气体充装控制装置及控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种气体充装装置及方法，特别是涉及一种CO2气体充装控制装置及控制方法。本发明CO2液体汇流排通过卡头与CO2气瓶连接，CO2气瓶置于电子秤上，电子秤将CO2气瓶重量通过信号传输至PLC，PLC与触摸屏连接，PLC开关量输出端通过中间继电器控制充气管路上电磁阀的启、闭。本发明解决了人为因素造成的安全隐患以及产品重量不稳定的问题；称重装置抗震能力强，消除了冲击误差，保证充装过程的重量准确度。
【专利说明】一种002气体充装控制装置及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种气体充装装置，特别是涉及一种CO2气体充装控制装置及控制方法。
【背景技术】
[0002]目前国内瓶装CO2充装设备分以下几类:一、充装设备由人工控制CO2气瓶充装重量，或设备有重量辅助报警功能。二、由电子秤、压力传感器、电磁阀、单片机、通讯模块和装有Labview程序的电脑组成的基于电脑控制的控制系统。
[0003]采用上述设备所产生的缺点与不足如下:
I)第一种设备，完全依赖于人的操作，CO2气瓶的充装质量及充装量是否安全，均依赖个人的操作，即使有些设备加装了重量辅助报警功能，但由于CO2气瓶重量并不完全相同，所以造成虽然能保证0)2气瓶安全的需要，但不能保证CO 2气瓶的标准容量充装。
[0004]2)第二种设备，虽然集成度较高，成本低，不适合用于振动大、噪声大、灰尘大生产车间。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种能够准确控制CO2气瓶充装量，消除冲击误差，符合充装安全需求的CO2气体充装控制装置及控制方法。
[0006]本发明技术要解决上述问题所采用的技术方案是这样实现的:
一种CO2气体充装控制装置，包括:电子秤、电磁阀、CO2气瓶、PLC、触摸屏、中间继电器，0)2液体汇流排通过卡头与CO2气瓶连接，CO2气瓶置于电子秤上，电子秤将CO2气瓶重量通过信号传输至PLC，PLC与触摸屏连接，在触摸屏上预先设定CO2气瓶总重量，按设定的总重量按灌装按钮进行充装，PLC开关量输出端通过中间继电器控制充气管路上电磁阀的开启，充装过程中电子称显示的重量与触摸屏显示的重量相一致，充装完毕后将信号传输至PLC，PLC开关量输出端通过中间继电器控制充气管路上电磁阀的关闭。
[0007]所述电子秤仪表选用具有modbus通讯功能的电子秤。
[0008]所述触摸屏选用HT7000触摸屏。
[0009]进一步:电子秤通过RS485总线与PLC的RS485串行通讯接口并接，触摸屏上的灌装按钮与PLC的输入端口连接，PLC的开关量输出端通过中间继电器控制充气管路上电磁阀的启闭，PLC通过信号线控制指示灯及故障指示灯亮灭；触摸屏与PLC通过RS232接口进行通讯。
[0010]指示灯包括充装完成指示灯、发生故障指示灯。
[0011 ] CO2气瓶总重量=CO 2气瓶净重+CO 2气瓶充装重量+附件重量附件重量包括橡胶圈两条，0)2气瓶瓶帽一件。
[0012]一种CO2气体充装控制方法:包括如下步骤:将CO2气瓶置于电子秤上，电子称显示CO2气瓶净重，在触摸屏上预先设定CO 2气瓶总重量，按设定的总重量及偏差值，设定公式:co2气瓶总重量=CO 2气瓶净重+CO 2气瓶充装重量+附件重量；按灌装按钮进行充装并进行纠偏，开启PLC控制的电磁阀，开始充装CO2气瓶，当电子称显示数值等于所设定的纠偏值时，PLC开关量输出端通过中间继电器控制充气管路上电磁阀的关闭，使得电子称显示重量与触摸屏显示的重量相一致,卸下气瓶,进行下一个CO2气瓶的充装。
[0013]本发明所带来的优点简述如下:
1、该装置构建了CO2气体充装控制模型，开发了 PLC控制程序，研制了 CO 2气体自动称重、充装装置，解决了人为因素造成的安全隐患以及产品重量不稳定的问题；
2、该装置采用数字通讯技术，参数传输准确，系统响应迅速；称重装置抗震能力强，消除了冲击误差，保证充装过程的重量准确度；
3、该装置满足GB14193-2009《液化气体0)2储罐充装规定》的安全要求，具有参数传输准确，系统响应迅速；称重装置抗震能力强，消除了冲击误差，保证充装过程的重量准确度和充装的安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明程序流程图；
图2为CO2气体自动充装工作流程图；
图3为CO2气体自动充装工艺控制简图；
图4为CO2气体自动充装实例控制程序流程图；
图5为CO2气体自动充装工作示意图；
示意图中设备标号说明
1.0)2气体储罐2.CO2低温液体泵 3.电磁阀 4.0)2气瓶
5.电子称 6.卡头 7.CCV汇流排 8、控制柜 9.触摸屏 10.充装指示灯。
【具体实施方式】
[0015]实施例1
以北重集团特种气体运行部CO2气体自动充装设备为例。
[0016]1、工作前准备
本发明采用专用PLC，CPU采用LM3109模块。该控制器具有计算机的逻辑运算功能和自身的携带负载能力。
[0017](I)控制硬件
LM3109 一块(PLC)，HT7000触摸屏(10寸屏)一块，电子秤仪表4台，电磁阀4个，中间继电器8个，按钮4个、指示灯4个，通讯电缆一条，控制箱I个，空开I个，0)2气瓶4个、0)2储罐2个、电动活塞泵I台。
[0018]控制箱内安装LM3109模块，中间继电器、通讯电缆、信号线数根、控制箱面板上安装HT7000触摸屏(10寸屏)、按钮、指示灯。
[0019]本发明0)2气体储罐I通过CO 2低温液体泵2提升至CO 2液体汇流排7通过卡头6分别与四个0)2气瓶4连接，CO 2气瓶4置于电子秤5上，电子秤5将0)2气瓶4重量通过信号传输至控制柜8中的PLC上，PLC与控制柜8上的触摸屏9连接，PLC开关量输出端通过控制柜8内的中间继电器控制充液汇流排7上电磁阀3的启、闭；
所述指示灯10安装在控制柜8上，所述指示灯10为四个充装完成指示灯，充装完成指示灯分别对应上个电子秤5。
[0020]主要线路连接方法如下:
将1#、2#、3#、4#共4台电子秤5通过RS485总线与控制柜8内PLC的RS485串行通讯接口并接，控制汇流排?上电磁阀3的控制柜8内中间继电器分别与PLC的D10.0,D10.1、D10.2、D10.3端口连接，采集电磁阀3开关状态。控制柜8内PLC的开关量输出端——D00.0、D00.1、D00.2、D00.3分别通过控制柜8内中间继电器控制1#、2#、3#、4#电磁阀3(安装在CO2进液汇流排7上)的启闭。控制柜8内PLC的开关量输出端——D00.4,D00.5、D00.6、D00.7通过信号线控制1#、2#、3#、4#充装完成指示灯10亮灭。
[0021]PLC的开关量输出端——D01.0控制故障指示灯的亮灭。触摸屏9与PLC通过RS232接口进行通讯。
[0022]2.工作过程
①在I至4号秤5上依次放置待充气瓶4，上卡头6、开瓶阀3。
[0023]②在操作界面依次输入I至4号待充气瓶4的净重。
[0024]③打开汇流排7放散阀、低温储罐I出液阀，进行汇流7排吹扫和液体泵2预冷。
[0025]④预冷吹扫完毕后，关闭汇流排7放散阀。
[0026]⑤开启I号、3号电磁阀3,开启低温液体泵2,进行气瓶4充装。
[0027]⑥待I号、3号任一充装完毕指不灯10亮起之后,迅速开启2号、4号电磁阀3。
[0028]⑦更换气瓶4,重新输入气瓶4净重,待2号、4号任一充装完毕后,开启I号、3号电磁阀2进行充装。
[0029]⑧如此往复进行充装，直至充装结束。
【权利要求】
1.一种CO2气体充装控制装置，其特征在于，包括:电子秤、电磁阀、CO2气瓶、PLC、触摸屏、中间继电器，0)2液体汇流排通过卡头与CO 2气瓶连接，CO 2气瓶置于电子秤上，电子秤将CO2气瓶重量通过信号传输至PLC，PLC与触摸屏连接，PLC开关量输出端通过中间继电器控制充气管路上电磁阀的启、闭。
2.根据权利要求1所述的CO2气体充装控制装置，其特征在于，电子秤选用具有modbus通讯功能的电子秤。
3.根据权利要求1所述的CO2气体充装控制装置，其特征在于，触摸屏选用HT7000触摸屏。
4.根据权利要求1所述的CO2气体充装控制装置，其特征在于，所述电子秤通过RS485总线与PLC的RS485串行通讯接口并接，触摸屏上的灌装按钮与PLC的输入端口连接，PLC的开关量输出端通过中间继电器控制充气管路上电磁阀的启闭，PLC通过信号线控制指示灯及故障指示灯亮灭；触摸屏与PLC通过RS232接口进行通讯。
5.根据权利要求1所述的CO2气体充装控制装置，其特征在于，指示灯包括充装完成指示灯、发生故障指示灯。
6.一种CO2气体充装控制方法:包括如下步骤:将CO 2气瓶置于电子秤上电子称显示CO2气瓶净重，在触摸屏上预先设定CO 2气瓶总重量，按设定的总重量及偏差值，设定公式:CO2储罐总重量=CO 2储罐净重+CO 2储罐充装重量+附件重量；按灌装按钮进行充装并进行纠偏，开启PLC控制的电磁阀，开始充装CO2气瓶，当电子称显示数值等于所设定的纠偏值时，PLC开关量输出端通过中间继电器控制充气管路上电磁阀的关闭，使得电子称显示重量与触摸屏显示的重量相一致，卸下气瓶，进行下一个CO2气瓶的充装。
【文档编号】F17C5/06GK104482398SQ201410561305
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年10月21日 优先权日:2014年10月21日
【发明者】郝建文, 李兰珺, 芦艳霞, 杨志靖, 谢素东, 高玲琴, 杨超, 余奎, 赵丽, 钱伟平 申请人:内蒙古北方重工业集团有限公司