CN110394899A - 一种搅拌站骨料上料系统和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搅拌站骨料上料系统，包括设有多个料仓的堆场、平皮带、斜皮带、布料皮带、及设有多个料仓的搅拌站，布料皮带可正转和反转实现两端落料，堆场料仓均设有多个出料弧门，各出料弧门上安装有料流检测装置，平皮带、斜皮带、布料皮带均通过过渡料斗依次连接，在过渡料斗上安装有堵料检测装置，布料皮带设置在轨道上，在轨道上安装有位置检测装置，在搅拌站各料仓内安装有用于检测料仓内料位高度的料位检测装置以及设置于限高位置的超限检查装置。系统中只设置料满检查信号，不设置料空信号，只要没有检测到料满信号，即满足上料条件，本发明的系统和方法可有效提高上料可靠性、工作效率、以及自动化水平。

Description

一种搅拌站骨料上料系统和控制方法

技术领域

本发明公开了一种上料系统和控制方法，尤其涉及一种搅拌站骨料上料系统和控制方法。

背景技术

在混凝土搅拌站中，生产混凝土用的骨料(不同规格的石子和砂子)，需要进行存储和输送，由于使用的骨料需求量巨大，一般在搅拌站中设置专门的大型堆场，按不同规格进行分别存储，由于混凝土种类的不同，需要的骨料品种也不同，一般商品混凝搅拌站中会使用到6-8种不同的骨料，但是在一种混凝土中，骨料的种类一般不会超过4种，所有搅拌站上配置的骨料仓多为4格，既同时使用4种骨料。为了提高骨料输送效率以及环保要求，搅拌站后台骨料输送方式多采用地仓式上料方式，即在堆场下面设置出料廊道，廊道内设置出料弧门和输送皮带，骨料通过弧门落到皮带中，通过皮带运输到搅拌站料仓，为提高大堆场的有效利用率，同一个料仓往往会设置多个出料口。为实现搅拌站料仓多料仓上料问题，搅拌站料仓一般采用行走小车进行布料。具体的过程是：当发现某种物料需要上料时，控制布料小车停到对应的位置，开启所有输送皮带，打开对应的料仓出料弧门，开始给搅拌站骨料仓上料，当观察到料仓快满的的时候，关闭出料弧门，等皮带上所有该物料进入该料仓后，移动布料小车，开始下一个骨料的上料过程。上述现有方法主要存在以下缺点：

1、自动化程度低，多采用手动或半自动控制，工人操作劳动前度大；

2、效率低，受布料小车行走速度的限制，料仓切换耗时多；

3、缺少必要的检测技术，易出现满仓、堵料、缺料等事故，影响混凝土生产；

4、针对多料仓进料，料仓品种更换只能手动操作，容易出现进错料情况；

5、目前一般在出料弧门安装有启闭检测开关，用于检查出料弧门的开闭情况，但是无法直接判断出料弧门是否堵塞，影响下料，从而影响输送能力。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种可有效提高上料可靠性、工作效率、以及自动化水平的搅拌站骨料上料系统和控制方法。

本发明采用如下技术方案实现：

一种搅拌站骨料上料系统，包括设有多个料仓的堆场、平皮带、斜皮带、布料皮带、及设有多个料仓的搅拌站；堆场的各料仓底部均设置有多个出料弧门，平皮带位于各堆场料仓的下方，在搅拌站顶部设置有连接各搅拌站料仓的轨道，布料皮带设于轨道上且可沿轨道移动，斜皮带较低端通过一过渡料斗与平皮带连接，其较高端通过另一过渡料斗与布料皮带连接，所述的布料皮带可正转和反转使两端均可实现落料，在出料弧门上安装有料流检测装置用于检测料仓出口是否有料流，在过渡料斗上安装有堵料检测装置，在轨道上安装有位置检测装置用于检测布料皮带的位置，在搅拌站各料仓内安装有用于检测料仓内料位高度的料位检测装置以及设置于限高位置的超限检查装置。

上述技术方案中，进一步的，所述的超限检查装置包括悬挂装置、挡料板和倾斜开关，悬挂装置可转动的设置于料仓上方，挡料板与悬挂装置刚性连接可由悬挂装置带动进行自由转动，挡料板为扁平状，一侧用于与物料接触，倾斜开关固定于挡料板另一侧；在上料时，随着物料料位的升高，当达到一定高度物料会与挡料板接触，推动挡料板倾斜，当达到一定斜度，倾斜开关动作，发出超限报警信号。

应用上述系统进行搅拌站骨料上料的控制方法，该方法包括如下：

将搅拌站料仓与堆场料仓中的物料种类进行对应，并设置各种物料各自的上料时间，开始时当有搅拌站料仓需要进行上料，则控制布料皮带移动至相应料仓部位，同时位置检测装置实时检测布料皮带是否到位，布料皮带到位后，依次启动布料皮带、斜皮带、平皮带，打开与上述料仓相对应的堆场料仓的任一出料弧门，开始计时，各出料弧门开启后其料流检测装置则实时监测下料情况，当不能正常出料时，则切换同料仓的其他出料弧门开启；当收到料位检测装置或超限检测装置的信号，或者当达到设置的对应物料上料时间，则关闭出料弧门，以各料仓的料位检测装置或超限检测装置信号为准检测系统搅拌站是否还有未满料仓，没有则依次停止平皮带、斜皮带和布料皮带，当尚有未满料仓，则从上述关闭出料弧门起开始计时，设置布料皮带移动的安全时间、及料流间隔时间，当达到料流间隔时间则开启与未满料仓相对应的堆场料仓的任一出料弧门，等前一种物料输送完成，则移动布料皮带至未满料仓位置，当布料皮带未在所设置的安全时间达到未满料仓位置，则关闭所有设备紧急停止系统，否则启动布料皮带继续布料。

上述技术方案中，进一步的，系统中的每一个过渡料斗中都设置有堵料检测装置，当检测到相应堵料信号时，说明上料系统出现故障，按照物料运行方向，在所述堵料检测装置前方的设备继续保持运行，后方的设备则紧急停止。

本发明的有益效果是：

1、本发明的系统设置堵料检测、超限检测等多种检测装置，可提高系统的可靠性；

2、本发明中的布料皮带采用可正转可反转的方式布料，相比传统的小车卸料，不仅自动化程度高，而且利用皮带自身的长度，减少移动距离，减少换料时间，提高工作效率；

3、本系统设置多出料弧门，各弧门设置下料检测，可实施反馈弧门堵料情况，及时切换弧门减少皮带空跑时间；

4、采用本发明的系统可实现搅拌站料仓的任意匹配，大幅减少人工操作，自动化水平高。

附图说明

图1是本发明系统的一种具体实施例的主视图；

图2是图1所示实施例的俯视图；

图3是本发明系统中一种具体超限检测装置的示意图；

图4是采用本发明系统基于传统上料控制逻辑框图；

图5是优化后的控制逻辑框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明。

为了解决目前混凝土搅拌站的骨料仓上料系统存在的问题，本发明提出了一种新型的骨料仓上料系统及控制方法，该系统包括设有多个料仓的堆场、平皮带、斜皮带、布料皮带、及设有多个料仓的搅拌站；堆场的各料仓底部均设置有多个出料弧门，平皮带位于各堆场料仓的下方，在搅拌站顶部设置有连接各搅拌站料仓的轨道，布料皮带设于轨道上且可沿轨道移动，斜皮带较低端通过一过渡料斗与平皮带连接，其较高端通过另一过渡料斗与布料皮带连接，布料皮带可正转和反转使两端均可实现落料，在出料弧门上安装有料流检测装置用于检测料仓出口是否有料流，在过渡料斗上安装有堵料检测装置，在轨道上安装有位置检测装置用于检测布料皮带的位置，在搅拌站各料仓内安装有用于检测料仓内料位高度的料位检测装置以及设置于限高位置的机械式超限检查装置。

以图1、2所示实例详细说明本发明的技术方案，但本实例并非对本发明方案的限制：

在堆场1中规划有6个料仓，可同时存储6种不同的砂子和石子，每格料仓的底部安装有多个出料弧门2，数量一般多于2个，本例中采用2个出料弧门，用于控制料仓出料，各出料弧门上安装有一个料流检测装置11，用于检测出料弧门是否有料流，在出料弧门2下方设有用于骨料输送的平皮带3，平皮带3和斜皮带4较低端相连，通过斜皮带4把物料提升到需要的高度，斜皮带4较高端在布料皮带5的上方，平皮带3和斜皮带4的连接处以及斜皮带4和布料皮带5的连接处都设置有过渡料斗7，过渡料斗7上安装有堵料检测装置71，在搅拌站料仓6顶上安装有轨道64，布料皮带5设于轨道上且可沿着轨道64前后移动从而可以达到各搅拌站料仓的位置，轨道64上安装有位置检测装置61，用于判断布料皮带5的位置，布料皮带5可以正反转运动，用于两个方向的物料进料，减少运动频次和距离，在每格搅拌站料仓6上安装有料位检测装置62和超限检查装置63，料位检测装置62用于检测正常料位的高度，超限检查装置63当料位检测装置62故障的时候即可发生作用，超限检查装置63的检测面高于料位检测装置62的检测面，作为二重保护防止意外事故的发生。超限检查装置63为料位检测的最后一道保障，要求可靠，最好采用机械式结构，主要由悬挂装置631、挡料板632和倾斜开关633组成，悬挂装置631设于料仓上方可以带着挡料板632自由旋转(如悬挂装置可铰接于料仓顶部侧壁上)，挡料板632为扁平型，便于与物料充分接触，挡料板632一侧与物料接触，另一侧固定有倾斜开关633，在上料时，随着物料料位的升高，推动挡料板632倾斜，当达到一定斜度的时候，倾斜开关633动作，发出超限报警信号。

基于本发明的系统进行搅拌站骨料上料的一般流程如下：

根据搅拌站料仓6的料位情况和位置检测装置61的反馈信号，确定布料皮带5的前后移动方向和设备的启停，移动到位后根据料仓位置确定布料皮带5应当正转还是反转布料，先启动斜皮带4，再启动平皮带3，开启堆场1对应料仓的出料弧门2，开始给搅拌站料仓6上料，当收到搅拌站料仓6料满信号或超限信号后，出料弧门2关闭，延时一定时间后，停止平皮带3，停止斜皮带4，等所有皮带中物料进入料仓后，停止布料皮带5。

按照上述的一般流程，下面将以具体实例比较按照传统思路进行上料控制和本发明改进的控制方式的区别。

假设：搅拌站料仓1#仓材料为石子1、2#仓材料为石子2、3#仓材料为石子3、4#仓材料为砂2，目前布料皮带停在3#仓位置，以1#仓和4#仓空为例子进行具体说明。

基于本发明的系统按照传统思路进行搅拌站骨料上料的控制流程为：

收到搅拌站料仓6的1#仓空仓信号后，布料皮带5开始向左移动，当到达1#仓位置后，启动布料皮带5向左反转，依次启动斜皮带4、平皮带3、开启堆场1中石子1对应料仓的出料弧门2，开始石子1的上料，当检测到1#仓的料满信号后，立即关闭弧门，此时皮带中还有未送完的石子，等待皮带中的所有物料进入料仓后，判断是否还有料仓没有上满，检测到搅拌站料仓6的4#仓还空仓，启动布料皮带5向右移动到4#仓，重复上料过程，直到所有的料仓均上满料后，顺序停止平皮带、斜皮带和布料皮带，完成上料过程。

这一工艺流程控制是一种严格的互锁控制，只有布料皮带5到位以后，才能打开对应物料的出料弧门2，开始上料，不会出现任何的混料情况。该控制方式存在的问题是效率低下，特别是在输送距离较长的情况下，在出料弧门2关闭后，等待所有物料进仓的时候，后面的皮带会出现长时间的空运转情况，以150m的输送距离，采用2.5m/s的输送速度计算，每次更换物料过程需要至少60s的皮带空载时间。如果能充分利用这一时间的带面，将大大提升效率。因此对控制流程进行优化。

在输送的过程中，如果不考虑的布料皮带5的动作时间，就可以在关闭第一种物料出料弧门2的同时，打开第二种物料出料弧门2，也就是说，两种物料的间隔下料时间，只要避开布料皮带5的移动转换时间，就不会出现混料的情况，这样将大大缩短皮带空载运行的时间。具体过程是：

设置系统参数一，按照物料种类将搅拌站料仓6与堆场料仓1对应起来，可以根据需要任意对应确定对应关系，同时设置各种物料的上料时间，如本实施例中，把搅拌站l#仓对应为堆场料仓1#仓，搅拌站4#仓对应为堆场料仓6#仓；

系统中只设置料满检查信号，不设置料空检测信号，只要没有检测到料满信号，即满足上料条件，这样可以有效提高上料效率，如果搅拌站料仓6的1#仓未收到料满信号后，布料皮带5开始向左移动，当到达1#仓位置后，启动布料皮带5向左反转，依次启动斜皮带4、平皮带3、开启堆场1中石子1对应料仓的出料弧门2，开始石子1的上料，通过料流检测装置11实时监测出料弧门的下料情况，当发现出料弧门受阻不能正常出料时，可以切换1#仓的其他出料弧门动作，减少皮带空跑时间；

当收到料位检测装置62或超限检查装置63的信号、或者由参数一设置的上料时间到，则关闭出料弧门，根据各料仓的料位检测装置或超限检测装置信号判断系统中是否还有未满的料仓，当检测到4#仓未发出料满信号后，设置参数二，主要包括布料皮带5从当前位置移动到4#仓的安全时间、料流间隔时间等(从上述出料弧门关闭起计时)，由于布料皮带5和需要移动的目的仓位都是变化的，所以这两个时间是变化的，如果这个时间过短，会出现混料的情况；延时料流间隔时间后，打开下一种骨料6#仓的出料弧门，此时在输送皮带上会有2种物料，根据系统中的参数设置，运行一段时间后，第一种物料石子1输送完成后，开始移动布料皮带5，如果布料皮带5未能在规定时间内到达指定的4#位置，说明布料皮带5出现故障，系统紧急停止，防止出现物料混仓的事故发生，如果在规定的时间内布料皮带5移动到位，下一料开始上料的过程，重复之前的过程，直到所有的料仓均有满仓信号，再顺序停止平皮带、斜皮带和布料皮带，完成上料过程。

系统中的每一个过渡斗7中都设置有堵料检测装置71，当检测到该信号时，说明上料系统出现故障，在检测装置71前方的设备继续保持运行，后方的设备紧急停止，如检测到平皮带3和斜皮带4的过渡斗7堵料检测装置71动作，出料弧门2、平皮带3紧急停止，斜皮带4和布料皮带5保持运行。

Claims (4)

1.一种搅拌站骨料上料系统，其特征在于，包括设有多个料仓的堆场、平皮带、斜皮带、布料皮带、及设有多个料仓的搅拌站；堆场的各料仓底部均设置有多个出料弧门，平皮带位于各堆场料仓的下方，在搅拌站顶部设置有连接各搅拌站料仓的轨道，布料皮带设于轨道上且可沿轨道移动，斜皮带较低端通过一过渡料斗与平皮带连接，其较高端通过另一过渡料斗与布料皮带连接，所述的布料皮带可正转和反转使两端均可实现落料，在出料弧门上安装有料流检测装置用于检测料仓出口是否有料流，在过渡料斗上安装有堵料检测装置，在轨道上安装有位置检测装置用于检测布料皮带的位置，在搅拌站各料仓内安装有用于检测料仓内料位高度的料位检测装置以及设置于限高位置的超限检查装置。

2.根据权利要求1所述的搅拌站骨料上料系统，其特征在于，所述的超限检查装置包括悬挂装置、挡料板和倾斜开关，悬挂装置可转动的设置于料仓上方，挡料板与悬挂装置刚性连接可由悬挂装置带动进行自由转动，挡料板为扁平状，一侧用于与物料接触，倾斜开关固定于挡料板另一侧；在上料时，随着物料料位的升高，当达到一定高度物料会与挡料板接触，推动挡料板倾斜，当达到一定斜度，倾斜开关动作，发出超限报警信号。

3.应用如权利要求1所述的系统进行搅拌站骨料上料的控制方法，其特征在于，该方法包括如下：

将搅拌站料仓与堆场料仓中的物料种类进行对应，并设置各种物料各自的上料时间，开始时当有搅拌站料仓需要进行上料，则控制布料皮带移动至相应料仓部位，同时位置检测装置实时检测布料皮带是否到位，布料皮带到位后，依次启动布料皮带、斜皮带、平皮带，打开与上述料仓相对应的堆场料仓的任一出料弧门，开始计时，各出料弧门开启后其料流检测装置则实时监测下料情况，当不能正常出料时，则切换同料仓的其他出料弧门开启；当收到料位检测装置或超限检测装置的信号，或者当达到设置的对应物料上料时间，则关闭出料弧门，以各料仓的料位检测装置或超限检测装置信号为准检测系统搅拌站是否还有未满料仓，没有则依次停止平皮带、斜皮带和布料皮带，当尚有未满料仓，则从上述关闭出料弧门起开始计时，设置布料皮带移动的安全时间、及料流间隔时间，当达到料流间隔时间则开启与未满料仓相对应的堆场料仓的任一出料弧门，等前一种物料输送完成，则移动布料皮带至未满料仓位置，当布料皮带未在所设置的安全时间达到未满料仓位置，则关闭所有设备紧急停止系统，否则启动布料皮带继续布料。

4.根据权利要求3所述的进行搅拌站骨料上料的控制方法，其特征在于，系统中的每一个过渡料斗中都设置有堵料检测装置，当检测到相应堵料信号时，说明上料系统出现故障，按照物料运行方向，在所述堵料检测装置前方的设备继续保持运行，后方的设备则紧急停止。