CN102411360A

CN102411360A - 基于无线通信的移动式配料自动化系统

Info

Publication number: CN102411360A
Application number: CN2011103754685A
Authority: CN
Inventors: 朱建鸿; 高美凤; 姚健; 于力革; 王福会; 苏雄
Original assignee: Jiangnan University
Current assignee: Jiangnan University
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2012-04-11

Abstract

本发明提供了一种基于无线通信的移动式配料自动化系统，包括控制部分和运行部分；所述控制部分包括：设置在控制室的工控机、主控电柜和设置在配料车上的车载控制电柜；所述运行部分包括：行走在料仓下方轨道的配料车、安装于料仓下部出口的给料机；所述主控电柜中包括相互连接的加料信号控制模块组和驱动给料机的第一变频器，所述车载控制电柜中包括行走及称重控制器、控制配料车行走电机的第二变频器；在料仓下方及排料口上方安装定位组件，与配料车上的定位组件配合完成配料车的定位；控制室通信模块和车载通信模块无线通信。本发明的优点是：采用无线通信技术，使配料车在行走过程中自动找位，自动控制加料和排料的过程，达到无人参与的目的。

Description

基于无线通信的移动式配料自动化系统

技术领域

本发明涉及一种电控自动化系统，尤其是一种基于无线通信的移动式配料自动化系统。

背景技术

在冶金行业、汽车行业等制造业的生产过程中，产品的配方和称重对其质量起着决定性的作用。在其配方中一般包含多种材料，且材料的特性差别很大，特别是有的黏附、有的飞扬，有纤维状的、有颗粒状的，手工配料工人劳动强度大，生产效率低，产量满足不了市场需求。分析其原因，不严格按科学配方生产和人为的因素是制约生产发展的关键因素之一。因此配料要求准确，去除人为干扰因素，以保证后续加工产品的品质。以往都是通过人工来操作，操作人员在称重取料过程中具有很大的随意性和不确定性，而且原料的放置没有标准化，操作人员容易拿错或者重复再拿，称重也容易产生误差，最终影响产品的质量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种准确度高、灵活性好的基于无线通信的移动式配料自动化系统，解决现有技术中的劳动强度大、配料不准确、容易产生误差等技术问题。

按照本发明提供的技术方案，所述基于无线通信的移动式配料自动化系统，包括控制部分和运行部分；所述控制部分包括：设置在控制室的工控机、主控电柜和设置在配料车上的车载控制电柜，工控机与主控电柜相连；所述运行部分包括：行走在料仓下方轨道的配料车、安装于料仓下部出口的给料机；所述主控电柜中包括相互连接的加料信号控制模块组和驱动给料机的第一变频器，所述车载控制电柜中包括行走及称重控制器、控制配料车行走电机的第二变频器；在料仓下方及排料口上方安装定位组件，与配料车上的定位组件配合完成配料车的定位；所述主控电柜中包括控制室通信模块，所述车载控制电柜中包括车载通信模块，所述控制室通信模块和车载通信模块进行无线通信；主控电柜经控制室通信模块发出车辆行走命令，配料车按工控机发出的寻找料仓位置指令自动找位，然后主控电柜控制给料机加料，当加料任务完成后配料车运行到指定排料口排料。

所述车载控制电柜通过车载通信模块发送重量信号，所述工控机通过控制室通信模块发送控制信号。所述工控机动态实时显示配料车的位置和配料重量，当所述配料车的位置或配料重量超过最大允许误差时发出报警。

所述定位组件采用光电开关组成，光电开关的发射部分安装在各个料仓下方，以及排料口上方，光电开关的接收部分安装在配料车上。

所述行走及称重控制器包括：微处理器和与微处理器相连的输入信号处理单元、输出信号处理单元，所述输入信号处理单元接收的信号包括：车辆位置信号、重量信号、行车信号、加料量信号、按键信号；所述输出信号处理单元输出的信号包括：电机驱动信号、开关排料口信号、显示屏信号、升降防尘机构信号。

本发明的优点是：采用无线通信技术，使配料车在行走过程中自动找位，自动控制加料和排料的过程，避免了配料车用有线传输方式带来的诸多弊端。所有的配料动作与步骤都事先经过编程，按照程序自动控制，达到无人参与的目的，从而提高生产效率和配料准确率，降低成本。它的准确度高，灵活性好。该系统还可记录、打印各次配料结果，并统计、打印日报表、月报表。

附图说明

图1为本系统的工作状态示意图。

图2为本发明的电路结构图。

图3为车载控制电柜模块图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本发明是以工控机作为控制核心发出配料指令，通过无线通信方式传递给配料车，指挥配料车在轨道上行走，依次到指定位置接收物料，实时称重，并到规定位置排料，实现移动配料。配料车在运行过程中始终与工控机保持无线通信状态，将位置信号、重量信号、工作状态信号等实时发送到工控机，便于工控机了解配料车的情况，调整控制策略和工作节奏，从而保证生产的正常进行。具体方案如下。

如图1所示，本自动化配料系统位于厂房的配料层。在控制室内设置工控机1、控制室通信模块2和主控制电柜3。工控机1与主控制电柜3相连，一是经控制室通信模块2发出车辆行走命令，二是控制给料机5加料。配料车8在轨道9上行走，按工控机1发出的寻找料仓4位置指令自动找位，然后控制给料机5加料，当加料任务完成后自动运行到指定排料口10排料。所述工控机1包含工控机、显示器、鼠标、键盘和不间断电源。主控电柜3中安装无线通信模块，采用无线组网技术，将信息在控制室通信模块2与车载通信模块6之间传递，实现了上下位机的重量信号和控制信号的无线传输，避免了移动配料用有线传输方式带来的诸多弊端。

如图1、2所示，本自动化配料系统包括控制部分和运行部分，其特征是，所述控制部分包括：设置在控制室的工控机1、主控电柜3和设置在配料车8上的车载控制电柜7，工控机1与主控电柜3相连；所述运行部分包括：行走在料仓4下方轨道9的配料车8、安装于料仓4下部出口的给料机5；所述主控电柜3中包括相互连接的加料信号控制模块组和驱动给料机的第一变频器，所述车载控制电柜7中包括行走及称重控制器、控制配料车8行走电机的第二变频器；在料仓4下方及排料口10上方安装定位组件，与配料车8上的定位组件11配合完成配料车8的定位。所述主控电柜3中包括控制室通信模块2，所述车载控制电柜7中包括车载通信模块6；所述行走及称重控制器连接车载通信模块6、第二变频器，配料车8上的称料斗内设置重量传感器，所述重量传感器通过重量变送器连接所述行走及称重控制器。

控制室通信模块2和车载通信模块6进行无线通信；主控电柜3经控制室通信模块2发出车辆行走命令，配料车8按工控机1发出的寻找料仓4位置指令自动找位，然后主控电柜3控制给料机5加料，当加料任务完成后配料车8运行到指定排料口10排料。

按工艺要求工控机1经控制室通信模块2依次发出寻找料仓4的指令，配料车8在轨道9上行走，自动寻找料仓4下方的定位组件11，并发出找到料仓4的信息，经无线通信方式传送给工控机1，然后发出加料指令，经加料信号控制模块组，通过给料机5由不同给料点向称量容器加入物料进行自动配料，从而完成整个配料过程。最后，配料车8按工控机1的指令自动寻找排料口10，到达后完成排料任务。

配料车8在轨道9上可自动往返移动，由无线通信信号控制。本系统可根据配方要求控制移动配料车8自动在料仓4下完成多种物料的计量配料，配料完成后到指定排料口10自动卸料，同时工控机1具有动态实时显示工况的功能，如：显示配料车的位置和配料重量等，有超差和故障报警，并有完备的数据管理功能。定位组件11采用光电开关组成，光电开关的发射部分安装在各个料仓4下方，以及排料口10上方，光电开关的接收部分安装在配料车8上。当配料车8经过某个料仓4时读取相应数据，与系统设置值比对，符合者为目标料仓，立即发出停车指令，不符合者则不停车。

车载控制电柜接收工控机1通过无线通信方式发出的信号，同时也接收定位组件11的信号。根据称重传感器信号不断调整控制策略，达到精确加料的目的。当加料完毕找到排料口时，启动排料阀门排料。配料车上设有防尘机构，通过控制指令升或降，达到减少扬尘、保护环境的目的。车载控制电柜上设有键盘和显示单元，用于设置参数、调试系统和监视生产。如图3所示，所述行走及称重控制器包括：微处理器和与微处理器相连的输入信号处理单元、输出信号处理单元，所述输入信号处理单元接收的信号包括：车辆位置信号、重量信号、行车信号、加料量信号、按键信号；所述输出信号处理单元输出的信号包括：电机驱动信号、开关排料口信号、显示屏信号、升降防尘机构信号。

本发明通过借助工控机系统、配料车及控制软件来实现操作的自动化以节省人工，避免了人为因素所造成的产品品质不良，大大提高了操作的准确度，灵活性，并减小了误差。系统还可记录打印各次配料结果，打印日报表、月报表，工控机最多可存储100个配方。

Claims

1.基于无线通信的移动式配料自动化系统，包括控制部分和运行部分，其特征是，所述控制部分包括：设置在控制室的工控机（1）、主控电柜（3）和设置在配料车（8）上的车载控制电柜（7），工控机（1）与主控电柜（3）相连；所述运行部分包括：行走在料仓（4）下方轨道（9）的配料车（8）、安装于料仓（4）下部出口的给料机（5）；所述主控电柜（3）中包括相互连接的加料信号控制模块组和驱动给料机的第一变频器，所述车载控制电柜（7）中包括行走及称重控制器、控制配料车（8）行走电机的第二变频器；在料仓（4）下方及排料口（10）上方安装定位组件，与配料车（8）上的定位组件（11）配合完成配料车（8）的定位；所述主控电柜（3）中包括控制室通信模块（2），所述车载控制电柜（7）中包括车载通信模块（6）；所述行走及称重控制器连接车载通信模块（6）、第二变频器，配料车（8）上的称料斗内设置重量传感器，所述重量传感器通过重量变送器连接所述行走及称重控制器；所述控制室通信模块（2）和车载通信模块（6）进行无线通信；主控电柜（3）经控制室通信模块（2）发出车辆行走命令，配料车（8）按工控机（1）发出的寻找料仓（4）位置指令自动找位，然后主控电柜（3）控制给料机（5）加料，当加料任务完成后配料车（8）运行到指定排料口（10）排料。

2.如权利要求1所述基于无线通信的移动式配料自动化系统，其特征是，所述车载控制电柜（7）通过车载通信模块（6）发送重量信号，所述工控机（1）通过控制室通信模块（2）发送控制信号。

3.如权利要求1所述基于无线通信的移动式配料自动化系统，其特征是，所述工控机（1）动态实时显示配料车（8）的位置和配料重量，当所述配料车（8）的位置或配料重量超过最大允许误差时发出报警。

4.如权利要求1所述基于无线通信的移动式配料自动化系统，其特征是，所述定位组件采用光电开关组成，光电开关的发射部分安装在各个料仓（4）下方，以及排料口（10）上方，光电开关的接收部分安装在配料车（8）上。

5.如权利要求1所述基于无线通信的移动式配料自动化系统，其特征是，所述行走及称重控制器包括：微处理器和与微处理器相连的输入信号处理单元、输出信号处理单元，所述输入信号处理单元接收的信号包括：车辆位置信号、重量信号、行车信号、加料量信号、按键信号；所述输出信号处理单元输出的信号包括：电机驱动信号、开关排料口信号、显示屏信号、升降防尘机构信号。