CN104227848B - 一种胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统 - Google Patents

一种胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统，包括控制室、现场检测与执行系统、现场监视系统和GPRS远程无线通讯系统，通过RS-485接口，采用Modbus现场总线技术，用以实现对胶凝砂砾石拌和设备的网络化的现场检测和现场控制与执行。与现有的技术相比，本发明的有益效果是：采用了“多通道网络智能仪表”，一块仪表可满足本系统的数据检测，实现了全数字式网络化，设备少，线路少，信号传递可靠，精度高，智能化；采用了自行开发的配料控制器BCS7，每个配料控制器设计有输入I16点和输出Q16点，可现场编程，通用性强；实现了网络化检测和控制；采用了GPRS远程无线传输技术，可实现远程监视与控制。

Description

一种胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统
技术领域
本发明涉及一种建筑工程机械控制系统领域，特别涉及一种胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统。
背景技术
随着国民经济的发展，建筑工程也相应的发展。其中，水利、电力也随着发展，则水库的建设也要配套跟上，对水库的拦河大坝提出了新的要求。传统的坝心一股采用砂砾石简单拌和，质量达不到工程要求。当前新技术采用胶凝砂砾石拌和设备，使拦河大坝的质量显著提高。但是，其控制系统，还是采用传统的模拟信号传递，其误差大，且传输线路多，而长，易受干扰。其改进措施是采用网络智能控制系统。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统，实现方便可靠的对胶凝砂砾石拌和设备实时测量、监控。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统，包括控制室、现场检测与执行系统、现场监视系统和GPRS远程无线通讯系统，通过RS-485接口，采用Modbus现场总线技术，对胶凝砂砾石拌和设备进行网络化的现场检测和现场控制与执行；所述的控制室包括显示器、控制机、配料控制器，显示器安装在控制机上，控制机、配料控制器分别与带有现场总线功能的网络接口连接；所述的现场检测与执行系统包括传感器和流量计、多通道网络智能仪表、变频器、电动调节阀，所述的传感器和变频器安装在称量骨料与粉料的皮带秤和螺旋秤上，所述的流量计和电动调节阀安装在控制液体流量的水管道泵和液剂泵上，传感器和流量计的输出端与多通道网络智能仪表连接，多通道网络智能仪表与带有现场总线功能的网络接口连接，变频器和电动调节阀的输入端也分别与带有现场总线功能的网络接口连接；所述传感器和流量计将采集到的各种信号转换为电信号并输出给多通道网络智能仪表，多通道网络智能仪表将输入的多路电信号进行分析处理后输出给控制机，再由控制机根据输入信号对配料控制器发出指令，配料控制器向变频器发送指令以实现对骨料、粉料的流量控制，配料控制器向电动调节阀发送指令以实现对液体流量的控制。
所述多通道网络智能仪表包括信号接入单元、信号变换单元、隔离放大单元、嵌入式微电脑，信号经由信号接入单元选通后进入信号变换单元，信号变换单元将各种输入信号转换成标准的输出电压信号，转化后的标准输出电压信号再经隔离放大单元的隔离放大进入嵌入式微电脑，嵌入式微电脑将隔离放大后的模拟信号转换为数字信号发送给控制机。
所述信号变换单元包括由CD4502构成的电压跟随器GS1～GS6、数字电位器X9241、微电子开关S1～S7、精密电阻R1～R11、74H573锁存器SC，电压跟随器GS1～GS6用于信号隔离，SC用于锁存S1～S7微电子开关选通信号D2、D1、D0，BX为SC的片选信号；Vout为精密基准电源MAX872模块提供的2.5V精密基准电源，A1、A2和A3为准备变换信号的接入端，B1、B2和B3为信号输出端。信号变换单元可接收电流、电压、mv、mA、热电阻、热电耦等多种信号。可省去变送器，直接接传感器信号。
控制室中设置有两个配料控制器，每一个配料控制器包括16个输入点I和16个输出点Q，可以在现场编制程序；所述的输入点I接收来自控制机各项指令的开关信号的输入，输出点Q向变频器或电动调节阀输出开启或关闭设备的指令。
与现有的技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明采用了“多通道网络智能仪表”，一块仪表可满足本系统的数据检测，是一种模块设计。实现了全数字式网络化，设备少，线路少，信号传递可靠，精度高，智能化；
2、本发明采用了自行开发的配料控制器BCS7，每个配料控制器设计有输入I16点和输出Q16点，可现场编程，是一种模块设计，通用性强；
3、本发明通过RS-485接口，采用Modbus现场总线技术，实现了网络化检测和控制；
4、本发明采用了GPRS远程无线传输技术，可实现远程监视与控制。
附图说明
图1是胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统框图。
图2是多通道网络智能仪表模块组成原理框图。
图3是多通道网络智能仪表模块中信号变换单元电路原理图。
图4是配料控制器1接线原理图。
图5是配料控制器2接线原理图。
图6是胶凝砂砾石拌和设备计量工艺流程图。
图7是胶凝砂砾石拌和设备粉料、骨料计量系统框图。
图8是胶凝砂砾石拌和设备液体计量系统框图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
见图1，一种胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统，包括控制室、现场检测与执行系统、现场监视系统和GPRS远程无线通讯系统，通过RS-485接口，采用Modbus现场总线技术，对胶凝砂砾石拌和设备进行网络化的现场检测和现场控制与执行；控制室包括显示器、控制机、配料控制器，显示器安装在控制机上，控制机、配料控制器分别与带有现场总线功能的网络接口连接；现场检测与执行系统包括传感器和流量计、多通道网络智能仪表、变频器、电动调节阀，传感器和变频器安装在称量骨料与粉料的皮带秤和螺旋秤上，流量计和电动调节阀安装在控制液体流量的水管道泵和液剂泵上，传感器和流量计的输出端与多通道网络智能仪表连接，多通道网络智能仪表与带有现场总线功能的网络接口连接，变频器和电动调节阀的输入端也分别与带有现场总线功能的网络接口连接；传感器和流量计将采集到的各种信号转换为电信号并输出给多通道网络智能仪表，多通道网络智能仪表将输入的多路电信号进行分析处理后输出给控制机，再由控制机根据输入信号对配料控制器发出指令，配料控制器向变频器发送指令以实现对骨料、粉料的流量控制，配料控制器向电动调节阀发送指令以实现对液体流量的控制。
见图2，多通道网络智能仪表包括信号接入单元、信号变换单元、隔离放大单元、嵌入式微电脑，信号经由信号接入单元选通后进入信号变换单元，信号变换单元将各种输入信号转换成标准的输出电压信号，转化后的标准输出电压信号再经隔离放大单元的隔离放大进入嵌入式微电脑，嵌入式微电脑将隔离放大后的模拟信号转换为数字信号发送给控制机。
见图3，信号变换单元包括由CD4502构成的电压跟随器GS1～GS6、数字电位器X9241、微电子开关S1～S7、精密电阻R1～R11、74H573锁存器SC，电压跟随器GS1～GS6用于信号隔离，SC用于锁存S1～S7微电子开关选通信号D2、D1、D0，BX为SC的片选信号；Vout为精密基准电源MAX872模块提供的2.5V精密基准电源，A1、A2和A3为准备变换信号的接入端，B1、B2和B3为信号输出端。信号变换单元可接收电流、电压、mv、mA、热电阻、热电耦等多种信号。可省去变送器，直接接传感器信号。
控制室中设置有两个配料控制器BCS7，每一个配料控制器BCS7包括16个输入点I和16个输出点Q，可以在现场编制程序；输入点I接收来自控制机各项指令的开关信号的输入，输出点Q向变频器或电动调节阀输出开启或关闭设备的指令。配料控制器外接24V控制电压。
见图4，配料控制器1的输入点I0.0、I0.1、I0.2、I0.3、I0.4、I0.5、I0.6的接通开关依次接收控制机发出的空压机启动、空压机停止、成品仓开门、搅拌机启动、搅拌机停止、平皮带启动、平皮带停止的指令信号。输入点I1.0、I1.1、I1.2、I1.4、I1.5、I1.6、I1.7的接通开关依次接收控制机发出的斜皮带启动、斜皮带停止、平皮带停止、水泥仓1高料位、水泥仓1低料位、煤灰仓1高料位、煤灰仓1低料位的指令信号。
输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7依次向变频器发送皮带启动、搅拌机启动、平皮带启动、空压机、骨料1手自动、骨料2手自动、报警、骨料3手自动的指令信号。
见图5，配料控制器2的输入点I2.0、I2.1、I2.2、I2.3、I2.4、I2.5、I2.6、I2.7的接通开关依次接收控制机发出的骨料仓1缺料振动信号、水泥仓缺料破拱信号、煤灰仓缺料破拱信号、水泥螺旋秤信号、煤灰螺旋秤信号、水泵信号、外加剂泵1信号、外加剂泵2信号的指令。
输出点Q1.0、Q1.1、Q1.2、Q1.3、Q1.4、Q1.5、Q1.6、Q1.7依次向变频器或电动调节阀发送骨料仓振动、水泥仓破拱、煤灰仓破拱、水泥仓除尘、煤灰仓除尘、水泥螺旋秤、煤灰螺旋秤、水泵的信号指令。输出点Q2.0、Q2.1、Q2.2、Q2.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6、Q2.7依次向变送器或电动调节阀发送外加剂泵1、外加剂泵2、骨料4手自动、水泥手自动、粉煤灰手自动、水手自动、外加剂1手自动、外加剂2手自动的信号指令。
见图6，胶凝砂砾石拌和设备的计量工艺流程如下：启动系统自检程序，自检合格后，启动生产程序同时下达任务和剂量配比、设定产量并累计计量。剂量配比包括骨料计量、粉料计量和液体计量。见图7、图8，分别由固定在皮带秤和螺旋秤上的传感器采集骨料和粉料的计量信息，由固定在液剂泵和水管道泵上的流量计采集液体的计量信息，采集后的信息经过系统分析并作出判断，如果骨料或粉料计量不够则由系统向变频器发出指令继续填料，如果液体计量不够则由系统向电动调节阀发出指令继续填加液体。如果采集的信息经系统分析，各种填料的流量已够，则可完成产量并停止计量。

Claims (4)

1.一种胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统，包括控制室、现场检测与执行系统、现场监视系统和GPRS远程无线通讯系统，通过RS-485接口，采用Modbus现场总线技术，对胶凝砂砾石拌和设备进行网络化的现场检测和现场控制与执行；其特征在于，所述的控制室包括显示器、控制机、配料控制器，显示器安装在控制机上，控制机、配料控制器分别与带有现场总线功能的网络接口连接；所述的现场检测与执行系统包括传感器和流量计、多通道网络智能仪表、变频器、电动调节阀，所述的传感器和变频器安装在称量骨料与粉料的皮带秤和螺旋秤上，所述的流量计和电动调节阀安装在控制液体流量的水管道泵和液剂泵上，传感器和流量计的输出端与多通道网络智能仪表连接，多通道网络智能仪表与带有现场总线功能的网络接口连接，变频器和电动调节阀的输入端也分别与带有现场总线功能的网络接口连接；所述传感器和流量计将采集到的各种信号转换为电信号并输出给多通道网络智能仪表，多通道网络智能仪表将输入的多路电信号进行分析处理后输出给控制机，再由控制机根据输入信号对配料控制器发出指令，配料控制器向变频器发送指令以实现对骨料、粉料的流量控制，配料控制器向电动调节阀发送指令以实现对液体流量的控制。
2.根据权利要求1所述的一种胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统，其特征在于，所述多通道网络智能仪表包括信号接入单元、信号变换单元、隔离放大单元、嵌入式微电脑，信号经由信号接入单元选通后进入信号变换单元，信号变换单元将各种输入信号转换成标准的输出电压信号，转化后的标准输出电压信号再经隔离放大单元的隔离放大进入嵌入式微电脑，嵌入式微电脑将隔离放大后的模拟信号转换为数字信号发送给控制机。
3.根据权利要求2所述的一种胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统，其特征在于，所述信号变换单元包括由CD4502构成的电压跟随器GS1～GS6、数字电位器X9241、微电子开关S1～S7、精密电阻R1～R11、74H573锁存器SC，电压跟随器GS1～GS6用于信号隔离，SC用于锁存S1～S7微电子开关选通信号D2、D1、D0，BX为SC的片选信号；Vout为精密基准电源MAX872模块提供的2.5V精密基准电源，A1、A2和A3为准备变换信号的接入端，B1、B2和B3为信号输出端，信号变换单元可接收电流、电压、mv、mA、热电阻、热电耦多种信号，可省去变送器，直接接传感器信号。
4.根据权利要求1所述的一种胶凝砂砾石拌和设备网络智能控制系统，其特征在于，控制室设置有两个配料控制器，每一个配料控制器包括16个输入点I和16个输出点Q，可以在现场编制程序；所述的输入点I接收来自控制机各项指令的开关信号的输入，输出点Q向变频器或电动调节阀输出开启或关闭设备的指令。
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