定较为简单,便于操控;控制的精度与感应物401的分布有关,卸料门最大开度不变的情况下,感应物401的数目越多,信号变化次数越多,调控的精度越高,需要调整精度时,调整感应物401的分布并增加感应物401的数目即可,由于感应物401的位置调整及安装均较为便利,故该控制装置易于调整卸料门开度的控制精度。此外,该控制装置可以灵活设定卸料门的目标开度。
需要说明的是,上述实施例中感应物401均布于独立于转动件20设置的感应物盘40上,实际上,感应物401也可以直接置于转动件20上,基于转动件20的尺寸,优选地设置感应物盘40,以便按照精度需求设置一定数目的感应物401。此外,图中所示的感应物盘40为圆形盘,由于本方案的感应物401为半圆形分布,该感应物盘40可以是半圆形盘,当然,也可以使用其他感应物载体安装感应物401,只需保证感应物401呈弧形且等距分布即可。
进一步地,还包括极限位置传感器50,即极限位置传感器50也置于固定件上。此外,感应物401载体上设有与极限位置传感器50对应的全关位置感应物402和全开位置感应物403,当卸料门开度为全开时,于极限位置传感器50对应的感应物盘40位置设置全开位置感应物403,全关时,于极限位置传感器50对应的感应物盘40位置设置全关位置感应物402,极限位置传感器50将感应的信号发送至控制器100。由于仅设置了一个极限位置传感器50,感应全开位置感应物403和全关位置感应物402的信号相同,因此,工作时,控制器100判断极限位置时需结合转动件20的转动方向。控制器100接收到极限位置传感器50的信号,且处于正转时,则卸料门处于全开状态(极限位置传感器50感应全开位置感应物403);接收到极限位置传感器50的信号,且处于反转时,卸料门处于全关状态(极限位置传感器50感应全关位置感应物402)。则控制器100可以根据极限位置传感器50的信号变化和转动件20的转动方向确定该信号为全关信号或全开信号。
当然,也可以设置两个极限位置传感器和一个对应的感应物,即一个全开位置传感器501、一个全关位置传感器502和一个极限位置感应物404。请参考图4理解,图4为本发明所提供卸料门开度定位控制装置第二种具体实施方式的结构示意图。则控制器100接收到全开位置传感器501或全关位置传感器502的信号后,即接收到全开或全关信号,该实施方式中的控制器100无需结合转动件的转动方向即可判断为全关或全开信号。
接收全关信号时,控制器100可以将计数传感器30的信号变化次数设定为固有最小值;接收全开信号时,控制器100可以将计数传感器30的信号变化次数设定为固有最大值。则设置极限位置传感器50、全开位置感应物403和全关位置感应物402后,控制器100可以更为精确和方便地判断卸料门的全开和全关位置,并存储固有最大值和固有最小值,从而易于建立卸料门开度与信号变化次数之间的对应关系。
固有最小值(一般设置为0)和固有最大值由感应物401分布特性以及卸料门全开开度有关,即感应物401布置后,固有最小值和固有最大值之间的差值是固定不变的,即感应物401布置后,根据具体的动作(转动或直线运动),计数传感器30的信号变化次数和卸料门开度之间的对应关系是固有的。固有最小值和固有最大值除了可以反应信号变化次数和卸料门开度之间的对应关系外,还可以起到电气安全保护作用。正常工作状态下,当前信号变化次数和目标值均应处于固有最小值和固有最大值之间,因此,在上述步骤中,计算出当前信号变化次数后,可以该数值与固有最大值和固有最小值进行比较。当计数传感器30的当前信号变化次数大于固有最大值或小于固有最小值时,系统出现了故障,控制器100可以停止转动件20的转动,同时也可以发出报警信号,以便操作人员进行检修。当然,设置极限位置传感器50后,也可以不通过固有最大值和固有最小值的判断作电气保护,可以直接判断是否收到极限位置传感器50的信号,收到信号时,则转动件20已转动至卸料门开度最大或最小位置,可以停止转动件20的转动。
请参考图5,图5为发明所提供卸料门开度定位控制装置的第二种控制流程图。包括下述步骤:
S31)预存信号变化次数的固有最大值、固有最小值以及当前信号变化次数、设定信号变化次数的设定最大值、设定最小值。
设定最大值由操作人员根据设备现场工作需要设定,大于设定最大值时,停止转动件20的转动,可将卸料门开度限定于设定的最大开度处,满足实际需要,避免卸料门全开。此外,各数值应满足下述关系式:固有最小值<设定最小值<目标信号变化次数,当前信号变化次数<设定最大值<固有最大值,当前信号变化次数大于设定最大值时,说明系统也出现了故障,停止转动件20转动便于检修。
S32)读取存储的计数传感器的当前信号变化次数,按照所需的卸料门开度设定目标信号变化次数;
S33)判断当前信号变化次数与目标变化次数的关系;
当前信号变化次数小于目标信号次数,进入步骤S331);当前信号变化次数大于目标信号次数,进入步骤S332);当前信号变化次数等于目标信号次数,进入步骤S333);
S331)输出转动件20正转的信号,打开卸料门,并进入步骤S3311);
S3311)检测到计数传感器30的信号变化;
S3312)当前信号变化次数加1,并进入步骤S3431);
S3313)判断当前信号变化次数是否小于设定最大值和固有最大值,是,则进入步骤S3314),否,则进入步骤S333);
当前信号变化次数大于设定最大值和固有最大值时,系统出现故障,进入步骤S333)进行处理。
S3314)判断是否接收到极限传感器的信号,是,则进入步骤S3315),否,则返回步骤S33);
S3315)将当前信号变化次数更改为固有最大值,进入步骤S333);
当预存的固有最大值存在错误、目标信号变化次数和设定最大值存在设定错误,或当前信号变化次数的计算产生错误时,转动件20持续转动至全开位置处,系统未接收到停止转动件20转动的信号,可能造成设备的损坏,此处增加极限位置传感器50信号的判断,显然可以为系统提供进一步的保障,即位于极限位置处时,停止转动件20的转动,并将计数传感器30的信号变化次数更改为固有最大值,使其回复至正确状态,从而对预先存储的固有最大值起到修正的作用。
S332)输出转动件20反转的信号,关小卸料门,并进入步骤S3321);
S3321)检测到计数传感器30的信号变化;
S3322)当前信号变化次数减1,并返回步骤S23);
S3323)判断当前信号变化次数是否大于设定最小值和固有最小值,是,则进入步骤S3324),否,则进入步骤S333);
当前信号变化次数小于设定最小值和固有最小值时,系统出现故障,进入步骤S333)进行处理。
S3324)判断是否接收到极限传感器的信号,是,则进入步骤S3325),否,则返回步骤33);
S3325)将当前信号变化次数更改为固有最小值,进入步骤S333);
该步骤与步骤S3325)原理一致,即进一步保障系统安全并对存储值进行修正。
S333)输出停止转动件20转动的信号。
通过该控制方式可以看出,相对于现有技术中依靠不同的传感器信号确定开度,该控制装置可以通过多个感应物401信号变化计算卸料门的开度,从而能够按照实际所需实时地设定卸料门开度范围(由设定最大值和设定最小值确定,该范围处于最大开度和最小开度之间),控制更为灵活。当然,在不设置极限传感器50的情况下,也可以设定设定最小值和设定最大值,当前信号变化次数大于设定最大值或小于设定最小值时,停止转动件20转动,以控制卸料门的开度范围和便于检修。
另外,针对上述各实施例,控制器100还可以记录相邻两次信号变化之间的间隔时间,并获取最近一次信号变化之前至少三次间隔时间内的最长间隔时间,比如,获取最近一次信号变化之前10次间隔时间内的最长间隔时间。自最近一次信号变化开始,超过该最长间隔时间后,控制器100仍未接收到信号变化时,表明卸料门无法正常转动,此时,控制器100可以输出卸料门被卡的报警信号,便于操作人员及时检修。此处,最长间隔时间为至少三次信号变化间隔时间内的最长间隔时间,可以避免误判断。
除了上述卸料门开度定位控制装置,本发明还提供一种搅拌站成品卸料系统,包括卸料门和控制卸料门开度的定位控制装置,定位控制装置为上述任一实施例所述的卸料门开度定位控制装置。由于上述开度定位控制装置具有上述技术效果,具有该开度定位控制装置的搅拌站成品卸料系统也具有相同的技术效果,在此不赘述。
以上对发明所提供的一种卸料门开度定位控制装置及搅拌站成品卸料系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型原理的前提下,还可以对本实用新型进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。