CN110193585A - 一种混砂机混砂无级可调控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于混砂机技术领域，尤其涉及一种混砂机混砂变频无级控制系统及其控制方法。解决了现有技术中常规的连续混砂机混砂能力固定，无法实现混砂能力和液料配比自动调整，混砂机实用性差的技术难题。在触摸屏上输入需要使用混砂能力，经过PLC数据运算，计算出油缸需要移动的位移，及液料泵变频器需要的运行频率，伺服油缸测出油缸位移，与位移需要量比较，从而准确的调整砂闸板的打开量，液料泵变频器也自动调整运行频率。通过触摸屏输入数值实现混砂能力自动调整，从而液料配比也能自动跟随调整，本发明提供的混砂能力无级可调的控制方法控制技术成本低、实用性强，极大的方便了使用者。
Description
技术领域
本发明属于混砂机技术领域，尤其涉及一种混砂机混砂变频无级可调控制系统及其控制方法。
背景技术
混砂机是使型砂中各组分均匀混合，并使黏结剂有效地包覆在砂粒表面的设备。混砂机利用碾轮与碾盘的相对运动，将置于两者间的物料受到碾压兼磨削的作用而粉碎物料，混砂机在粉碎物料的同时还将物料混合。
传统的混砂机液料供给主要是以人工通过对变频器的设定控制电动机，从而驱动液料泵，再通过液料阀进入雾化喷嘴。有几种液料就有几个液料系统，这些系统是分开独立的。液料供给量的多少和控制主要是通过变频器的设定来决定的，即要预先在变频器上进行设定，既费时又不准确，且没有良好的人机界面，尤其是各类影响混砂质量的因素一旦发生变化，更无法做到在线实时控制。并且常规的连续混砂机混砂能力一般是固定的，如5T/H、10T/H、20T/H 等，混砂能力以及液料配比无法自动调整，实用性差。
发明内容
本发明提供了一种混砂机混砂变频无级可调控制方法，解决了现有技术中常规的连续混砂机混砂能力固定，无法实现混砂能力和液料配比自动调整，混砂机实用性差的技术难题。
为了达到上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种混砂能力无级可调的控制系统，包括PLC控制单元、与所述PLC控制单元连接的HMI、固化剂和树脂泵变频器、位移传感器、继电器、接触器；
所述的控制系统还设置有触摸屏，所述的触摸屏用专用电缆连接到PLC控制单元；位移传感器信号接到PLC控制单元的模拟量输入接口端子；PLC控制单元模拟量两通道输出电压信号接到固化剂和树脂泵变频器控制端子上；PLC 控制单元的I/O输出端子接到控制搅笼、油泵的接触器和控制电磁阀的继电器线圈端子上；
所述的PLC控制单元用于计算出油缸需要移动的位移及液料泵变频器需要的运行频率为10-50HZ；
所述的HMI提供人机界面的标准功能，可以自由的组合、文字、按钮、图形、数字、动画等来显示/输入/输出/存储/报警等功能，完美的实现人机交互功能；
所述的变频器用于控制固化剂和树脂泵的转速，改变固化剂和树脂的流量；
所述的位移传感器用于测量私服油缸的位移。
所述的继电器用于控制固化剂和树脂气阀，控制油缸伸缩阀；
所述的接触器用于控制搅笼电机、油泵电机。
进一步地，所述的PLC的一个RS485口起到通讯作用与HMI连接；另一个 RS485口作为编程口用于传输程序。
进一步地，所述的HMI的Smart Line RS485端口与所述的PLC的S7-200 编程口之间通过通讯电缆连接。
进一步地，所述的HMI通讯参数通过运行WinCC flexible设置。
进一步地，所述的PLC通讯参数通过运行STEP 7-Micro/WIN设置。
上述混砂能力无级可调的控制系统的控制方法，具体控制过程如下：
用伺服油缸控制砂定量闸板，所述的伺服油缸的位移传感器输出信号，EM 232 2路模拟量输出设置为电压输出，分别连接在固化剂泵变频器和树脂泵变频器的频率设定电压输入端子上；
设备第一次使用时，应在模拟计算的基础上测试出砂流量与闸板位移的实际比例关系，并把比例关系通过PLC程序存储在PLC内部存储器上；
每次调整闸板前，先把闸板关闭，使油缸位移回到原点；触控“输入混砂吨位”下面的I/O域，然后输入需要的吨位数；输入的数值在PLC内部按照预设好的比例关系运算，换算成油缸需要的位移量及液量泵变频器需要的频率数，储存在PLC内部寄存器上；
按下闸板开，油缸缓慢打开，位移传感器测量的油缸位移量与PLC内部设置的位移量相比较；两者相等时闸板停止，变频器自动调整频率；调整后的数值储存在PLC内部掉电保持存储器上；
变频器频率自动调整后还可以手动调整；触控“手动输入固化剂流量”下面的I/O域，输入需要的频率数即可；
即在触摸屏上输入需要使用混砂能力，经过PLC数据运算，计算出油缸需要移动的位移，及液料泵变频器需要的运行频率，伺服油缸测出油缸位移，与位移需要量比较，从而准确的调整砂闸板的打开量，液料泵变频器也自动调整运行频率。
优选地，所述的伺服油缸的位移传感器输出信号为0-10V。
进一步地，所述的输出信号接到S7-224XP模拟量I/O电压输入端子上。
进一步地，所述的触控“输入混砂吨位”下面的I/O域所输入的吨位数进行上下限限制。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明提供的一种混砂能力无级可调的控制方法使混砂机的混砂能力通过触摸屏输入数值实现混砂能力自动调整，从而液料配比也能自动跟随调整。
2、本发明提供的一种混砂能力无级可调的控制方法，操作人员可以根据需要随时进行调整，只需在HMI上输入需要的吨位数即可，无需改变任何程序及机械设备，本发明提供的混砂能力无级可调的控制方法控制技术成本低、实用性强，极大的方便了使用者。
附图说明
图1为本发明实施例提供的混砂能力无级可调的控制系统的结构框图；
图2为本发明实施例提供的混砂能力无级可调的控制系统中的HMI与PLC 通讯电缆连接图。
具体实施方式
下面，通过示例性的实施方式对本发明进行具体描述。然而应当理解，在没有进一步叙述的情况下，一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“底”、 “内”等指示的方位或位置关系为基于附图1-2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。
术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。
本发明实施例提供了一种混砂能力无级可调的控制系统，包括PLC控制单元、与所述PLC控制单元连接的HMI、固化剂和树脂泵变频器、位移传感器、继电器、接触器；
所述的控制系统还设置有触摸屏，所述的触摸屏用专用电缆连接到PLC控制单元；位移传感器信号接到PLC控制单元的模拟量输入接口端子；PLC控制单元模拟量两通道输出电压信号接到固化剂和树脂泵变频器控制端子上；PLC 控制单元的I/O输出端子接到控制搅笼、油泵的接触器和控制电磁阀的继电器线圈端子上；
所述的PLC控制单元用于计算出油缸需要移动的位移及液料泵变频器需要的运行频率为10-50HZ；
所述的HMI提供人机界面的标准功能，可以自由的组合、文字、按钮、图形、数字、动画等来显示/输入/输出/存储/报警等功能，完美的实现人机交互功能；
所述的变频器用于控制固化剂和树脂泵的转速，改变固化剂和树脂的流量；
所述的位移传感器用于测量私服油缸的位移。
所述的继电器用于控制固化剂和树脂气阀，控制油缸伸缩阀；
所述的接触器用于控制搅笼电机、油泵电机。
本发明实施例提供的混砂能力无级可调的控制系统是基于PLC、HMI的配合使用，以及变频器、位移传感器、继电器、接触器、按钮等组成完整电气控制系统；本发明实施例提供的PLC是由现代计算机技术、自动控制技术、通讯技术综合发展起来的一种工业控制元件；PLC选用西门子S7-200系列 S7-224XP，模拟量输出模块选用EM 232。
S7-224XP集成了14输入/10输出共24个数子I/O量；2输入/1输出共3 个模拟量I/O点；2个RS485通讯/编程口，具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力；是具有模拟量I/O和强大控制能力的新型CPU。接线采用脱卸式端子排，内置时钟和电池模块。并且该系列PLC编程简单，指令丰富实用；EM 232安装在CPU的右侧，具有2路模拟量输出，输出类型电压电流可设置。
本发明实施例提供的HMI是在操作员和机器设备之间作双向沟通的桥梁，可以自由的组合、文字、按钮、图形、数字、动画等来处理和监控设备可能出现的各种变化；HMI选用西门子精彩系列面板smart 700；该面板准确提供了人机界面的标准功能，经济实用，具备高性价比；采用全新的高分辨率16：9宽屏液晶显示和先进的工业设计理念，使设备操作变的轻松快捷。
精彩些列面板的组态软件，WinCC flexible简单直观、功能强大、应用灵活且智能高效。
本发明实施例提供的变频器选用MICROMASTER 420；该机调速范围宽，最低可以到0.5Hz；控制精度高，模拟设定分辨率±0.2％；保护功能强，对过压、欠压、过流、过载、过热等均能保护，且能对发生的故障原因予以记录。并且它的电源电压规格很多，因而可在世界范围内应用。
在一可选实施例中，所述的PLC的一个RS485口起到通讯作用与HMI连接；另一个RS485口作为编程口用于传输程序。
在一可选实施例中，所述的HMI的Smart Line RS485端口与所述的PLC 的S7-200编程口之间通过通讯电缆连接。所述的HMI通讯参数通过运行WinCC flexible设置。所述的PLC通讯参数通过运行STEP 7-Micro/WIN设置。
本发明实施例提供的混砂能力无级可调的控制系统的控制方法，具体控制过程如下：
用伺服油缸控制砂定量闸板，所述的伺服油缸的位移传感器输出信号，EM 232 2路模拟量输出设置为电压输出，分别连接在固化剂泵变频器和树脂泵变频器的频率设定电压输入端子上；
设备第一次使用时，应在模拟计算的基础上测试出砂流量与闸板位移的实际比例关系，并把比例关系通过PLC程序存储在PLC内部存储器上；
每次调整闸板前，先把闸板关闭，使油缸位移回到原点；触控“输入混砂吨位”下面的I/O域，然后输入需要的吨位数；输入的数值在PLC内部按照预设好的比例关系运算，换算成油缸需要的位移量及液量泵变频器需要的频率数，储存在PLC内部寄存器上；
按下闸板开，油缸缓慢打开，位移传感器测量的油缸位移量与PLC内部设置的位移量相比较；两者相等时闸板停止，变频器自动调整频率；调整后的数值储存在PLC内部掉电保持存储器上；
变频器频率自动调整后还可以手动调整；触控“手动输入固化剂流量”下面的I/O域，单出键盘窗口，输入需要的频率数即可；
即在触摸屏上输入需要使用混砂能力，经过PLC数据运算，计算出油缸需要移动的位移，及液料泵变频器需要的运行频率，伺服油缸测出油缸位移，与位移需要量比较，从而准确的调整砂闸板的打开量，液料泵变频器也自动调整运行频率。
本发明实施例中砂定量闸板用伺服油缸控制，所述的伺服油缸的位移传感器输出信号为0-10V；所述的输出信号接到S7-224XP模拟量I/O电压输入端子上；EM 232 2路模拟量输出设置为电压输出，分别连接在固化剂泵、树脂泵变频器的频率设定电压输入端子上。
为了使设备可靠运行，所述的触控“输入混砂吨位”下面的I/O域所输入的吨位数进行上下限限制。
为了更清楚详细地介绍本发明实施例所提供的废旧轮胎整胎连续式热裂解系统，下面将结合具体实施例进行描述。
实施例1
如图1所示，本实施例提供的一种混砂能力无级可调的控制系统，其特征在于：包括PLC控制单元、与所述PLC控制单元连接的HMI、固化剂和树脂泵变频器、位移传感器、继电器、接触器；
所述的控制系统还设置有触摸屏，所述的触摸屏用专用电缆连接到PLC控制单元；位移传感器信号接到PLC控制单元的模拟量输入接口端子；PLC控制单元模拟量两通道输出电压信号接到固化剂和树脂泵变频器控制端子上；PLC 控制单元的I/O输出端子接到控制搅笼、油泵的接触器和控制电磁阀的继电器线圈端子上；
所述的PLC控制单元用于计算出油缸需要移动的位移及液料泵变频器需要的运行频率为10-50HZ；
所述的HMI提供人机界面的标准功能，可以自由的组合、文字、按钮、图形、数字、动画等来显示/输入/输出/存储/报警等功能，完美的实现人机交互功能；
所述的变频器用于控制固化剂和树脂泵的转速，改变固化剂和树脂的流量；
所述的位移传感器用于测量私服油缸的位移。
所述的继电器用于控制固化剂和树脂气阀，控制油缸伸缩阀；
所述的接触器用于控制搅笼电机、油泵电机。
所述的PLC的一个RS485口起到通讯作用与HMI连接；另一个RS485口作为编程口用于传输程序。
如图2所示，本实施例中所述的HMI的Smart Line RS485端口与所述的PLC的S7-200编程口之间通过通讯电缆连接；所述的HMI通讯参数通过运行 WinCC flexible设置；所述的PLC通讯参数通过运行STEP 7-Micro/WIN设置。
本实施例中所述的混砂能力无级可调的控制系统的控制方法，具体控制过程如下：
用伺服油缸控制砂定量闸板，所述的伺服油缸的位移传感器输出信号，所述的伺服油缸的位移传感器输出信号为0-10V，所述的输出信号接到S7-224XP 模拟量I/O电压输入端子上。EM 232 2路模拟量输出设置为电压输出，分别连接在固化剂泵变频器和树脂泵变频器的频率设定电压输入端子上；
设备第一次使用时，应在模拟计算的基础上测试出砂流量与闸板位移的实际比例关系，并把比例关系通过PLC程序存储在PLC内部存储器上；
每次调整闸板前，先把闸板关闭，使油缸位移回到原点；触控“输入混砂吨位”下面的I/O域，然后输入需要的吨位数，为了使得设备可靠运行，所述的触控“输入混砂吨位”下面的I/O域所输入的吨位数进行上下限限制；输入的数值在PLC内部按照预设好的比例关系运算，换算成油缸需要的位移量及液量泵变频器需要的频率数，储存在PLC内部寄存器上；
按下闸板开，油缸缓慢打开，位移传感器测量的油缸位移量与PLC内部设置的位移量相比较；两者相等时闸板停止，变频器自动调整频率；调整后的数值储存在PLC内部掉电保持存储器上；
变频器频率自动调整后还可以手动调整；触控“手动输入固化剂流量”下面的I/O域，输入需要的频率数即可；
本实施例在触摸屏上输入需要使用混砂能力，经过PLC数据运算，计算出油缸需要移动的位移，及液料泵变频器需要的运行频率，伺服油缸测出油缸位移，与位移需要量比较，从而准确的调整砂闸板的打开量，液料泵变频器也自动调整运行频率。
Claims (9)
1.一种混砂能力无级可调的控制系统，其特征在于：包括PLC控制单元、与所述PLC控制单元连接的HMI、固化剂和树脂泵变频器、位移传感器、继电器、接触器；
所述的控制系统还设置有触摸屏，所述的触摸屏用专用电缆连接到PLC控制单元；位移传感器信号接到PLC控制单元的模拟量输入接口端子；PLC控制单元模拟量两通道输出电压信号接到固化剂和树脂泵变频器控制端子上；PLC控制单元的I/O输出端子接到控制搅笼、油泵的接触器和控制电磁阀的继电器线圈端子上；
所述的PLC控制单元用于计算出油缸需要移动的位移及液料泵变频器需要的运行频率为10-50HZ；
所述的HMI提供人机界面的标准功能，可以自由的组合、文字、按钮、图形、数字、动画等来显示/输入/输出/存储/报警等功能，完美的实现人机交互功能；
所述的变频器用于控制固化剂和树脂泵的转速，改变固化剂和树脂的流量；
所述的位移传感器用于测量私服油缸的位移。
所述的继电器用于控制固化剂和树脂气阀，控制油缸伸缩阀；
所述的接触器用于控制搅笼电机、油泵电机。
2.根据权利要求1所述的混砂能力无级可调的控制系统，其特征在于：所述的PLC的一个RS485口起到通讯作用与HMI连接；另一个RS485口作为编程口用于传输程序。
3.根据权利要求1所述的混砂能力无级可调的控制系统，其特征在于：所述的HMI的Smart Line RS485端口与所述的PLC的S7-200编程口之间通过通讯电缆连接。
4.根据权利要求1所述的混砂能力无级可调的控制系统，其特征在于：所述的HMI通讯参数通过运行WinCC flexible设置。
5.根据权利要1所述的混砂能力无级可调的控制系统，其特征在于：所述的PLC通讯参数通过运行STEP 7-Micro/WIN设置。
6.一种采用如权利要求1-5任一项所述的混砂能力无级可调的控制系统的控制方法，其特征在于：具体控制过程如下：
用伺服油缸控制砂定量闸板，所述的伺服油缸的位移传感器输出信号，EM 232 2路模拟量输出设置为电压输出，分别连接在固化剂泵变频器和树脂泵变频器的频率设定电压输入端子上；
设备第一次使用时，应在模拟计算的基础上测试出砂流量与闸板位移的实际比例关系，并把比例关系通过PLC程序存储在PLC内部存储器上；
每次调整闸板前，先把闸板关闭，使油缸位移回到原点；触控“输入混砂吨位”下面的I/O域，然后输入需要的吨位数；输入的数值在PLC内部按照预设好的比例关系运算，换算成油缸需要的位移量及液量泵变频器需要的频率数，储存在PLC内部寄存器上；
按下闸板开，油缸缓慢打开，位移传感器测量的油缸位移量与PLC内部设置的位移量相比较；两者相等时闸板停止，变频器自动调整频率；调整后的数值储存在PLC内部掉电保持存储器上；
变频器频率自动调整后还可以手动调整；触控“手动输入固化剂流量”下面的I/O域，输入需要的频率数即可。
7.根据权利要求6所述的采用混砂能力无级可调的控制系统的控制方法，其特征在于：所述的伺服油缸的位移传感器输出信号为0-10V。
8.根据权利要求7所述的采用混砂能力无级可调的控制系统的控制方法，其特征在于：所述的输出信号接到S7-224XP模拟量I/O电压输入端子上。
9.根据权利要求6所述的采用混砂能力无级可调的控制系统的控制方法，其特征在于：所述的触控“输入混砂吨位”下面的I/O域所输入的吨位数进行上下限限制。
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20190903 |