CN206681959U - 一种基于西门子plc的混凝土泵监控装置 - Google Patents

Abstract

一种基于西门子PLC的混凝土泵监控装置，涉及一种监控装置，所述监控装置包括监控装置外壳和监控电路；监控电路分为监测模块和控制模块；监控装置外壳的正面装有触摸屏、装置启动按键、装置停止按键、装置测试按键、通信插口、装置工作状态指示灯；监控装置外壳背面装有监测模块的主油缸活塞杆的位移传感器信号输入端子、主油缸活塞杆的位移传感器信号输入端子、泵送液压系统的进油油路压力传感器信号输入端子、摆动液压系统压力传感器信号输入端子。该装置可以在混凝土泵不停止工作的情况下，对混凝土泵运行过程中的重要工作参数进行监控，并在出现故障时能够及时报警。

Description

一种基于西门子PLC的混凝土泵监控装置

技术领域

本实用新型属于测量仪器，尤其涉及一种混凝土泵工作状态在线监控装置。

背景技术

随着混凝土泵在现代建筑施工中的广泛使用，混凝土泵向提高工作可靠性和效率、系统化、智能化、多功能化等方向发展，传统的控制装置越来越无法胜任混凝土泵在性能、操作、维护等方面的要求。为了确保混凝土泵在工作时能达到规定的技术状态、降低维修成本、提高可靠性和寿命，采用先进的传感器检测技术和计算机技术，设计和开发功能完备的混凝土泵智能监控制系统，对于保障安全生产具有很重要的实际意义。

发明内容

本实用新型旨在提供一种基于西门子PLC的混凝土泵监控装置，是一种混凝土泵工作状态在线监测装置，该装置可以在混凝土泵不停止工作的情况下，对混凝土泵运行过程中的重要工作参数进行监控，并在出现故障时能够及时报警。

为实现上述技术目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

一种基于西门子PLC的混凝土泵工作状态在线监控装置，包括监控装置外壳和监控电路。监控电路分为监测模块和控制模块。监控装置外壳的正面装有触摸屏、装置启动按键、装置停止按键、装置测试按键、通信插口、装置工作状态指示灯。监控装置外壳背面装有监测模块的主油缸活塞杆的位移传感器信号输入端子、主油缸活塞杆的位移传感器信号输入端子、泵送液压系统的进油油路压力传感器信号输入端子、摆动液压系统压力传感器信号输入端子、支腿液压系统压力传感器信号输入端子、搅拌液压系统压力传感器信号输入端子、主油泵出口流量计信号输入端子、辅油泵出口流量计信号输入端子、电机主轴转速传感器信号输入端子、混凝土泵开关传感器信号输入端子。监控装置外壳底面装有控制模块的混凝土泵电机启停信号输出端子、正泵控制信号输出端子、反泵控制信号输出端子、点动控制信号输出端子、自动搅拌正转控制

信号输出端子、自动搅拌反转控制信号输出端子。监测装置外壳内的监控电路由信号放大与隔离模块和PLC（可编程控制器）系统模块组成。所述PLC系统模块包括：西门子S7-300 系列CPU（中央处理器）模块CPU315、电源模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、存储模块、通信模块。

主油缸活塞杆的位移传感器信号输入端子、主油缸活塞杆的位移传感器信号输入端子、泵送液压系统的进油油路压力传感器信号输入端子、摆动液压系统压力传感器信号输入端子、支腿液压系统压力传感器信号输入端子、主油泵出口流量计信号输入端子、辅油泵出口流量计信号输入端子、电机主轴转速传感器信号输入端子、混凝土泵开关传感器信号输入端子、混凝土泵油箱液位传感器信号输入端子分别与主油缸活塞杆的位移传感器、主油缸活塞杆的位移传感器、泵送液压系统的进油油路压力传感器、摆动液压系统压力传感器、支腿液压系统压力传感器、搅拌液压系统压力传感器、主油泵出口流量计、辅油泵出口流量计、电机主轴转速传感器、、混凝土泵开关传感器、混凝土泵油箱温度传感器、混凝土泵油箱液位传感器相连；分别将所述各个测量仪表所检测到的主油缸活塞杆的位移信号、主油缸活塞杆的位移信号、泵送液压系统的进油油路压力信号、摆动液压系统压力信号、支腿液压系统压力信号、搅拌液压系统压力信号、主油泵出口流量信号、辅油泵出口流量信号、电机主轴转速信号、混凝土泵冲程时间信号、混凝土泵冲程时间信号、混凝土泵油箱温度信号、混凝土泵油箱液位信号通过信号线送入信号放大与隔离模块；所述信号放大与隔离模块通过信号线与监控装置内部的模拟量输入模块相连；混凝土泵电机启停信号输出端子、正泵控制信号输出端子、反泵控制信号输出端子、点动控制信号输出端子、自动搅拌正转控制信号输出端子分别与混凝土泵电机启停继电器、正泵控制继电器、反泵控制继电器、点动控制继电器、自动搅拌反转控制继电器相连；分别将由触摸屏或CPU315模块发出混凝土泵电机启停信号、正泵控制信号、反泵控制信号、点动控制信号、自动搅拌正转控制信号、自动搅拌正转控制信号通过数字量输出模块送至各控制继电器。监测装置外壳上的装置启动按键、装置停止按键和装置测试按键通过信号线分别与监控装置内部的数字量输入模块相连；监控装置外壳上的装置工作状态指示灯通过信号线与监测装置内部的数字量输出模块相连；监控装置内部的模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、通信模块和存储模块分别通过总线与CPU315模块相连；监控装置内部的电源模块分别与模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、通信模块和存储模块通过电源线相连；所述通信模块通过监控装置外壳上的通信插口可以与外部计算机进行通信。

本实用新型的工作原理如下：

主油缸活塞杆的位移传感器信号输入端子、主油缸活塞杆的位移传感器信号输入端子、泵送液压系统的进油油路压力传感器信号输入端子、摆动液压系统压力传感器信号输入端子、支腿液压系统压力传感器信号输入端子、支腿液压系统压力传感器信号输入端子、支腿液压系统压力传感器信号输入端子、支腿液压系统压力传感器信号输入端子、搅拌液压系统压力传感器信号输入端子、主油泵出口流量计信号输入端子、辅油泵出口流量计信号输入端子、电机主轴转速传感器信号输入端子、混凝土泵开关传感器信号输入端子、混凝土泵开关传感器信号输入端子、混凝土泵油箱温度传感器信号输入端子、混凝土泵油箱液位传感器信号输入端子分别将主油缸活塞杆的位移传感器、主油缸活塞杆的位移传感器、泵送液压系统的进油油路压力传感器、摆动液压系统压力传感器、支腿液压系统压力传感器、支腿液压系统压力传感器、支腿液压系统压力传感器、支腿液压系统压力传感器、搅拌液压系统压力传感器、主油泵出口流量计、辅油泵出口流量计、电机主轴转速传感器、混凝土泵开关传感器、混凝土泵开关传感器、混凝土泵油箱温度传感器、混凝土泵油箱液位传感器所采集到的主油缸活塞杆的位移信号、主油缸活塞杆的位移信号、泵送液压系统的进油油路压力信号、摆动液压系统压力信号、支腿液压系统压力信号、支腿液压系统压力信号、支腿液压系统压力信号、支腿液压系统压力信号、搅拌液压系统压力信号、主油泵出口流量信号、辅油泵出口流量信号、电机主轴转速信号、混凝土泵冲程时间信号、混凝土泵冲程时间信号、混凝土泵油箱温度信号、混凝土泵油箱液位信号分别送模拟量输入模块进行模数转换，转换后所得到的主油缸活塞杆的位移数据、主油缸活塞杆的位移数据、泵送液压系统的进油油路压力数据、摆动液压系统压力数据、支腿液压系统压力数据、支腿液压系统压力数据、支腿液压系统压力数据、支腿液压系统压力数据、搅拌液压系统压力数据、主油泵出口流量数据、辅油泵出口流量数据、电机主轴转速数据、混凝土泵冲程时间数据、混凝土泵冲程时间数据、混凝土泵油箱温度数据、混凝土泵油箱液位数据经总线送入CPU315模块进行分析处理，得到混凝土泵工作状态数据。CPU315模块将混凝土泵工作状态数据送存储模块存储外，还送入触摸屏进行显示。当混凝土泵工作状态数据超出正常值时，CPU315模块会发送报警信号到触摸屏上各报警状态指示灯，使相应的报警状态指示灯点亮，提示操作者当前混凝土泵工作数据异常。

混凝土泵电机启停信号输出端子、正泵控制信号输出端子、反泵控制信号输出端子、点动控制信号输出端子、自动搅拌正转控制信号输出端子、自动搅拌正转控制信号输出端子分别与混凝土泵电机启停继电器、正泵控制继电器、反泵控制继电器、点动控制继电器、自动搅拌正转控制继电器、自动搅拌反转控制继电器相连；分别将由触摸屏或CPU315模块发出混凝土泵电机启停信号、正泵控制信号、反泵控制信号、点动控制信号、自动搅拌正转控制信号、自动搅拌反转控制信号通过数字量输出模块送至各控制继电器完成混凝土泵电机启停、电机转速控制、正泵、反泵、点动、自动搅拌正反转各动作的控制。

监控装置外壳上的装置启动按键、装置停止按键和装置测试按键分别通过信号线与监控装置内部的数字量输入模块相连，所述数字量输入模块接收装置启动按键、装置停止按键和装置测试按键的按键信息并通过总线将该信息传送至CPU315模块，实现监测装置的启动、停止和测试。监控装置外壳上的装置工作状态指示灯通过信号线与监测装置内部的数字量输出模块相连，当监控装置工作异常时，CPU315模块会通过数字量输出模块输出信号给装置工作状态指示灯，使装置工作状态指示灯点亮，提示操作者当前监控装置工作异常；监控装置外壳上的通信插口可以与外部计算机相连，实现本监控装置与外部计算机的通信。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

由于采用CPU315模块作为监控电路的核心部件，因此，本监控装置抗干扰能力较强、稳定性较好。又由于本装置实时采集现场主油缸活塞杆的位移信号、主油缸活塞杆的位移信号、泵送液压系统的进油油路压力信号、摆动液压系统压力信号、支腿1液压系统压力信号、支腿2液压系统压力信号、支腿液压系统压力信号、支腿液压系统压力信号、搅拌液压系统压力信号、主油泵出口流量信号、辅油泵出口流量信号、电机主轴转速信号、混凝土泵冲程时间信号、混凝土泵冲程时间信号、混凝土泵油箱温度信号、混凝土泵油箱液位信号进行计算、分析混凝土泵当前工作状态，因此该装置可以实现自动在线监测，能真实反映混凝土泵的工作状态。同时能够通过触摸屏或CPU315模块发出混凝土泵电机启停信号、正泵控制信号、反泵控制信号、点动控制信号、自动搅拌正转控制信号、自动搅拌正转控制信号来完成混凝土泵电机启停、电机转速控制、正泵、反泵、点动、自动搅拌正反转各动作的控制。

附图说明

图1为混凝土泵工作状态在线监测装置的正面和底面结构示意图；

图2为混凝土泵工作状态在线监测装置的背面结构示意图；

图3为混凝土泵工作状态在线监测装置的电路方框图。

图1中标号说明：1、触摸屏，2、监控装置外壳，3、装置启动按键，4、装置停止按键，5、装置测试按键，6、通信插口，7、装置工作状态指示灯，8、混凝土泵电机启停信号输出端子，9、正泵控制信号输出端子，10、反泵控制信号输出端子，11、点动控制信号输出端子，12、自动搅拌正转控制信号输出端子，13、自动搅拌反转控制信号输出端子。

图2中标号说明：14、主油缸活塞杆1的位移传感器信号输入端子，15、主油缸活塞杆2的位移传感器信号输入端子，16、泵送液压系统的进油油路压力传感器信号输入端子，17、摆动液压系统压力传感器信号输入端子，18、支腿1液压系统压力传感器信号输入端子，19、支腿2液压系统压力传感器信号输入端子，20、支腿3液压系统压力传感器信号输入端子，21、支腿4液压系统压力传感器信号输入端子，22、搅拌液压系统压力传感器信号输入端子，23、主油泵出口流量计信号输入端子，24、辅油泵出口流量计信号输入端子，25、电机主轴转速传感器信号输入端子，26、混凝土泵开关传感器1信号输入端子，27、混凝土泵开关传感器2信号输入端子，28、混凝土泵油箱温度传感器信号输入端子，29、混凝土泵油箱液位传感器信号输入端子。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步说明。

见图1和图2，本实用新型包括：触摸屏1、监测装置外壳2、装置启动按键3、装置停止按键4、装置测试按键5、通信插口6、装置工作状态指示灯7、混凝土泵电机启停信号输出端子8、正泵控制信号输出端子9、反泵控制信号输出端子10、点动控制信号输出端子11、自动搅拌正转控制信号输出端子12、自动搅拌反转控制信号输出端子13、主油缸活塞杆1的位移传感器信号输入端子14、主油缸活塞杆2的位移传感器信号输入端子15、泵送液压系统的进油油路压力传感器信号输入端子16、摆动液压系统压力传感器信号输入端子17、支腿1液压系统压力传感器信号输入端子18、支腿2液压系统压力传感器信号输入端子19、支腿3液压系统压力传感器信号输入端子20、支腿4液压系统压力传感器信号输入端子21、搅拌液压系统压力传感器信号输入端子22、主油泵出口流量计信号输入端子23、辅油泵出口流量计信号输入端子24、电机主轴转速传感器信号输入端子25、混凝土泵开关传感器1信号输入端子26、混凝土泵开关传感器2信号输入端子27、混凝土泵油箱温度传感器信号输入端子28、混凝土泵油箱液位传感器信号输入端子29。

见图3，本实用新型监控装置外壳内的测量电路包括：信号放大与隔离模块和PLC系统模块。所述PLC系统模块包括：CPU315模块、电源模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、存储模块、通信模块。

主油缸活塞杆1的位移传感器信号输入端子14、主油缸活塞杆2的位移传感器信号输入端子15、泵送液压系统的进油油路压力传感器信号输入端子16、摆动液压系统压力传感器信号输入端子17、支腿1液压系统压力传感器信号输入端子18、支腿2液压系统压力传感器信号输入端子19、支腿3液压系统压力传感器信号输入端子20、支腿4液压系统压力传感器信号输入端子21、搅拌液压系统压力传感器信号输入端子22、主油泵出口流量计信号输入端子23、辅油泵出口流量计信号输入端子24、电机主轴转速传感器信号输入端子25、混凝土泵开关传感器1信号输入端子26、混凝土泵开关传感器2信号输入端子27、混凝土泵油箱温度传感器信号输入端子28、混凝土泵油箱液位传感器信号输入端子29分别将主油缸活塞杆1的位移传感器、主油缸活塞杆2的位移传感器、泵送液压系统的进油油路压力传感器、摆动液压系统压力传感器、支腿1液压系统压力传感器、支腿2液压系统压力传感器、支腿3液压系统压力传感器、支腿4液压系统压力传感器、搅拌液压系统压力传感器、主油泵出口流量计、辅油泵出口流量计、电机主轴转速传感器、混凝土泵开关传感器1、混凝土泵开关传感器2、混凝土泵油箱温度传感器、混凝土泵油箱液位传感器所采集到的主油缸活塞杆1的位移信号、主油缸活塞杆2的位移信号、泵送液压系统的进油油路压力信号、摆动液压系统压力信号、支腿1液压系统压力信号、支腿2液压系统压力信号、支腿3液压系统压力信号、支腿4液压系统压力信号、搅拌液压系统压力信号、主油泵出口流量信号、辅油泵出口流量信号、电机主轴转速信号、混凝土泵1冲程时间信号、混凝土泵2冲程时间信号、混凝土泵油箱温度信号、混凝土泵油箱液位信号经信号放大与隔离模块进行信号放大、光/电隔离处理。经信号放大与隔离处理后的所述主油缸活塞杆1的位移信号、主油缸活塞杆2的位移信号、泵送液压系统的进油油路压力信号、摆动液压系统压力信号、支腿1液压系统压力信号、支腿2液压系统压力信号、支腿3液压系统压力信号、支腿4液压系统压力信号、搅拌液压系统压力信号、主油泵出口流量信号、辅油泵出口流量信号、电机主轴转速信号、混凝土泵1冲程时间信号、混凝土泵2冲程时间信号、混凝土泵油箱温度信号、混凝土泵油箱液位信号分别送模拟量输入模块进行模数转换，转换后所得到的主油缸活塞杆1的位移数据、主油缸活塞杆2的位移数据、泵送液压系统的进油油路压力数据、摆动液压系统压力数据、支腿1液压系统压力数据、支腿2液压系统压力数据、支腿3液压系统压力数据、支腿4液压系统压力数据、搅拌液压系统压力数据、主油泵出口流量数据、辅油泵出口流量数据、电机主轴转速数据、混凝土泵1冲程时间数据、混凝土泵2冲程时间数据、混凝土泵油箱温度数据、混凝土泵油箱液位数据经总线送入CPU315进行分析处理，得到混凝土泵工作状态数据。CPU315将混凝土泵工作状态数据送存储模块存储外，还在触摸屏1上进行显示。监控装置外壳2上的启动按键3、停止按键4和测试按键5分别通过信号线与监控装置内部的数字量输入模块相连，所述数字量输入模块接收启动按键3、停止按键4和测试按键5的按键信息并通过总线将该信息传送至CPU315模块，实现监控装置的启动、停止和测试。监控装置外壳2上的装置工作状态指示灯7通过信号线与监控装置内部的数字量输出模块相连，当监控装置工作异常时，CPU315模块会通过数字量输出模块输出信号给工作状态指示灯7，使工作状态指示灯7点亮，提示操作者当前监控装置工作异常；当混凝土泵工作状态数据超出正常值时，CPU315模块会将报警信号送入触摸屏1，使各报警状态指示灯点亮，提示操作者当前混凝土泵工作数据异常。

混凝土泵电机启停信号输出端子8、正泵控制信号输出端子9、反泵控制信号输出端子10、点动控制信号输出端子11、自动搅拌正转控制信号输出端子12、自动搅拌反转控制信号输出端子13分别与混凝土泵电机启停继电器、正泵控制继电器、反泵控制继电器、点动控制继电器、自动搅拌正转控制继电器、自动搅拌反转控制继电器相连；分别将由触摸屏或CPU315模块发出混凝土泵电机启停信号、正泵控制信号、反泵控制信号、点动控制信号、自动搅拌正转控制信号、自动搅拌正转控制信号通过数字量输出模块送至各控制继电器完成混凝土泵电机启停、电机转速控制、正泵、反泵、点动、自动搅拌正反转各动作的控制。监控装置外壳2上的通信插口6可以与外部计算机相连，实现本监控装置与外部计算机的通信。

Claims (6)

1.一种基于西门子PLC的混凝土泵监控装置，其特征在于，所述监控装置包括监控装置外壳和监控电路；监控电路分为监测模块和控制模块；监控装置外壳的正面装有触摸屏、装置启动按键、装置停止按键、装置测试按键、通信插口、装置工作状态指示灯；监控装置外壳背面装有监测模块的主油缸活塞杆的位移传感器信号输入端子、主油缸活塞杆的位移传感器信号输入端子、泵送液压系统的进油油路压力传感器信号输入端子、摆动液压系统压力传感器信号输入端子、支腿液压系统压力传感器信号输入端子、搅拌液压系统压力传感器信号输入端子、主油泵出口流量计信号输入端子、辅油泵出口流量计信号输入端子、电机主轴转速传感器信号输入端子、混凝土泵开关传感器信号输入端子、混凝土泵油箱温度传感器信号输入端子；监控装置外壳底面装有控制模块的混凝土泵电机启停信号输出端子、正泵控制信号输出端子、反泵控制信号输出端子、点动控制信号输出端子、自动搅拌正转控制信号输出端子、自动搅拌反转控制信号输出端子；监测装置外壳内的监控电路由信号放大与隔离模块和PLC系统模块组成。

2.根据权利要求1所述的一种基于西门子PLC的混凝土泵监控装置，其特征在于，所述PLC系统模块包括西门子系列CPU模块、电源模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、存储模块、通信模块。

3.根据权利要求1所述的一种基于西门子PLC的混凝土泵监控装置，其特征在于，所述主油缸活塞杆1的位移传感器信号输入端子、主油缸活塞杆2的位移传感器信号输入端子、泵送液压系统的进油油路压力传感器信号输入端子、摆动液压系统压力传感器信号输入端子、支腿液压系统压力传感器信号输入端子、搅拌液压系统压力传感器信号输入端子、主油泵出口流量计信号输入端子、辅油泵出口流量计信号输入端子、电机主轴转速传感器信号输入端子、混凝土泵开关传感器信号输入端子、混凝土泵开关传感器2信号输入端子、混凝土泵油箱液位传感器信号输入端子分别与主油缸活塞杆的位移传感器、泵送液压系统的进油油路压力传感器、摆动液压系统压力传感器、支腿液压系统压力传感器、搅拌液压系统压力传感器、主油泵出口流量计、辅油泵出口流量计、电机主轴转速传感器、混凝土泵开关传感器、混凝土泵油箱液位传感器相连。

4.根据权利要求1所述的一种基于西门子PLC的混凝土泵监控装置，其特征在于，所述信号放大与隔离模块通过信号线与监控装置内部的模拟量输入模块相连；混凝土泵电机启停信号输出端子、正泵控制信号输出端子、反泵控制信号输出端子、点动控制信号输出端子、自动搅拌正转控制信号输出端子、自动搅拌正转控制信号输出端子分别与混凝土泵电机启停继电器、正泵控制继电器、反泵控制继电器、点动控制继电器、自动搅拌正转控制继电器、自动搅拌反转控制继电器相连。

5.根据权利要求1所述的一种基于西门子PLC的混凝土泵监控装置，其特征在于，所述监控装置外壳上的装置工作状态指示灯通过信号线与监测装置内部的数字量输出模块相连；监控装置内部的模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、通信模块和存储模块分别通过总线与模块相连。

6.根据权利要求1所述的一种基于西门子PLC的混凝土泵监控装置，其特征在于，所述监控装置内部的电源模块分别与模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、通信模块和存储模块通过电源线相连。