ES2273571A1 - Dispositivo de control de plantas dosificadoras de hormigon preparado por via seca y/o amasado. - Google Patents
Dispositivo de control de plantas dosificadoras de hormigon preparado por via seca y/o amasado. Download PDFInfo
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Abstract
Dispositivo de control de plantas dosificadoras de hormigón preparado por vía seca y/o amasado, constituido por un equipo electrónico que ofrece al operador una visión del funcionamiento de la planta e interactúa en los distintos elementos de la misma, que está constituido por cuatro elementos principales: a) un controlador electrónico del funcionamiento de la planta; b) un módulo de monitorización que permite visualizar el proceso de funcionamiento de la planta, y d) un módulo de gestión de planta, que integra las gestiones de producción.
Description
Dispositivo de control de plantas dosificadoras
de hormigón preparado por vía seca y/o amasado.
La presente invención se refiere a un
dispositivo que permite controlar plantas de producción de hormigón
en particular para controlar plantas dosificadoras y amasadoras,
móviles y fijas. Este sistema de control está diseñado con la
intención de buscar el máximo grado de automatización, incidiendo
sobre todo en la consecución de un hardware de control en tiempo
real, e integrando paquetes software de gestión económica y de la
producción de la planta. La gran virtud de este equipo es su gran
flexibilidad, que le permite adaptarse a todas las particularidades
de este tipo de plantas.
La evolución de la tecnología y la imperiosa
necesidad de reducir los costos en la construcción, ha llevado a la
industria a invertir los recursos necesarios para desarrollar en
forma apropiada la maquinaria que permita lograr estos
objetivos.
El hormigón premezclado, permite reducir
sensiblemente los tiempos de hormigonado y consecutivamente se
reduce los costos de la construcción y las molestias que toda obra
ocasiona al público, al tránsito y al vecindario.
La práctica totalidad del hormigón utilizado en
construcción procede de plantas o centrales de hormigonado. Las
mayores ventajas de estas centrales radica en la calidad del
hormigón que pueden confeccionar y en la importante producción que
pueden suministrar.
El hormigón fabricado en central, se rige por la
norma UNE 83001 en la que figuran las definiciones,
especificaciones, fabricación, transporte y control de la
producción de los hormigones preparados y de los hormigones
fabricados en las instalaciones propias de la obra.
Una clasificación general de las centrales de
hormigonado las ordenaría en dos grandes grupos: las centrales
dosificadoras sin amasadora y las centrales dosificadoras con
amasadora. Las primeras son aquellas donde se miden y pesan los
componentes del hormigón para verterlos sobre el equipo de
transporte. En las segundas los componentes del hormigón se miden,
pesan y además se amasan para descargarlos finalmente sobre el
elemento de transporte. Desde el punto de vista de su movilidad,
pueden clasificarse también en: centrales móviles y fijas. Las
centrales movibles se emplean en obras de duración limitada, son
fácilmente transportables de un lugar a otro y permitiendo
producciones de hasta 60 m^{3}/h. Para producciones por encima de
100 m^{3}/h se emplean las centrales fijas.
El almacenaje de cemento se hace en silos
cerrados que se cargan neumáticamente y cuya descarga hacia el
dosificador se controla por medio de electroválvulas. Estos silos
de cemento se suministran en capacidades diversas. Las cantidades
de cemento que se vierten de estos silos, se miden en las básculas
de cemento que se suelen instalar justo debajo de la salida del
silo produciéndose el llenado de estas por gravedad o bien mediante
elementos de transporte (sinfín).
Los áridos de la central se almacenan en tolvas
metálicas que alimentan cintas transportadoras, tolvas móviles o
por gravedad, que van al dosificador. Las tolvas para el
almacenamiento y dosificación de los áridos están fabricadas en
acero laminado y constituidas por 1, 2, 3, 4, 5 y hasta 12
compartimientos, poseen dispositivos de control de salida como
compuertas neumáticas ubicadas en el fondo de los mismos,
comandadas por solenoides, con regulador de presión, filtro de
aire, dosificadores vibrantes, o cintas dosificadoras.
Las tolvas de áridos, al igual que las de
cemento, se sustentan sobre una estructura en el interior de la
cual e instalada debajo de la tolva existe una balanza de pesaje
que posee cuatro o seis células de carga. Para evitar
estancamientos de material durante las etapas de los vertidos se
instalan tanto en las básculas de áridos como en las tolvas
vibradores eléctricos o neumáticos.
En las centrales de hormigonado tiene una gran
importancia el control de la humedad de los áridos, especialmente
de las arenas; éste se realiza mediante un medidor provisto de
sondas que suelen dar repetidas indicaciones a la salida de la boca
hacia el dosificador y que determina la media de ellas para hacer
las correcciones oportunas en la dosificación de agua.
En cuanto al tratamiento de líquidos en las
centrales de hormigonado, la instalación para la dosificación del
agua de amasado incluye, caudalímetros, filtros, válvulas y
recipientes de carga o vasos y básculas de tres células de carga,
donde se acumulan y miden cargas de agua para su posterior vertido
en la amasadora u hormigonera. De forma equivalente, los aditivos
químicos se dosifican mediante contadores, vasos de descarga,
básculas, etc..
Las plantas de hormigonado pueden ser manuales,
semiautomáticas y automáticas. En las primeras, desde un pupitre el
operario acciona una serie de mandos o pulsadores siguiendo un
proceso lógico que lleva a la realización del ciclo completo del la
planta, que comprende el llenado de las tolvas de pesaje de los
áridos, el pesaje de los cementos, el pesaje de aditivos y agua, y
por último el vertido de todo ello sobre la amasadora, o sobre la
hormigonera o el sistema de aprovisionamiento existente. Este
sistema se presta a posibles errores humanos debido a que las
correcciones por humedad hay que calcularlas y hacerlas
manualmente; a veces, los tiempos dedicados a la ejecución del ciclo
son superiores a los óptimos y, en muchas ocasiones, las
dosificaciones de cemento son más altas de las necesarias.
Las plantas automatizadas están controladas por
sistemas electrónicos en el cual se introducen los datos del
hormigón pedido, generalmente: resistencia característica,
consistencia, tamaño máximo del árido y tipo de cemento. Al iniciar
la dosificación se inicia el ciclo realizándose todas las
operaciones con gran exactitud e incluso haciendo el ordenador la
corrección del agua de acuerdo con el contenido de humedad de los
áridos. El ciclo finaliza con la descarga del hormigón fresco o los
distintos componentes por separado para su mezclado en el elemento
de destino.
En este tipo de plantas, el control sobre los
elementos de la central hormigonera se lleva a cabo mediante un
controlador automático que recibe las señales de los distintos
elementos de sensorización y las consignas configuradas por el
usuario en sus entradas, emitiendo, por sus terminales de salida,
las señales de actuación pertinentes en cada caso, en función de la
etapa del ciclo de trabajo y de los valores de las señales de
entrada.
El dispositivo de la invención consta de cuatro
elementos principales: controlador electrónico, módulo de
configuración de plantas, módulo de monitorización y módulo de
gestión de la planta.
El controlador electrónico toma medida de los
sensores de planta (básculas, contadores, detectores y equipos de
mando) y dosifica las cantidades exactas de las materias primas
solicitas. Está constituido por una arquitectura electrónica con
capacidad de albergar un sistema de tiempo real multiproceso, de
adquirir las informaciones de los sensores de planta, de accionar
los actuadores de planta, de comunicar con los módulos de
parametrización, monitorización y gestión, así como de garantizar
la precisión necesaria en las dosificaciones de producto. Este
controlador electrónico lleva a cabo una secuencia de acciones
sobre los elementos de planta, a la vez que intercambian
información y se sincronizan con otros procesos o con los módulos
superiores mediante los elementos de comunicación más adecuados en
cada situación. El controlador electrónico implementa las
secuencias de control de plantas dosificadoras con amasadora. En
estas plantas, el sistema modifica la secuencia de accionamiento de
los elementos de la planta de forma que los materiales se dosifican
y se llevan sin mezclar hacia la amasadora, una vez en la amasadora
el sistema controla el proceso de mezclado y vertido sobre camión.
A su vez, el controlador electrónico tiene la capacidad de
controlar los sistemas de acopio de las tolvas de áridos.
El módulo de configuración de plantas es una
parte del equipo que se sustenta en un programa de parametrización
que permite al usuario configurar las plantas de vertido y
dosificación de productos, estableciendo los dispositivos que los
componen así como la relación entre estos dispositivos para
conformar los procesos de la planta. El sistema de configuración de
plantas define las características de la planta sobre el
controlador electrónico, de forma que determina los elementos de
que consta la instalación y sus parámetros así como los procesos de
vertido.
El módulo de monitorización, permite visualizar
de forma sencilla el proceso, mostrando los valores de los sensores
más importantes de la planta e indicando el estado de cada elemento
de la instalación. Una vez creada la interfaz hombre máquina (HMI),
así como una vez cargada la configuración de la planta diseñada
sobre el controlador, el usuario podrá ver en pantalla los procesos
de fabricación, poner en marcha/paro los dispositivos que
corresponda, y aceptar automáticamente las peticiones de servicio.
La fase de monitorización y gestión es la habitual, siempre que la
planta está funcionando.
El modulo de gestión integra todo lo referente a
la gestión de la producción de hormigón, facilitando la labor y
organización del plantista. El módulo de gestión se permite tanto
crear y almacenar información como consultar listados y documentos
que son de utilidad. El paquete de gestión no se limita a la
creación de albaranes y de listados de otra índole, sino que
también resulta interesante porque permite acceder fácilmente a
mucha información que de otro modo habría de remitirse a apuntes o
incluso documentos no siempre disponibles en la planta. El proceso
de fabricación se inicia bajo solicitud de un determinado producto,
despertando los procesos latentes del controlador electrónico
relacionados con la fabricación de ese producto. Una vez terminada
la fabricación, toma la información necesaria directamente de
planta y elabora el albarán del producto fabricado antes de su
expedición. El controlador electrónico realiza las correcciones
debido al factor de humedad sobre las cantidades de materiales a
dosificar.
Para complementar la descripción que se está
realizando y con objeto de facilitar la comprensión de las
características de la invención, se acompaña a la presente memoria
descriptiva un juego de dibujos en los que, con carácter
ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:
La figura 1 muestra un diagrama en bloques
funcionales del dispositivo de control objeto de la presente
invención.
Como se puede observar en las figuras
referenciadas consta de cuatro elementos principales: controlador
electrónico, módulo de configuración de plantas, módulo de
monitorización y módulo de gestión de la planta.
El controlador electrónico es un circuito con
capacidad de albergar un sistema de tiempo real multiproceso, de
adquirir las informaciones de los sensores de planta, de accionar
los actuadores de planta, de comunicar con los módulos de
parametrización, monitorización y gestión, así como de garantizar
la precisión necesaria en las dosificaciones de producto.
Ante una petición de una fórmula específica, es
decir que tenga unas proporciones específicas entre los elementos
que entran a forma parte, sino también en las cantidades que ha de
llevar de cada uno de ellos, este equipo lee las señales de
bascula, contadores y activa las señales de descarga de materiales.
El controlador admite para ello tres tipos de señales de entrada:
a) analógicas: para leer peso en básculas, corriente de motores,
sensores de humedad en áridos, sensores de humedad en amasadora o
en tolvas de áridos, temperatura, etc... en general todo aquello
que tenga una medida variable; b) digitales: para leer señales
activas o desactivas, propias de los detectores, finales de
carrera, pulsadores, mandos; y c) de contador: el contador de agua,
o de aditivo, etc...
Para controlar los distintos elementos el
controlador tiene dos tipos de señales de salida: a) analógicas:
para generar salidas variables control de variadores de frecuencia,
temperatura, posición e intensidad; y b) digitales: para generar
señales activas o desactivas, como por ejemplo de arranque de
motores, bombas, cintas, de activaciones de sirenas, luces,
señalizaciones, etc.
El controlador electrónico interactúa con el
módulo de configuración de plantas, que es la parte del equipo que
permite al usuario configurar las plantas de vertido y dosificación
de los productos con amasadora y con sistemas de acopio,
permitiéndole establecer los dispositivos que componen cada
solución, así como la relación entre estos dispositivos para
conformar los procesos de la planta.
Las salidas de este módulo de configuración
tienen dos resultados, por un lado constituyen la interfaz
hombre-máquina y por otro lado permite programar el
controlador electrónico con toda la información que el usuario
introduce a través de este módulo.
El controlador electrónico interactúa también
con el módulo de monitorización, que es la parte del equipo que
permite visualizar de forma sencilla el proceso de la planta,
mostrando los valores de los sensores más importantes e indicando
el estado de cada elemento de la instalación. Una vez creada la
interfaz hombre máquina y una vez cargada la configuración de la
planta diseñada, el usuario podrá ver en pantalla los procesos de
fabricación, poner en marcha/paro los dispositivos que corresponda,
y aceptar automáticamente las peticiones de servicio de
gestión.
gestión.
A través del módulo de monitorización se
interactúa con el módulo de gestión de planta. El modulo de gestión
integra todo lo referente a la gestión de la producción de
hormigón, facilitando la labor y organización del plantista,
permitiendo tanto crear y almacenar información como consultar
listados y documentos, creación de albaranes y de listados de otra
índole.
El proceso de fabricación se inicia bajo
solicitud de un determinado producto, despertando los procesos
latentes del controlador electrónico relacionados con la
fabricación de ese producto; una vez terminada la fabricación, toma
la información necesaria directamente de planta y elabora el
albarán del producto fabricado antes de su expedición. El
controlador electrónico realiza las correcciones debido al factor
de humedad sobre las cantidades de materiales a dosificar.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de la invención, así como un ejemplo de realización preferente, se
hace constar a los efectos oportunos que los materiales, forma,
tamaño y disposición de los elementos descritos podrán ser
modificados, siempre y cuando ello no suponga una alteración de las
características esenciales de la invención que se reivindican a
continuación.
Claims (1)
1. Dispositivo de control de plantas
dosificadoras de hormigón preparado por vía seca y /o amasado,
constituido por un equipo electrónico que ofrece al operador una
visión del funcionamiento de la planta e interactúa en los distintos
elementos de la misma, caracterizado porque consta de cuatro
elementos principales:
- a)
- un controlador electrónico, constituido por una arquitectura electrónica capaz de albergar un sistema de tiempo real multiproceso que adquiere las informaciones de los sensores de planta y acciona los actuadores para dosificar las cantidades exactas de las materias primas solicitas para el hormigón deseado;
- b)
- un módulo de configuración de plantas, que constituye la parte del equipo que permite configurar plantas de vertido y dosificación de productos con amasadora y con sistemas de acopio, constituyendo por un lado el interfaz hombre-máquina a través del cual el operador establece todas las opciones de las máquinas del proceso, las diversas posibilidades en entradas/salidas y seguridad en las señales;
- c)
- un módulo de monitorización que permite visualizar de forma sencilla el proceso de funcionamiento de la planta, mostrando los valores de los sensores más importantes e indicando el estado de cada elemento de la instalación, para poner en marcha/paro los dispositivos que corresponda, o aceptar automáticamente las peticiones de servicio;
- d)
- un módulo de gestión de planta, que integra las gestiones de producción.
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| ES200500948A ES2273571B1 (es) | 2005-04-20 | 2005-04-20 | Dispositivo de control de plantas dosificadoras de hormigon preparado por via seca y/o amasado. |
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| US4654802A (en) * | 1984-06-07 | 1987-03-31 | Halliburton Company | Cement metering system |
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-
2005
- 2005-04-20 ES ES200500948A patent/ES2273571B1/es not_active Expired - Fee Related
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