一種膠凝砂礫石拌和設備網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種膠凝砂礫石拌和設備網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)，包括控制室、現(xiàn)場檢測與執(zhí)行系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)視系統(tǒng)和GPRS遠程無線通訊系統(tǒng)，通過RS-485接口，采用Modbus現(xiàn)場總線技術(shù)，用以實現(xiàn)對膠凝砂礫石拌和設備的網(wǎng)絡化的現(xiàn)場檢測和現(xiàn)場控制與執(zhí)行。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：采用了“多通道網(wǎng)絡智能儀表”，一塊儀表可滿足本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢測，實現(xiàn)了全數(shù)字式網(wǎng)絡化，設備少，線路少，信號傳遞可靠，精度高，智能化；采用了自行開發(fā)的配料控制器BCS7，每個配料控制器設計有輸入I16點和輸出Q16點，可現(xiàn)場編程，通用性強；實現(xiàn)了網(wǎng)絡化檢測和控制；采用了GPRS遠程無線傳輸技術(shù)，可實現(xiàn)遠程監(jiān)視與控制。
【專利說明】一種膠凝砂礫石拌和設備網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種建筑工程機械控制系統(tǒng)領(lǐng)域，特別涉及一種膠凝砂礫石拌和設備網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，建筑工程也相應的發(fā)展。其中，水利、電力也隨著發(fā)展，則水庫的建設也要配套跟上，對水庫的攔河大壩提出了新的要求。傳統(tǒng)的壩心一股采用砂礫石簡單拌和，質(zhì)量達不到工程要求。當前新技術(shù)采用膠凝砂礫石拌和設備，使攔河大壩的質(zhì)量顯著提高。但是，其控制系統(tǒng)，還是采用傳統(tǒng)的模擬信號傳遞，其誤差大，且傳輸線路多，而長，易受干擾。其改進措施是采用網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是提供一種膠凝砂礫石拌和設備網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)，實現(xiàn)方便可靠的對膠凝砂礫石拌和設備實時測量、監(jiān)控。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0005]一種膠凝砂礫石拌和設備網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)，包括控制室、現(xiàn)場檢測與執(zhí)行系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)視系統(tǒng)和GPRS遠程無線通訊系統(tǒng)，通過RS-485接口，采用Modbus現(xiàn)場總線技術(shù)，對膠凝砂礫石拌和設備進行網(wǎng)絡化的現(xiàn)場檢測和現(xiàn)場控制與執(zhí)行；所述的控制室包括顯示器、控制機、配料控制器，顯示器安裝在控制機上，控制機、配料控制器分別與帶有現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡接口連接；所述的現(xiàn)場檢測與執(zhí)行系統(tǒng)包括傳感器和流量計、多通道網(wǎng)絡智能儀表、變頻器、電動調(diào)節(jié)閥，所述的傳感器和變頻器安裝在稱量骨料與粉料的皮帶秤和螺旋秤上，所述的流量計和電動調(diào)節(jié)閥安裝在控制液體流量的水管道泵和液劑泵上，傳感器和流量計的輸出端與多通道網(wǎng)絡智能儀表連接，多通道網(wǎng)絡智能儀表與帶有現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡接口連接，變頻器和電動調(diào)節(jié)閥的輸入端也分別與帶有現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡接口連接；所述傳感器和流量計將采集到的各種信號轉(zhuǎn)換為電信號并輸出給多通道網(wǎng)絡智能儀表，多通道網(wǎng)絡智能儀表將輸入的多路電信號進行分析處理后輸出給控制機，再由控制機根據(jù)輸入信號對配料控制器發(fā)出指令，配料控制器向變頻器發(fā)送指令以實現(xiàn)對骨料、粉料的流量控制，配料控制器向電動調(diào)節(jié)閥發(fā)送指令以實現(xiàn)對液體流量的控制。
[0006]所述多通道網(wǎng)絡智能儀表包括信號接入單元、信號變換單元、隔離放大單元、嵌入式微電腦，信號經(jīng)由信號接入單元選通后進入信號變換單元，信號變換單元將各種輸入信號轉(zhuǎn)換成標準的輸出電壓信號，轉(zhuǎn)化后的標準輸出電壓信號再經(jīng)隔離放大單元的隔離放大進入嵌入式微電腦，嵌入式微電腦將隔離放大后的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號發(fā)送給控制機。
[0007]所述信號變換單元包括由⑶4502構(gòu)成的電壓跟隨器GSl?GS6、數(shù)字電位器X9241、微電子開關(guān)SI?S7、精密電阻Rl?R11、74H573鎖存器SC，電壓跟隨器GSl?GS6用于信號隔離，SC用于鎖存SI?S7微電子開關(guān)選通信號D2、D1、D0,BX為SC的片選信號；Vout為精密基準電源MAX872模塊提供的2.5V精密基準電源，Al、A2和A3為準備變換信號的接入端，B1、B2和B3為信號輸出端。信號變換單元可接收電流、電壓、mv、mA、熱電阻、熱電耦等多種信號?？墒∪プ兯推?，直接接傳感器信號。
[0008]控制室中設置有兩個配料控制器，每一個配料控制器包括16個輸入點I和16個輸出點Q，可以在現(xiàn)場編制程序；所述的輸入點I接收來自控制機各項指令的開關(guān)信號的輸入，輸出點Q向變頻器或電動調(diào)節(jié)閥輸出開啟或關(guān)閉設備的指令。
[0009]與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0010]1、本發(fā)明采用了 “多通道網(wǎng)絡智能儀表”，一塊儀表可滿足本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)檢測，是一種模塊設計。實現(xiàn)了全數(shù)字式網(wǎng)絡化，設備少，線路少，信號傳遞可靠，精度高，智能化；
[0011]2、本發(fā)明采用了自行開發(fā)的配料控制器BCS7，每個配料控制器設計有輸入116點和輸出Q16點，可現(xiàn)場編程，是一種模塊設計，通用性強；
[0012]3、本發(fā)明通過RS-485接口，采用Modbus現(xiàn)場總線技術(shù)，實現(xiàn)了網(wǎng)絡化檢測和控制；
[0013]4、本發(fā)明采用了 GPRS遠程無線傳輸技術(shù)，可實現(xiàn)遠程監(jiān)視與控制。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是膠凝砂礫石拌和設備網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)框圖。
[0015]圖2是多通道網(wǎng)絡智能儀表模塊組成原理框圖。
[0016]圖3是多通道網(wǎng)絡智能儀表模塊中信號變換單元電路原理圖。
[0017]圖4是配料控制器I接線原理圖。
[0018]圖5是配料控制器2接線原理圖。
[0019]圖6是膠凝砂礫石拌和設備計量工藝流程圖。
[0020]圖7是膠凝砂礫石拌和設備粉料、骨料計量系統(tǒng)框圖。
[0021 ] 圖8是膠凝砂礫石拌和設備液體計量系統(tǒng)框圖。

【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進行詳細地描述，但是應該指出本發(fā)明的實施不限于以下的實施方式。
[0023]見圖1，一種膠凝砂礫石拌和設備網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)，包括控制室、現(xiàn)場檢測與執(zhí)行系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)視系統(tǒng)和GPRS遠程無線通訊系統(tǒng)，通過RS-485接口，采用Modbus現(xiàn)場總線技術(shù)，對膠凝砂礫石拌和設備進行網(wǎng)絡化的現(xiàn)場檢測和現(xiàn)場控制與執(zhí)行；控制室包括顯示器、控制機、配料控制器，顯示器安裝在控制機上，控制機、配料控制器分別與帶有現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡接口連接；現(xiàn)場檢測與執(zhí)行系統(tǒng)包括傳感器和流量計、多通道網(wǎng)絡智能儀表、變頻器、電動調(diào)節(jié)閥，傳感器和變頻器安裝在稱量骨料與粉料的皮帶秤和螺旋秤上，流量計和電動調(diào)節(jié)閥安裝在控制液體流量的水管道泵和液劑泵上，傳感器和流量計的輸出端與多通道網(wǎng)絡智能儀表連接，多通道網(wǎng)絡智能儀表與帶有現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡接口連接，變頻器和電動調(diào)節(jié)閥的輸入端也分別與帶有現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡接口連接；傳感器和流量計將采集到的各種信號轉(zhuǎn)換為電信號并輸出給多通道網(wǎng)絡智能儀表，多通道網(wǎng)絡智能儀表將輸入的多路電信號進行分析處理后輸出給控制機，再由控制機根據(jù)輸入信號對配料控制器發(fā)出指令，配料控制器向變頻器發(fā)送指令以實現(xiàn)對骨料、粉料的流量控制，配料控制器向電動調(diào)節(jié)閥發(fā)送指令以實現(xiàn)對液體流量的控制。
[0024]見圖2，多通道網(wǎng)絡智能儀表包括信號接入單元、信號變換單元、隔離放大單元、嵌入式微電腦，信號經(jīng)由信號接入單元選通后進入信號變換單元，信號變換單元將各種輸入信號轉(zhuǎn)換成標準的輸出電壓信號，轉(zhuǎn)化后的標準輸出電壓信號再經(jīng)隔離放大單元的隔離放大進入嵌入式微電腦，嵌入式微電腦將隔離放大后的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號發(fā)送給控制機。
[0025]見圖3，信號變換單元包括由⑶4502構(gòu)成的電壓跟隨器GSl?GS6、數(shù)字電位器X9241、微電子開關(guān)SI?S7、精密電阻Rl?R11、74H573鎖存器SC，電壓跟隨器GSl?GS6用于信號隔離，SC用于鎖存SI?S7微電子開關(guān)選通信號D2、D1、D0,BX為SC的片選信號；Vout為精密基準電源MAX872模塊提供的2.5V精密基準電源，A1、A2和A3為準備變換信號的接入端，B1、B2和B3為信號輸出端。信號變換單元可接收電流、電壓、mv、mA、熱電阻、熱電耦等多種信號?？墒∪プ兯推?，直接接傳感器信號。
[0026]控制室中設置有兩個配料控制器BCS7，每一個配料控制器BCS7包括16個輸入點I和16個輸出點Q，可以在現(xiàn)場編制程序；輸入點I接收來自控制機各項指令的開關(guān)信號的輸入，輸出點Q向變頻器或電動調(diào)節(jié)閥輸出開啟或關(guān)閉設備的指令。配料控制器外接24V控制電壓。
[0027]見圖4，配料控制器I的輸入點10.0,10.U10.2,10.3,10.4,10.5,10.6的接通開關(guān)依次接收控制機發(fā)出的空壓機啟動、空壓機停止、成品倉開門、攪拌機啟動、攪拌機停止、平皮帶啟動、平皮帶停止的指令信號。輸入點I1.0、I1.1、I1.2、I1.4、I1.5、I1.6、I1.7的接通開關(guān)依次接收控制機發(fā)出的斜皮帶啟動、斜皮帶停止、平皮帶停止、水泥倉I高料位、水泥倉I低料位、煤灰倉I高料位、煤灰倉I低料位的指令信號。
[0028]輸出點Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5、Q0.6、Q0.7 依次向變頻器發(fā)送皮帶啟動、攪拌機啟動、平皮帶啟動、空壓機、骨料I手自動、骨料2手自動、報警、骨料3手自動的指令信號。
[0029]見圖5，配料控制器 2 的輸入點 12.0,12.1、12.2,12.3,12.4,12.5,12.6,12.7 的接通開關(guān)依次接收控制機發(fā)出的骨料倉I缺料振動信號、水泥倉缺料破拱信號、煤灰倉缺料破拱信號、水泥螺旋秤信號、煤灰螺旋秤信號、水泵信號、外加劑泵I信號、外加劑泵2信號的指令。
[0030]輸出點Ql.0、Ql.1、Ql.2、Ql.3、Ql.4、Ql.5、Ql.6、Ql.7 依次向變頻器或電動調(diào)節(jié)閥發(fā)送骨料倉振動、水泥倉破拱、煤灰倉破拱、水泥倉除塵、煤灰倉除塵、水泥螺旋秤、煤灰螺旋秤、水泵的信號指令。輸出點Q2.0、Q2.1、Q2.2、Q2.3、Q2.4、Q2.5、Q2.6、Q2.7依次向變送器或電動調(diào)節(jié)閥發(fā)送外加劑泵1、外加劑泵2、骨料4手自動、水泥手自動、粉煤灰手自動、水手自動、外加劑I手自動、外加劑2手自動的信號指令。
[0031]見圖6，膠凝砂礫石拌和設備的計量工藝流程如下:啟動系統(tǒng)自檢程序，自檢合格后，啟動生產(chǎn)程序同時下達任務和劑量配比、設定產(chǎn)量并累計計量。劑量配比包括骨料計量、粉料計量和液體計量。見圖7、圖8，分別由固定在皮帶秤和螺旋秤上的傳感器采集骨料和粉料的計量信息，由固定在液劑泵和水管道泵上的流量計采集液體的計量信息，采集后的信息經(jīng)過系統(tǒng)分析并作出判斷，如果骨料或粉料計量不夠則由系統(tǒng)向變頻器發(fā)出指令繼續(xù)填料，如果液體計量不夠則由系統(tǒng)向電動調(diào)節(jié)閥發(fā)出指令繼續(xù)填加液體。如果采集的信息經(jīng)系統(tǒng)分析，各種填料的流量已夠，則可完成產(chǎn)量并停止計量。
【權(quán)利要求】
1.一種膠凝砂礫石拌和設備網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)，包括控制室、現(xiàn)場檢測與執(zhí)行系統(tǒng)、現(xiàn)場監(jiān)視系統(tǒng)和GPRS遠程無線通訊系統(tǒng)，通過RS-485接口，采用Modbus現(xiàn)場總線技術(shù)，對膠凝砂礫石拌和設備進行網(wǎng)絡化的現(xiàn)場檢測和現(xiàn)場控制與執(zhí)行；其特征在于，所述的控制室包括顯示器、控制機、配料控制器，顯示器安裝在控制機上，控制機、配料控制器分別與帶有現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡接口連接；所述的現(xiàn)場檢測與執(zhí)行系統(tǒng)包括傳感器和流量計、多通道網(wǎng)絡智能儀表、變頻器、電動調(diào)節(jié)閥，所述的傳感器和變頻器安裝在稱量骨料與粉料的皮帶秤和螺旋秤上，所述的流量計和電動調(diào)節(jié)閥安裝在控制液體流量的水管道泵和液劑泵上，傳感器和流量計的輸出端與多通道網(wǎng)絡智能儀表連接，多通道網(wǎng)絡智能儀表與帶有現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡接口連接，變頻器和電動調(diào)節(jié)閥的輸入端也分別與帶有現(xiàn)場總線功能的網(wǎng)絡接口連接；所述傳感器和流量計將采集到的各種信號轉(zhuǎn)換為電信號并輸出給多通道網(wǎng)絡智能儀表，多通道網(wǎng)絡智能儀表將輸入的多路電信號進行分析處理后輸出給控制機，再由控制機根據(jù)輸入信號對配料控制器發(fā)出指令，配料控制器向變頻器發(fā)送指令以實現(xiàn)對骨料、粉料的流量控制，配料控制器向電動調(diào)節(jié)閥發(fā)送指令以實現(xiàn)對液體流量的控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膠凝砂礫石拌和設備網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述多通道網(wǎng)絡智能儀表包括信號接入單元、信號變換單元、隔離放大單元、嵌入式微電腦，信號經(jīng)由信號接入單元選通后進入信號變換單元，信號變換單元將各種輸入信號轉(zhuǎn)換成標準的輸出電壓信號，轉(zhuǎn)化后的標準輸出電壓信號再經(jīng)隔離放大單元的隔離放大進入嵌入式微電腦，嵌入式微電腦將隔離放大后的模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號發(fā)送給控制機。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種膠凝砂礫石拌和設備網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)，其特征在于，所述信號變換單元包括由⑶4502構(gòu)成的電壓跟隨器GSl?6S6、數(shù)字電位器X9241、微電子開關(guān)SI?S7、精密電阻Rl?R11、74H573鎖存器SC，電壓跟隨器GSl?GS6用于信號隔離，SC用于鎖存SI?S7微電子開關(guān)選通信號D2、D1、D0，BX為SC的片選信號；Vout為精密基準電源MAX872模塊提供的2.5V精密基準電源，A1、A2和A3為準備變換信號的接入端，B1、B2和B3為信號輸出端。信號變換單元可接收電流、電壓、mv、mA、熱電阻、熱電耦等多種信號。可省去變送器，直接接傳感器信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種膠凝砂礫石拌和設備網(wǎng)絡智能控制系統(tǒng)，其特征在于，控制室設置有兩個配料控制器，每一個配料控制器包括16個輸入點I和16個輸出點Q,可以在現(xiàn)場編制程序；所述的輸入點I接收來自控制機各項指令的開關(guān)信號的輸入，輸出點Q向變頻器或電動調(diào)節(jié)閥輸出開啟或關(guān)閉設備的指令。
【文檔編號】B28C7/02GK104227848SQ201410428463
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月28日
【發(fā)明者】宋富廣, 王日東, 王春巖, 代若奇, 智剛, 鄭玉杰, 張鳳林, 李欣璐, 郭爽 申請人:遼寧海諾建設機械集團有限公司