CN111703897A - 一种粉末罐车卸料自动控制装置、系统及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种粉末罐车卸料自动控制装置，包括：动力储气罐，从动力储气罐引出的动力输气管道分别连接至主吹调节阀、助吹调节阀，所述的主吹调节阀的出气端连接进气软管，在主吹调节阀与进气软管之间设置主吹压力变送器；在助吹调节阀的出气端设置助吹压力变送器，将助吹调节阀的出气端连接助吹动力管道，所述的助吹动力管道分别与出料软管、储料仓连接，在出料软管与助吹动力管道之间设置出料压力变送器；PLC控制器用于控制主吹调节阀、助吹调节阀的开启、关闭、调节出气量。本发明事先对卸料动力的压力值进行合理设置，避免动力不足影响卸料速度、以及动力过大导致卸料管爆裂；对卸料过程的动力进行全程实时监测，以及自动调节。

Description

一种粉末罐车卸料自动控制装置、系统及控制方法
技术领域
本发明属于自动化控制技术领域，具体涉及一种粉末罐车卸料自动控制装置、系统及控制方法，可实现粉末罐车卸料过程的压力助力和压力自动控制。
背景技术
粉末罐车，也称为粉粒物料运输车，它适用于粉煤灰、水泥、石灰粉、矿石粉、颗粒碱等颗粒直径不大于0.1mm的粉粒干燥物料的散装运输。粉粒物料运输车是一种在工业、农业、商业、电厂、建筑业等方面得到广泛应用的专用汽车。
目前，大多数的粉末罐车卸料作业还需要人工操作，无法实现自动卸料，速度慢、人工成本高。即使有些粉末罐车加装了压力系统、可以实现自动卸料作业，不过，在卸料作业过程中，可能经常出现卸料压力不足导致卸料作业慢、卸料管堵塞、甚至无法完成自动卸料过程的情况。另外，如果卸料压力过大，则可能导致卸料管爆裂、物料大量泄漏，给工程施工造成难以估量的损失。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种粉末罐车卸料自动控制装置、系统及控制方法，所采用的技术方案如下：
一种粉末罐车卸料自动控制装置，包括：动力储气罐，从动力储气罐引出的动力输气管道分别连接至主吹调节阀、助吹调节阀，所述的主吹调节阀的出气端连接进气软管，在主吹调节阀与进气软管之间设置主吹压力变送器；在助吹调节阀的出气端设置助吹压力变送器，将助吹调节阀的出气端连接助吹动力管道，所述的助吹动力管道分别与出料软管、储料仓连接，在出料软管与助吹动力管道之间设置出料压力变送器；
所述的主吹调节阀、助吹调节阀、主吹压力变送器、助吹压力变送器、出料压力变送器分别通过信号线与PLC控制器电连接，所述的PLC控制器用于控制主吹调节阀、助吹调节阀的开启、关闭、调节出气量。
优选的，在出料软管的外表面设置防爆布袋。
优选的，用细软管将防爆布袋与漏料压力变送器连接、并将漏料压力变送器通过信号线与PLC控制器电连接。
优选的，在动力输气管道上设置气源压力变送器、并将气源压力变送器通过信号线与PLC控制器电连接。
一种粉末罐车卸料自动控制系统，包括：前述的粉末罐车卸料自动控制装置，将粉末罐车卸料自动控制装置中的PLC控制器连接至远端的中控室计算机。
优选的，将粉末罐车卸料自动控制装置中的PLC控制器通过光缆组成的工业以太网连接至远端的中控室计算机。
优选的，传输至中控室计算机的卸料现场的数据包括但不限于：气源压力、主吹压力、助吹压力、卸料压力、主吹阀开度给定、主吹阀开度反馈、助吹阀开度给定、助吹阀开度反馈、卸料时长、气源压力报警状态、管道漏料报警状态。
一种粉末罐车卸料自动控制方法，应用前述的粉末罐车卸料自动控制系统，包括以下步骤：
S1、将粉末罐车卸料自动控制装置的进气软管连接至粉末罐车罐体的进气口，将出料软管连接至粉末罐车罐体的卸料出口；
S2、通过PLC控制器开启主吹调节阀、助吹调节阀，粉末罐车开始自动卸料；
S3、自动卸料过程中，PLC控制器通过4～20mA模拟信号来控制主吹调节阀、助吹调节阀的开度，进而控制主吹调节阀、助吹调节阀的出气量；
S4、粉末罐车进行自动卸料时，当检测到主吹压力、助吹压力超出正常值时，自动卸料装置主动停止；
S5、当出料管的压力减小到一定值时，判定罐体卸料完毕，自动关闭主吹调节阀与助吹调节阀；
S6、等阀门完全关闭后，现场工作人员摘除进气软管和出料软管，粉末罐车卸料自动控制装置进入待机状态，等待下次卸料程序的开启。
优选的，步骤S4中自动卸料装置主动停止的控制流程是：
PLC控制器给主吹调节阀送4mA信号将其关闭，延时10分钟后再给助吹调节阀发送4mA信号将其关闭；同时发出警告。
优选的，将PLC控制器连接上位机或者计算机进行压力数值设置，或者直接在PLC控制器的触摸屏上设定。
本发明的有益效果：
1)本发明可以事先对卸料动力的压力值进行合理设置，避免动力不足影响卸料速度、以及动力过大导致卸料管爆裂；
2)本发明可以对卸料过程的动力进行全程实时监测，以及自动调节，保证卸料作业的顺利进行；
3)本发明可以实现自动卸料作业的远程监控。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式、或者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的描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些具体实施方式，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属于本申请保护范围之内的附图。
图1是本发明实施例的控制装置结构示意图；
图2是本发明实施例的控制系统工作原理示意图；
图中，1-动力储气罐，2-动力输气管道，3-主吹调节阀，4-主吹压力变送器，5-进气软管，6-粉末罐车罐体，7-出料软管，8-出料压力变送器，9-防爆布袋，10-助吹调节阀，11-助吹压力变送器，12-助吹动力管道，13-储料仓，14-PLC控制器，15-中控室计算机。
具体实施方式
下面结合附图，具体说明本发明的实施方式。
如图1所示，是本发明实施例的控制装置结构示意图。一种粉末罐车卸料自动控制装置，包括：动力储气罐1，从动力储气罐1引出的动力输气管道2分别连接至主吹调节阀3、助吹调节阀10，所述的主吹调节阀3的出气端连接进气软管5，在主吹调节阀3与进气软管5之间设置主吹压力变送器4。在助吹调节阀10的出气端设置助吹压力变送器11，将助吹调节阀10的出气端连接助吹动力管道12，所述的助吹动力管道12分别与出料软管7、储料仓13连接，在出料软管7与助吹动力管道12之间设置出料压力变送器8，在出料软管7的外表面设置防爆布袋9、用以防止泄漏物料的扩散。
所述的主吹调节阀3、助吹调节阀10、主吹压力变送器4、助吹压力变送器11、出料压力变送器8分别通过信号线与PLC控制器14电连接，所述的PLC控制器14用于控制主吹调节阀3、助吹调节阀10的开启、关闭、调节出气量。PLC控制器14的控制方法是现有技术，在此不再赘述。
当粉末罐车进行自动卸料时，将进气软管5连接至粉末罐车罐体6的进气口，用以使粉末罐车罐体6内部产生正压；将出料软管7连接至粉末罐车罐体6的卸料出口。粉末罐车罐体6在内部正压作用下实现自动卸料至出料软管7中；同时，在助吹动力作用下将出料管道中的物料快速卸入储料仓13中。
进一步地，用细软管将防爆布袋9与漏料压力变送器连接、并将漏料压力变送器通过信号线与PLC控制器14电连接，用以监测出料软管7是否破损发生漏料事故。
进一步地，在动力输气管道2上设置气源压力变送器、并将气源压力变送器通过信号线与PLC控制器14电连接，实现对动力储气罐1中的动力气源压力的实时监测。
本发明实施例中，PLC控制器14的具体实现方法是现有技术，比如，可以采用西门子S7-200SMART系列PLC来实现，在此不再赘述。
一种粉末罐车卸料自动控制系统，包括：粉末罐车卸料自动控制装置，将控制装置中的PLC控制器14通过光缆组成的工业以太网连接至远端的中控室计算机15，自动卸料过程中的所有数据可通过网络传输至中控室计算机15。卸料现场的PLC控制器采集的数据包括但不限于：气源压力、主吹压力、助吹压力、卸料压力、主吹阀开度给定、主吹阀开度反馈、助吹阀开度给定、助吹阀开度反馈、卸料时长、气源压力报警状态、管道漏料报警状态等，上述数据通过以太网传输至中控室计算机15。
如图2所示，是本发明实施例的控制系统工作原理示意图。通过PLC控制器14实时采集主吹压力、助吹压力、气源压力、漏料压力、料管压力，并且控制主吹调节阀3、助吹调节阀10的开启、关闭、调节出气量等等。
一种粉末罐车卸料自动控制方法，包括以下步骤：
S1、将粉末罐车卸料自动控制装置的进气软管5连接至粉末罐车罐体6的进气口，将出料软管7连接至粉末罐车罐体6的卸料出口。
S2、开启主吹调节阀3、助吹调节阀10，粉末罐车开始自动卸料。
S3、自动卸料过程中，调节信号由PLC控制器14发出，通过4～20mA模拟信号来控制主吹调节阀3、助吹调节阀10的开度(4mA是全关，20mA是全开)，进而控制主吹调节阀3、助吹调节阀10的出气量。PLC控制器14通过采集主吹调节阀3、助吹调节阀10的反馈的4～20mA开度信号来判定调节阀的实际开度，用以调节出气量。
S4、粉末罐车进行自动卸料时，所有参数的判断和设备的控制都是由PLC控制器14来完成。当检测到压力超出正常值时，自动卸料装置主动停止，具体的主动停止的过程是：PLC控制器14给主吹调节阀3发送4mA信号将其关闭，然后延时10分钟后再给助吹调节阀10发送4mA信号将其关闭。同时发出警告，提醒工作人员及时发现故障。
自动卸料装置的主吹压力与助吹压力事先设定在PLC控制器14中，主吹压力与助吹压力是单一值，存储在PLC控制器14中。具体地，可以将PLC控制器14连接上位机或者计算机进行压力数值设置，或者直接在PLC控制器14的触摸屏上来设定。PLC控制器14根据主吹管道与助吹管道上压力变送器测定的压力值，自动调节主吹调节阀3与助吹调节阀10的开度。
S5、主吹管道上的主吹压力变送器4能间接地反映粉末罐车罐体6内的风压大小，所以主吹压力是作为衡量粉末罐车罐体6压力的重要依据。助吹压力的大小直接影响卸料速度的快慢。出料管压力是判断罐体内剩余物料的唯一参数，当压力减小到一定值(该值是通过现场试验得出，然后通过触摸屏设置到PLC控制器14中)时，粉末罐车卸料自动控制装置判定罐体卸料完毕，自动关闭主吹调节阀3与助吹调节阀10。
S6、等阀门完全关闭后，现场工作人员摘除进气软管5和出料软管7，粉末罐车卸料自动控制装置进入待机状态，等待下次卸料程序的开启。
进一步地，PLC控制器14中设置漏料处理程序。在卸料过程中如发生漏料(根据漏料压力变送器判断，一旦发生漏料，由于漏料和压力会泄漏至封闭的防爆布袋9中，漏料压力变送器监测到的压力会突然升高)，PLC控制器14检测到管道漏料后，粉末罐车卸料自动控制装置将自动跳转到漏料处理程序，关闭主吹调节阀3，延时10分钟后关闭助吹调节阀10，防止输送物料管道发生堵塞。等待报警消除后，粉末罐车卸料自动控制装置可自动恢复正常卸料。
进一步地，粉末罐车卸料自动控制装置的PLC控制器14中设置手动干预功能，工作人员能随时手动停止卸料。
图2中的PID调节方法是现有技术。PID调节主要是为了保证主吹压力和助吹压力按照设定好的值恒定运行，具体是通过PLC控制器14来调节主吹调节阀3和助吹调节阀10的开度来实现的。
值班人员能随时查看卸料现场的各项数据，实时监控现场设备的运转情况。通过中控室计算机15，还可以对数据进行存储和加工，比如生成：实时报表、曲线与历史报表、曲线查询报表等。
最后需要说明的是：以上实施例，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。本领域技术人员应该理解：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。

Claims (10)

1.一种粉末罐车卸料自动控制装置，其特征在于，包括：动力储气罐(1)，从动力储气罐(1)引出的动力输气管道(2)分别连接至主吹调节阀(3)、助吹调节阀(10)，所述的主吹调节阀(3)的出气端连接进气软管(5)，在主吹调节阀(3)与进气软管(5)之间设置主吹压力变送器(4)；在助吹调节阀(10)的出气端设置助吹压力变送器(11)，将助吹调节阀(10)的出气端连接助吹动力管道(12)，所述的助吹动力管道(12)分别与出料软管(7)、储料仓(13)连接，在出料软管(7)与助吹动力管道(12)之间设置出料压力变送器(8)；
所述的主吹调节阀(3)、助吹调节阀(10)、主吹压力变送器(4)、助吹压力变送器(11)、出料压力变送器(8)分别通过信号线与PLC控制器(14)电连接，所述的PLC控制器(14)控制主吹调节阀(3)、助吹调节阀(10)的开启、关闭、调节出气量。
2.根据权利要求1所述的一种粉末罐车卸料自动控制装置，其特征在于，在出料软管(7)的外表面设置防爆布袋(9)。
3.根据权利要求2所述的一种粉末罐车卸料自动控制装置，其特征在于，用细软管将防爆布袋(9)与漏料压力变送器连接、并将漏料压力变送器通过信号线与PLC控制器(14)电连接。
4.根据权利要求1所述的一种粉末罐车卸料自动控制装置，其特征在于，在动力输气管道(2)上设置气源压力变送器、并将气源压力变送器通过信号线与PLC控制器(14)电连接。
5.一种粉末罐车卸料自动控制系统，其特征在于，包括：如权利要求1-4任一项所述的粉末罐车卸料自动控制装置，将粉末罐车卸料自动控制装置中的PLC控制器(14)连接至远端的中控室计算机(15)。
6.根据权利要求5所述的一种粉末罐车卸料自动控制系统，其特征在于，将粉末罐车卸料自动控制装置中的PLC控制器(14)通过光缆组成的工业以太网连接至远端的中控室计算机(15)。
7.根据权利要求6所述的一种粉末罐车卸料自动控制系统，其特征在于，传输至中控室计算机(15)的卸料现场的数据包括但不限于：气源压力、主吹压力、助吹压力、卸料压力、主吹阀开度给定、主吹阀开度反馈、助吹阀开度给定、助吹阀开度反馈、卸料时长、气源压力报警状态、管道漏料报警状态。
8.一种粉末罐车卸料自动控制方法，其特征在于，应用如权利要求7所述的粉末罐车卸料自动控制系统，包括以下步骤：
S1、将粉末罐车卸料自动控制装置的进气软管连接至粉末罐车罐体的进气口，将出料软管连接至粉末罐车罐体的卸料出口；
S2、通过PLC控制器开启主吹调节阀、助吹调节阀，粉末罐车开始自动卸料；
S3、自动卸料过程中，PLC控制器通过4～20mA模拟信号来控制主吹调节阀、助吹调节阀的开度，进而控制主吹调节阀、助吹调节阀的出气量；
S4、粉末罐车进行自动卸料时，当检测到主吹压力、助吹压力超出正常值时，自动卸料装置主动停止；
S5、当出料管的压力减小到一定值时，判定罐体卸料完毕，自动关闭主吹调节阀与助吹调节阀；
S6、等阀门完全关闭后，现场工作人员摘除进气软管和出料软管，粉末罐车卸料自动控制装置进入待机状态，等待下次卸料程序的开启。
9.根据权利要求1所述的一种粉末罐车卸料自动控制方法，其特征在于，步骤S4中自动卸料装置主动停止的控制流程是：
PLC控制器给主吹调节阀送4mA信号将其关闭，延时10分钟后再给助吹调节阀发送4mA信号将其关闭；同时发出警告。
10.根据权利要求9所述的一种粉末罐车卸料自动控制方法，其特征在于，将PLC控制器连接上位机或者计算机进行压力数值设置，或者直接在PLC控制器的触摸屏上设定。
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