CN107551951A - 一种集料智能配料系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种集料智能配料系统及方法，属于道路材料技术领域。具体涉及的集料智能配料系统包括料斗、电机、给料机、称量斗、称量传感器、称量仪表和模糊自适用控制器，具体涉及的集料智能配料系统的方法，以PLC为控制核心，称重传感器采集现场重量信号，称重变送器将传感器的信号隔离放大，转换成0‑10V的标准信号，EM235模块将这一标准信号转换为相对应的数值。本发明可以降低原料消耗，控制产品质量，提高生产速度，降低工人劳动强度，方便监控人员更好的了解工作现场情况，实现生产过程的科学现代化管理。
Description
技术领域
本发明属于道路材料技术领域，涉及一种集料智能配料系统，尤其涉及一种集料智能配料系统的方法。
背景技术
随着技术的进步，自动生产线被应用到工业领域，对称重技术提出了新的要求。称重装置不仅是提供重量数据的简单仪表，而且是工业控制系统和管理系统的一个组成部分，生产线自动称重技术水平的提高，可以推进工业生产的自动化和管理的现代化，缩短作业时间，改善操作条件，降低能源和材料的消耗，提高产品质量以及加强企业管理。
目前，国内沥青混合料实验室及检测中心称重环节多采用磅秤、台秤和通用的电子秤，集料配比的物料质量都由工人手动控制，这种称重系统存在很多缺陷。
缺陷一：称重设备自动化程度较低，称重质量完全取决于人，称重精度低，并且操作复杂。
缺陷二：在这样的称重系统中，若要提高称重精度，就要降低生产速度，大大阻碍了高速生产的实现。
缺陷三：缺少对生产过程的实时监控，使得整个工作过程都需要操作人员在现场监督，这样既浪费了人力，提高了企业的费用，又无法实现自动化生产管理。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种集料智能配料系统及方法，智能配料系统是一种用于工业生产上自动化的配料设备，通常是由带有自动配料算法软件的电脑(微机)作为其自动配料的控制系统，可以降低原料消耗，控制产品质量，提高生产速度，降低工人劳动强度，方便监控人员更好的了解工作现场情况，实现生产过程的科学现代化管理。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
1、集料智能配料系统包括料斗、电机、给料机、称量斗、称量传感器、称量仪表和模糊自适用控制器；
模糊自适用控制器包括性能测量单元、控制量校正单元和控制规则修正单元；
性能测量单元将称量传感器传输的实测重量Sad与重量设定模块的设定重量Wf进行比较，计算出Sad与Wf之间的偏差e和偏差变化率ec；
控制量校正单元将该偏差e和偏差变化率ec转换为对控制量的校正量；
控制规则修正单元将该校正量按照u＝e×ec的模糊合成推理规则输出频率u作为给料机的终止给料提前量ε来控制电机的运行。
本发明还提供了一种集料智能配料系统的方法，工艺控制流程见图1：
以PLC为控制核心，称重传感器采集现场重量信号，称重变送器将传感器的信号隔离放大，转换成0-10V的标准信号，EM235模块将这一标准信号转换为相对应的数值，通过实际重量与变速重量、目标重量相比较，利用PWM脉冲控制舵机阀门旋转角度，从而控制下料流量大小，利用电磁铁控制称重斗下料门开合，通过光电开关防止辅助斗物料溢出，利用报警器实现报警功能。整个控制过程分手动操作和自动操作，通过三维力控软件构建远程监控系统，现场情况可以实时显示，监控系统的控制级别高于现场控制的级别。
该方法包括以下步骤：
(1)称量部分为不锈钢称重模块，称重仪表为托利多，仪表将传感器传输的重量模拟信号转换为重量数字信号并通过Modbus总线传送至PLC，称量系统采用多料单秤方式，给料为单速；首先对第一种料给料称重，给料称量结束并在误差要求的范围之内，表示合格，然后进行第二种物料的给料操作。所有物料给料完成后，系统将按照设置的程序进行后续的控制。
(2)上料系统
通过安装的提升机以及其他电动装置(电动葫芦)完成对原料给料斗的供给。
(3)系统展示
通过flash动画在播放设备上以声音和图像的方式对整个流程的等时间播放，从而形象的展示该系统。
(4)软件设计见图2
该系统提高生产线称重的自动化程度、称重速度和称重精度，建立组态监控系统，使其能监控现场事实情况。
附图说明
图1为本发明所公开的一种集料智能配料方法工艺控制流程图；
图2为本发明所公开的一种集料智能配料系统软件设计操作画面。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
AC-13改性沥青混合料配合比设计中，按照下述重量份数称取所用原料，原料总质量为10000g，具体的各档料的配比及重量见表1：
表1设计级配的矿料比例表
通过集料智能配料系统，在程序中输入设计级配和总质量，配料系统通过计算，每档料依次进行配料，先进行1#料的计量输送，给料称量结束，质量为3194g，在误差要求的范围之内，然后进行2#料的计量输送，给料称量结束，质量为2596g，在误差要求的范围之内，再进行3#料的计量输送时，系统会自动计量总重量偏差，进行质量补偿，给料称量结束，质量为3601g，最后进行4#料的计量输送时，系统会自动计量总重量偏差，进行质量补偿，给料称量结束，质量为602g，4种集料的总重量为99993g，误差为-7g，在允许的误差范围内。
实施例2
AC-13 70号重交沥青温拌混合料配合比设计中，按照下述重量份数称取所用原料，原料总质量为8000g，具体的各档料的配比及重量见表2：
表2设计级配的矿料比例表
通过集料智能配料系统，在程序中输入设计级配和总质量，配料系统通过计算，每档料依次进行配料，先进行1#料的计量输送，给料称量结束，质量为1432g，在误差要求的范围之内，然后进行2#料的计量输送，给料称量结束，质量为2956g，在误差要求的范围之内，再进行3#料的计量输送时，系统会自动计量总重量偏差，进行质量补偿，给料称量结束，质量为3284g，最后进行4#料的计量输送时，系统会自动计量总重量偏差，进行质量补偿，给料称量结束，质量为323g。4种集料的总重量为7995g，误差为-5g，在允许的误差范围内。
Claims (2)
1.一种集料智能配料系统，其特征在于：包括料斗、电机、给料机、称量斗、称量传感器、称量仪表和模糊自适用控制器；
模糊自适用控制器包括性能测量单元、控制量校正单元和控制规则修正单元；
性能测量单元将称量传感器传输的实测重量Sad与重量设定模块的设定重量Wf进行比较，计算出Sad与Wf之间的偏差e和偏差变化率ec；
控制量校正单元将该偏差e和偏差变化率ec转换为对控制量的校正量；
控制规则修正单元将该校正量按照u＝e×ec的模糊合成推理规则输出频率u作为给料机的终止给料提前量ε来控制电机的运行。
2.根据权利要求1所述的集料智能配料系统的方法，其特征在于：
以PLC为控制核心，称重传感器采集现场重量信号，称重变送器将传感器的信号隔离放大，转换成0-10V的标准信号，EM235模块将这一标准信号转换为相对应的数值；通过实际重量与变速重量、目标重量相比较，利用PWM脉冲控制舵机阀门旋转角度，从而控制下料流量大小；利用电磁铁控制称重斗下料门开合，通过光电开关防止辅助斗物料溢出，利用报警器实现报警功能；整个控制过程分手动操作和自动操作。通过三维力控软件构建远程监控系统，现场情况可以实时显示，监控系统的控制级别高于现场控制的级别。
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