一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法

摘要

本发明公开了一种应用于特种浆砂配料的控制方法及系统，为了解决没有提供精度高、连续可控、数字化操作的配料方式的问题，包括控制箱，所述控制箱正表面设有若干个称重仪表、触摸屏和若干个操作按钮，所述控制箱内从上到下依次设有交换控制总成、中间继电器、开关总成、交流接触器、变频器和接线端子总成；包括以下步骤：S1：PLC控制器参数初始化；S2：称重仪表将物料数据传输至PLC控制器；S3：计算物料仓进料时间，控制螺旋电机给料；S4：计算是否达到物料配料值，若达到配料值则关闭阀门；若未达到则跳转步骤S2，重复步骤直至达到配料值。本发明的有益效果是：通过本系统和控制方法可以提供一种精度高、连续可控、数字化操作的配料方式。

权利要求

1.一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：PLC控制器参数初始化；

S2：称重仪表将物料数据传输至PLC控制器；

S3：计算物料仓进料时间，控制螺旋电机给料；

S4：计算是否达到物料配料值，若达到配料值则关闭阀门；若未达到则跳转步骤S2，重复步骤直至达到配料值；

所述步骤S3中计算物料仓进料时间的具体计算公式如下：式中，表示物料密度， 表示物料仓重量上限值， 表示物料仓重量下限值，Q为流量，T为时间；

所述系统包括控制箱（200），所述控制箱（200）正表面设有若干个称重仪表（1）、触摸屏（2）和若干个操作按钮（3），所述控制箱（200）内从上到下依次设有交换控制总成（300）、中间继电器（6）、开关总成（100）、交流接触器（12）、变频器（13）和接线端子总成（400），若干个所述称重仪表（1）用于显示若干个物料仓和配料仓的重量，所述变频器（13）用于控制若干个启停物料的螺旋电机。

2.根据权利要求1所述的一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，所述交换控制总成（300）包括交换机（4）和PLC控制器（5），所述开关总成（100）包括总空开（7）、

3P空开（8）、2P空开（9）和温控开关（10），所述接线端子总成（400）包括外部接线端子排（15）和电源接线端子（16）。

3.根据权利要求1所述的一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，交换控制总成（300）、中间继电器（6）、开关总成（100）、交流接触器（12）、变频器（13）和接线端子总成（400）依次电性连接。

4.根据权利要求2或3所述的一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，所述控制箱（200）内还设有调试插座（11）和开关电源（14），所述调试插座（11）与所述开关总成（100）并排设置，所述开关电源（14）与所述变频器（13）并排设置。

5.根据权利要求1所述的一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，所述物料仓设置物料仓重量上限值和物料仓重量下限值，所述进料时间通过所述物料仓重量上限值和物料仓重量下限值计算。

6.根据权利要求5所述的一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，所述步骤S4中计算是否达到物料配料值的步骤包括：S41：称重仪表称量物料仓重量；

S42：若物料仓重量达到下限值，则启动负压泵补料，并跳转S43；若未达到下限值，则跳转步骤S2；

S43：判断物料仓重量是否达到上限值，若达到上限值，则停止负压泵补料；若未达到上限值，则继续启动负压泵补料直至达到上限值。

7.根据权利要求1所述的一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，其特征在于，所述阀门定时循环启动，用于定时补料。

说明书

一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及建筑行业领域，尤其涉及一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法。

背景技术

[0002] 在如今建筑行业中，传统的建筑材料已不能满足现在的建筑需求，越来越多的新型建筑材料被开发应用。不同于传统建筑材料，特种砂浆材料有着更好的强度、硬度、延展
性等方面优势，在国内还属于比较先进的产品。

[0003] 当前特种砂浆材料配料由3‑4种原料按一定配比混合而成，配比重量在25kg。3种物料最大配方13kg，最小配方1kg，每种物料的误差要求需要小于300g。当前的配料方式采
用半人工配料，即将各物料称量完毕后，添加混合包装。传统的半人工配料方式存在着生产
效率慢，产品精度无法保证，操作人员劳动强度大等缺点。

[0004] 因此，如何提供一种精度高、连续可控、数字化操作的配料方式成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

[0005] 一种在中国专利文献上公开的“颜填料浆砂磨机冷却水自动循环装置”，其公告号CN208711838U，包括筒体，所述筒体的上端侧壁和右端侧壁分别设有进料口和出料口，所述
进料口与出料口分别固定连接有进料管和出料管，所述筒体内设有研磨机构，所述筒体上
设有多个环形槽，多个所述环形槽内均设有冷却装置，所述筒体的侧壁贯穿设有温度计。其
不足之处是：没有提供精度高、连续可控、数字化操作的配料方式。

发明内容

[0006] 本发明主要是为了解决没有提供精度高、连续可控、数字化操作的配料方式的问题，提供一种应用于特种浆砂配料系统的控制方法，可以提供一种精度高、连续可控、数字
化操作的配料方式。

[0007] 为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

[0008] 一种应用于特种浆砂配料的系统，包括控制箱，所述控制箱正表面设有若干个称重仪表、触摸屏和若干个操作按钮，所述控制箱内从上到下依次设有交换控制总成、中间继
电器、开关总成、交流接触器、变频器和接线端子总成，若干个所述称重仪表用于显示若干
个物料仓和配料仓的重量，所述变频器用于控制若干个启停物料的螺旋电机。

[0009] 所述触摸屏为嵌入式结构，嵌入所述控制箱正表面，操作快捷。

[0010] 所述交换控制总成扩展1个通讯模块与1个通讯背板，通过RS485通讯，所述称重仪表将称重数据发送至所述交换控制总成内，所述交换控制总成与所述触摸屏通过工业以太
网通讯，在所述触摸屏上集中显示出采集的实时重量数据。

[0011] 所述接线端子总成除了提供足够多输入输出和通讯接口外，还可以通过扩展选件接口，实现与PC、其他PLC、DCS等系统的实时现场总线通讯。

[0012] 所述变频器实现对螺旋电机的控制，精准添加物料重量，且降低了本系统的材料成本。

[0013] 作为优选，所述交换控制总成包括交换机和PLC控制器，所述开关总成包括总空开、3P空开、2P空开和温控开关，所述接线端子总成包括外部接线端子排和电源接线端子。

[0014] 所述交换机为子网络中提供更多的连接端口，实现与PC、其他PLC、DCS等系统的实时现场总线通讯。所述PLC控制器扩展1个通讯模块与1个通讯背板，通过RS485通讯，所述称
重仪表将称重数据发送至所述PLC控制器内，所述PLC与所述触摸屏通过工业以太网通讯，
在所述触摸屏上集中显示出采集的实时重量数据。

[0015] 所述总空开用于控制其他空开开关，所述温控开关用于控制温度控制设备，所述外部接线端子排用于提供足够多输入输出和通讯接口。

[0016] 作为优选，交换控制总成、中间继电器、开关总成、交流接触器、变频器和接线端子总成依次电性连接。

[0017] 上述设备之间通过电性连接，实现信息交流和设备控制等功能。

[0018] 作为优选，所述控制箱内还设有调试插座和开关电源，所述调试插座与所述开关总成并排设置，所述开关电源与所述变频器并排设置。

[0019] 所述调试插座用于在调试过程中提供调试设备的电源接口，便于调试设备调试本系统。所述开关电源为本系统提供电源支持。

[0020] 一种应用于特种浆砂配料的控制方法，包括以下步骤：

[0021] S1：PLC控制器参数初始化；

[0022] S2：称重仪表将物料数据传输至PLC控制器；

[0023] S3：计算物料仓进料时间，控制螺旋电机给料；

[0024] S4：计算是否达到物料配料值，若达到配料值则关闭阀门；若未达到则跳转步骤S2，重复步骤直至达到配料值。

[0025] 本系统启动后，设备首先进行上电初始化，将各路参数设置、上下限参数、配方值、定时参数导入所述PLC控制器中，然后所述触摸屏进入操作界面，使用者可通过所述触摸屏
和所述操作按钮启动本系统。

[0026] 物料仓的当前值作为初始值。将初始值加上物料的配方值，然后减去提前量，所得结果即是添加物料的停止目标。添加物料停止后，物料仓的当前值，然后以当前值加另一种
物料的配方值，减去提前量即是添加另一种物料的停止目标。其余物料停止目标的计算方
法类同。

[0027] 本系统通过所述变频器，依次启停相应物料的螺旋电机。本系统启动，计算好物料的停止目标后，先吸合物料螺旋电机交流接触器，再启动所述变频器。当物料仓实时重量大
于等于停止目标后，先停止所述变频器，然后再断开交流接触器。其余物料的添加动作同上
述物料所述一致。

[0028] 当物料配料完成后，通过所述中间继电器，启动电磁阀，打开包装阀门。当判断物料仓重量小于设定零点设置值后，判断物料仓已放空，关闭包装阀门。停止程序，流程结束。

[0029] 作为优选，所述物料仓设置物料仓重量上限值和物料仓重量下限值，所述进料时间通过所述物料仓重量上限值和物料仓重量下限值计算。

[0030] 所述物料仓重量上限值和物料仓重量下限值通过所述触摸屏设置。

[0031] 作为优选，所述步骤S4中计算是否达到物料配料值的步骤包括：

[0032] S41：称重仪表称量物料仓重量；

[0033] S42：若物料仓重量达到下限值，则启动负压泵补料，并跳转S43；若未达到下限值，则跳转步骤S2；

[0034] S43：判断物料仓重量是否达到上限值，若达到上限值，则停止负压泵补料；若未达到上限值，则继续启动负压泵补料直至达到上限值。

[0035] 当物料仓重量小于物料仓重量下限值后，启动补料程序，启动相应的补料负压泵，重量大于物料仓重量上限值后，停止负压泵。补料程序启动后，启动判定缺料子程序。判定
缺料子程序中，根据物料仓实时重量，每秒暂存一次数据，若每秒前后重量正常增加，则自
动复位补料子程序。若每秒中前后重量未增加，则在10秒判定周期结束后，比较重量增加值
是否达到目标值。若未达到目标值，则判定位补料仓缺料，并进行缺料报警。

[0036] 作为优选，所述阀门定时循环启动，用于定时补料。

[0037] 所述阀门定时启动可以便于随时补充物料，为下次配料做好准备工作。

[0038] 作为优选，所述步骤S3中计算物料仓进料时间的具体计算公式如下：

[0039]

[0040] 式中， 表示物料密度， 表示物料仓重量上限值， 表示物料仓重量下限值，Q为流量，T为时间。

[0041] 所述流量的单位为 ，所述时间单位为h，所述 和所述 的单位为kg。

[0042] 通过所述称量仪表实时采集显示称重数据，通过所述变频器实现对多台螺旋电机的控制，精准添加各物料重量，且降低了本系统的材料成本。这种特种砂浆配料的控制方法
具有自动化程度和精度高且成本低的优势，实际测验检测中，达到了较好的技术效果。经过
现场测试，各物料添加误差均小于±300g，操作简单、自动化程度改、精度准确，可以满足建
筑材料行业配料生产和产品质量的要求。

[0043] 本发明的有益效果是：

[0044] （1）通过本系统和控制方法可以提供一种精度高、连续可控、数字化操作的配料方式。

[0045] （2）通过变频器实现对多台电机的控制，精准添加各物料重量，且降低了本系统的材料成本。

[0046] （3）触摸屏为嵌入式结构，嵌入控制箱正表面，操作快捷。

附图说明

[0047] 图1是本发明的结构示意图。

[0048] 图2是本发明内部的结构示意图。

[0049] 图3是本发明的流程示意图。

[0050] 图示说明：1‑称重仪表，2‑触摸屏，3‑操作按钮，4‑交换机，5‑PLC控制器，6‑中间继电器，7‑总空开，8‑3P空开，9‑2P空开，10‑温控开关，11‑调试插座，12‑交流接触器，13‑变频
器，14‑开关电源，15‑外部接线端子排，16‑电源接线端子,100‑开关总成，200‑控制箱，300‑
交换控制总成，400‑接线端子总成。

具体实施方式

[0051] 下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步的描述。

[0052] 如图1和图2所示，一种应用于特种浆砂配料的系统，包括控制箱200，控制箱正表面设有若干个称重仪表1、触摸屏2和若干个操作按钮3，控制箱内从上到下依次设有交换控
制总成300、中间继电器6、开关总成100、交流接触器12、变频器13和接线端子总成400。

[0053] 触摸屏为嵌入式结构，嵌入控制箱正表面，操作快捷。

[0054] 交换控制总成扩展1个通讯模块与1个通讯背板，通过RS485通讯，称重仪表将称重数据发送至交换控制总成内，交换控制总成与触摸屏通过工业以太网通讯，在触摸屏上集
中显示出采集的实时重量数据。

[0055] 接线端子总成除了提供足够多输入输出和通讯接口外，还可以通过扩展选件接口，实现与PC、其他PLC、DCS等系统的实时现场总线通讯。

[0056] 交换控制总成包括交换机4和PLC控制器5，开关总成包括总空开7、3P空开8、2P空开9和温控开关10，接线端子总成包括外部接线端子排15和电源接线端子16。

[0057] 交换机为子网络中提供更多的连接端口，实现与PC、其他PLC、DCS等系统的实时现场总线通讯。PLC控制器扩展1个通讯模块与1个通讯背板，通过RS485通讯，称重仪表将称重
数据发送至PLC控制器内，PLC与触摸屏通过工业以太网通讯，在触摸屏上集中显示出采集
的实时重量数据。

[0058] 总空开用于控制其他空开开关，温控开关用于控制温度控制设备，外部接线端子排用于提供足够多输入输出和通讯接口。

[0059] 交换控制总成、中间继电器、开关总成、交流接触器、变频器和接线端子总成依次电性连接。

[0060] 上述设备之间通过电性连接，实现信息交流和设备控制等功能。

[0061] 控制箱内还设有调试插座11和开关电源14，调试插座与开关总成并排设置，开关电源与变频器并排设置。

[0062] 调试插座用于在调试过程中提供调试设备的电源接口，便于调试设备调试本系统。开关电源为本系统提供电源支持。

[0063] 若干个称重仪表用于显示若干个物料仓和配料仓的重量，变频器用于控制若干个启停物料的螺旋电机。

[0064] 变频器实现对螺旋电机的控制，精准添加物料重量，且降低了本系统的材料成本。

[0065] 如图3所示，一种应用于特种浆砂配料的控制方法，包括以下步骤：

[0066] S1：PLC控制器参数初始化；

[0067] S2：称重仪表将物料数据传输至PLC控制器；

[0068] S3：计算物料仓进料时间，控制螺旋电机给料；

[0069] S4：计算是否达到物料配料值，若达到配料值则关闭阀门；若未达到则跳转步骤S2，重复步骤直至达到配料值。

[0070] 本系统启动后，设备首先进行上电初始化，将各路参数设置、上下限参数、配方值、定时参数导入PLC控制器中，然后触摸屏进入操作界面，使用者可通过触摸屏和操作按钮启
动本系统。

[0071] 物料仓的当前值作为初始值。将初始值加上物料的配方值，然后减去提前量，所得结果即是添加物料的停止目标。添加物料停止后，物料仓的当前值，然后以当前值加另一种
物料的配方值，减去提前量即是添加另一种物料的停止目标。其余物料停止目标的计算方
法类同。

[0072] 本系统通过变频器，依次启停相应物料的螺旋电机。本系统启动，计算好物料的停止目标后，先吸合物料螺旋电机交流接触器，再启动变频器。当物料仓实时重量大于等于停
止目标后，先停止变频器，然后再断开交流接触器。其余物料的添加动作同上述物料一致。

[0073] 当物料配料完成后，通过中间继电器，启动电磁阀，打开包装阀门。当判断物料仓重量小于设定零点设置值后，判断物料仓已放空，关闭包装阀门。停止程序，流程结束。

[0074] 物料仓设置物料仓重量上限值和物料仓重量下限值，进料时间通过物料仓重量上限值和物料仓重量下限值计算。

[0075] 物料仓重量上限值和物料仓重量下限值通过触摸屏设置。

[0076] 步骤S4中计算是否达到物料配料值的步骤包括：

[0077] S41：称重仪表称量物料仓重量；

[0078] S42：若物料仓重量达到下限值，则启动负压泵补料，并跳转S43；若未达到下限值，则跳转步骤S2；

[0079] S43：判断物料仓重量是否达到上限值，若达到上限值，则停止负压泵补料；若未达到上限值，则继续启动负压泵补料直至达到上限值。

[0080] 当物料仓重量小于物料仓重量下限值后，启动补料程序，启动相应的补料负压泵，重量大于物料仓重量上限值后，停止负压泵。补料程序启动后，启动判定缺料子程序。判定
缺料子程序中，根据物料仓实时重量，每秒暂存一次数据，若每秒前后重量正常增加，则自
动复位补料子程序。若每秒中前后重量未增加，则在10秒判定周期结束后，比较重量增加值
是否达到目标值。若未达到目标值，则判定位补料仓缺料，并进行缺料报警。

[0081] 阀门定时循环启动，用于定时补料。

[0082] 阀门定时启动可以便于随时补充物料，为下次配料做好准备工作。

[0083] 步骤S3中计算物料仓进料时间的具体计算公式如下：

[0084]

[0085] 式中， 表示物料密度， 表示物料仓重量上限值， 表示物料仓重量下限值，Q为流量，T为时间。

[0086] 流量的单位为 ，时间单位为h， 和 的单位为kg。

[0087] 通过称量仪表实时采集显示称重数据，通过变频器实现对多台螺旋电机的控制，精准添加各物料重量，且降低了本系统的材料成本。这种特种砂浆配料的控制方法具有自
动化程度和精度高且成本低的优势，实际测验检测中，达到了较好的技术效果。经过现场测
试，各物料添加误差均小于±300g，操作简单、自动化程度改、精度准确，可以满足建筑材料
行业配料生产和产品质量的要求。

[0088] 应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等
价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。