CN105666703B - 一种混凝土预制板生产线布料加料控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土预制件生产技术领域，提供了一种混凝土预制板生产线布料加料控制系统，包括人机交互显示单元、PLC控制器、设置于布料设备移动机构上的布料设备、设置于混凝土输送机构上的加料倾倒装置、布料设备上设有称重传感器，PLC控制器分别与人机交互显示单元、布料设备、布料设备移动机构、加料倾倒装置、混凝土输送机构连接；还提供了一种使用上述控制系统的方法；本发明的有益效果为：PLC控制器自动匹配预制板的参数信息，将搅拌站、混凝土输送加料装置以及布料设备进行联合协同控制，能用于多种规格混凝土预制板生产的自动化布料加料，并能确保每一次浇筑时布料设备内的混凝土量充足，提高了生产线自动化水平和生产效率。

Description

一种混凝土预制板生产线布料加料控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及混凝土预制件生产技术领域，特别涉及一种混凝土预制板生产线布料加料控制系统及控制方法。

背景技术

住宅产业化已在建筑行业得到广泛关注，所谓住宅产业化，是指用工业化生产的方式来建造住宅，以提高住宅生产的劳动生产率， 提高住宅的整体质量，降低成本，降低物耗。住宅产业化最重要的是实现构配件预制生产工厂化，即要有能够满足预制件生产要求的工业生产流水线。

当前，大部分混凝土预制板生产线工艺系统主要包括混凝土生产及输送、布料及加料、模具拆装、模台、振动、养护、表面处理、脱模等。其中，混凝土布料加料系统主要包括布料机、大车机构及小车机构、混凝土搅拌站及混凝土输送加料装置。目前，国内混凝土预制板生产线自动化水平还不高，现场人员通过对各个机构的手动操作完成布料加料过程，无法从根本上确保作业效率和质量。

因此，提高生产线的自动化水平，实现混凝土布料加料过程的自动控制，是亟待解决的技术问题，而其中重要环节是如何实现混凝土输送加料装置与搅拌站及布料设备的自动匹配和联合控制。

发明内容

本发明的目的就是克服现有技术的不足，提供一种混凝土预制板生产线布料加料控制系统及控制方法，以实现混凝土搅拌站、混凝土输送加料装置及布料设备的联合协同控制，提高生产线的自动化水平。

本发明一种混凝土预制板生产线布料加料控制系统，包括人机交互显示单元、PLC控制器、布料设备、布料设备移动机构、加料倾倒装置、混凝土输送机构；

所述布料设备上设有称重传感器，用于称量所述布料设备内的混凝土重量，所述称重传感器与所述PLC控制器连接；所述布料设备设置在所述布料设备移动机构上；所述加料倾倒装置设置在所述混凝土输送机构上；

所述人机交互显示单元与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器还分别与所述布料设备、布料设备移动机构、加料倾倒装置、混凝土输送机构连接。

进一步的，所述布料设备、所述加料倾倒装置均设置有位置传感器，且均与所述PLC控制器连接。

进一步的，所述PLC控制器控制所述混凝土输送机构带动所述加料倾倒装置在搅拌站出料口与加料点之间移动；控制所述布料设备移动机构带动所述布料设备在加料点与浇筑作业点之间移动；还控制所述加料倾倒装置在加料点向所述布料设备内添加混凝土，所述加料点为布料设备加料点。

进一步的，混凝土搅拌站旁设置有指示灯、操作按钮，所述指示灯、操作按钮均与所述PLC控制器连接；当所述布料设备内的混凝土量不够浇筑完1块混凝土预制板，且所述加料倾倒装置位于搅拌站出料口下方位置时，所述PLC控制器控制所述指示灯亮；当所述混凝土搅拌站对所述加料倾倒装置加满混凝土后，操作者按下操作按钮，所述PLC控制器控制所述混凝土输送机构带动所述加料倾倒装置移动到所述加料点。

本发明还提供了一种使用上述的混凝土预制板生产线布料加料控制系统的控制方法，包括：

PLC控制器根据人机交互显示单元给出的混凝土预制板的交互信息，计算出混凝土预制板的混凝土用量的步骤；

当布料设备内的混凝土量不够浇筑1块混凝土预制板，且加料倾倒设备内无混凝土时，PLC控制器控制加料倾倒装置移动到搅拌站出料口的步骤；

当加料倾倒装置在搅拌站出料口下装满混凝土后，PLC控制器控制加料倾倒装置移动到布料设备的加料点的步骤；

PLC控制器控制加料倾倒装置的旋转机构，在布料设备的加料点向布料设备内倾倒混凝土的步骤；以及PLC控制器控制布料设备到浇筑作业点进行浇筑作业的步骤。

进一步的，在向布料设备内倾倒混凝土的步骤中，PLC控制器对加料倾倒装置出料口的朝向、倾倒时间同时进行控制。

进一步的，混凝土搅拌站旁设置有指示灯、操作按钮；当布料设备内的混凝土量不够浇筑完1块混凝土预制板，且加料倾倒装置位于搅拌站出料口下方位置时，PLC控制器控制指示灯亮；当搅拌站一次搅拌的混凝土量装满加料倾倒装置，且操作者按下启动操作按钮后，PLC控制器控制混凝土输送机构，将加料倾倒装置运送到加料点。

进一步的，PLC控制器通过称重传感器得到GX，并比较GL与GX的大小；若GX<GL，则PLC控制器控制布料设备移动机构将布料设备移到加料点等待加料；若GX≥GL，布料设备在原地等待PLC控制器的下一步指令；其中，GX为布料设备内的实际混凝土重量，GL为浇完一块预制板所需混凝土重量阈值。

进一步的，若GX<GL，加料倾倒装置内无混凝土，加料倾倒装置位置不在搅拌站出料口，3个条件同时满足时，PLC控制器控制混凝土输送机构将加料倾倒装置移动到搅拌站出料口；

若加料倾倒装置位于搅拌站出料口，搅拌站一次搅拌的混凝土量装满加料倾倒装置，且操作者按下操作按钮后，PLC控制器才控制混凝土输送机构将加料倾倒装置移动到布料设备的加料点；

若GX<GL，加料倾倒装置内有混凝土，且加料倾倒装置和布料设备均位于加料点，3个条件同时满足时，PLC控制器控制加料倾倒装置的旋转机构，向布料设备内倾倒混凝土。

本发明的有益效果为：PLC控制器自动匹配混凝土预制板的参数信息，将混凝土搅拌站、混凝土输送加料装置以及布料设备进行联合协同控制，能用于多种规格混凝土预制板生产的自动化布料加料，并能确保每一次浇筑时布料设备内的混凝土量充足，提高了生产线自动化水平和生产效率。

附图说明

图1所示为本发明实施例一种混凝土预制板生产线布料加料控制系统结构示意图。

图2 所示为本发明实施例控制方法中加料倾倒装置的控制流程图。

图3所示为本发明实施例控制方法中布料设备控制流程图。

图中：1-人机交互显示单元、2-PLC控制器、3-混凝土输送机构、4-加料倾倒装置、5-布料设备、6-布料设备移动机构、7-称重传感器。

具体实施方式

下文将结合具体附图详细描述本发明具体实施例。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。

如图1所示，本发明实施例一种混凝土预制板生产线布料加料控制系统，包括人机交互显示单元1、PLC控制器2、布料设备5、布料设备移动机构6、加料倾倒装置4、混凝土输送机构3；

所述布料设备5上设有称重传感器7，用于称量所述布料设备内的混凝土重量，所述称重传感器7与所述PLC控制器2连接；所述布料设备5设置在所述布料设备移动机构6上；所述加料倾倒装置4设置在所述混凝土输送机构3上；

所述人机交互显示单元1与所述PLC控制器2连接，所述PLC控制器2还分别与所述布料设备5、布料设备移动机构6、加料倾倒装置4、混凝土输送机构3连接。

优选的，所述布料设备5、所述加料倾倒装置4均设置有位置传感器，且均与所述PLC控制器2连接。

优选的，所述PLC控制器2控制所述混凝土输送机构3带动所述加料倾倒装置4在搅拌站出料口与加料点之间移动；控制所述布料设备移动机构6带动所述布料设备5在加料点与浇筑作业点之间移动；还控制所述加料倾倒装置4在加料点向所述布料设备5内添加混凝土。

优选的，混凝土搅拌站旁设置有指示灯、操作按钮，所述指示灯、操作按钮均与所述PLC控制器2连接；当所述布料设备5内的混凝土量不够浇筑完1块混凝土预制板，且所述加料倾倒装置4位于搅拌站出料口下方位置时，所述PLC控制器2控制所述指示灯亮；当所述加料倾倒装置4加满混凝土时，按下操作按钮，所述PLC控制器2控制所述混凝土输送机构3带动所述加料倾倒装置4移动到所述加料点。

本发明实施例一种使用上述混凝土预制板生产线布料加料控制系统的控制方法，包括：

PLC控制器2根据人机交互显示单元1给出的混凝土预制板的交互信息，计算出混凝土预制板的混凝土用量的步骤；

当布料设备5内的混凝土量不够浇筑1块混凝土预制板，且加料倾倒设备4内无混凝土时，PLC控制器2控制加料倾倒装置4移动到搅拌站出料口的步骤；

当加料倾倒装置4在搅拌站装满混凝土时，PLC控制器2控制加料倾倒装置4到加料点的步骤；

PLC控制器2控制加料倾倒装置4的旋转机构向布料设备5内倾倒混凝土的步骤；以及

PLC控制器2控制布料设备5到浇筑作业点的步骤。

优选的，在向布料设备5内倾倒混凝土的步骤中，PLC控制器2对加料倾倒装置4出料口的朝向、倾倒时间同时进行控制。

优选的，当布料设备5内的混凝土量不够浇筑完1块混凝土预制板，且加料倾倒装置4位于搅拌站出料口下方位置时，PLC控制器2控制指示灯亮；当加料倾倒装置4加满混凝土时，按下操作按钮，PLC控制器2控制混凝土输送机构3，将加料倾倒装置4运送到加料点。

优选的，PLC控制器2通过称重传感器得到GX，并比较GL与GX的大小；若GX<GL，则PLC控制器2控制布料设备移动机构6将布料设备5移到加料点等待加料；若GX≥GL，布料设备5在原地等待PLC控制器2的下一步指令；其中，GX为布料设备5内的实际混凝土重量，GL为一块预制板所需混凝土重量阈值。

优选的，若GX<GL，加料倾倒装置4内无混凝土，加料倾倒装置4位置不在搅拌站出料口，3个条件同时满足时，PLC控制器2控制混凝土输送机构3将加料倾倒装置4移动到搅拌站出料口；

若加料倾倒装置4内装满混凝土，且位于搅拌站出料口，PLC控制器2控制混凝土输送机构3将加料倾倒装置4移动到加料口；

若GX<GL，加料倾倒装置4内有混凝土，且加料倾倒装置4和布料设备5均位于加料点，3个条件同时满足时，PLC控制器2控制加料倾倒装置4的旋转机构，向布料设备5内倾倒混凝土。

在具体工作流程中，人机交互显示单元1是该布料加料控制系统的信息输入输出窗口，操作者将多种混凝土预制板的类别、尺寸、厚度、密度等信息预先在此输入或修改并进行保存，生产线运行时操作者只需要选择对应名称就可确定相关参数。PLC控制器2通过操作者在人机交互显示单元1选择确认的参数信息，运算得到1块预制板所需的混凝土重量阈值GL。

在布料设备5没有进行浇筑作业时，PLC控制器2通过采集称重传感器的值得到布料设备5内的实际混凝土重量GX，并循环比较GL和GX大小，若GX<GL，则PLC控制器2控制布料设备移动机构6将布料设备5移到加料点等待加料，反之，布料设备5在原地等待浇筑布料命令。

本实施例中，加料倾倒装置4由一旋转的加料斗容器构成，其进/出料口小于布料设备5的加料口，其容积与搅拌站一个搅拌单元对应，当进/出料口垂直向上时，即为初始0度位置S0，当其从0度位置S0旋转180度，进/出料口垂直向下时，设为完全打开状态位置S1。加料倾倒装置4安放在混凝土输送机构3上，通过混凝土输送机构3的带动在搅拌站出料口和加料点之间移动，搅拌站往加料倾倒装置4内补料以及混凝土输送机构3移动时，加料倾倒装置4进/出料口应保证在S0位置。加料倾倒装置4里面的混凝土全部倾倒完毕为空时，才会离开加料点往搅拌站方向移动，否则停在加料点等待加料倾倒命令。

当布料设备5内的混凝土不够浇完1块混凝土预制板，同时加料倾倒装置4停在搅拌站出料口下方位置时，PLC控制器2控制搅拌站旁的指示灯亮，提示操作者将搅拌好的混凝土加到空的加料倾倒装置4内。加料倾倒装置4加满料后，操作者只需按下搅拌站旁的操作按钮，PLC控制器2自动控制加料倾倒装置4将混凝土运送到加料点。

本实施例控制系统中，加料倾倒装置4的位置信息，布料设备5在加料点的位置，加料倾倒装置4在加料点和混凝土搅拌站下的位置均可通过各自的接近开关器件来检测，也可以通过位置传感器来定位。布料设备5内混凝土重量值，布料设备5的工作和位置状态信息，加料倾倒装置4的工作和位置状态信息在人机交互显示单元1上显示输出。

图2为本发明实施例混凝土预制板生产线布料加料控制方法中加料倾倒装置控制流程图。

如图2所示，与前述符号定义相同，GX为布料设备5内实际混凝土重量，GL为一块预制板所需混凝土重量，GH为布料设备5所能承载的最大混凝土重量阈值；SX为倾倒机构实际旋转位置，S0为倾倒机构进/出料口垂直向上时的初始0度位置，S1为倾倒机构旋转180度时进/出料口垂直向下的位置；PX为加料倾倒装置4在加料点和混凝土搅拌站间移动的实际位置， P0为加料倾倒装置4在加料点位置，P1为加料倾倒装置4在混凝土搅拌站位置；ZX为布料设备5在作业工位和加料点之间移动时的实际位置，Z0为布料设备5在加料点；T0为一个满容积输送加料倾倒装置4混凝土倾倒完毕需要时间，TX为倾倒加料过程中实际消耗时间；FLAG为加料倾倒装置4内是否有混凝土的标志符号。

PLC控制器2通过运算判断以及传感器信号采集判断，得到当布料设备5内的量不足够浇完1块预制板，同时加料倾倒装置4进/出料口垂直向上即旋转机构在初始零度位置时，再判断内部标志符号FLAG是否为0，为0表示加料倾倒装置4内没有混凝土了，这时加料倾倒装置4若不在P1位置，PLC控制器2就控制混凝土输送机构3将加料倾倒装置4移送到搅拌站出料口位置处等待，若加料倾倒装置4停在了P1位置，则搅拌站旁的指示灯亮，提示操作者将搅拌好的混凝土加到加料倾倒装置4内，加料倾倒装置4加满料后，操作者若按下搅拌站旁的操作按钮，则PLC控制器2将FLAG置为2，表示加料倾倒装置4内料满，同时自动控制输送加料倾倒装置4往P0点移动，到达P0点停止；若FLAG不为0，表示加料倾倒装置4内还有混凝土，这时PLC控制器2判断布料设备5和加料倾倒装置4如果都在加料点位置时，PLC控制器2就控制加料倾倒装置4内的旋转机构开始旋转倒料并启动定时器计时，倒料过程中PLC控制器2实时监测定时器值、布料设备5内的混凝土量以及位置开关S1信息，一旦旋转机构旋转到S1停止且定时时间达到T0，则认为加料倾倒装置4内的混凝土全部倒空，于是将FLAG设为0，同时启动旋转机构返回到S0；若在倒料过程中，旋转机构未到达S1或者是到达了S1但定时时间还未到T0，但GX值达到了GH，此时PLC控制器2将FLAG设为1，标志加料倾倒装置4内还剩有混凝土，也同时启动旋转机构返回到S0。

图3为本发明实施例混凝土预制板生产线布料加料控制方法中布料设备控制流程图。

如图3所示，当布料设备5空闲没有作业时，PLC控制器2循环判断布料设备5内的混凝土量是否足够浇完1块预制板，如果料不足而布料设备5又不在加料点Z0，则PLC控制器2控制布料设备5移动到Z0等待加料；如果布料设备5内的混凝土料足够浇完一块预制板，同时满足加料倾倒装置4的倾倒机构在初始S0位置即不是在加料过程中，并且浇筑工位有新的作业任务请求，这些条件都满足时，PLC控制器2就会控制布料设备5自动去执行浇筑布料流程，否则即使布料设备5内的料充足，布料设备也只会在原地等待。

本发明的有益效果为：PLC控制器自动匹配混凝土预制板的参数信息，将混凝土搅拌站、混凝土输送加料装置以及布料设备进行联合协同控制，能用于多种规格混凝土预制板生产的自动化布料加料，并能确保每一次浇筑时布料设备内的混凝土量充足，提高了生产线自动化水平和生产效率。

本文虽然已经给出了本发明的几个实施例，但是本领域的技术人员应当理解，在不脱离本发明精神的情况下，可以对本文的实施例进行改变。上述实施例只是示例性的，不应以本文的实施例作为本发明权利范围的限定。

Claims (9)

1.一种混凝土预制板生产线布料加料控制系统，其特征在于，包括人机交互显示单元、PLC控制器、布料设备、布料设备移动机构、加料倾倒装置、混凝土输送机构；

所述布料设备上设有称重传感器，用于称量所述布料设备内的混凝土重量，所述称重传感器与所述PLC控制器连接；所述布料设备设置在所述布料设备移动机构上；所述加料倾倒装置设置在所述混凝土输送机构上；

所述人机交互显示单元与所述PLC控制器连接，所述PLC控制器还分别与所述布料设备、布料设备移动机构、加料倾倒装置、混凝土输送机构连接。

2.如权利要求1所述的混凝土预制板生产线布料加料控制系统，其特征在于，所述布料设备、所述加料倾倒装置均设置有位置传感器，且均与所述PLC控制器连接。

3.如权利要求1或2所述的混凝土预制板生产线布料加料控制系统，其特征在于，所述PLC控制器控制所述混凝土输送机构带动所述加料倾倒装置在搅拌站出料口与加料点之间移动；控制所述布料设备移动机构带动所述布料设备在加料点与浇筑作业点之间移动；还控制所述加料倾倒装置在加料点向所述布料设备内添加混凝土，所述加料点为布料设备加料点。

4.如权利要求3所述的混凝土预制板生产线布料加料控制系统，其特征在于，混凝土搅拌站旁设置有指示灯、操作按钮，所述指示灯、操作按钮均与所述PLC控制器连接；当所述布料设备内的混凝土量不够浇筑完1块混凝土预制板，且所述加料倾倒装置位于搅拌站出料口下方位置时，所述PLC控制器控制所述指示灯亮；当所述混凝土搅拌站对加料倾倒装置加满混凝土后，操作者按下操作按钮，所述PLC控制器控制所述混凝土输送机构带动所述加料倾倒装置移动到所述加料点。

5.一种使用如权利要求1所述的混凝土预制板生产线布料加料控制系统的控制方法，其特征在于，包括：

PLC控制器根据人机交互显示单元给出的混凝土预制板的交互信息，计算出混凝土预制板的混凝土用量的步骤；

当布料设备内的混凝土量不够浇筑1块混凝土预制板，且加料倾倒设备内无混凝土时，PLC控制器控制加料倾倒装置移动到搅拌站出料口的步骤；

当加料倾倒装置在搅拌站出料口下装满混凝土后，PLC控制器控制加料倾倒装置移动到加料点的步骤；

PLC控制器控制加料倾倒装置的旋转机构，在加料点向布料设备内倾倒混凝土的步骤；以及PLC控制器控制布料设备到浇筑作业点进行浇筑作业的步骤；所述加料点为布料设备加料点。

6.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，在向布料设备内倾倒混凝土的步骤中，PLC控制器对加料倾倒装置出料口的朝向、倾倒时间同时进行控制。

7.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，混凝土搅拌站旁设置有指示灯、操作按钮；当布料设备内的混凝土量不够浇筑完1块混凝土预制板，且加料倾倒装置位于搅拌站出料口下方位置时，PLC控制器控制指示灯亮；当搅拌站一次搅拌的混凝土量加满所述加料倾倒装置后，操作者按下操作按钮，PLC控制器控制混凝土输送机构，将加料倾倒装置运送到加料点。

8.如权利要求5所述的控制方法，其特征在于，PLC控制器通过称重传感器得到GX，并比较GL与GX的大小；若GX＜GL，则PLC控制器控制布料设备移动机构将布料设备移到加料点等待加料；若GX≥GL，布料设备在原地等待PLC控制器的下一步指令；其中，GX为布料设备内的实际混凝土重量，GL为浇完一块预制板所需混凝土重量阈值。

9.如权利要求8所述的控制方法，其特征在于，

若GX＜GL，加料倾倒装置内无混凝土，加料倾倒装置位置不在搅拌站出料口，3个条件同时满足时，PLC控制器控制混凝土输送机构将加料倾倒装置移动到搅拌站出料口；

若加料倾倒装置位于搅拌站出料口，搅拌站一次搅拌的混凝土量装满加料倾倒装置，且操作者按下操作按钮后，PLC控制器才控制混凝土输送机构将加料倾倒装置移动到加料点；

若GX＜GL，加料倾倒装置内有混凝土，且加料倾倒装置和布料设备均位于加料点，3个条件同时满足时，PLC控制器控制加料倾倒装置的旋转机构，向布料设备内倾倒混凝土。