CN113325817B - 一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种应用于特种浆砂配料的控制方法及系统，为了解决没有提供精度高、连续可控、数字化操作的配料方式的问题，包括控制箱，所述控制箱正表面设有若干个称重仪表、触摸屏和若干个操作按钮，所述控制箱内从上到下依次设有交换控制总成、中间继电器、开关总成、交流接触器、变频器和接线端子总成；包括以下步骤：S1：PLC控制器参数初始化；S2：称重仪表将物料数据传输至PLC控制器；S3：计算物料仓进料时间，控制螺旋电机给料；S4：计算是否达到物料配料值，若达到配料值则关闭阀门；若未达到则跳转步骤S2，重复步骤直至达到配料值。本发明的有益效果是：通过本系统和控制方法可以提供一种精度高、连续可控、数字化操作的配料方式。

Description

一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法

技术领域

本发明涉及建筑行业领域，尤其涉及一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法。

背景技术

在如今建筑行业中，传统的建筑材料已不能满足现在的建筑需求，越来越多的新型建筑材料被开发应用。不同于传统建筑材料，特种砂浆材料有着更好的强度、硬度、延展性等方面优势，在国内还属于比较先进的产品。

当前特种砂浆材料配料由3-4种原料按一定配比混合而成，配比重量在25kg。3种物料最大配方13kg，最小配方1kg，每种物料的误差要求需要小于300g。当前的配料方式采用半人工配料，即将各物料称量完毕后，添加混合包装。传统的半人工配料方式存在着生产效率慢，产品精度无法保证，操作人员劳动强度大等缺点。

因此，如何提供一种精度高、连续可控、数字化操作的配料方式成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

一种在中国专利文献上公开的“颜填料浆砂磨机冷却水自动循环装置”，其公告号CN208711838U，包括筒体，所述筒体的上端侧壁和右端侧壁分别设有进料口和出料口，所述进料口与出料口分别固定连接有进料管和出料管，所述筒体内设有研磨机构，所述筒体上设有多个环形槽，多个所述环形槽内均设有冷却装置，所述筒体的侧壁贯穿设有温度计。其不足之处是：没有提供精度高、连续可控、数字化操作的配料方式。

发明内容

本发明主要是为了解决没有提供精度高、连续可控、数字化操作的配料方式的问题，提供一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，可以提供一种精度高、连续可控、数字化操作的配料方式。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种应用于特种浆砂配料的系统，包括控制箱，所述控制箱正表面设有若干个称重仪表、触摸屏和若干个操作按钮，所述控制箱内从上到下依次设有交换控制总成、中间继电器、开关总成、交流接触器、变频器和接线端子总成，若干个所述称重仪表用于显示若干个物料仓和配料仓的重量，所述变频器用于控制若干个启停物料的螺旋电机。

所述触摸屏为嵌入式结构，嵌入所述控制箱正表面，操作快捷。

所述交换控制总成扩展1个通讯模块与1个通讯背板，通过RS485通讯，所述称重仪表将称重数据发送至所述交换控制总成内，所述交换控制总成与所述触摸屏通过工业以太网通讯，在所述触摸屏上集中显示出采集的实时重量数据。

所述接线端子总成除了提供足够多输入输出和通讯接口外，还可以通过扩展选件接口，实现与PC、其他PLC、DCS等系统的实时现场总线通讯。

所述变频器实现对螺旋电机的控制，精准添加物料重量，且降低了本系统的材料成本。

作为优选，所述交换控制总成包括交换机和PLC控制器，所述开关总成包括总空开、3P空开、2P空开和温控开关，所述接线端子总成包括外部接线端子排和电源接线端子。

所述交换机为子网络中提供更多的连接端口，实现与PC、其他PLC、DCS等系统的实时现场总线通讯。所述PLC控制器扩展1个通讯模块与1个通讯背板，通过RS485通讯，所述称重仪表将称重数据发送至所述PLC控制器内，所述PLC与所述触摸屏通过工业以太网通讯，在所述触摸屏上集中显示出采集的实时重量数据。

所述总空开用于控制其他空开开关，所述温控开关用于控制温度控制设备，所述外部接线端子排用于提供足够多输入输出和通讯接口。

作为优选，交换控制总成、中间继电器、开关总成、交流接触器、变频器和接线端子总成依次电性连接。

上述设备之间通过电性连接，实现信息交流和设备控制等功能。

作为优选，所述控制箱内还设有调试插座和开关电源，所述调试插座与所述开关总成并排设置，所述开关电源与所述变频器并排设置。

所述调试插座用于在调试过程中提供调试设备的电源接口，便于调试设备调试本系统。所述开关电源为本系统提供电源支持。

一种应用于特种浆砂配料的控制方法，包括以下步骤：

S1：PLC控制器参数初始化；

S2：称重仪表将物料数据传输至PLC控制器；

S3：计算物料仓进料时间，控制螺旋电机给料；

S4：计算是否达到物料配料值，若达到配料值则关闭阀门；若未达到则跳转步骤S2，重复步骤直至达到配料值。

本系统启动后，设备首先进行上电初始化，将各路参数设置、上下限参数、配方值、定时参数导入所述PLC控制器中，然后所述触摸屏进入操作界面，使用者可通过所述触摸屏和所述操作按钮启动本系统。

物料仓的当前值作为初始值。将初始值加上物料的配方值，然后减去提前量，所得结果即是添加物料的停止目标。添加物料停止后，物料仓的当前值，然后以当前值加另一种物料的配方值，减去提前量即是添加另一种物料的停止目标。其余物料停止目标的计算方法类同。

本系统通过所述变频器，依次启停相应物料的螺旋电机。本系统启动，计算好物料的停止目标后，先吸合物料螺旋电机交流接触器，再启动所述变频器。当物料仓实时重量大于等于停止目标后，先停止所述变频器，然后再断开交流接触器。其余物料的添加动作同上述物料所述一致。

当物料配料完成后，通过所述中间继电器，启动电磁阀，打开包装阀门。当判断物料仓重量小于设定零点设置值后，判断物料仓已放空，关闭包装阀门。停止程序，流程结束。

作为优选，所述物料仓设置物料仓重量上限值和物料仓重量下限值，所述进料时间通过所述物料仓重量上限值和物料仓重量下限值计算。

所述物料仓重量上限值和物料仓重量下限值通过所述触摸屏设置。

作为优选，所述步骤S4中计算是否达到物料配料值的步骤包括：

S41：称重仪表称量物料仓重量；

S42：若物料仓重量达到下限值，则启动负压泵补料，并跳转S43；若未达到下限值，则跳转步骤S2；

S43：判断物料仓重量是否达到上限值，若达到上限值，则停止负压泵补料；若未达到上限值，则继续启动负压泵补料直至达到上限值。

当物料仓重量小于物料仓重量下限值后，启动补料程序，启动相应的补料负压泵，重量大于物料仓重量上限值后，停止负压泵。补料程序启动后，启动判定缺料子程序。判定缺料子程序中，根据物料仓实时重量，每秒暂存一次数据，若每秒前后重量正常增加，则自动复位补料子程序。若每秒中前后重量未增加，则在10秒判定周期结束后，比较重量增加值是否达到目标值。若未达到目标值，则判定位补料仓缺料，并进行缺料报警。

作为优选，所述阀门定时循环启动，用于定时补料。

所述阀门定时启动可以便于随时补充物料，为下次配料做好准备工作。

作为优选，所述步骤S3中计算物料仓进料时间的具体计算公式如下：

式中，

表示物料密度，

表示物料仓重量上限值，

表示物料仓重量下限值，Q为流量，T为时间。

所述流量的单位为

，所述时间单位为h，所述

和所述

的单位为kg。

通过所述称量仪表实时采集显示称重数据，通过所述变频器实现对多台螺旋电机的控制，精准添加各物料重量，且降低了本系统的材料成本。这种特种砂浆配料的控制方法具有自动化程度和精度高且成本低的优势，实际测验检测中，达到了较好的技术效果。经过现场测试，各物料添加误差均小于±300g，操作简单、自动化程度改、精度准确，可以满足建筑材料行业配料生产和产品质量的要求。

本发明的有益效果是：

（1）通过本系统和控制方法可以提供一种精度高、连续可控、数字化操作的配料方式。

（2）通过变频器实现对多台电机的控制，精准添加各物料重量，且降低了本系统的材料成本。

（3）触摸屏为嵌入式结构，嵌入控制箱正表面，操作快捷。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明内部的结构示意图。

图3是本发明的流程示意图。

图示说明：1-称重仪表，2-触摸屏，3-操作按钮，4-交换机，5-PLC控制器，6-中间继电器，7-总空开，8-3P空开，9-2P空开，10-温控开关，11-调试插座，12-交流接触器，13-变频器，14-开关电源，15-外部接线端子排，16-电源接线端子,100-开关总成，200-控制箱，300-交换控制总成，400-接线端子总成。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步的描述。

如图1和图2所示，一种应用于特种浆砂配料的系统，包括控制箱200，控制箱正表面设有若干个称重仪表1、触摸屏2和若干个操作按钮3，控制箱内从上到下依次设有交换控制总成300、中间继电器6、开关总成100、交流接触器12、变频器13和接线端子总成400。

触摸屏为嵌入式结构，嵌入控制箱正表面，操作快捷。

交换控制总成扩展1个通讯模块与1个通讯背板，通过RS485通讯，称重仪表将称重数据发送至交换控制总成内，交换控制总成与触摸屏通过工业以太网通讯，在触摸屏上集中显示出采集的实时重量数据。

接线端子总成除了提供足够多输入输出和通讯接口外，还可以通过扩展选件接口，实现与PC、其他PLC、DCS等系统的实时现场总线通讯。

交换控制总成包括交换机4和PLC控制器5，开关总成包括总空开7、3P空开8、2P空开9和温控开关10，接线端子总成包括外部接线端子排15和电源接线端子16。

交换机为子网络中提供更多的连接端口，实现与PC、其他PLC、DCS等系统的实时现场总线通讯。PLC控制器扩展1个通讯模块与1个通讯背板，通过RS485通讯，称重仪表将称重数据发送至PLC控制器内，PLC与触摸屏通过工业以太网通讯，在触摸屏上集中显示出采集的实时重量数据。

总空开用于控制其他空开开关，温控开关用于控制温度控制设备，外部接线端子排用于提供足够多输入输出和通讯接口。

交换控制总成、中间继电器、开关总成、交流接触器、变频器和接线端子总成依次电性连接。

上述设备之间通过电性连接，实现信息交流和设备控制等功能。

控制箱内还设有调试插座11和开关电源14，调试插座与开关总成并排设置，开关电源与变频器并排设置。

调试插座用于在调试过程中提供调试设备的电源接口，便于调试设备调试本系统。开关电源为本系统提供电源支持。

若干个称重仪表用于显示若干个物料仓和配料仓的重量，变频器用于控制若干个启停物料的螺旋电机。

变频器实现对螺旋电机的控制，精准添加物料重量，且降低了本系统的材料成本。

如图3所示，一种应用于特种浆砂配料的控制方法，包括以下步骤：

S1：PLC控制器参数初始化；

S2：称重仪表将物料数据传输至PLC控制器；

S3：计算物料仓进料时间，控制螺旋电机给料；

S4：计算是否达到物料配料值，若达到配料值则关闭阀门；若未达到则跳转步骤S2，重复步骤直至达到配料值。

本系统启动后，设备首先进行上电初始化，将各路参数设置、上下限参数、配方值、定时参数导入PLC控制器中，然后触摸屏进入操作界面，使用者可通过触摸屏和操作按钮启动本系统。

物料仓的当前值作为初始值。将初始值加上物料的配方值，然后减去提前量，所得结果即是添加物料的停止目标。添加物料停止后，物料仓的当前值，然后以当前值加另一种物料的配方值，减去提前量即是添加另一种物料的停止目标。其余物料停止目标的计算方法类同。

本系统通过变频器，依次启停相应物料的螺旋电机。本系统启动，计算好物料的停止目标后，先吸合物料螺旋电机交流接触器，再启动变频器。当物料仓实时重量大于等于停止目标后，先停止变频器，然后再断开交流接触器。其余物料的添加动作同上述物料一致。

当物料配料完成后，通过中间继电器，启动电磁阀，打开包装阀门。当判断物料仓重量小于设定零点设置值后，判断物料仓已放空，关闭包装阀门。停止程序，流程结束。

物料仓设置物料仓重量上限值和物料仓重量下限值，进料时间通过物料仓重量上限值和物料仓重量下限值计算。

物料仓重量上限值和物料仓重量下限值通过触摸屏设置。

步骤S4中计算是否达到物料配料值的步骤包括：

S41：称重仪表称量物料仓重量；

S42：若物料仓重量达到下限值，则启动负压泵补料，并跳转S43；若未达到下限值，则跳转步骤S2；

S43：判断物料仓重量是否达到上限值，若达到上限值，则停止负压泵补料；若未达到上限值，则继续启动负压泵补料直至达到上限值。

当物料仓重量小于物料仓重量下限值后，启动补料程序，启动相应的补料负压泵，重量大于物料仓重量上限值后，停止负压泵。补料程序启动后，启动判定缺料子程序。判定缺料子程序中，根据物料仓实时重量，每秒暂存一次数据，若每秒前后重量正常增加，则自动复位补料子程序。若每秒中前后重量未增加，则在10秒判定周期结束后，比较重量增加值是否达到目标值。若未达到目标值，则判定位补料仓缺料，并进行缺料报警。

阀门定时循环启动，用于定时补料。

阀门定时启动可以便于随时补充物料，为下次配料做好准备工作。

步骤S3中计算物料仓进料时间的具体计算公式如下：

式中，

表示物料密度，

表示物料仓重量上限值，

表示物料仓重量下限值，Q为流量，T为时间。

流量的单位为

，时间单位为h，

和

的单位为kg。

通过称量仪表实时采集显示称重数据，通过变频器实现对多台螺旋电机的控制，精准添加各物料重量，且降低了本系统的材料成本。这种特种砂浆配料的控制方法具有自动化程度和精度高且成本低的优势，实际测验检测中，达到了较好的技术效果。经过现场测试，各物料添加误差均小于±300g，操作简单、自动化程度改、精度准确，可以满足建筑材料行业配料生产和产品质量的要求。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：PLC控制器参数初始化；

S2：称重仪表将物料数据传输至PLC控制器；

S3：计算物料仓进料时间，控制螺旋电机给料；

S4：计算是否达到物料配料值，若达到配料值则关闭阀门；若未达到则跳转步骤S2，重复步骤直至达到配料值；

所述步骤S3中计算物料仓进料时间的具体计算公式如下：

式中，

表示物料密度，

表示物料仓重量上限值，

表示物料仓重量下限值，Q为流量，T为时间；

所述系统包括控制箱（200），所述控制箱（200）正表面设有若干个称重仪表（1）、触摸屏（2）和若干个操作按钮（3），所述控制箱（200）内从上到下依次设有交换控制总成（300）、中间继电器（6）、开关总成（100）、交流接触器（12）、变频器（13）和接线端子总成（400），若干个所述称重仪表（1）用于显示若干个物料仓和配料仓的重量，所述变频器（13）用于控制若干个启停物料的螺旋电机。

2.根据权利要求1所述的一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，所述交换控制总成（300）包括交换机（4）和PLC控制器（5），所述开关总成（100）包括总空开（7）、3P空开（8）、2P空开（9）和温控开关（10），所述接线端子总成（400）包括外部接线端子排（15）和电源接线端子（16）。

3.根据权利要求1所述的一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，交换控制总成（300）、中间继电器（6）、开关总成（100）、交流接触器（12）、变频器（13）和接线端子总成（400）依次电性连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，所述控制箱（200）内还设有调试插座（11）和开关电源（14），所述调试插座（11）与所述开关总成（100）并排设置，所述开关电源（14）与所述变频器（13）并排设置。

5.根据权利要求1所述的一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，所述物料仓设置物料仓重量上限值和物料仓重量下限值，所述进料时间通过所述物料仓重量上限值和物料仓重量下限值计算。

6.根据权利要求5所述的一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S4中计算是否达到物料配料值的步骤包括：

S41：称重仪表称量物料仓重量；

S42：若物料仓重量达到下限值，则启动负压泵补料，并跳转S43；若未达到下限值，则跳转步骤S2；

S43：判断物料仓重量是否达到上限值，若达到上限值，则停止负压泵补料；若未达到上限值，则继续启动负压泵补料直至达到上限值。

7.根据权利要求1所述的一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，所述阀门定时循环启动，用于定时补料。

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