CN109141601A - 搅拌站计量系统与搅拌站控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种搅拌站计量系统与搅拌站控制系统，涉及搅拌站计量技术领域，该计量系统包括工控机、可编程逻辑控制器和多个称重模块；该称重模块包括称重传感器、第一信号放大器和第二信号放大器；称重传感器与第一信号放大器的信号输入端相连，第一信号放大器的信号输出端与第二信号放大器的信号输入端相连；可编程逻辑控制器与工控机相连，且与多个称重模块的第二信号放大器的信号输出端相连；可编程逻辑控制器用于接收称重电信号，并将该称重电信号转换成称重数据后发送给工控机；工控机计量并存储该称重数据。本发明实施例提供的搅拌站计量系统与搅拌站控制系统，可以提供称重信号更大变送范围的电压输出，提高物料称重和计量的精度。

Description

搅拌站计量系统与搅拌站控制系统

技术领域

本发明涉及搅拌站计量技术领域，尤其是涉及一种搅拌站计量系统与搅拌站控制系统。

背景技术

称量系统是混凝土搅拌站的重要组成部分之一，是影响混凝土质量和成本的关键部分。搅拌站的称量一般分为主要分为骨料称量、粉料称量、液体称量三个部分。骨料称量一般是指称量砂、石的系统，常见于混凝土配料机，它可以根据用户设计来完成骨料物料的配比，采用电子计量，具有称量准确，配料精度高，速度快等优点，大大提高了混凝土搅拌站的生产效率。粉料称量，顾名思义就是称量粉料，水泥，矿粉，粉煤灰等。同样是通过控制系统进行精确配比，称量，精确度高。液体称量，常见于水和外添加剂的称量。

搅拌站每种料在配料时通常都有单独的秤来称量，而后混合。通常，称重传感器输出的电压为0～0.02V的极低电压信号。通过称重变送器，可以将毫伏信号经隔离放大转换成标准直流信号。目前，现有搅拌站计量系统的称重变送器输出电压信号在0～5V，由于受称重变送器输出电压范围的限制，对于称重传感器产生的同样大小的电信号，其输出信号的放大倍数受到限制，使得搅拌站对于物料的称重计量精度也受到限制。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种搅拌站计量系统与搅拌站控制系统，可以提供称重信号更大变送范围的电压输出，从而提高搅拌站的物料称重和计量精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种搅拌站计量系统，包括：工控机、可编程逻辑控制器和多个称重模块；该称重模块包括称重传感器、第一信号放大器和第二信号放大器；该称重传感器与第一信号放大器的信号输入端相连，第一信号放大器的信号输出端与第二信号放大器的信号输入端相连；该可编程逻辑控制器与工控机相连，且与多个称重模块的第二信号放大器的信号输出端相连；该可编程逻辑控制器用于接收称重模块返回的称重电信号，并将该称重电信号转换成称重数据后发送给工控机；工控机计量并存储该称重数据。

结合第一方面，本发明实施例还提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，该第二信号放大器的信号输出端输出的称重电信号的电压范围在-15～15V之间。

结合第一方面的第一种可能的实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，该第一信号放大器的型号为AD620，该第二信号放大器的型号为OP07。

结合第一方面的第二种可能的实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，该称重模块还包括供电电路；该供电电路分别与该第一信号放大器和该第二信号放大器相连。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，该供电电路提供15V电压。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，该供电电路包括依次相连的电源、整流器、滤波器和稳压器；该稳压器分别与该第一信号放大器和该第二信号放大器相连。

结合第一方面的第五种可能的实施方式，本发明实施例还提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，该稳压器有两个，型号分别为7815三端正稳压器和7915三端负稳压器；该7815三端正稳压器的输出端分别与该第一信号放大器和该第二信号放大器的电源正极引脚相连，该7915三端负稳压器的输出端分别与该第一信号放大器和该第二信号放大器的电源负极引脚相连。

结合第一方面，本发明实施例还提供了第一方面的第七种可能的实施方式，其中，该工控机和该可编程逻辑控制器之间相互访问及数据备份。

结合第一方面，本发明实施例还提供了第一方面的第八种可能的实施方式，其中，该工控机还包括显示终端，该显示终端实时显示该称重数据。

第二方面，本发明实施例还提供了一种搅拌站控制系统，包括物料储存系统、运送系统、搅拌系统，以及上述第一方面及其可能的实施方式之一提供的搅拌站计量系统；该物料储存系统、该运送系统和该搅拌系统分别与该搅拌站计量系统的该工控机相连。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供的一种搅拌站计量系统与搅拌站控制系统，该搅拌站计量系统包括工控机、可编程逻辑控制器和多个称重模块；该称重模块包括称重传感器、第一信号放大器和第二信号放大器；该称重传感器与第一信号放大器的信号输入端相连，第一信号放大器的信号输出端与第二信号放大器的信号输入端相连；该可编程逻辑控制器与工控机相连，且与多个称重模块的第二信号放大器的信号输出端相连；该可编程逻辑控制器用于接收称重模块返回的称重电信号，并将该称重电信号转换成称重数据后发送给工控机；工控机计量并存储该称重数据；可以提供称重信号更大变送范围的电压输出，从而提高搅拌站的物料称重和计量精度。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，或者，部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定，或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种搅拌站计量系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种称重模块的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种称重模块的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种搅拌站控制系统的结构示意图。

图标：

11-工控机；12-可编程逻辑控制器；13-称重模块；131-称重传感器；132-第一信号放大器；133-第二信号放大器；41-供电电路；100-搅拌站计量系统；200-物料储存系统；300-运送系统；400-搅拌系统。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，现有搅拌站计量系统的称重变送器输出电压信号在0～5V，由于受称重变送器输出电压范围的限制，对于称重传感器产生的同样大小的电信号，其输出信号的放大倍数受到限制，使得搅拌站对于物料的称重计量精度也受到限制。基于此，本发明实施例提供的一种搅拌站计量系统与搅拌站控制系统，可以提供称重信号更大变送范围的电压输出，从而提高搅拌站的物料称重和计量精度。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种搅拌站计量系统进行详细介绍。

如图1所示，为本发明实施例提供的一种搅拌站计量系统的结构示意图，由图1可见，该搅拌站计量系统包括工控机11、可编程逻辑控制器12以及多个称重模块13。

参见图2，为该搅拌站计量系统的称重模块的结构示意图，其中，该称重模块包括称重传感器131、第一信号放大器132和第二信号放大器133；该称重传感器131与该第一信号放大器132的信号输入端相连，该第一信号放大器132的信号输出端与该第二信号放大器133的信号输入端相连。

通常，称重传感器131输出的电压为0～0.02V的低电压信号，称重传感器131实际上是一种将质量信号转变为可测量的电信号输出的装置。在实际称重过程中，称重传感器131将重量转化为电信号，在予以显示重量的终端，还需要将该电信号转化重量值。

通常的称重电路包括多个称重传感器131及一个称重仪表，每个称重传感器131设有输出信号正端SIG+、输出信号负端SIG-、激励正端EXC+、激励负端EXC-及屏蔽端SHLD，称重仪表上设有与称重传感器131相对应的信号输入接口。在现有的称重电路中，只是简单地将输出信号正端SIG+合并接在称重仪表的输入信号正端SIG+，各称重传感器131的输出信号负端(SIG-)、激励正端(EXC+)、激励负端(EXC-)及屏蔽端(SHLD)分别接入称重仪表的对应输入接口，实现称重。

在本实施例中，称重模块对称重传感器131产生的电信号还进行了放大。其中，该称重信号变送模块包括两个信号放大器，第一信号放大器132用于将该称重电信号进行放大得到一级放大信号，第二信号放大器133用于将该一级放大信号进行放大得到二级放大信号。

这里，信号放大器也可以是信号放大电路，其中，“放大”就是将输入的微弱信号(简称信号，指变化的电压、电流等)放大到所需要的幅度值且与原输入信号变化规律一致的信号，即进行不失真的放大。放大电路的本质是能量的控制和转换，根据输入回路和输出回路的公共端不同，放大电路有三种基本形式：共射放大电路、共集放大电路和共基放大电路。放大电路通常是由信号源、晶体三极管构成的放大器及负载组成。

经过信号的放大，该称重信号变送模块实现称重信号的变送，其中第二信号放大器133的信号输出端的电压范围可以达-15～15V，相比于现有的称重变送器输出电压信号在0～5V，其电压范围得到了较大程度的提升，克服了在某些重工机械领域，现有称重变送器难以满足生产对称重信号变送处理的更高电压需求的问题，相应地也提高了称重和计量的精度。

为了便于与外接电路或元器件的连接，在至少一种可能的实施方式中，该称重信号变送模块中的第一信号放大器132的信号输入端和第二信号放大器133的信号输出端都设置为直插式接口。

另外，可编程逻辑控制器12与该工控机11相连，且与上述多个称重模块13的第二信号放大器133的信号输出端相连。在该搅拌站计量系统中，该可编程逻辑控制器12用于接收上述多个称重模块返回的称重电信号，并将该称重电信号转换成称重数据后发送给该工控机11。

在至少一种可能的实施方式中，该工控机11还包括显示终端，称重模块的第二信号放大器133的信号输出端输出称重的电信号，并传输给可编程逻辑控制器12中的数模转换模块(D/A转换)，经数模转换后，将电信号转换为称重数据，显示终端实时显示该称重数据。

最后，工控机11计量并存储称重数据。

为了使称重数据的保存更加稳妥，在其中一种或多种可能的实施方式中，工控机11和可编程逻辑控制器12之间相互访问及数据备份。

本发明实施例提供的搅拌站计量系统，该搅拌站计量系统包括工控机、可编程逻辑控制器和多个称重模块；该称重模块包括称重传感器、第一信号放大器和第二信号放大器；该称重传感器与第一信号放大器的信号输入端相连，第一信号放大器的信号输出端与第二信号放大器的信号输入端相连；该可编程逻辑控制器与工控机相连，且与多个称重模块的第二信号放大器的信号输出端相连；该可编程逻辑控制器用于接收称重模块返回的称重电信号，并将该称重电信号转换成称重数据后发送给工控机；工控机计量并存储该称重数据；可以提供称重信号更大变送范围的电压输出，从而提高搅拌站的物料称重和计量精度。

本发明实施例提供了另一种搅拌站计量系统，在图1和图2的基础上，针对搅拌站计量系统中的称重模块进行了进一步的改进。参见图3，在该称重模块13中，还包括供电电路41，该供电电路41分别与该第一信号放大器132和该第二信号放大器133相连，用于给两个信号放大器提供工作电压。

在本实施例中，第一信号放大器132的型号为AD620，第二信号放大器133的型号为OP07，并且，该供电电路41提供的工作电压为15V。

其中，AD620是一款低成本、高精度仪表放大器，仅需要一个外部电阻来设置增益，增益范围为1至10000。此外，AD620采用8引脚SOIC和DIP封装，尺寸小于分立电路设计，并且功耗更低(最大电源电流仅1.3mA)，因而非常适合电池供电及便携式应用。AD620具有高精度(最大非线性度40ppm)、低失调电压(最大50μV)和低失调漂移(最大0.6μV/℃)特性，是电子秤和传感器接口等精密数据采集系统的理想之选。它还具有低噪声、低输入偏置电流和低功耗特性，使之非常适合ECG和无创血压监测仪等医疗应用。

另外，OP07芯片是一种低噪声，非斩波稳零的双极性(双电源供电)运算放大器集成电路。由于OP07具有非常低的输入失调电压(对于OP07A最大为25μV)，所以OP07在很多应用场合不需要额外的调零措施。OP07同时具有输入偏置电流低(OP07A为±2nA)和开环增益高(对于OP07A为300V/mV)的特点，这种低失调、高开环增益的特性使得OP07特别适用于高增益的测量设备和放大传感器的微弱信号等方面。

在该实施例中，差动放大器AD620和运算放大器OP07共同构成该称重信号变送模块的信号放大部分。

为了提高给信号放大器供电的稳定性，增强称重信号变送模块的性能，在其中一种或多种可能的实施方式中，该供电电路41包括依次相连的电源、整流器、滤波器和稳压器，其中，该稳压器分别与第一信号放大器132和第二信号放大器133相连。

在至少一种可能的实施方式中，该称重模块13的稳压器有两个，均为三端稳压器，其中包括三端正稳压器和三端负稳压器。在该实施例中，三端正稳压器的型号为7815三端正稳压器，三端负稳压器的型号为7915三端负稳压器。其中，该7815三端正稳压器的输出端分别与该第一信号放大器132和该第二信号放大器133的电源正极引脚相连，该7915三端负稳压器的输出端分别与该第一信号放大器132和该第二信号放大器133的电源负极引脚相连。

这里，7815三端正稳压器是一种三端正稳压器电路，TO-220F封装，能提供多种固定的输出电压，应用范围广，内含过流、过热和过载保护电路。7915三端负稳压器为三端负稳压器电路，TO-220F封装，也能提供多种固定的输出电压，应用范围广，内含过流、过热和过载保护电路。并且，当7915三端负稳压器带散热片时，输出电流可达1A。

这样，在本实施例中的搅拌站计量系统，通过在其称重信号变送模块中设置整流器、滤波器和稳压器，增强了供电稳定性，有效保障了信号变送中信号放大器的工作性能，从而也提高了搅拌站计量系统的工作性能。

参见图4，为本发明实施例提供的一种搅拌站控制系统，由图4可见，该搅拌站控制系统包括物料储存系统200、运送系统300、搅拌系统400，以及上述搅拌站计量系统实施例及其可能的实施方式之一提供的搅拌站计量系统100。

其中，该物料储存系统200、该运送系统300和该搅拌系统400分别与该搅拌站计量系统100的工控机11相连。

本发明实施例提供的搅拌站控制系统，与上述实施例提供的搅拌站计量系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的其他示例可以具有不同的值。

附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种搅拌站计量系统，其特征在于，包括：工控机、可编程逻辑控制器和多个称重模块；

所述称重模块包括称重传感器、第一信号放大器和第二信号放大器；所述称重传感器与所述第一信号放大器的信号输入端相连，所述第一信号放大器的信号输出端与所述第二信号放大器的信号输入端相连；

所述可编程逻辑控制器与所述工控机相连，且与所述多个称重模块的所述第二信号放大器的信号输出端相连；

所述可编程逻辑控制器用于接收所述称重模块返回的称重电信号，并将所述称重电信号转换成称重数据后发送给所述工控机；

所述工控机计量并存储所述称重数据。

2.根据权利要求1所述的搅拌站计量系统，其特征在于，所述第二信号放大器的信号输出端输出的称重电信号的电压范围在-15～15V之间。

3.根据权利要求2所述的搅拌站计量系统，其特征在于，所述第一信号放大器的型号为AD620，所述第二信号放大器的型号为OP07。

4.根据权利要求3所述的搅拌站计量系统，其特征在于，所述称重模块还包括供电电路；所述供电电路分别与所述第一信号放大器和所述第二信号放大器相连。

5.根据权利要求4所述的搅拌站计量系统，其特征在于，所述供电电路提供15V电压。

6.根据权利要求5所述的搅拌站计量系统，其特征在于，所述供电电路包括依次相连的电源、整流器、滤波器和稳压器；所述稳压器分别与所述第一信号放大器和所述第二信号放大器相连。

7.根据权利要求6所述的搅拌站计量系统，其特征在于，所述稳压器有两个，型号分别为7815三端正稳压器和7915三端负稳压器；所述7815三端正稳压器的输出端分别与所述第一信号放大器和所述第二信号放大器的电源正极引脚相连，所述7915三端负稳压器的输出端分别与所述第一信号放大器和所述第二信号放大器的电源负极引脚相连。

8.根据权利要求1所述的搅拌站计量系统，其特征在于，所述工控机和所述可编程逻辑控制器之间相互访问及数据备份。

9.根据权利要求1所述的搅拌站计量系统，其特征在于，所述工控机包括显示终端，所述显示终端实时显示所述称重数据。

10.一种搅拌站控制系统，其特征在于，包括物料储存系统、运送系统、搅拌系统，以及上述权利要求1-9任一项所述的搅拌站计量系统；所述物料储存系统、所述运送系统和所述搅拌系统分别与所述搅拌站计量系统的所述工控机相连。