一种搅拌站控制方法、控制装置及搅拌站与流程

本发明涉及搅拌站技术领域，具体涉及一种搅拌站控制方法、控制装置及搅拌站。

背景技术：

现有的混凝土搅拌站在搅拌时，是将骨料、粉料、水、外加剂一起投入搅拌主机中进行搅拌；采用这样的搅拌方式，各物料不具备预先混合功能，搅拌效率和质量较差；并且现有的搅拌站，骨料、粉料配料时大多采用累加计量方式，配料精度较差；水和添加剂在混合仓混合后再经输送水泵进入搅拌机，结构复杂，增加了成本；因此，为解决上述问题，需要一种搅拌站控制方法、控制装置及搅拌站。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种能实现预混合功能、节省成本、提高配料精度、搅拌效率及搅拌质量的搅拌站控制方法、控制装置及搅拌站。

为实现上述目的，本发明提供一种搅拌站的控制方法，该方法包括：

步骤一：上位机下发控制指令，下位机各执行机构启动，进入待生产状态；

步骤二：根据物料需要，在上位机上修改各级配物料的配料启动和停止延时时间，然后在上位机设定配合比并下发，骨料仓、粉料仓开启，下位机执行机构按照配合比设定进行配料操作；通过下位机执行上位机下发的配料指令，保证骨料在骨料集料皮带机上依次叠加，粉料在粉料上料螺旋输送机里预混，水和外加剂在管道里提前混合；

步骤三：配料时，骨料采用重量和流量双计量的方式，以重量为基准，根据上位机下发的配合比，上位机自动计算出目标流量，在配料过程中，骨料称重传感器检测到的数值反馈至信号处理器，信号处理器采集瞬时流量并反馈至上位机，上位机将瞬时流量与目标流量进行对比，并将对比后的差值下发给信号处理器，信号处理器再将差值反馈给下位机，完成减量计量，下位机修正骨料变频器的执行频率，进而控制骨料计量皮带机电机的输出频率，完成流量闭环控制，最终实现骨料的精确计量；

步骤四：粉料采用重量和流量双计量的方式，以重量为基准，根据上位机下发的配合比物料重量，上位机自动计算出目标流量，在配料过程中，粉料称重传感器检测到的数值反馈至信号处理器，信号处理器采集瞬时流量反馈至上位机，上位机将瞬时流量与目标流量进行对比，并将对比后的差值下发给信号处理器，信号处理器再将差值反馈给下位机，完成减量计量，下位机实时修正粉料变频器的执行频率，进而控制粉料计量仓电机的输出频率，完成流量闭环控制，最终实现对粉料的精确计量；

步骤五：水和外加剂采用重量和流量双计量的方式，以重量为基准，根据上位机下发的配合比物料重量，上位机自动计算出目标流量，在配料过程中，外加剂称重传感器和水称重传感器检测的数值分别反馈至信号处理器，信号处理器采集瞬时流量反馈至上位机，上位机将瞬时流量与目标流量进行对比，并将对比后的差值下发给信号处理器，信号处理器再将差值反馈给下位机，完成减量计量，下位机修正外加剂变频器和水变频器的执行频率，进而控制容积泵和离心泵的输出频率，完成流量闭环控制，实现水、外加剂的精确计量；

步骤六：下位机控制骨料上料电机将计量好的骨料输送到骨料计量暂存仓，骨料暂存仓称重传感器检测到的数值反馈至信号处理器，信号处理器经过处理将信号反馈至上位机，然后与上位机通过配合比计算出的目标值对比，并根据对比后的结果按配合比自动重新调节骨料配料量；下位机控制粉料上料螺旋输送机电机和提升机电机将粉料输送到粉料计量暂存仓，粉料暂存仓称重传感器检测到的数值反馈至信号处理器，信号处理器通过处理再将信号反馈至上位机，然后与上位机通过配合比计算出的目标值对比，并根据对比后的结果按配合比自动重新调节粉料配料量；结合水和外加剂的配料状态，等待上位机下发投料指令；

步骤七：上位机下发投料指令后，下位机根据上位机设定的投料时序，控制对应的骨料计量暂存仓下料门、粉料计量暂存仓下料门以及容积泵、离心泵，分别将骨料、粉料、水、外加剂投料至搅拌机内，搅拌机执行模块控制搅拌机进行搅拌；搅拌机搅拌的同时，下位机将采集到的搅拌机和计量暂存仓关门信号反馈给上位机，上位机下发指令给下位机，上位机下发配料指令给下位机，下位机执行机构按照配合比设定进行下一次配料操作；

步骤八：搅拌完成后，上位机下发搅拌卸料指令，将成品物料储存至卸料斗中，等待车辆接料；

步骤九：车辆到位后，上位机下发卸料斗开门指令，下位机自动打开卸料斗卸料门，将物料卸至车辆内，完成整套工序。

一种搅拌站的控制装置，包括上位机、计量装置以及下位机，所述上位机控制骨料、粉料、剂料三者的配料时序以及卸料时序，使得骨料、粉料、剂料依次进入搅拌机内；所述上位机与所述下位机通过通讯连接，所述计量装置分别与上位机、下位机电连接，所述上位机为控制电气元件的计算机控制模块，所述下位机为控制电气元件的执行控制模块。

所述下位机包括骨料执行模块、粉料执行模块、剂料执行模块和搅拌机执行模块，所述搅拌机执行模块包括搅拌机的所有电气元器件，用于控制搅拌机的运动。

所述计量装置包括计量模块与信号处理器，所述计量模块与信号处理器之间采用电连接；所述计量模块包括骨料计量模块、粉料计量模块、剂料计量模块、暂存仓计量模块，所述计量模块控制配料速度及总料量，所述信号处理器用来处理计量模块和上位机、下位机二者之间的信号。

所述骨料执行模块包括骨料计量皮带机电机、骨料集料皮带机电机、骨料上料电机；

所述粉料执行模块包括粉料计量仓电机、粉料混合螺旋输送机电机、空气斜槽输送机电机、斗式提升机电机、粉料上料螺旋输送机电机、粉料除尘电机；

所述剂料执行模块包括容积泵、离心泵；

所述下位机控制所述骨料计量皮带机电机延时顺序启动和停止。

所述骨料计量模块包括骨料变频器和骨料称重传感器，骨料变频器控制骨料计量皮带机电机，对骨料流量进行适时调节，骨料称重传感器检测骨料重量变化，实现对骨料的减量计量，从而实现对重量和流量的双重控制。

所述粉料计量模块包括粉料变频器、粉料上料称重传感器，粉料变频器控制粉料计量仓电机，对粉料流量进行适时调节，粉料上料称重传感器检测粉料重量变化，实现对粉料的减量计量，从而实现对重量和流量的双重控制。

所述剂料计量模块包括外加剂变频器、外加剂称重传感器、水变频器和水称重传感器，外加剂变频器控制容积泵，对外加剂流量进行适时调节，外加剂称重传感器检测外加剂重量变化，实现对外加剂的减量计量，从而实现对外加剂重量和流量的双重控制；水变频器控制离心泵，对水流量进行适时调节，水称重传感器检测水重量变化，实现对水的减量计量，从而实现对水重量和流量的双重控制。

所述暂存仓计量模块包括骨料暂存仓称重传感器、粉料暂存仓称重传感器，分别用于对进入骨料计量暂存仓的骨料、粉料计量暂存仓的粉料进行二次复核校正。

一种搅拌站，包括骨料仓、粉料仓、外加剂供给系统以及控制装置，所述骨料仓下方设有骨料计量皮带机，所述骨料计量皮带机下方设有骨料集料输送皮带机，所述骨料集料输送皮带机连接在骨料上料皮带机进料口处，所述骨料上料皮带机出料口下方设有计量暂存仓，所述计量暂存仓下方设有搅拌机，所述粉料仓出料口下方设有空气斜槽输送机，所述空气斜槽输送机下方连接有粉料计量转子秤，所述粉料计量转子秤下方设有粉料混合螺旋输送机，所述粉料混合螺旋输送机下方设有斗式提升机，所述斗式提升机出料口处设有粉料上料螺旋输送机电机，所述粉料上料螺旋输送机电机下方设有计量暂存仓；所述外加剂供给系统包括外加剂箱、水箱、设在外加剂箱内的容积泵以及设在水箱内的离心泵，所述外加剂箱出口和水箱出口连入同一管道，经同一管道与搅拌机相连接，所述搅拌机出料口下方设有卸料斗，所述控制装置与所述骨料计量皮带机、骨料集料输送皮带机、骨料上料皮带机、空气斜槽输送机、粉料计量转子秤、粉料混合螺旋输送机、斗式提升机、粉料上料螺旋输送机、外加剂供给系统、搅拌机电连接。

本发明的有益效果在于：

1、本发明中，骨料经骨料计量皮带机顺序到达骨料集料输送皮带机上，通过延时下料实现骨料在骨料集料输送皮带机分层预混合，然后在骨料上料皮带机中对骨料进一步预混合；粉料经粉料螺旋输送机、粉料计量转子秤后到达粉料混合输送装置内，粉料在经粉料混合螺旋输送机、斗式提升机以及粉料上料螺旋输送机到粉料计量暂存仓的过程中实现预先混合；容积泵对外加剂进行输送，离心泵对水进行输送，在外加剂和水连入同一管道后进入搅拌机的过程中实现外加剂和水的预混合；通过骨料、粉料、水和外加剂的分别预混合，可以缩短搅拌时间，提高搅拌效率和质量；

2、骨料、粉料、水和外加剂均采用减量计量和流量计量的双重计量方式，以及通过信号处理器单独对各个配料计量控制，直接由下位机控制变频器，减小反馈控制时间，提高配料的精度；同时，对进入骨料计量暂存仓的骨料、粉料计量暂存仓的粉料进行二次复核校正，进一步提高配料的精度；

3、搅拌机进行搅拌工作时，下一次待搅拌料已开始配料并输送至计量暂存仓中，缩短了搅拌时间，提高了搅拌效率；

4、本发明通过容积泵、离心泵实现水和外加剂在管道内预混，无需混合仓和输送水泵，节省了成本；总的，本发明具有能实现混凝土预混合、节省成本、提高配料精度、搅拌效率和搅拌质量的优点。

附图说明

图1是本发明控制方法的流程示意图。

图2是本发明控制装置的示意图。

图3是本发明重量与流量双计量的流程示意图。

图4是本发明搅拌站的结构示意图。

图中：1、骨料仓2、骨料计量皮带机3、骨料集料输送皮带机4、骨料上料皮带机5、粉料仓6、空气斜槽输送机7、粉料计量转子秤8、粉料混合螺旋输送机9、斗式提升机10、粉料上料螺旋输送机11、计量暂存仓12、外加剂供给系统13、搅拌机14、卸料斗。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的说明，本申请中未加限定的计量暂存仓包括骨料计量暂存仓、粉料计量暂存仓，所有电气元件均外接电源，气动元件均外接气源及电磁阀，液压元件均外接液压站和液压阀。

实施例1：

如图1、图2所示，一种搅拌站的控制方法，该方法包括：

步骤一：上位机下发控制指令，下位机各执行机构启动，进入待生产状态；

步骤二：根据物料需要，在上位机上修改各级配物料的配料启动和停止延时时间，然后在上位机设定配合比并下发，骨料仓、粉料仓开启，各下位机执行机构按照配合比设定进行配料操作；通过下位机执行上位机下发的配料指令，保证骨料在骨料集料皮带机上依次叠加，粉料在粉料上料螺旋输送机里预混，水和外加剂在管道里提前混合；通过上位机控制骨料、粉料、水和添加剂的不同配比，可用于对多种不同标号的混凝土进行搅拌，通用性较好；

步骤三：配料时，骨料采用重量和流量双计量的方式，以重量为基准，根据上位机下发的配合比，上位机自动计算出目标流量，在配料过程中，骨料称重传感器检测到的数值反馈至信号处理器，信号处理器采集瞬时流量并反馈至上位机，上位机将瞬时流量与目标流量进行对比，并将对比后的差值下发给信号处理器，信号处理器再将差值反馈给下位机，完成减量计量，下位机修正骨料变频器的执行频率，进而控制骨料计量皮带机电机的输出频率，完成流量闭环控制，最终实现骨料的精确计量；

步骤四：粉料采用重量和流量双计量的方式，以重量为基准，根据上位机下发的配合比物料重量，上位机自动计算出目标流量，在配料过程中，粉料称重传感器检测到的数值反馈至信号处理器，信号处理器采集瞬时流量反馈至上位机，上位机将瞬时流量与目标流量进行对比，并将对比后的差值下发给信号处理器，信号处理器再将差值反馈给下位机，完成减量计量，下位机实时修正粉料变频器的执行频率，进而控制粉料计量仓电机的输出频率，完成流量闭环控制，最终实现对粉料的精确计量；

步骤五：水和外加剂采用重量和流量双计量的方式，以重量为基准，根据上位机下发的配合比物料重量，上位机自动计算出目标流量，在配料过程中，外加剂称重传感器和水称重传感器检测的数值分别反馈至信号处理器，信号处理器采集瞬时流量反馈至上位机，上位机将瞬时流量与目标流量进行对比，并将对比后的差值下发给信号处理器，信号处理器再将差值反馈给下位机，完成减量计量，下位机修正外加剂变频器和水变频器的执行频率，进而控制容积泵和离心泵的输出频率，完成流量闭环控制，实现水、外加剂的精确计量；

步骤六：下位机控制骨料上料电机将计量好的骨料输送到骨料计量暂存仓，骨料暂存仓称重传感器检测到的数值反馈至信号处理器，信号处理器经过处理将信号反馈至上位机，然后与上位机通过配合比计算出的目标值对比，并根据对比后的结果按配合比自动重新调节骨料配料量；下位机控制粉料上料螺旋输送机电机和提升机电机将粉料输送到粉料计量暂存仓，粉料暂存仓称重传感器检测到的数值反馈至信号处理器，信号处理器通过处理再将信号反馈至上位机，然后与上位机通过配合比计算出的目标值对比，并根据对比后的结果按配合比自动重新调节粉料配料量；结合水和外加剂的配料状态，等待上位机下发投料指令；

步骤七：上位机下发投料指令后，下位机根据上位机设定的投料时序，控制对应的骨料计量暂存仓下料门、粉料计量暂存仓下料门以及容积泵、离心泵，分别将骨料、粉料、水、外加剂投料至搅拌机内，搅拌机执行模块控制搅拌机进行搅拌；搅拌机搅拌的同时，下位机将采集到的搅拌机和计量暂存仓关门信号反馈给上位机，上位机下发指令给下位机，上位机下发配料指令给下位机，下位机执行机构按照配合比设定进行下一次配料操作；

步骤八：搅拌完成后，上位机下发搅拌卸料指令，将成品物料储存至卸料斗中，等待车辆接料；

步骤九：车辆到位后，上位机下发卸料斗开门指令，下位机自动打开卸料斗卸料门，将物料卸至车辆内，完成整套工序。

通过本发明的控制方法控制骨料、粉料、水和添加剂的不同配比，实现对不同标号混凝土的搅拌；该方法实现了骨料、粉料、水和添加剂的预混合，提高了搅拌效率及搅拌质量；骨料、粉料、剂料采用重量与流量双重计量的方式，以及对骨料计量暂存仓的骨料、粉料计量暂存仓的粉料进行二次复核校正，提高了配料精度。

如图3所示，一种搅拌站的控制装置，包括上位机、计量装置以及下位机，还包括所有的电气元件，如继电器、开关等，所有电气元件分别与上位机、计量装置以及下位机电连接，所述上位机控制骨料、粉料、剂料三者的配料时序以及卸料时序，使得骨料、粉料、剂料依次进入搅拌机内；所述上位机与所述下位机通过通讯连接，所述计量装置分别与上位机、下位机电连接，所述上位机为控制电气元件的计算机控制模块，所述下位机为控制电气元件的执行控制模块；其中，所述执行控制模块，用于接收所述手工操作指令，并将所述手工操作指令反馈给计算机控制模块；所述计算机控制模块，用于在用户对混凝土搅拌站的手工操作指令的触发下，获取所述混凝土搅拌站的当前生产状态；以及按照所述当前生产状态，判断是否输出针对所述混凝土搅拌站中电气元件的控制指令，其中，在所述当前生产状态指示当前正在进行生产任务时，输出所述控制指令，否则，禁止输出所述控制指令，上位机采用pc机，下位机采用plc来控制各执行模块。

所述下位机包括骨料执行模块、粉料执行模块、剂料执行模块和搅拌机执行模块，所述搅拌机执行模块包括搅拌机的所有电气元器件，用于控制搅拌机的运动。

所述计量装置包括计量模块与信号处理器，所述计量模块与信号处理器之间采用电连接；所述计量模块包括骨料计量模块、粉料计量模块、剂料计量模块、暂存仓计量模块，所述计量模块控制配料速度及总料量，所述信号处理器用来处理计量模块和上位机、下位机二者之间的信号。

所述骨料执行模块包括骨料计量皮带机电机、骨料集料皮带机电机、骨料上料电机；

所述粉料执行模块包括粉料计量仓电机、粉料混合螺旋输送机电机、空气斜槽输送机电机、斗式提升机电机、粉料上料螺旋输送机电机、粉料除尘电机；

所述剂料执行模块包括容积泵、离心泵；

所述下位机控制所述骨料计量皮带机电机延时顺序启动和停止。

所述骨料计量模块包括骨料变频器和骨料称重传感器，骨料变频器控制骨料计量皮带机电机，对骨料流量进行适时调节，骨料称重传感器检测骨料重量变化，实现对骨料的减量计量，从而实现对重量和流量的双重控制。

所述粉料计量模块包括粉料变频器、粉料上料称重传感器，粉料变频器控制粉料计量仓电机，对粉料流量进行适时调节，粉料上料称重传感器检测粉料重量变化，实现对粉料的减量计量，从而实现对重量和流量的双重控制。

所述剂料计量模块包括外加剂变频器、外加剂称重传感器、水变频器和水称重传感器，外加剂变频器控制容积泵，对外加剂流量进行适时调节，外加剂称重传感器检测外加剂重量变化，实现对外加剂的减量计量，从而实现对外加剂重量和流量的双重控制；水变频器控制离心泵，对水流量进行适时调节，水称重传感器检测水重量变化，实现对水的减量计量，从而实现对水重量和流量的双重控制。

所述暂存仓计量模块包括骨料暂存仓称重传感器、粉料暂存仓称重传感器，分别用于对进入骨料计量暂存仓的骨料、粉料计量暂存仓的粉料进行二次复核校正。

如图4所示，一种搅拌站，包括骨料仓1、粉料仓6、外加剂供给系统15以及控制装置，所述骨料仓1下方设有骨料计量皮带机2，骨料计量皮带机2自带骨料称重传感器，计量开始时，骨料变频器控制骨料计量皮带机电机使骨料计量皮带机2以最大速度送料，当计量值达到一定比例时，控制装置发出指令，骨料变频器控制骨料计量皮带机电机使骨料计量皮带机2以较低的速度配剩余的物料，而且越接近计量值时速度越低，实现对骨料减量计量；所述骨料计量皮带机2下方设有骨料集料输送皮带机3，所述骨料集料输送皮带机3连接在骨料上料皮带机4进料口处，所述骨料上料皮带机4出料口下方设有计量暂存仓11，所述计量暂存仓11下方设有搅拌机13，计量暂存仓11包括骨料计量暂存仓、粉料计量暂存仓，二者单独设置；骨料下料时，根据配比需要，通过控制装置控制骨料仓1下料口的开闭和骨料计量皮带机2的启停，骨料仓1内的骨料以延时下料的方式顺序下料，使得骨料依次叠加，实现骨料在骨料集料输送皮带机3上的分层均匀混合，实现对骨料的预混。

所述粉料仓5出料口下方设有空气斜槽输送机6，空气斜槽输送机6将粉料仓5输送到粉料计量转子秤7，粉料计量转子秤7自带粉料称重传感器，计量开始时，粉料变频器控制粉料计量仓电机使粉料计量转子秤7以最大速度送料，当计量值达到一定比例时，控制装置发出指令，骨料变频器控制粉料计量仓电机使粉料计量转子秤7以较低的速度配剩余的物料，而且越接近计量值时速度越低，实现对粉料减量计量；所述空气斜槽输送机6下方连接有粉料计量转子秤7，粉料计量转子秤7对粉料进行计量，所述粉料计量转子秤7下方设有粉料混合螺旋输送机8，粉料混合螺旋输送机8对粉料进行初步预混合；所述粉料混合螺旋输送机8下方设有斗式提升机9，所述斗式提升机9出料口处设有粉料上料螺旋输送机电机10，所述粉料上料螺旋输送机电机10下方设有计量暂存仓11；粉料在经粉料混合螺旋输送机8、斗式提升机9、粉料上料螺旋输送机10以及计量暂存仓11到达搅拌机的过程中实现整个粉料的预混合。

所述外加剂供给系统12包括外加剂箱、水箱、设在外加剂箱内的容积泵以及设在水箱内的离心泵，容积泵输出的外加剂和离心泵输出的水连入同一管道后，经同一管道与搅拌机13相连接，采用此种方式，实现水和外加剂在管道内预混的同时，减少了混合仓和输送水泵，节省了成本；通过对骨料、粉料、添加剂和水的分开计量，可提高计量精度，实现了对混凝土配合比的精确控制，采用提前预混，提高了搅拌质量；计量开始时，水和外加剂变频器分别控制离心泵、容积泵以最大速度送料，当计量值达到一定比例时，控制装置发出指令，水和外加剂变频器分别控制离心泵、容积泵以较低的速度配剩余的物料，而且越接近计量值时速度越低，实现对水、外加剂的减量计量；所述搅拌机13出料口下方设有卸料斗14，所述控制装置与所述骨料计量皮带机2、骨料集料输送皮带机3、骨料上料皮带机4、空气斜槽输送机6、粉料计量转子秤7、粉料混合螺旋输送机8、斗式提升机9、粉料上料螺旋输送机10、外加剂供给系统12、搅拌机13电连接。

本发明中，通过骨料、粉料、水和外加剂的分别预混合，可以缩短搅拌时间，提高搅拌效率和质量；骨料、粉料、水和外加剂均采用减量计量和流量计量双重计量的方式，以及通过信号处理器单独对各个配料计量控制，直接由下位机控制变频器，减小反馈控制时间，提高了配料的精度；同时，对进入骨料计量暂存仓的骨料、粉料计量暂存仓的粉料进行二次复核校正，进一步提高配料的精度；搅拌机进行搅拌工作时，下一次待搅拌料已开始配料并输送至计量暂存仓中，缩短了搅拌时间，提高了搅拌效率；通过容积泵、离心泵实现水和外加剂在管道内预混，无需混合仓和输送水泵，节省了成本。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。