CN110253761A - 自动配料系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及混凝土生产技术领域，旨在提供自动配料系统，其技术方案要点是包括用于储存原料的储料模块、用于称量原料的称量模块、用于输送原料的送料模块、用于搅拌混凝土的搅拌模块和用于控制混凝土配方的控制模块，所述储料模块内设置有与原料种类数量相同的腔室，所述腔室的容量均不相同且其内均设置有第一称重传感器，所述腔室与所述送料模块之间均连接有通道，所述通道上均设置有第二称重传感器，所述第一称重传感器和所述第二称重传感器与所述控制模块电性连接，所述控制模块的输出端连接有用于警示工作人员的报警单元。本发明适用于混凝土搅拌站的配料。

Description

自动配料系统

技术领域

本发明涉及混凝土生产技术领域，更具体地说，它涉及自动配料系统。

背景技术

搅拌站主要用于搅拌混合混凝土，其中涉及的自动配料系统，是一种用于搅拌站自动配料的自动化配料设备。

自动配料系统采用可编程控制器，按照工艺设定的比例，可同时控制多台秤，将生产需要的每一种原料进行单独称重后，连续自动实时地测量出原料在运输过程中的重量，且自动完成累计，同时，在采集皮带上原料重量的同时采集皮带运行的速度，将重量值和速度值送到控制器进行乘积和积分运算，运算的结果即为此时配料系统的配料速度和已经配料的累计值，使多种不同原料同时输出且各原料的实际下料量与设定值相同，再混合自动化过程，以达到自动控制各原料的下料量，实现配料的目的。

但是，由于配料是自动化的过程，机械无法识别各种原料，在配料的过程中容易发生上错料的情况，导致配料的比例不正确，进而影响自动配料系统的配料精度，甚至影响配料的质量。

发明内容

本发明的目的是提供自动配料系统，其能够对各种原料进行核对较正，在配料比例可能发生错误时提醒工作人员，有利于工作人员及时发现配料比例错误的问题，进而减少上错料的情况出现。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：自动配料系统，包括用于储存原料的储料模块、用于称量原料的称量模块、用于输送原料的送料模块、用于搅拌混凝土的搅拌模块和用于控制混凝土配方的控制模块，所述储料模块内设置有与原料种类数量相同的腔室，所述腔室的容量均不相同且其内均设置有第一称重传感器，所述腔室与所述送料模块之间均连接有通道，所述通道上均设置有第二称重传感器，所述第一称重传感器和所述第二称重传感器与所述控制模块电性连接，所述控制模块的输出端连接有用于警示工作人员的报警单元。

通过采用上述技术方案，储存原料的储料模块内设置有与原料种类数量相同的腔室，以使不同种类的原料独立存储，腔室内均设置有第一称重传感器，以实时监测腔室内的原料质量并输入控制模块内记录存储，不同种类的原料经不同的通道传送，通道上均设置有第二称重传感器，以实时监测通道上传送的原料质量并输入控制模块内记录存储，根据第一称重传感器检测到的初始质量值A和此时的剩余质量值C，以及第二称重传感器检测到通道上的已用原料质量值B，在控制模块内计算B+C是否等于A，由于初始质量值A是不同的，且配比过程中原料的用量是有差异的，即通道上的质量值B是有差异的，所以腔室内此时的质量值C是有差异的，根据数据值的大小可以区分不同种类的原料。如果B+C=A，则原料的配比比例是正确的；否则，原料的配比可能存在问题，此时，控制模块向报警单元输出控制信号，控制报警单元发出警报，以起到警示工作人员的作用，进而自动配料系统能够对各种原料进行核对较正，以在配料比例可能存在问题时提醒工作人员，有利于工作人员及时发现配料比例错误的问题，进而减少上错料的情况出现。

优选的，还包括用于纠正错误原料的纠正模块。

通过采用上述技术方案，纠正模块用于纠正配料过程中错误的原料，以提高配料比例的正确率，有利于保证生产产品的质量。

优选的，所述通道内设置有传送轮和传送带，所述传送轮有若干且所述传送带绕接在所述传送轮之间，所述传送轮的轴心位置均固定有电机，所述电机与所述控制模块的输出端电性连接。

通过采用上述技术方案，控制模块向电机输出控制信号，以控制电机的启动，带动传送轮转动，进而带动绕接在传送轮上的传送带传动，传送带带动其余传送轮转动，进而位于传送带上的原料向前运动至送料模块内，操作简单，控制方便。

优选的，所述纠正模块包括用于传输原料具体位置信息的信号传输单元，所述信号传输单元有若干且分别设置在不同的所述腔室内，所述信号传输单元的一端均与所述控制模块的输出端连接，另一端均连接有同一云服务器，以将信号传输至云服务器上，所述云服务器连接有后台，所述后台包括用于存储位置信息的存储单元和用于显示不同种类的原料所在腔室地点位置的显示单元，所述腔室与所述通道的连接位置处均设置有常开型的电磁阀，所述电磁阀与所述控制模块的输出端电性连接连接。

通过采用上述技术方案，信号传输单元将不同种类原料所在的腔室的具体位置信息传输至云服务器上并存储至后台的存储单元内，当工作人员确认配料过程上错原料时，显示单元上显示错误原料所在腔室的具体位置信息和纠正后的腔室的具体位置信息，并经信号传输单元向控制模块发出控制信息，以使错误原料所在的通道的电磁阀关闭，并控制正确的原料从通道运送至送料模块内，以纠正错误原料，提高配料比例的正确率，保证生产产品的质量。

优选的，所述电机与所述控制模块的输出端之间设置有用于控制所述电机启闭的第一开关部件。

通过采用上述技术方案，第一开关部件控制电机启闭，以避免控制模块的输出功率不足无法驱动电机的问题。

优选的，所述报警单元包括发光二极管LED1和蜂鸣器S，所述控制模块的其中一个输出端经电阻R9与所述发光二极管LED1连接，所述发光二极管LED1的正极经电阻R10和线圈L1连接蜂鸣器S的一端，所述控制模块的另一个输出端与所述蜂鸣器S的另一端连接。

通过采用上述技术方案，控制模块向报警单元输出控制信号，驱动蜂鸣器S导通，经电感L1和发光二极管LED1流回控制模块内，蜂鸣器S发出警报声，发光二极管LED1发光，以达到警示工作人员的作用。

优选的，所述第一称重传感器的输出端和所述控制模块的输入端之间连接有用于放大所述第一称重传感器的输出信号的第一信号放大单元。

通过采用上述技术方案，第一信号放大单元用于放大第一称重传感器的输出信号，以提高控制模块对第一称重传感器的灵敏度。

优选的，所述第二称重传感器的输出端和所述控制模块的输入端之间连接有用于放大所述第二称重传感器的输出信号的第二信号放大单元。

通过采用上述技术方案，第二信号放大单元用于放大第二称重传感器的输出信号，以提高控制模块对第二称重传感器的灵敏度。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、自动配料系统能够对各种原料进行核对较正，以在配料比例可能存在问题时提醒工作人员，有利于工作人员及时发现配料比例错误的问题，进而减少上错料的情况出现；

2、纠正模块用于纠正配料过程中错误的原料，以提高配料比例的正确率；

3、控制模块向电机输出控制信号，以控制电机的启动，带动传送轮和传送带运动，使位于传送带上的原料向前运动至送料模块内，操作简单，控制方便；

4、利用第一开关部件控制电机启闭，以避免控制模块的输出功率不足无法驱动电机的问题；

5、第一信号放大单元提高了控制模块对第一称重传感器的灵敏度；

6、第二信号放大单元提高了控制模块对第二称重传感器的灵敏度。

附图说明

图1是自动配料系统的模块示意图；

图2是自动配料系统的电路连接关系示意图。

图中：1、信号传输单元；2、云服务器；3、后台；4、存储单元；5、显示单元；6、第一称重传感器；7、第二称重传感器；8、电机；9、电磁阀。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的自动配料系统，包括用于储存原料的储料模块、用于称量原料的称量模块、用于输送原料的送料模块、用于搅拌混凝土的搅拌模块、用于控制混凝土配方的控制模块和用于纠正错误原料的纠正模块。

储料模块内分隔有与原料种类数量相同的腔室，腔室的容量均不相同，腔室与送料模块之间均连接有通道，腔室内均设置有第一称重传感器6，第一称重传感器6的型号为ZRN602A-S型系列，通道上均设置有第二称重传感器7，第二称重传感器7的型号为ZRN602A-S型系列。

腔室与通道的连接位置处均设置有常开型的电磁阀9，电磁阀9与控制模块的输出端电性连接连接。

通道内均设置有传送轮和传送带，传送轮有两个且竖直设置，两个传送轮分别转动连接在通道内部的两端，两个传送轮之间绕接有传送带，通道内部安装固定有电机8，电机8的输出轴与传送轮的轴心位置固定，电机8与控制模块的输出端电性连接。

控制模块的输出端连接有用于警示工作人员的报警单元。

参照图2，第一称重传感器6的一端连接电源VCC，第一称重传感器6的一端经电阻R1接地，第一称重传感器6的输出端经电阻R2连接有运算放大器U1，运算放大器U1的正向输入端与电阻R2连接，运算放大器U1的反向输入端经电阻R3接地，以为运算放大器U1提供参考电压，运算放大器U1的正向输入端与输出端之间连接有电阻R4和电位器Rp1，电阻R4和电阻Rp1串联，电阻Rp1为电位器，以用于调节运算放大器U1的放大系数。

运算放大器U1、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4和电阻Rp1组成第一信号放大单元，以用于放大第一称重传感器6的输出信号，提高控制模块对第一称重传感器6的灵敏度。

第二称重传感器7的一端连接电源VCC，第二称重传感器7的一端经电阻R5接地，第二称重传感器7的输出端经电阻R6连接有运算放大器U2，运算放大器U2的正向输入端与电阻R6连接，运算放大器U2的反向输入端经电阻R7接地，以为运算放大器U2提供参考电压，运算放大器U2的正向输入端与输出端之间连接有电阻R8和电位器Rp2，电阻R8和电阻Rp2串联，电阻Rp2为电位器，以用于调节运算放大器U2的放大系数。

运算放大器U2、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻Rp2组成第二信号放大单元，以用于放大第二称重传感器7的输出信号，提高控制模块对第二称重传感器7的灵敏度。

运算放大器U1和运算放大器U2的输出端与控制模块连接，控制模块为单片机MCS-51，单片机MCS-51的P1.0管脚与运算放大器U1连接，单片机MCS-51的P1.1管脚与运算放大器U2连接，报警单元连接在单片机MCS-51的P3.6管脚和P3.7管脚之间，单片机MCS-51的P3.5管脚连接有用于控制电机8启闭的第一开关部件，单片机MCS-51的P3.4管脚连接有用于控制电机8启闭的第一开关部件，单片机MCS-51的P3.5管脚连接有用于控制电磁阀9启闭的第二开关部件。

报警单元包括发光二极管LED1和蜂鸣器S，单片机MCS-51的P3.6引脚经电阻R9与发光二极管LED1连接，发光二极管LED1的正极经电阻R10和线圈L1连接蜂鸣器S的一端，发光二极管LED1的正极连接电源VCC，单片机MCS-51的P3.7引脚经电阻R11和三极管T1连接蜂鸣器S的另一端连接，电阻R11与三极管T1的基极连接，三极管T1的发射极接地，三极管T1的基极与发射极之间连接有电容C1和电阻R12，电容C1和电阻R12并联，三极管T1的集电极连接蜂鸣器S。

第一开关部件包括继电器KT1和三极管VT1，三极管VT1为NPN型，单片机MCS-51的P3.4管脚经电阻R13与三极管VT1的基极连接，三极管VT1的发射极接地，三极管VT1的集电极经继电器KT1连接电源VCC，继电器KT1的两端并联有二极管D1，二极管D1为续流二极管，以对继电器KT1起到保护作用，避免继电器KT1烧坏，继电器KT1的延时断开常开触点KT1-1连接于电机8所在的通电回路中。

电机8的一端经延时断开常开触点KT1-1连接电源VCC，另一端接地。

第二开关部件包括继电器KT2和三极管VT2，三极管VT2为NPN型，单片机MCS-51的P3.5管脚经电阻R14与三极管VT2的基极连接，三极管VT2的发射极接地，三极管VT2的集电极经继电器KT2连接电源VCC，继电器KT2的两端并联有二极管D2，二极管D2为续流二极管，以对继电器KT2起到保护作用，避免继电器KT2烧坏，继电器KT2的延时断开常开触点KT2-1连接于电磁阀9的线圈所在的通电回路中。

电磁阀9的线圈的一端经延时断开常开触点KT2-1连接电源VCC，另一端接地。

单片机MCS-51的P3.0引脚连接有用于传输原料具体位置信息的信号传输单元1。

信号传输单元1为GPS/GPRS一体化芯片，单片机MCS-51的P3.0引脚与GPS/GPRS一体化芯片串口通信，GPS/GPRS一体化芯片的输出端无线连接有云服务器2，以将信号传输至云服务器2上，云服务器2连接有后台3，后台3包括用于存储位置信息的存储单元4和用于显示不同种类的原料所在腔室地点位置的显示单元5，存储单元4为存储器RAM，显示单元5为显示屏。

本实施例的实施原理为：

将不同种类的原料分别装入腔室内，直至装满。

腔室内的第一称重传感器6将不同种原料的初始质量转换为电信号，经运算放大器U1放大后输出，由P1.0管脚输入单片机MCS-51内，记录存储为原料的初始质量值A，第一称重传感器6实时监测腔室内的原料的质量情况。

腔室内的原料经电磁阀9的开口进入通道内，单片机MCS-51向P3.4管脚输出控制信号，三极管VT1导通，继电器KT1通电，使延时断开常开触点KT1-1吸合，电机8所在的通电回路导通，电机8启动，带动与其输出轴固定的传动轮转动，传动轮带动绕接在其上的传送带传动，传送带带动另一个传动轮转动，进而传送带上的原料向前运动至落入送料模块内。

此时，第二称重传感器7分别检测不同传送带上传送的原料质量，并将其转换为电信号，经运算放大器U2放大后输出，由P1.1管脚输入单片机MCS-51内，记录存储为已用原料的质量值B，此时，第一称重传感器6将腔室内剩余的原料的质量转换为电信号，经运算放大器U1放大后输出，由P1.0管脚输入单片机MCS-51内，记录存储为剩余原料质量值C。

由于不同原料的初始质量值A是不同的，且配比过程中各原料的用量是有差异的，即通道上的已用原料的质量值B是有差异的，所以腔室内此时的剩余原料的质量值C是有差异的，分析数据值可以区分不同种类的原料。

在单片机MCS-51内计算B+C是否等于A。如果B+C=A，则原料的配比比例是正确的；否则，原料的配比可能存在问题，此时，单片机MCS-51向P3.7引脚输出控制信号，使三极管T1导通，蜂鸣器S发出警报声，发光二极管LED1发光，以起到警示工作人员的作用，进而自动配料系统能够对各种原料进行核对较正，以在配料比例可能存在问题时提醒工作人员，有利于工作人员及时发现配料比例错误的问题，进而减少上错料的情况出现。

同时，单片机MCS-51将存放不同原料的腔室的具体位置信息经GPS/GPRS一体化芯片传输至云服务器2，云服务器2传输至后台3，并存储至后台3的存储单元4内。

如果蜂鸣器S发出警报声，发光二极管LED1发光，显示屏显示错误原料所在腔室的具体位置信息和纠正后的腔室的具体位置信息，并经GPS/GPRS一体化芯片向单片机MCS-51输入信号，单片机MCS-51向P3.5管脚输出控制信号，三极管VT2导通，继电器KT2通电，使延时断开常开触点KT2-1吸合，电磁阀9所在的通电回路导通，以使错误原料所在的通道的电磁阀9关闭，停止错误原料的上料。

同时，单片机MCS-51向正确原料所在通道的电机8发出控制信号，向P3.4管脚输出控制信号，驱动正确原料所在通道的电机8更快地转动，使传送带上的正确原料向前运动至落入送料模块内，以纠正错误原料，提高配料比例的正确率，保证生产产品的质量。

直至原料的配比比例是正确的，即B+C=A，第一称重传感器6、第二称重传感器7继续监测工作。

自动配料系统的其余部分为现有技术，在此不再赘述。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.自动配料系统，包括用于储存原料的储料模块、用于称量原料的称量模块、用于输送原料的送料模块、用于搅拌混凝土的搅拌模块和用于控制混凝土配方的控制模块，其特征是：所述储料模块内设置有与原料种类数量相同的腔室，所述腔室的容量均不相同且其内均设置有第一称重传感器(6)，所述腔室与所述送料模块之间均连接有通道，所述通道上均设置有第二称重传感器(7)，所述第一称重传感器(6)和所述第二称重传感器(7)与所述控制模块电性连接，所述控制模块的输出端连接有用于警示工作人员的报警单元。

2.根据权利要求1所述的自动配料系统，其特征是：还包括用于纠正错误原料的纠正模块。

3.根据权利要求2所述的自动配料系统，其特征是：所述通道内设置有传送轮和传送带，所述传送轮有若干且所述传送带绕接在所述传送轮之间，所述传送轮的轴心位置均固定有电机(8)，所述电机(8)与所述控制模块的输出端电性连接。

4.根据权利要求3所述的自动配料系统，其特征是：所述纠正模块包括用于传输原料具体位置信息的信号传输单元(1)，所述信号传输单元(1)有若干且分别设置在不同的所述腔室内，所述信号传输单元(1)的一端均与所述控制模块的输出端连接，另一端均连接有同一云服务器(2)，以将信号传输至云服务器(2)上，所述云服务器(2)连接有后台(3)，所述后台(3)包括用于存储位置信息的存储单元(4)和用于显示不同种类的原料所在腔室地点位置的显示单元(5)，所述腔室与所述通道的连接位置处均设置有常开型的电磁阀(9)，所述电磁阀(9)与所述控制模块的输出端电性连接连接。

5.根据权利要求3所述的自动配料系统，其特征是：所述电机(8)与所述控制模块的输出端之间设置有用于控制所述电机(8)启闭的第一开关部件。

6.根据权利要求1所述的自动配料系统，其特征是：所述报警单元包括发光二极管LED1和蜂鸣器S，所述控制模块的其中一个输出端经电阻R9与所述发光二极管LED1连接，所述发光二极管LED1的正极经电阻R10和线圈L1连接蜂鸣器S的一端，所述控制模块的另一个输出端与所述蜂鸣器S的另一端连接。

7.根据权利要求1所述的自动配料系统，其特征是：所述第一称重传感器(6)的输出端和所述控制模块的输入端之间连接有用于放大所述第一称重传感器(6)的输出信号的第一信号放大单元。

8.根据权利要求1所述的自动配料系统，其特征是：所述第二称重传感器(7)的输出端和所述控制模块的输入端之间连接有用于放大所述第二称重传感器(7)的输出信号的第二信号放大单元。