CN109612804A - 一种用于电石自动采样的电气控制系统及控制方法 - Google Patents

一种用于电石自动采样的电气控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于电石自动采样的电气控制系统及控制方法，包括电石、一级破碎机、一级皮带机、二级破碎机、二级皮带机、溜桶、主输送皮带机、采样机构、采样滑道、采样桶、气幕除尘装置、储存仓和PLC控制器，一级皮带机的入口处设置在一级破碎机的出口处，其出口处对准二级破碎机的入口处设置，二级皮带机入口处设置在二级破碎机的出口处，其出口处对准溜桶的入口处，溜桶的出口处与主输送皮带机的进口相连通，主输送皮带机的出口连通储存仓；溜桶内安装有挡板，挡板与采样机构上设置的伺服电缸相连接，且溜桶通过采样滑道连通采样桶，采样桶的底部安装有称重模块，称重模块上安装有重量传感器，重量传感器与伺服电缸均电性连接PLC控制器。

Description

一种用于电石自动采样的电气控制系统及控制方法
技术领域
本发明涉及自动化控制技术领域，具体为一种用于电石自动采样的电气控制系统及控制方法。
背景技术
电石(碳化钙)化学性质活泼，遇水发生激烈反应，在化工业主要用来生产乙炔。电石品质的好坏决定了发气量的多与少，进而决定了电石的价格。生产厂家每采购一批电石，在电石到厂后都会对其进行采样，进而化验得出发气量值来判断电石的品质。
目前行业内的采样过程如下：货车在厂区先将电石卸车，铲车将冷却至60℃以下的电石分批次放入一级破碎机，经过一级破碎机出口的电石再进入二级破碎机，采样口设定在二级破碎机的出口处。通过在一级破碎机入口处、二级破碎机出口处的皮带机、电石样溜出口安装有视频监控摄像头，采样人员在监控室内即可看到现场的实际情况，取样时人工远程手动控制采样机构动作，机构执行动作进而带动抽拉挡板使电石块进入采样桶，每车(33吨)采样6次，若破碎过程无异常定时取样一次，采样同时填写采样信息记录表。
但这样的电石采样方式存在以下缺点：第一，人工手动采集电石样品易失代表性；在人工采样过程中要时刻的盯紧监控画面，在规定的时间间隔(5分钟)且出料口有物料的情况下的按下采样按钮，一旦采样人员发生“漏采”或者“多采”都将使采到的电石样品失去了意义，而且目前行业内没有监督采样人员工作的管理体制。第二，人工采集的电石样品重量不可控；人工手动采集的电石样品的重量不确定，目前是通过肉眼看视频监控中的采样桶中电石量的多少来估算是否采够了电石样。而实际上由于视频信号传输的延时、电石来料不均匀、执行机构动作延迟较大、执行机构无开度控制、无传感器反馈重量等因素导致人工采到的样品重量与实际所需要的偏差很大，少则不够实验所需，造成生产事故，多则电石溢出收集装置，增加劳动成本来清扫打理。第三，采样过程中粉尘量较大；目前在采集电石过程中，电石颗粒连同着电石粉尘混在一起流入了收集装置中，粉尘的存在不仅仅影响了所采集电石颗粒所占的比重，同样还会产生很大的扬尘，使采样口周围的环境变得十分恶劣。
为此，我们提出一种能够解决上述问题的一种用于电石自动采样的电气控制系统及控制方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于电石自动采样的电气控制系统及控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于电石自动采样的电气控制系统，包括电石、一级破碎机、一级皮带机、二级破碎机、二级皮带机、溜桶、主输送皮带机、采样机构、采样滑道、采样桶、气幕除尘装置、储存仓和PLC控制器，一级皮带机的入口处设置在一级破碎机的出口处，其出口处对准二级破碎机的入口处设置，二级皮带机入口处设置在二级破碎机的出口处，其出口处对准溜桶的入口处，溜桶的出口处与主输送皮带机的进口相连通，主输送皮带机的出口连通储存仓；
溜桶内安装有挡板，挡板与采样机构上设置的伺服电缸相连接，且溜桶通过采样滑道连通采样桶，采样桶的底部安装有称重模块，称重模块上安装有重量传感器，重量传感器与伺服电缸均电性连接PLC控制器。
作为本发明一种优选的技术方案，采样滑道的一端连通溜桶的采样口，另一端与采样桶相连通，且采样滑道的出口处设置有气幕除尘装置，气幕除尘装置电性连接PLC控制器。
作为本发明一种优选的技术方案，二级皮带机上安装有超声波物料检测传感器，超声波物料检测传感器的输出端电性连接PLC控制器的输入端。
作为本发明一种优选的技术方案，电石自动采样的电气控制系统上安装有定时器，定时器电性连接PLC控制器。
一种用于电石自动采样的电气控制系统的控制方法，包括以下几个步骤：
S1、工作前，采样操作人员在系统组态界面上设定好采样的时间间隔t、采样的次数n以及需要采集的电石重量g等工作参数；
S2、作业人员将需破碎的电石投入一级破碎机中，经过一级破碎机破碎的电石落到一级皮带机上，通过一级皮带机传输并投入至二级破碎机内进行破碎，经过二级破碎机破碎的电石落到二级皮带机上并输送至溜桶内，物料经过溜桶落入到主输送皮带机上，最后运输至电石存储仓中；
S3、在电石经过二级皮带机时，二级皮带机上安装的超声波物料检测传感器可以实时的检测二级皮带机上电石的有无情况并将该信息反馈给PLC控制器；
S4、在计时器到达预设的时间后，PLC控制器接收计时器传达的信息，并驱动采样机构上的伺服电缸运作，伺服电缸运作带动挡板同时动作，开启采样口，实现电石顺着采样滑道落入采样桶内的目的，与此同时，采样桶下方的称重模块上安装的重量传感器能够实时计算桶内采到电石的重量并反馈给PLC控制器，使得采样这一环节为闭环工作；
S5、在电石通过采样滑道落入采样桶时，采样滑道出口处安装的气幕除尘装置，能够将电石粉尘除去，提高采到电石颗粒所占全部重量的比例。
作为本发明一种优选的技术方案，所述S4中涉及的计时器进行计时任务，用来不断的累加单次采样所花费的时间，如果单次采样的累加时间不超过所设定的单次采样时间间隔便可继续计时，一旦超过就意味着采样失败并且采样设备会自动复位，需要人工介入处理，一般出现该问题都是由于二级皮带机上没有电石导致的(破碎机卡堵)，本控制系统留有前端破碎机故障输入信号接口，一旦发生前端破碎机卡堵情况，现场工人按下急停按钮后该计时任务会暂停计时，当工人清理或维修完破碎机并恢复运行后，该计时任务便会继续计时。
作为本发明一种优选的技术方案，所述S4中称重模块用于判断当前采样桶内的电石的重量是否大于或等于预设g*i/n数值，如果大于g*i/n数值就表明了采样过程的第i阶段采样完成，随即可关闭采样挡板，此时系统会处于等待阶段；如果小于g*i/n数值，那么会根据当前的重量偏差来调节挡板的开度，同时还会判断一定时间的电石增量是否小于某一个值，其中g、i、n分别表示采样电石的重量、采样电石的阶段和采样电石的总次数；举例，如果在一定的时间内，采样桶内的电石增加量不超过10g，那么就会检查二级皮带机上的超声波物料检测传感器是否检测到了物料，如果没有物料，代表着这是一个必然事件，如果有物料则代表着电石的溜桶堵料或采样口处堵料，需要人工介入检查，如果大于该数值(g*i/n)就表明了采样过程的第i阶段采样完成，随即可关闭采样挡板，此时系统会处于等待阶段，直到计时器所累计的时间与设定的采样间隔时间t相同后，清零计时器数值后比较当前采样次数与设定采样次数值，如果不相等则继续采样，相等则意味着本轮采样结束。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明一种用于电石自动采样的电气控制系统，通过设置的PLC控制器、采样机构、采样滑道、采样桶和计时器，能够自动定时控制采样机构动作进行电石采样，无需人工干预。
2、本发明一种用于电石自动采样的电气控制系统，通过将伺服电缸设为采样机构的执行驱动装置，使得采样执行机构的运动性能好且响应速度快，带动挡板进行定位运动即可实现采样口的开闭以及采样口大小的调节，进而使单位时间采集到的电石量可调节。
3、本发明一种用于电石自动采样的电气控制系统，通过在采样桶的底部安装的重量传感器，可以将采集到的电石重量实时反馈到PLC控制器，进而该采样过程形成了一个闭环控制，采样的效果精确又稳定。
4、本发明一种用于电石自动采样的电气控制系统，通过在设置的气幕除尘装置，在自动采样过程中，在采样机构执行动作之前，控制器优先打开气幕除尘，将采样过程中所采集到的电石粉尘全部收集到一个容器中，定期清理容器即可。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明自动采样电气控制原理图；
图3为本发明电石自动采样控制工作流程图。
图中：1、电石；2、一级破碎机；3、一级皮带机；4、二级破碎机；5、二级皮带机；6、溜桶；7、主输送皮带机；8、采样机构；9、采样滑道；10、采样桶；11、气幕除尘装置；12、储存仓；13、PLC控制器；14、伺服电缸；15、称重模块；16、重量传感器；17、超声波物料检测传感器；18、定时器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”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。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种用于电石自动采样的电气控制系统，包括包括电石1、一级破碎机2、一级皮带机3、二级破碎机4、二级皮带机5、溜桶6、主输送皮带机7、采样机构8、采样滑道9、采样桶10、气幕除尘装置11、储存仓12和PLC控制器13，一级皮带机3的入口处设置在一级破碎机2的出口处，其出口处对准二级破碎机4的入口处设置，二级皮带机5入口处设置在二级破碎机4的出口处，其出口处对准溜桶6的入口处，溜桶6的出口处与主输送皮带机7的进口相连通，主输送皮带机7的出口连通储存仓12；
溜桶6内安装有挡板，挡板与采样机构8上设置的伺服电缸14相连接，且溜桶6通过采样滑道9连通采样桶10，在开启采样口或者关闭采样口时，作业人员通过操控PLC控制器13控制伺服电缸14运作，带动挡板运作，开启或者关闭溜桶6的采样口，实现采集电石1将电石1通过滑道9落入采样桶10内或者落入储存仓12内进行收集的目的；采样桶10的底部安装有称重模块15，称重模块15上安装有重量传感器16，重量传感器16与伺服电缸14均电性连接PLC控制器13；重量传感器可以将采集到的电石1重量实时反馈到PLC控制器13，PLC控制器13根据接收的信息控制采样机构8的运作状态，进而使得该采样过程形成了一个闭环控制，采样的效果精确又稳定。
采样滑道9的一端连通溜桶6的采样口，另一端与采样桶10相连通，且采样滑道9的出口处设置有气幕除尘装置11，气幕除尘装置11电性连接PLC控制器13，在自动采样过程中，在采样机构8的伺服电缸14执行动作之前，PLC控制器13优先打开气幕除尘装置11，将采样过程中所采集到的电石粉尘全部收集到一个容器中，定期清理容器即可。
二级皮带机5上安装有超声波物料检测传感器17，超声波物料检测传感器17的输出端电性连接PLC控制器13的输入端，在采样系统工作中可以实时的检测二级皮带机5上电石1的有无情况并反馈给LC控制器13。
电石自动采样的电气控制系统上安装有定时器18，定时器18电性连接PLC控制器13，当达到所设定的采样时间时，PLC控制器13便可自动控制采样机构8动作进行电石采样，无需人工干预。
一种用于电石自动采样的电气控制系统的控制方法，包括以下几个步骤：
S1、工作前，采样操作人员在系统组态界面上设定好采样的时间间隔t、采样的次数n以及需要采集的电石重量g等工作参数；
S2、作业人员将需破碎的电石1投入一级破碎机2中，经过一级破碎机2破碎的电石1落到一级皮带机3上，通过一级皮带机3传输并投入至二级破碎机4内进行破碎，经过二级破碎机4破碎的电石1落到二级皮带机5上并输送至溜桶6内，物料经过溜桶6落入到主输送皮带机7上，最后运输至电石存储仓12中；
S3、在电石1经过二级皮带机5时，二级皮带机5上安装的超声波物料检测传感器17可以实时的检测二级皮带机5上电石1的有无情况并将该信息反馈给PLC控制器13；
S4、在计时器18到达预设的时间后，PLC控制器13接收计时器18传达的信息，并驱动采样机构8上的伺服电缸14运作，伺服电缸14运作带动挡板同时动作，开启采样口，实现电石1顺着采样滑道9落入采样桶10内的目的，与此同时，采样桶10下方称重模块15上安装的重量传感器16能够实时计算桶内采到电石的重量并反馈给PLC控制器13，使得采样这一环节为闭环工作；
S5、在电石1通过采样滑道9落入采样桶10时，采样滑道9出口处安装的气幕除尘装置11，能够将电石粉尘除去，提高采到电石颗粒所占全部重量的比例。
所述S4中涉及的计时器18进行计时任务，用来不断的累加单次采样所花费的时间，如果单次采样的累加时间不超过所设定的单次采样时间间隔便可继续计时，一旦超过就意味着采样失败并且采样设备会自动复位，需要人工介入处理；一般出现该问题都是由于二级皮带机5上没有电石1导致的破碎机卡堵，本控制系统留有前端破碎机故障输入信号接口，一旦发生前端破碎机卡堵情况，现场工人按下急停按钮后该计时任务会暂停计时，当工人清理或维修完破碎机并恢复运行后，该计时任务便会继续计时。
所述S4中称重模块15用于判断当前采样桶10内的电石1的重量是否大于或等于预设g*i/n数值，如果大于g*i/n数值就表明了采样过程的第i阶段采样完成，随即可关闭采样挡板，此时系统会处于等待阶段；如果小于g*i/n数值，那么会根据当前的重量偏差来调节挡板的开度，同时还会判断一定时间的电石1增量是否小于某一个值，其中g、i、n分别表示采样电石1的重量、采样电石1的阶段和采样电石1的总次数；举例，如果在一定的时间内，采样桶10内的电石1增加量不超过10g，那么就会检查二级皮带机5上的超声波物料检测传感器17是否检测到了物料，如果没有物料，代表着这是一个必然事件，如果有物料则代表着电石1的溜桶6堵料或采样口处堵料，需要人工介入检查，如果大于该数值g*i/n就表明了采样过程的第i阶段采样完成，随即可关闭采样挡板。此时系统会处于等待阶段，直到计时器18所累计的时间与设定的采样间隔时间t相同后，清零计时器数值后比较当前采样次数与设定采样次数值，如果不相等则继续采样，相等则意味着本轮采样结束。
工作原理：一种用于电石自动采样的电气控制系统的控制方法，包括以下几个步骤：
S1、工作前，采样操作人员在系统组态界面上设定好采样的时间间隔t、采样的次数n以及需要采集的电石重量g等工作参数；
S2、作业人员将需破碎的电石1投入一级破碎机2中，经过一级破碎机2破碎的电石1落到一级皮带机3上，通过一级皮带机3传输并投入至二级破碎机4内进行破碎，经过二级破碎机4破碎的电石1落到二级皮带机5上并输送至溜桶6内，物料经过溜桶6落入到主输送皮带机7上，最后运输至电石存储仓12中；
S3、在电石1经过二级皮带机5时，二级皮带机5上安装的超声波物料检测传感器17可以实时的检测二级皮带机5上电石1的有无情况并将该信息反馈给PLC控制器13；
S4、在计时器18到达预设的时间后，PLC控制器13接收计时器18传达的信息，并驱动采样机构8上的伺服电缸14运作，伺服电缸14运作带动挡板同时动作，开启采样口，实现电石1顺着采样滑道9落入采样桶10内的目的，与此同时，采样桶10下方的称重模块15实时的计算桶内采到电石的重量并反馈给PLC控制器13，使得采样这一环节为闭环工作；
S5、在电石1通过采样滑道9落入采样桶10时，采样滑道9出口处安装的气幕除尘装置11，能够将电石粉尘除去，提高采到电石颗粒所占全部重量的比例。
值得注意的是：整个装置通过总控制按钮对其实现控制，由于控制按钮匹配的设备为常用设备，属于现有常熟技术，在此不再赘述其电性连接关系以及具体的电路结构。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于电石自动采样的电气控制系统，其特征在于，包括电石(1)、一级破碎机(2)、一级皮带机(3)、二级破碎机(4)、二级皮带机(5)、溜桶(6)、主输送皮带机(7)、采样机构(8)、采样滑道(9)、采样桶(10)、气幕除尘装置(11)、储存仓(12)和PLC控制器(13)，一级皮带机(3)的入口处设置在一级破碎机(2)的出口处，其出口处对准二级破碎机(4)的入口处设置，二级皮带机(5)入口处设置在二级破碎机(4)的出口处，其出口处对准溜桶(6)的入口处，溜桶(6)的出口处与主输送皮带机(7)的进口相连通，主输送皮带机(7)的出口连通储存仓(12)；
溜桶(6)内安装有挡板，挡板与采样机构(8)上设置的伺服电缸(14)相连接，且溜桶(6)通过采样滑道(9)连通采样桶(10)，采样桶(10)的底部安装有称重模块(15)，称重模块(15)上安装有重量传感器(16)，重量传感器(16)与伺服电缸(14)均电性连接PLC控制器(13)。
2.根据权利要求1所述的一种用于电石自动采样的电气控制系统，其特征在于：采样滑道(9)的一端连通溜桶(6)的采样口，另一端与采样桶(10)相连通，且采样滑道(9)的出口处设置有气幕除尘装置(11)，气幕除尘装置(11)电性连接PLC控制器(13)。
3.根据权利要求1所述的一种用于电石自动采样的电气控制系统，其特征在于：二级皮带机(5)上安装有超声波物料检测传感器(17)，超声波物料检测传感器(17)的输出端电性连接PLC控制器(13)的输入端。
4.根据权利要求1所述的一种用于电石自动采样的电气控制系统，其特征在于：电石自动采样的电气控制系统上安装有定时器(18)，定时器(18)电性连接PLC控制器(13)。
5.根据权利要求1-4所述的一种用于电石自动采样的电气控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下几个步骤：
S1、工作前，采样操作人员在系统组态界面上设定好采样的时间间隔t、采样的次数n以及需要采集的电石重量g等工作参数；
S2、作业人员将需破碎的电石(1)投入一级破碎机(2)中，经过一级破碎机(2)破碎的电石(1)落到一级皮带机(3)上，通过一级皮带机(3)传输并投入至二级破碎机(4)内进行破碎，经过二级破碎机(4)破碎的电石(1)落到二级皮带机(5)上并输送至溜桶(6)内，物料经过溜桶(6)落入到主输送皮带机(7)上，最后运输至电石存储仓(12)中；
S3、在电石(1)经过二级皮带机(5)时，二级皮带机(5)上安装的超声波物料检测传感器(17)可以实时的检测二级皮带机(5)上电石(1)的有无情况并将该信息反馈给PLC控制器(13)；
S4、在计时器(18)到达预设的时间后，PLC控制器(13)接收计时器(18)传达的信息，并驱动采样机构(8)上的伺服电缸(14)运作，伺服电缸(14)运作带动挡板同时动作，开启采样口，实现电石(1)顺着采样滑道(9)落入采样桶(10)内的目的，与此同时，采样桶(10)下方称重模块(15)上安装的重量传感器(16)能够实时计算桶内采到电石的重量并反馈给PLC控制器(13)，使得采样这一环节为闭环工作；
S5、在电石(1)通过采样滑道(9)落入采样桶(10)时，采样滑道(9)出口处安装的气幕除尘装置(11)，能够将电石粉尘除去，提高采到电石颗粒所占全部重量的比例。
6.根据权利要求5所述的一种用于电石自动采样的电气控制系统的控制方法，其特征在于：所述S4中涉及的计时器(18)进行计时任务，用来不断的累加单次采样所花费的时间，如果单次采样的累加时间不超过所设定的单次采样时间间隔便可继续计时，一旦超过就意味着采样失败并且采样设备会自动复位，需要人工介入处理。
7.根据权利要求5所述的一种用于电石自动采样的电气控制系统的控制方法，其特征在于：所述S4中称重模块(15)用于判断当前采样桶(10)内的电石(1)的重量是否大于或等于预设g*i/n数值，如果大于g*i/n数值就表明了采样过程的第i阶段采样完成，随即可关闭采样挡板，此时系统会处于等待阶段；如果小于g*i/n数值，那么会根据当前的重量偏差来调节挡板的开度，同时还会判断一定时间的电石(1)增量是否小于某一个值，其中g、i、n分别表示采样电石(1)的重量、采样电石(1)的阶段和采样电石(1)的总次数。
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