CN105259881A - 一种料仓网络智能控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种料仓网络智能控制系统及控制方法，包括电子式压差计、机械式压差计、管囊阀气压开关、管夹触发开关、机械式料位计、应变片传感器、应变式料位计、料仓安全控制器；机械式压差计、电子式压差计均设置在料仓顶，管囊阀气压开关用以控制管囊阀，管夹触发开关控制管夹，机械式料位计分别设置在料仓上部和料仓下部，用以监控料仓内部的料位，应变式料位计设置在料仓底部，应变式料位计通过应变片传感器将料位信息实时发送到料仓安全控制器上，电子式压差计、机械式压差计、管囊阀气压开关、管夹触发开关、机械式料位计均与料仓安全控制器相连接。优点是：实现了智能化管理料仓，确保料仓安全环保的运行。

Description

一种料仓网络智能控制系统及控制方法

技术领域

本发明属于料仓领域，尤其涉及一种料仓网络智能控制系统及控制方法。

背景技术

料仓是存放材料的装置，为了充分体现高效混合机的优势，加配了预混料仓。

混凝土行业料仓，在混凝土搅拌站用于贮存水泥，粉煤灰，矿粉或其它一些填加剂等。由于通常采用的是气吹上料，而且不断有物料通过螺旋输送机输送出去，因此料仓在使用过程中不可避免的存在有三种主要危险：①过压，②冒顶，③缺料。所谓过压，就是仓内在上料过程中呈正压状态，空气向外排放不及时导致超过行业标准；冒顶即是上料过程中没有料位显示，致使物料充满仓体，有时冲出仓外；缺料即是在仓内物料排放过程中，物料存储达到下限值，且料位没有警示，影响生产。这些危险是由于操作控制不灵造成的。

为了提高混凝土搅拌站料仓的计量精度，降低粉尘对环境空气的污染和安全运行，混凝土搅拌站料仓，应向智能化、网络化、安全环保等方向发展。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种料仓网络智能控制系统及控制方法，实现智能化管理料仓，确保料仓安全环保的运行。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种料仓网络智能控制系统，料仓上连接有管囊，管囊上设有管囊阀和管夹，包括电子式压差计、机械式压差计、管囊阀气压开关、管夹触发开关、机械式料位计、应变片传感器、应变式料位计、料仓安全控制器；

所述的机械式压差计、电子式压差计均设置在料仓顶，管囊阀气压开关用以控制管囊阀，管夹触发开关控制管夹，机械式料位计分别设置在料仓上部和料仓下部，用以监控料仓内部的料位，应变式料位计设置在料仓底部，应变式料位计通过应变片传感器将料位信息实时发送到料仓安全控制器上，电子式压差计、机械式压差计、管囊阀气压开关、管夹触发开关、机械式料位计均与料仓安全控制器相连接；料仓安全控制器还与报警喇叭相连接。

所述的料仓安全控制器包括中央处理器、光电隔离开关输入检测单元、光电隔离输出单元、485接口、GPRS接口、触摸屏，中央处理器与光电隔离开关输入检测单元、光电隔离输出单元、485接口、GPRS接口、触摸屏相连接，电子式压差计将检测压差信息通过0～20mA采集处理发送到中央处理器处理，应变片传感器检测的料位信息通过0～20mV采集处理发送到中央处理器处理，机械式压差计、管囊阀气压开关、管夹触发开关、机械式料位计均与光电隔离开关输入检测单元相连接；中央处理器将处理后的信息通过光电隔离输出与输出驱动相连接，由触摸屏显示，并将处理信息通过485接口发送到远端监控，同时将处理信息通过GPRS接口访问GPRS互联网发送器的IP地址，其它电脑终端可以通过互联网或Wi-Fi与物联网IP地址相连实现数据共享。

每个料仓上均设置一个料仓安全控制器，多个料仓安全控制器通过Modbus现场总线进行远端监控与操作。

一种料仓网络智能控制方法，包括以下步骤：

1)当设置在料仓下部的机械式料位计和应变式料位计任意一个或者同时检测到料仓内物料下降到下限位置或空仓状态时，触摸屏显示报警画面，同时报警喇叭报警，准备打料；

2)打料时，断开管夹触发开关，控制管囊阀气压开关实现管囊阀开启，同时控制除尘器开启，当设置在料仓上部的机械式料位计和应变式料位计任意一个或者同时检测到料仓内物料上升到上限位置或满仓状态时，由输出驱动控制管囊阀气压开关实现管囊阀的关闭；

3)在物料输送过程中，当机械式压差计、电子式压差计任意一个或者同时检测超值时，触摸屏显示报警信息，报警喇叭报警，管囊阀关闭，除尘器延时关闭。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本网络智能控制系统采用了除尘器供气压力(即空压机气压)及仓内压力与管囊阀供气压力检测、高料位检测及报警、低料位检测及报警、实时检测控制器和模拟量采集温度补偿的温度检测、向料仓填充材料检测、实时物料重量(可选功能)等多功能检测，为系统自动在线智能预知监测打下了良好基础；

本网络智能控制系统采用了嵌入式可编程控制器和Modbus现场总线进行控制和通过GPRS远程IP地址实现了物联网监测与控制。通过有线、无线网络通信功能可以实现在控制室或地磅室和其他场所监控和操作；

通过有线、互联网、无线网络—移动互联网通信可以实现一个搅拌站的多个料仓的物联网式联合操控；

本系统采用了触摸屏动画显示每个工作细节，操作简单，每个环节都有重要提示，实现了智能化、专业化、人性化的设计；

本系统同时采用多种料位、压差检测方式，确保料仓安全运行；

消除填充到错误料仓的危险、规避对环境污染的风险、提高了备的寿命和作业率，保证了料仓的节能、环保和安全运行。

附图说明

图1是网络智能控制料仓的结构示意图。

图2是料仓网络智能控制系统原理图。

图3是多套料仓控制器远端监控框图。

图4是0～20mA模拟信号转换电路。

图5是0～20mV模拟信号转换电路。

图6是GPRS物联网知能控制电路图。

图7是GPRS模块电路图；

图8是物联网IP地址设置电路图；

图9是LCD显示电路图；

图10是电源电路图。

图中：1-料仓2-料仓安全控制器3-报警喇叭4-除尘器5-机械式料位计6-管夹触发开关7-管囊阀气压开关8-压差计9-应变式料位计。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。

见图1-图9，料仓网络智能控制系统，料仓上连接有管囊，管囊上设有管囊阀和管夹，包括电子式压差计、机械式压差计、管囊阀气压开关、管夹触发开关、机械式料位计、应变片传感器、应变式料位计、料仓安全控制器，机械式压差计、电子式压差计均设置在料仓顶，管囊阀气压开关用以控制管囊阀，管夹触发开关控制管夹，机械式料位计分别设置在料仓上部和料仓下部，用以监控料仓内部的料位，应变式料位计设置在料仓底部，应变式料位计通过应变片传感器将料位信息实时发送到料仓安全控制器上，电子式压差计、机械式压差计、管囊阀气压开关、管夹触发开关、机械式料位计均与料仓安全控制器相连接；料仓安全控制器还与报警喇叭相连接。

料仓安全控制器包括中央处理器、光电隔离开关输入检测单元、光电隔离输出单元、485接口、GPRS接口、触摸屏，中央处理器与光电隔离开关输入检测单元、光电隔离输出单元、485接口、GPRS接口、触摸屏相连接，电子式压差计将检测压差信息通过0～20mA采集处理发送到中央处理器处理，应变片传感器检测的料位信息通过0～20mV采集处理发送到中央处理器处理，机械式压差计、管囊阀气压开关、管夹触发开关、机械式料位计均与光电隔离开关输入检测单元相连接；中央处理器将处理后的信息通过光电隔离输出与输出驱动相连接，由触摸屏显示，并将处理信息通过485接口发送到远端监控，同时将处理信息通过GPRS接口访问GPRS互联网发送器的IP地址，其它电脑终端可以通过互联网或Wi-Fi与物联网IP地址相连实现数据共享。料仓安全控制器还与温度传感器相通讯，用以实现温度检测，其主要部件为HA710A模块。

每个料仓上均设置一个料仓安全控制器，多个料仓安全控制器通过Modbus现场总线进行远端监控与操作。如图3所示，为8个料仓由一个远端监控控制，可根据实际情况进行扩容，实现所有料仓的统一管理。

电子压差计发出的信号通过0～20mA模拟信号转换电路进行采集处理，0～20mA模拟信号转换电路主要由AD627仪表运算放大器、起阻抗变换作用的AD820电压跟随器组成，其中，R_G为放大器增益调电阻，V_OUT为模拟信号输出端。

应变式料位计实时监测料仓内部物料重量，通过预先换算，计算得到料仓实时料位，并通过应变片传感器传输，应变片传感器的信号通过0～20mV模拟信号转换电路进行采集处理，0～20mV由电阻电桥产生，电路中S855为传感器电源调整三极管，DOUT为数字输出端。

料仓网络智能控制方法，包括以下步骤：

当设置在料仓下部的机械式料位计和应变式料位计任意一个或者同时检测到料仓内物料下降到下限位置或空仓状态时，触摸屏显示报警画面，同时报警喇叭报警，准备打料；

打料时，断开管夹触发开关，控制管囊阀气压开关实现管囊阀开启，同时控制除尘器开启，当设置在料仓上部的机械式料位计和应变式料位计任意一个或者同时检测到料仓内物料上升到上限位置或满仓状态时，由输出驱动控制管囊阀气压开关实现管囊阀的关闭；

在物料输送过程中，当机械式压差计、电子式压差计任意一个或者同时检测超值时，触摸屏显示报警信息，报警喇叭报警，管囊阀关闭，除尘器延时关闭，以满足料仓环保要求。

本发明本网络智能控制系统采用了除尘器供气压力(即空压机气压)及仓内压力与管囊阀供气压力检测、高料位检测及报警、低料位检测及报警、实时检测控制器和模拟量采集温度补偿的温度检测、向料仓填充材料检测、实时物料重量(可选功能)等多功能检测，为系统自动在线智能预知监测打下了良好基础；

本网络智能控制系统采用了嵌入式可编程控制器和Modbus现场总线进行控制和通过GPRS远程IP地址实现了物联网监测与控制。通过有线、无线网络通信功能可以实现在控制室或地磅室和其他场所监控和操作；

通过有线、互联网、无线网络—移动互联网通信可以实现一个搅拌站的多个料仓的物联网式联合操控；

本系统采用了触摸屏动画显示每个工作细节，操作简单，每个环节都有重要提示，实现了智能化、专业化、人性化的设计；

本系统同时采用多种料位、压差检测方式，确保料仓安全运行；

消除填充到错误料仓的危险、规避对环境污染的风险、提高了备的寿命和作业率，保证了料仓的节能、环保和安全运行。

Claims (4)

1.一种料仓网络智能控制系统，料仓上连接有管囊，管囊上设有管囊阀和管夹，其特征在于，包括电子式压差计、机械式压差计、管囊阀气压开关、管夹触发开关、机械式料位计、应变片传感器、应变式料位计、料仓安全控制器；

所述的机械式压差计、电子式压差计均设置在料仓顶，管囊阀气压开关用以控制管囊阀，管夹触发开关控制管夹，机械式料位计分别设置在料仓上部和料仓下部，用以监控料仓内部的料位，应变式料位计设置在料仓底部，应变式料位计通过应变片传感器将料位信息实时发送到料仓安全控制器上，电子式压差计、机械式压差计、管囊阀气压开关、管夹触发开关、机械式料位计均与料仓安全控制器相连接；料仓安全控制器还与报警喇叭相连接。

2.根据权利要求1所述的一种料仓网络智能控制系统，其特征在于，所述的料仓安全控制器包括中央处理器、光电隔离开关输入检测单元、光电隔离输出单元、485接口、GPRS接口、触摸屏，中央处理器与光电隔离开关输入检测单元、光电隔离输出单元、485接口、GPRS接口、触摸屏相连接，电子式压差计将检测压差信息通过0～20mA采集处理发送到中央处理器处理，应变片传感器检测的料位信息通过0～20mV采集处理发送到中央处理器处理，机械式压差计、管囊阀气压开关、管夹触发开关、机械式料位计均与光电隔离开关输入检测单元相连接；中央处理器将处理后的信息通过光电隔离输出与输出驱动相连接，由触摸屏显示，并将处理信息通过485接口发送到远端监控，同时将处理信息通过GPRS接口访问GPRS互联网发送器的IP地址，其它电脑终端可以通过互联网或Wi-Fi与物联网IP地址相连实现数据共享。

3.根据权利要求1所述的一种料仓网络智能控制系统，其特征在于，每个料仓上均设置一个料仓安全控制器，多个料仓安全控制器通过Modbus现场总线进行远端监控与操作。

4.利用权利要求1-3任意一项所述的一种料仓网络智能控制系统实现的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)当设置在料仓下部的机械式料位计和应变式料位计任意一个或者同时检测到料仓内物料下降到下限位置或空仓状态时，触摸屏显示报警画面，同时报警喇叭报警，准备打料；

2)打料时，断开管夹触发开关，控制管囊阀气压开关实现管囊阀开启，同时控制除尘器开启，当设置在料仓上部的机械式料位计和应变式料位计任意一个或者同时检测到料仓内物料上升到上限位置或满仓状态时，由输出驱动控制管囊阀气压开关实现管囊阀的关闭；

3)在物料输送过程中，当机械式压差计、电子式压差计任意一个或者同时检测超值时，触摸屏显示报警信息，报警喇叭报警，管囊阀关闭，除尘器延时关闭。