CN1773400A - 粉状物料运输车智能卸料控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种粉状物料运输车智能卸料控制方法。通过微处理器执行存储的控制程序，自动检测储料罐压力并控制卸料阀来实现对卸料过程的智能控制；微控制器工作电源由24V汽车电源通过隔离PWM型DC/DC变换器提供；利用气压传感器检测储料罐压力，传感器信号经过高性能放大器放大、滤波、A/D变换器后送微控制器处理；微处理器输出的控制信号经过光电隔离、功率放大后，作为气动或电动阀门的驱动控制信号。5路控制输出信号，输出信号的负载能力：DC，≤40V，10A；每个输出信号端都附加有隔离的状态检测电路；设置有隔离的阀门状态检测电路；空气压缩机的状态检测电路用于识别运输车的运行状态；控制程序使用汇编语言或C语言编写。

Description

粉状物料运输车智能卸料控制方法

技术领域

本发明涉及一种粉状物料运输车智能卸料控制方法。该方法主要可以应用于水泥、矿粉、各种粉状化工原料等粉状物料运输车的卸料过程自动控制系统的设计。

背景技术

在日常的运输活动中，经常遇到粉状物料的运输，例如水泥、矿粉、以及其它的粉末状化工原料的运输。以水泥的运输为例，当水泥运达目的地后，需要将运输车中的水泥(粉末状)卸出并装入施工场地的水泥储存罐中。卸料过程一般为：启动空气压缩机，等待压力上升到规定的值后，手动开启卸料阀门，在压缩空气的作用下，粉状的水泥从卸料管道排出并装入储存罐。当卸料过程进行到一定程度时，气压会降低，运输车中剩余的物料将不能继续排出，这时需要关闭卸料阀，使气压再次升高到某一值后，重新开启卸料阀卸出余料，经过1到几次卸余料过程后，运输车储运罐体中的水泥被卸完，卸料过程结束。如果是双仓或多仓的运输车，其卸料过程更加复杂，在卸余料过程中，需要看着压力表，不断关闭/开启不同的阀门逐仓卸余料，操作过程复杂、时间长，劳动强度大，而且安全性差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种将微处理器、气压传感器用于粉状物料运输车智能卸料控制的技术方法。

智能化自动卸料控制的目的在于：通过嵌入式微控制器及相应控制软件、气压检测装置、气动(或电动)卸料阀门驱动电路、阀门等组成智能卸料控制系统。在运输车到达目的地后，操作者在接好卸料管道后，只需要启动空气压缩机，并按下该控制器的卸料启动按钮开始卸料过程。在自动卸料过程，控制器执行卸料控制程序自动检测空气压力，当其达到某一特定值后，打开卸料阀，开始卸料。物料的卸出到一定程度，料罐内的压力会逐步下降，控制器在卸料过程实时监测气压，当气压低于某一值后，开始进入卸余料过程。卸余料过程同时只开一个仓的卸料阀，逐仓卸余料。控制器实时监测气压，并以气压为控制条件，控制卸料阀门的开启与关闭一一当气压低于卸余料所需气压时，关闭卸料阀并等待气压上升，当气压升到所需要的值后，打开下一仓卸料阀，经过一到几次循环，卸余料过程结束。当卸余料过程结束后，整个卸料过程结束，给出声光信号提示。

该方法由基于微处理器的控制器电路、操作与控制方法及相关软件构成。

(1)控制器电路

控制器由微处理器及外围电路、气压传感器及信号处理与变换电路、气动(或电动)阀门以及状态检测与控制电路、压缩机状态检测电路、键盘与显示电路、通信接口、安装以上控制电路的盒体构成。

①微控制器工作电源由24V汽车电源通过隔离PWM型DC/DC变换器提供；②气压传感器的信号经过高性能放大器放大、滤波后，通过A/D变换器转换成数字信号送微控制器；③微处理器输出的控制信号经过光电隔离、功率放大后，作为气动或电动阀门的驱动控制信号，共5路控制输出信号，输出信号的负载能力：DC，≤40V，5A；④每个输出信号端都附加有隔离的状态检测电路，以确保控制信号的正确输出；⑤设置有隔离的阀门状态检测电路，以确保控制命令的正确执行；⑥空气压缩机的状态检测电路用于识别运输车的运行状态，闭合，处于卸料状态，否则处于非卸料状态。

(2)操作控制方法与软件

在汽车行进过程中，空气压缩机的取力器脱开，相应的状态检测开关断开。控制器检测到压缩机状态开关断开，识别处于非卸料状态。在非卸料状态，控制器检测卸料阀门的状态确保阀门关闭，如果状态不对则给出明显的声光信号。当检测到压缩机状态开关闭合，可以判断准备开始卸料。操作者做好卸料准备并按下卸料开关，进入卸料控制过程(也可选择在启动空气压塑机后自动进入卸料过程)。卸料过程中，通过气压传感器监测气压状态，并依据气压及当前所处的过程状态，执行不同的控制程序控制卸料过程的进行。

控制程序使用汇编语言或C语言编写。控制软件采用基于消息传递机制和有限状态机原理的多分支结构，程序结构简单清晰，容易编写、调试、功能扩展。

附图说明

图1为本发明电气原理图。

图2为本发明电路板安装结构图。

图3为本发明实施例的操作面板图。

图4为本发明实施例的外观图。

图5为本发明实施例的侧视图

图6为本发明实施例控制器主控制程序结构图。

图中标记：1.主控制板；2.驱动板；3.键盘与显示板；4.外部连接器。5.电源指示灯；6.3位LED数码显示器；7.阀门F1的工作状态指示灯；8.阀门F2的工作状态指示灯；9.停止按扭；10.卸料启动按扭；11.阀门F1手动控制按扭；12.阀门F2手动控制按扭。

具体实施方式

以双仓水泥运输车为例，如图1-图6所示。

该硬件电路以51系列或PIC系列微处理器为核心，电路原理如图1所示。该电路有三大部分构成，采用三板式结构。(1)主控制板1：该电路板是整个智能控制器的核心，包括微处理器及相关外围电路，具有8位数据总线和低8位地址总线接口，地址译码器提供其它接口的地址译码信号；另外该电路板还包括模拟信号放大与滤波电路、A/D转换接口，现场总线接口，以及与驱动板2和键盘与显示板3的接口。智能控制软件使用汇编语言编写并固化在微处理器内部的程序存储器中。(2)驱动板2：接受主控制板1的控制信号，经过隔离与放大后，作为阀门的驱动信号；每个驱动信号输出端都有一个隔离的检测电路，监测控制输出命令是否正确发出，每个阀门还有一个隔离的状态检测电路，用于检测阀门的状态并识别控制命令是否被正确执行。该电路板还包含一个隔离的DC/DC变换器，负责向主控板1与显示版3提供工作电源。(3)键盘与显示板3：由操作按键9，10，11，12，发光二极管电源指示灯5、用于指示阀门状态的双色发光二极管信号灯7，8，用于显示气压和自捡的故障信息3位7段式LED数码管6组成。

电路板的安装如图2所示。主控制板1与驱动板2平行安装，通过直插式连接器传递电源与信号，键盘板3与该两块版垂直安装，使用90°弯连接器直接连接来传递电源与信号，信号传递使用两对接点以提高电气连接的可靠性，三块电路板之间除连接器外，还用螺钉固定。

操作面板如图3。红色电源指示灯5亮表示控制器已接通电源；按扭11、12是阀门F1、F2的手动强制卸料开关，按下，相应的阀门开启。按下停止按钮9则停止卸料过程，包括手动强制启动的卸料都用该按钮停止；按下卸料启动按钮10，控制器如果检测到“取力器”接通、空气压缩机启动，则启动自动卸料控制过程；双色发光二极管信号灯7、8用于指示卸料阀门和卸料过程的状态，绿色亮表示阀门开启，黄色亮表示阀门关闭，黄/绿交替亮并有一长两短声报警，表示卸料过程结束，黄色闪动并伴随三短声报警，表示故障，故障编号在LED数码管显示。

控制器外观图如图4所示，侧视图如图5所示。对外连接器4用于连接外部检测开关和将控制输出信号连接到阀门的控制线圈。

控制程序主程序结构如图6所示，控制软件使用汇编语言编写。

具体控制方法如下：

●FUN0_SUB：上电复位进入该状态。

功能：检测压缩机状态。A：断开，非卸料状态，再检测阀门状态是否正确，并设置状态显示及报警标志，维持FUN＝0。B：闭合，进入卸料状态，修改FUN＝1，下一循环进入FUN1_SUB。

●FUN1_SUB：监测气压P。A：气压P＜P3，维持FUN＝1；B：P≥P3，修改FUN＝2，下一循环调用FUN2SUB子程序。

●FUN2_SUB：开启卸料阀F1，F2，开始卸料，并修改FUN＝3。

●FUN3_SUB：监测气压P。A：P3≥P＞P2，维持F1，F2开启和FUN＝3，继续主卸料过程；B：P2≥P＞P1，关闭阀门F2，维持阀门F1打开，继续1仓卸料，修改FUN＝4。

●FUN4_SUB：监测P，A：P≥P1，维持FUN＝4；B：P＜P1，关闭F1，修改FUN＝5，进入下一过程。

●FUN5_SUB：监测P。A：P＜P2，维持现状；B：P≥P2，开启卸料阀F2，修改FUN＝6，进入下一过程。

●FUN6_SUB：监测P。A：P≥P1，维持现状；B：P＜P1，关闭F2，修改FUN＝7，进入下一过程。

●FUN7_SUB：监测P。A：P＜P2，维持现状；B：P≥P2，开启卸料阀F1，卸1仓余料，修改FUN＝8，进入下一过程。

●FUN8_SUB：监测P。A：P≥P1，维持现状；B：P＜P1，关闭F1，修改FUN＝9，进入下一过程。

●FUN9_SUB：监测P。A：P＜P2，维持现状；B：P≥P2，开启卸料阀F2，卸2仓余料，修改FUN＝10进入下一过程。

●FUN10_SUB：监测P。A：P≥P1，维持现状；B：P＜P1，关闭F2，修改FUN＝11进入下一过程。

●FUN11_SUB：卸料结束，F1、F2指示灯黄/绿闪烁，发出二长一短提示声音，检测停止键。A：按下停止键，F1、F2停止闪烁，停止提示音；修改FUN＝0。B：没有按下，维持现状。

FUN＝12-15：没有使用。

Claims (1)

1.一种粉状物料运输车智能卸料控制方法，其特征在于：该方法由基于微处理器的控制器电路、操作与控制方法及相关的软件构成；通过微处理器执行存储的控制程序，自动检测储料罐压力并控制卸料阀来实现对卸料过程的智能控制；

控制器由微处理器及外围电路、气压传感器及信号处理与变换电路、气动或电动阀门以及状态检测与控制电路、压缩机状态检测电路、键盘与显示电路、通信接口、安装以上控制电路的盒体构成；

①通过微处理器执行存储的控制程序，自动检测储料罐压力并控制卸料阀来实现对卸料过程的智能控制；②微控制器工作电源由24V汽车电源通过隔离PWM型DC/DC变换器提供；③利用气压传感器检测储料罐压力，传感器的信号经过高性能放大器放大、滤波、A/D变换后送微控制器处理；④微处理器输出的控制信号经过光电隔离、功率放大后，作为气动或电动阀门的驱动控制信号；共5路控制输出信号；⑤每个输出信号端都有隔离的状态检测电路，以确保控制信号的正确输出；⑥每个阀门都设置有隔离的阀门状态检测电路，以确保控制命令的正确执行；⑦空气压缩机的状态检测电路用于识别运输车的运行状态，闭合，处于卸料状态，否则处于非卸料状态；⑧控制程序使用汇编语言或C语言编写。

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