CN203392005U - 一种新型配方物料自动称量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及生产自动化技术领域，更具体地，涉及一种新型配方物料自动称量系统，包括计量部分、控制部分、落料部分以及接料部分，所述计量部分与控制部分连接，计量部分、落料部分和接料部分依次竖直设置，所述控制部分还连接有语音警报装置。本实用新型的新型配方物料自动称量系统在控制部分设置一语音警报装置，当控制系统检测到物料的称量出现异常时，通过语音警报装置发出语音警报以提醒用户，从而实现对物料的称量状况实现语音警报。该新型配方物料自动称量系统的称量精度高，安全可靠，对复杂的物料能够进行有效快速地称量。

Description

一种新型配方物料自动称量系统

技术领域

本实用新型涉及生产自动化技术领域，更具体地，涉及一种新型配方物料自动称量系统。

背景技术

目前，在对粉料或粒料进行称量包装时大多采用手工放料、人工计量的方式，每个成份都需人工称量一次，人工配料投资小，生产灵活，是生产中常采用的方式，但这种方式不仅劳动强度大、作业效率低，往往工作环境或组分还严重影响人的健康，而且计量不准确、误差较大，人工称量准确性、可重复性不高，容易导致生产产品质量波动。

为了改进上述不足，市场上采用带有电子模块的自动称量装置，这种装置可以克服上述缺陷，但电子模块结构复杂、成本较高，存在称量精度低、称量时间长、工作性能不稳定、故障率高、所称的物料性质单一等问题，而且对于物料超出称量范围的情况也无法控制，对于复杂的物料无法进行有效快速的称量。再有，这种装置需要对现有装备进行大量改造，普通的中小企业难以承受。

实用新型内容

本实用新型为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种新型配方物料自动称量系统，能够对物料的称量状况实现语音警报，其称量精度高，对复杂的物料能够进行有效快速地称量。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

提供一种新型配方物料自动称量系统，包括计量部分、控制部分、落料部分以及接料部分，所述计量部分与控制部分连接，计量部分、落料部分和接料部分依次竖直设置，所述控制部分还连接有语音警报装置。本实用新型的新型配方物料自动称量系统在控制部分设置一语音警报装置，当控制系统检测到物料的称量出现异常时，通过语音警报装置发出语音警报以提醒用户，从而实现对物料的称量状况实现语音警报。该新型配方物料自动称量系统的称量精度高，安全可靠，对复杂的物料能够进行有效快速地称量。

进一步地，所述计量部分包括机械平台以及设置在机械平台上方的若干个储料子机构，所述储料子机构包括储料桶以及支撑储料桶的若干个称重传感器，所述称重传感器设置于机械平台上并与控制部分连接。

优选地，所述每个储料子机构包括三个称重传感器，三个称重传感器以储料桶为中心呈水平中心对称分布。

优选地，所述若干个储料子机构处于同一水平面。

进一步地，所述落料部分包括若干个设置于每个储料子机构下方的下料子机构，每个下料子机构包括下料电机、螺杆、下料阀以及震动装置，所述下料电机与螺杆连接，下料阀与螺杆连接，所述下料电机和下料阀分别与控制部分电连接。

进一步地，所述接料部分包括传送带驱动电机以及接料传送带，所述接料传送带设置于机械平台下方并与传送带驱动电机连接。

作为改进，所述接料部分还包括挡板，所述挡板设于接料传送带两侧。

更进一步地，所述控制部分包括可编程逻辑控制器以及分别与可编程逻辑控制器连接的触摸屏、变频器、称量仪表、通讯控制适配卡，所述称量仪表与计量部分连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本实用新型的新型配方物料自动称量系统在控制部分设置一语音警报装置，当控制系统检测到物料的称量出现异常时，通过语音警报装置发出语音警报以提醒用户，从而实现对物料的称量状况实现语音警报。该新型配方物料自动称量系统的称量精度高，安全可靠，对复杂的物料能够进行有效快速地称量。

同时，本实用新型的新型配方物料自动称量系统结构简单合理，制作成本低且使用方便，其应用范围广，只需在人机界面上设置各种物料称重的参数以及各种报警参数并保存，便能实现调用各种配方和自动称量，无需每次进行繁琐的参数输入，每种物料都可同时称量，大大节省了称量的时间。

附图说明

图1为本实用新型的新型配方物料自动称量系统的控制界面操作示意图。

图2为本实用新型实施例的新型配方物料自动称量系统的结构示意图。

图3为本实用新型实施例储料子机构的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本实用新型的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本实用新型中，除非另有规定或者限定，需要说明的是，若有“安装”、“连接”、“相连”等术语应做广义理解，例如，可以是机械连接或者电连接或者气路连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1至图3所示为本实用新型的新型配方物料自动称量系统（以下简称配料系统）的实施例，包括计量部分、控制部分（图未示）、落料部分以及接料部分，计量部分与控制部分连接，计量部分、落料部分和接料部分依次竖直设置，控制部分还连接有语音警报装置。

该新型配方物料自动称量系统在控制部分设置一语音警报装置，当控制系统检测到物料的称量出现异常时，通过语音警报装置发出语音警报以提醒用户，从而实现对物料的称量状况实现语音警报，其称量精度高，安全可靠，对复杂的物料能够进行有效快速地称量。

同时，本实施例新型配方物料自动称量系统结构简单合理，制作成本低且使用方便，其应用范围广，只需在人机界面上设置各种物料称重的参数以及各种报警参数并保存，便能实现调用各种配方和自动称量，无需每次进行繁琐的参数输入，每种物料都可同时称量，大大节省了称量的时间。

本实施例中，如图3所示，计量部分包括机械平台8以及设置在机械平台8上方的若干个储料子机构7，如图2所示，储料子机构7包括储料桶1以及支撑储料桶1的称重传感器3，每个储料子机构7包括三个称重传感器3，三个称重传感器3以储料桶1为中心呈水平中心对称分布，即以水平120°支撑储料桶1，其中，称重传感器3设置于机械平台8上并与控制部分连接；若干个储料子机构7处于同一水平面，储料子机构7的大小和数量由所需配方物料所决定。

控制部分包括可编程逻辑控制器（PLC）以及分别与可编程逻辑控制器连接的触摸屏、变频器、称量仪表、通讯控制适配卡，所述称量仪表与称重传感器2连接，称重传感器2进入接线盒（三进一出）由接线盒进入称量仪表。其中，称重传感器2和称量仪表的特点主要包括以下几个方面：

1.PLC读取控制仪表重量并进行运算后控制落料阀门关/闭；

2.秤量系统采用“减量法”秤量方式；

3.计量的静态精度：国家Ⅲ秤标准（经国家计量部门检定）；

4.计量的动态精度：95%以上的单料误差≤3个d；

5.控制仪表精度达到1/50000；

6.内部A/D分辨率达520000；

7.取样速度200/秒。

控制部分主要实现功能包括以下步骤：

1.实现手动操作和自动控制配料功能；

2.生产过程监控：实时的工作状态和每种物料的目标重量、实际重量；

3.存贮配方预置，可随时进行配方调用、修改、删除和查询；

4.每批配料数据的历史记录保存，可随时查询；

5.在配料过程中，具有缺料自动报警；

6.整个系统均为人机交互方式，操作简单易用，维护方便；

7.采用单机调速电机与双段气缸配合控制下料，在保证精度的前提下，提高配料之速度；

8.具有过冲量自动修正及系统自诊断功能；

9.配料系统设置有手动操作接口，在不配料的情况下有权限的操作人员可手动操作各下料阀门，方便做管路清洗及故障检修，正常配料情况下系统自动屏蔽手动操作接口有权限操作人员也无法进入操作。

如图2所示，落料部分包括若干个设置于每个储料子机构下方的下料子机构，每个下料子机构包括下料电机3、螺杆4、下料阀5以及震动装置6，下料电机3与螺杆4连接，处于储料桶1底部并与储料桶1连接；下料阀5与螺杆4连接，处于螺杆4下方并与螺杆4连接；下料电机3和下料阀5分别与控制部分电连接。

落料部分在落料时包括以下步骤：

1.物料配方需求重量较少，为控制精度采用下料电机3控制下料，下料电机3为调速电机；

2.物料配方需求量大，综合控制精度及速度采用下料阀5进行控制，下料阀5为二段阀门；

3.物料需求量比较特殊，在需求量小时只零点几千克，需求量大时达到几千克，为了达到即不影响速度又最大提升配料精度之目的，此处采用二段阀门加调速电机配合控制的下料方式，由程序对配料目标值进行判断，当目标值大时采用阀门控制落料，当目标值小时屏蔽阀采用调速电机控制下料。

如图3所示，接料部分包括传送带驱动电机9、挡板10以及接料传送带11，接料传送带11设置于机械平台8下方并与传送带驱动电机9连接，挡板10设于接料传送带11的两侧。

控制流程如下：配料启动，操作人员将需配料通过触摸屏接口输入系统完成，将接料桶1放于配料系统的落料部分的接料传送带11的接料处（此处装有桶检测开关，没有桶的时候即使启动配料也不开始落料），按下配料启动，系统自动根据输入的配料比打开对应的计量槽落料阀门（即下料阀5），对接料桶落料至接近目标重量时打开下料阀5同时关闭大落料阀门至目标重量关闭小料阀门（此步控制计量精度，在目标值与设定相差大时以快速度落料，接近目标重量以慢速度落料，提高配料制计量精度，在目标值与设定相差大时以快速度落料，接近目标重量以慢速度落料，提高配料速度及配料精度）。

本实施例中，控制界面如图1所示，软件包括以下功能：

1.配方管理

配方编辑：提供配方数据的目标值，大料值，小料值的编辑与保存；

配方下载：提供配方数据下载到控制器中。

包括如下功能：

1.1 选择配方：点击[配分号码]后面的配方号，弹出预先设计的配方名对话框，选择所需配方按确认即可；

1.2 保存配方：输入完正确之配方数据之后，按保存键弹出保存配方成功即完成配方保存；

1.3 上载配方：点击[上载配方]按钮，将更新当前配方为控制器内部当前的配方值；

1.4 下载配方：在配料停止情况下点击[下载配方]按钮，将更新当前配方为控制器内部配方，下载配方成功提示，配方下载成功信息；

1.5 配料参数设置：按[配料参数]，可对报警时间，响应时间等参数进行设置落料超时时间设置物料。

语音警报装置：缺料报警重量设置物料计量槽允许的最小重量，一旦槽内少于该重量时不管系统处于何种工作状态都弹出报警提示操作人员，此时需对计量槽进行补料。

2.系统监控

提供各秤重量、相关阀门的开关状态及配料历史资料监控。

3.报警监控

监控包括：落料时间过长、缺料报警、仪表通讯故障、控制器与触摸屏通讯故障。

4.配方设置

4.1在配料之前，必须进行配方设置，点击[配方设置]设置按钮（该按钮可加权限保护，以利于配方保密）配方设置有如下几个参数需设置；

4.2 目标重量值：配方中各种原料需达到的重量值，也可以说是理论值；

4.3 小料重量值：也就是大小阀门转换量，启动时下料阀门全部打开，当实际下料重量距离目标重量值还剩此重量时，阀门关掉80%进入慢速下料，该值与阀门关闭比例根据实际调整，太大降低配料速度，太小容易过冲从而降低配料精度；

4.4目标修正值：也就是落差值，配料结束管道中残存的物料值。该值的大小根据实际调整。    

5.配料实时监测报警功能

每轮配料工作开始前，将配方重量与目前计量槽的重量进行比较运算，当计量槽重量足够本笔配方时配料启动。当重量不足配方重量时系统自动进入配料等待状态，并弹出警报信息提示操作人员对计量槽进行补料，补料完成后，操作人员对警报进行确认，确认后配料继续进行。

6.手动说明

配料完成及桶子更换配料原料时需对计量桶进行清扫工作，为此系统特增设手动之作业模式，当配料结束或生产需要清扫时将系统作业设置在手动方式，确认各项安全后，按下手动启动，在保证接料处有桶接废料时，系统所有阀门电机全部打开，进入清扫做业，当操作人员清扫完毕或将模式转为自动模式时阀门关闭，手动作业结束。

控制系统硬件的配置包括，如下表所示：

该新型配方物料自动称量系统的有益效果包括以下几方面：

1.采用调整马达控制小落料，可随时调整落料量，现有技术的这个量需要调整就要改机械，修改量太大；

2.采用大小分段控制即能提高配料速度，又可提升配料之精确度；

3.单种物料配微量（零点几千克）与多量（几千克）程序会自动进行判断选择对应的控制机构下料；

4.配备触摸屏显示及当前系统监控直观方便且操作简单，使用方便，原操作维修人员一学就会，可实现无说明书操作无须进行操作培训；

5.控制仪表使用寿命长且重量精确，保证配料的长期性准确性；

6.系统能自行诊断系统故障，参数越限自动产生报警，实时提醒操作人员；

7 .有操作权限保护，配方数据必须有相应权限方可进入，有利于商业保密；

8.有自检测功能，每次配料开始前自动将配方参数与当前计量称中重量比较，一旦计量桶中重量不够当前配料时自动生成警报提示操作人员对桶子进行补料，同时配配料暂停等待工作人员补料完成确认后配料继续。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种新型配方物料自动称量系统，其特征在于，包括计量部分、控制部分、落料部分以及接料部分，所述计量部分与控制部分连接，计量部分、落料部分和接料部分依次竖直设置，所述控制部分还连接有语音警报装置。

2.根据权利要求1所述的新型配方物料自动称量系统，其特征在于，所述计量部分包括机械平台以及设置在机械平台上方的若干个储料子机构，所述储料子机构包括储料桶以及支撑储料桶的若干个称重传感器，所述称重传感器设置于机械平台上并与控制部分连接。

3.根据权利要求2所述的新型配方物料自动称量系统，其特征在于，所述每个储料子机构包括三个称重传感器，三个称重传感器以储料桶为中心呈水平中心对称分布。

4.根据权利要求2所述的新型配方物料自动称量系统，其特征在于，所述若干个储料子机构处于同一水平面。

5.根据权利要求2所述的新型配方物料自动称量系统，其特征在于，所述落料部分包括若干个设置于每个储料子机构下方的下料子机构，每个下料子机构包括下料电机、螺杆、下料阀以及震动装置，所述下料电机与螺杆连接，下料阀与螺杆连接，所述下料电机和下料阀分别与控制部分电连接。

6.根据权利要求2所述的新型配方物料自动称量系统，其特征在于，所述接料部分包括传送带驱动电机以及接料传送带，所述接料传送带设置于机械平台下方并与传送带驱动电机连接。

7.根据权利要求7所述的新型配方物料自动称量系统，其特征在于，所述接料部分还包括挡板，所述挡板设于接料传送带两侧。

8.根据权利要求1至7任一项所述的新型配方物料自动称量系统，其特征在于，所述控制部分包括可编程逻辑控制器以及分别与可编程逻辑控制器连接的触摸屏、变频器、称量仪表、通讯控制适配卡，所述称量仪表与计量部分连接。

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