一种自动配料系统的制作方法

本发明涉及混凝土生产技术领域，更具体地说，它涉及一种自动配料系统。

背景技术：

混凝土搅拌站的自动配料系统，是一种用于混凝土配制的自动化设备，其采用可编程控制器，按照工艺设定的比例，可同时控制多台秤，将生产需要的每一种原料进行单独称重，同时，采集皮带上原料重量的同时采集皮带运行的速度，将重量值和速度值送到控制器进行乘积和积分运算，运算的结果即为此时配料系统的配料速度和已经配料的累计值，使多种不同原料同时输出且各原料的实际下料量与设定值相同，再混合自动化过程，以达到自动控制各原料的下料量，实现配料的目的。

自动配料系统有皮带式和气缸式两种，皮带式适用于中小型施工现场，气缸式适用于中大型搅拌站。

气缸式配料系统的上部是原料储料斗，下部为计量斗，各配料门下可配一整体计量斗，使各物料依次配入同一计量斗，或者在每个配料门下设置单独计量斗，再由底部的皮带输送机送入下一环节。

由于配料的过程是自动化的，机械无法辨识各种原料，在配料的过程中容易发生上错原料的情况，导致配料的比例不正确，进而影响自动配料系统的配料精度，甚至影响配料的质量。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种自动配料系统，其能在物料进入皮带输送机之前，对物料进行识别校准，以确保传送的物料是正确的，减少配料过程中发生上错料的情况，保证配料比例的正确性，避免影响自动配料系统的配料精度。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种自动配料系统，包括原材料贮存系统和控制系统，所述原材料贮存系统包括若干筒仓，所述筒仓的下方位置均设置有皮带输送机，所述筒仓与所述皮带输送机的连通位置均设置有电磁阀，若干所述筒仓的底部均设置有用于发出特定频率光源的发光部件，位于不同所述筒仓底部的所述发光部件的光源频率不同，所述皮带输送机的顶部在对应所述发光部件的位置均设置有用于接收特定频率光源的感光部件，位于不同所述皮带输送机上的所述感光部件接收的光源频率不同，所述筒仓内均设置有压力传感器，若干所述压力传感器、若干所述感光部件均与所述控制系统的输入端电性连接，所述控制系统的输出端分别电性连接有控制所述电磁阀开闭的第一开关部件和控制所述发光部件发光的第二开关部件。

通过采用上述技术方案，筒仓内存储不同种类的物料，不同物料使用光源频率不同的发光部件并将该发光部件安装在装载该物料的筒仓底部，即筒仓内的物料种类通过发光部件可获知；使不同皮带输送机上传送不同的物料，并在不同皮带输送机上安装不同的感光部件，即皮带输送机上传送的物料通过感光部件可获知。当筒仓内的物料往皮带输送机输送时，压力传感器感受到压力变化并向控制系统输入电信号，控制系统接收压力传感器的输入信号并向第二开关部件输出控制信号，第二开关部件导通，以控制位于该筒仓底部的发光部件发光；同时，控制系统根据配料用于传送所需的物料的皮带输送机上的感光部件启动，当发光部件照射到感光部件上且为感光部件可接收的光源时，即传送所需物料的通道可用且输送的物料为所需的物料，该筒仓的电磁阀打开，物料进入皮带输送机，进而在物料进入皮带输送机之前，自动配料系统对物料进行识别校准，以确保传送的物料是正确的，减少配料过程中发生上错料的情况，保证配料比例的正确性，避免影响自动配料系统的配料精度。

优选的，所述皮带输送机上设置有摄像头，所述摄像头无线连接有云服务器，所述云服务器电性连接有数据库，所述数据库存储有混凝土各种物料的图片数据，所述云服务器与所述控制系统电性连接，所述云服务器接收所述摄像头采集的图片信息并与所述数据库内的图片数据比对，当所述摄像头采集的图片信息与所述数据库内正确物料的图片数据不一致时，所述云服务器向所述控制系统输出控制信号，所述电磁阀关闭。

通过采用上述技术方案，云服务器接收摄像头采集的关于皮带输送机传送的物料图片信息，并与数据库内的图片数据比对，当采集的信息与正确物料的图片数据不一致时，即皮带输送机上传送的物料不是正确的物料，云服务器向控制系统输出控制信号，电磁阀关闭，以阻止错误物料的继续传送。

优选的，所述控制系统的输出端连接有起警示作用的报警单元。

通过采用上述技术方案，当自动配料系统出错时，报警单元用于警示工作人员，以使工作人员及时对自动配料系统进行检查。

优选的，若干所述筒仓内均设置有用于传输其具体位置信息的位置单元。

通过采用上述技术方案，位置单元用于获取、传输筒仓的具体位置信息，以便于在上料出错时找到筒仓的具体位置信息，并找到正确物料所在的筒仓位置。

优选的，所述位置单元的输出端与所述云服务器连接，所述云服务器连接有用于显示筒仓具体位置信息的显示单元。

通过采用上述技术方案，位置单元将筒仓的位置信息传输至云服务器上，云服务器向显示单元输出控制信号，筒仓的具体位置信息显示在显示单元上。

优选的，所述摄像头采集的图片信息通过软件tensorflow进行识别，所述数据库与软件tensorflow连接。

通过采用上述技术方案，软件tensorflow与数据库连接，即可识别皮带输送机上传送的物料，操作方便。

优选的，所述第一开关部件包括三极管vt1和继电器kt1，所述控制系统的输出端与所述三极管vt1的基极电性连接，所述三极管vt1的集电极经所述继电器kt1连接电源vcc，所述继电器kt1的延时断开常开触点kt1-1与所述电磁阀电性连接。

通过采用上述技术方案，控制系统向三极管vt1输出控制信号，三极管vt1导通，进而继电器kt1的线圈闭合，以控制与其连接的电磁阀开闭，以避免控制系统的输出功率无法驱动电磁阀动作的情况出现。

优选的，所述报警单元为蜂鸣器h。

通过采用上述技术方案，蜂鸣器h动作，发出报警信号，以提示工作人员，告知工作人员及时对配料系统进行检查纠错。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

筒仓内存储不同种类的物料，并通过安装在其底部的发光部件可获知，皮带输送机上传送不同的物料并通过对应的感光部件可获知。

当筒仓内的物料往皮带输送机输送时，压力传感器向控制系统输入电信号，控制系统向第二开关部件输出控制信号，第二开关部件导通，以控制位于该筒仓底部的发光部件发光；同时，控制系统根据配料用于传送所需的物料的皮带输送机上的感光部件启动，当发光部件照射到感光部件上且为感光部件可接收的光源时，即传送所需物料的通道可用且输送的物料为所需的物料，该筒仓的电磁阀打开，物料进入皮带输送机。

进而在物料进入皮带输送机之前，自动配料系统对物料进行识别校准，以确保传送的物料是正确的，减少配料过程中发生上错料的情况，保证配料比例的正确性，避免影响自动配料系统的配料精度。

附图说明

图1是一种自动配料系统的模块示意图；

图2是一种自动配料系统的电路连接关系示意图。

图中：1、激光接收器；2、压力传感器；3、云服务器；4、电磁阀；5、激光发射器；6、摄像头；7、数据库；8、显示屏；9、位置单元。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

参照图1，为本发明公开的一种自动配料系统，包括原材料贮存系统、原材料输送系统、原材料称量系统、搅拌机系统和控制系统，原材料贮存系统包括三个筒仓，分别存放砂石、粉料和水泥等物料，原材料输送系统由三个皮带输送机和斗式提升机构成，三个皮带输送机分别位于三个筒仓的正下方位置，三个筒仓与三个皮带输送机的连通位置均设置有电磁阀4，斗式提升机连通三个皮带输送机的尾部，原材料称量系统包括三个皮带秤，皮带秤位于皮带输送机之上，且位于筒仓的开口之下，搅拌机系统包括搅拌机，三个皮带输送机分别将砂石、粉料和水泥的混合物输送至斗式提升机，经由斗式提升机将砂石、粉料和水泥的混合物送入搅拌机内。

三个筒仓的底部均设置有用于发出特定频率光源的发光部件，位于不同筒仓底部的发光部件的光源频率不同，发光部件为激光发射器5，激光发射器5的型号为cdb6vs2p63a。

皮带输送机的顶部在对应激光发射器5的位置均设置有用于接收特定频率光源的感光部件，位于不同皮带输送机上的感光部件接收的光源频率不同，感光部件为激光接收器1，激光接收器1的型号为cdb6vs2p63a。

筒仓内均设置有压力传感器2，压力传感器2的型号为pt124g-210，三个压力传感器2、三个激光接收器1均与控制系统的输入端电性连接。

皮带输送机上设置有摄像头6，摄像头6无线连接有云服务器3。

筒仓内均设置有与云服务器3无线连接的位置单元9，位置单元9为gps/gprs一体化芯片，gps/gprs一体化芯片的型号为sim908，以用于传输各个筒仓的具体位置信息。

云服务器3还连接有显示单元，显示单元为显示屏8，以用于显示筒仓的具体位置信息。

参照图2，激光接收器1的一端均连接电源vcc，一端均经电阻r接地，一端均连接有用于放大激光接收器1的电信号的信号处理单元，信号处理单元包括运算放大器u1、电阻r2、电阻r3、电阻r4和可变电位器rp，电阻r2连接在激光接收器1的输出端和运算放大器u1的同向输入端之间，运算放大器u1的反向输入端经电阻r3接地，运算放大器u1的输出端与控制系统连接，运算放大器u1的输出端与运算放大器u1的同向输入端之间串联有电阻r4和可变电位器rp。

控制系统为单片机mcs-51，三个激光接收器1的输出端分别与单片机mcs-51的p1.0管脚、p1.1管脚和p1.2管脚连接(图中未示出)。

压力传感器2的一端均连接电源vcc，一端均经电阻r接地，一端均连接有用于放大压力传感器2的电信号的信号放大单元，信号放大单元包括运算放大器u2、电阻r7、电阻r8、电阻r9和可变电位器r10，电阻r7连接在压力传感器2的输出端和运算放大器u2的同向输入端之间，运算放大器u2的反向输入端经电阻r8接地，运算放大器u2的输出端与控制系统连接，运算放大器u2的输出端与运算放大器u2的同向输入端之间串联有电阻r9和可变电位器r10。

三个压力传感器2的输出端分别与单片机mcs-51的p1.3管脚、p1.4管脚和p1.5管脚连接(图中未示出)，单片机mcs-51的p3.6管脚电性连接有控制电磁阀4开闭的第一开关部件，第一开关部件有三个，剩余两个分别与单片机mcs-51的p3.4管脚、p3.3管脚连接(图中未示出)，单片机mcs-51的p3.5管脚电性连接有控制发光部件发光的第二开关部件，第二开关部件有三个，剩余两个分别与单片机mcs-51的p3.2管脚、p3.1管脚连接(图中未示出)。

云服务器3连接单片机mcs-51的p3.0管脚进行串口通讯，云服务器3电性连接有数据库7，数据库7存储有混凝土各种物料的图片数据，云服务器3与控制系统电性连接，云服务器3接收摄像头6采集的图片信息并与数据库7内的图片数据比对，当摄像头6采集的图片信息与数据库7内正确物料的图片数据不一致时，云服务器3向控制系统输出控制信号，电磁阀4关闭。

云服务器3内安装有软件tensorflow，以用于对摄像头6采集到的图片信息进行识别，软件tensorflow与数据库7连接。

单片机mcs-51的p3.6管脚经电阻r5连接有三极管vt1，三极管vt1的基极与发射极之间连接有电阻r6和电容c1，电阻r6和电容c1并联，三极管vt1的发射极接地，三极管vt1的集电极经继电器kt1连接电源vcc。

继电器kt1的延时断开常开触点kt1-1的一端连接电源vcc，另一端串联电磁阀4，电磁阀4的一端接地。

三极管vt1和继电器kt1组成第一开关部件，以用于控制电磁阀4开闭。

单片机mcs-51的p3.5管脚经电阻r11连接有三极管vt2，三极管vt2的基极与发射极之间连接有电阻r12和电容c2，电阻r12和电容c2并联，三极管vt2的发射极接地，三极管vt2的集电极经继电器kt2连接电源vcc。

继电器kt2的延时断开常开触点kt2-1的一端连接电源vcc，另一端串联激光发射器5，激光发射器5的一端接地。

三极管vt1和继电器kt1组成第二开关部件，以用于控制激光发射器5发光。

单片机mcs-51的p3.7管脚连接有起警示作用的报警单元，报警单元为蜂鸣器h。

单片机mcs-51的p3.7管脚经电阻r13连接有三极管vt3，三极管vt3的基极与电阻r13连接，三极管vt3的发射极接地，三极管vt3的集电极经二极管d连接电源vcc，二极管d的正极连接电源vcc且其两端与蜂鸣器h并联。

蜂鸣器h为无源蜂鸣器，通过设置单片机mcs-51的系统寄存器的占空比、周期等，使pwm口输出符合蜂鸣器h要求的频率的波形至p3.7管脚，经三极管vt3驱动即可使蜂鸣器h发声。

二极管d的正极经电容c3接地，电容c3起滤波作用，以滤除蜂鸣器h对电路中其他元器件的影响。

蜂鸣器h组成报警单元，以起警示作用。

本实施例的实施原理为：

当筒仓内的物料运送至皮带输送机时，压力传感器2向单片机mcs-51输入电信号，单片机mcs-51向继电器kt2输出控制信号，三极管vt1导通，继电器kt2导通，以控制位于该筒仓底部的发光部件发光；同时，根据配料清单，单片机mcs-51控制所需物料对应的皮带输送机上的激光接收器1启动，等待接收所需物料上的激光发射器5上的光源。

当所需物料对应的激光发射器5照射到传送该物料的激光接收器1上时，即输送的物料为所需物料，该筒仓下方的电磁阀4打开，物料进入皮带输送机内。

若传送的物料为非所需物料，则激光接收器1接收不到光源，电磁阀4无法打开，此时，单片机mcs-51向p3.7管脚输出控制信号，蜂鸣器h发声，起到警示工作人员的作用。

进一步地，摄像头6采集皮带输送机内传送的物料图片信息，并上传至云服务器3，借助软件tensorflow和数据库7内所需物料的图片数据进行图像识别。

当识别结果不是所需传送的物料时，云服务器3经p3.0管脚向单片机mcs-51输出控制信号，传送物料的筒仓下的电磁阀4关闭，以阻止错误物料的传送。

位于筒仓内的gps/gprs一体化芯片将筒仓的具体位置信息上传至云服务器3，经显示屏8显示出来，以方便工作人员找出传送错误物料的筒仓位置，并找出正确物料的筒仓位置。

进而在物料进入皮带输送机之前，自动配料系统对物料进行识别校准，以确保传送的物料是正确的，减少配料过程中发生上错料的情况，保证配料比例的正确性，避免影响自动配料系统的配料精度。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。