不定型耐火材料自动配料生产线的控制系统的制作方法

本实用新型涉及不定型耐火材料生产技术领域，尤其涉及一种不定型耐火材料自动配料生产线的控制系统。

背景技术：

在我国，耐火材料是指耐火度不低于1580℃的无机非金属材料，其组成一般由多种成分的无机非金属材料定量混合组成，在生产时需要将不同的成分分别计量，按照一定配比定量混合而成，这一过程叫做配料。传统不定型耐火材料的配料一般由人工作业，手工劳动将不同的原料包开包后，称量过磅，按照配比混合而成后输送至下一环节。然而随着科学技术的进步，各行各业对不定型耐火材料的需求呈现多样化趋势，不定型耐火材料产品向着小批量多品种方向发展，以满足细分市场的不同需求，这种人工手工劳动作业，不仅劳动强度大，物料损耗严重，而且生产效率低，与此同时，车间生产现场粉尘扬尘现象严重，导致环境污染严重，不利于环境保护管理和员工的身体健康，使得不定型耐火材料产品质量的均匀性、稳定性较差，容易导致质量不稳定，造成质量事故。因此，需要一种技术方案解决上述问题。

技术实现要素：

针对以上现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种配料称重计量准确、生产效率高、产品质量稳定的不定型耐火材料自动配料生产线的控制系统，用于保证不定型耐火材料生产的顺利进行。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

不定型耐火材料自动配料生产线的控制系统，包括电子皮带秤、计量料仓、混合搅拌机、输送皮带、称重包装机、料仓、除尘装置、PLC控制器、定量振动给料机、电磁振动给料器I、电磁振动给料器II、料位传感器I、料位传感器II、称重传感器II、转速传感器II、信号采集处理模块I、变频器、电机、声光报警器、监控显示屏、操作台、电源模块、通信模块、料位传感器III、转速传感器I、振幅传感器、信号采集处理模块II、称重传感器I。

所述的PLC控制器作为整个控制系统的核心分别于电子皮带秤、称重包装机、料仓、除尘装置、信号采集处理模块I、变频器、声光报警器、监控显示屏、操作台、电源模块、通信模块、信号采集处理模块II相连接，所述的电机分别于变频器、混合搅拌机相连接，所述的料位传感器III、转速传感器I、振幅传感器分别于混合搅拌机、信号采集处理模块II相连接，所述的输送皮带与称重包装机相连接，所述的PLC控制器与料仓、电磁振动给料器I、定量振动给料机顺次相连接，所述的料位传感器I分别于料仓、信号采集处理模块I相连接，所述的PLC控制器与电子皮带秤、计量料仓、电磁振动给料器II顺次相连接，所述的料位传感器II、称重传感器I分别于计量料仓、信号采集处理模块I相连接，所述的称重传感器II、转速传感器II分别于电子皮带秤、信号采集处理模块I相连接。

有益效果：本实用新型公开的一种不定型耐火材料自动配料生产线系统，与现有的技术相比：包括电子皮带秤、计量料仓、混合搅拌机、称重包装机、料仓、PLC控制器、定量振动给料机、料位传感器、称重传感器、转速传感器、信号采集处理模块、声光报警器等，采用定量振动给料机、电子皮带秤、计量料仓的三重定量计量方式，以及混合搅拌机的混合工作方式，使得该系统的配料称重计量准确、生产效率高，适用于各种不定型耐火材料生产过程中使用。

附图说明

图1是本实用新型的生产线示意图；

图2是本实用新型的组成结构示意图；

图中：1-2T电动葫芦、2-电子皮带秤、3-计量料仓、4-混合搅拌机、5-下部料仓、6-输送皮带、7-称重包装机、8-料仓、9-除尘装置、10-PLC控制器、11-定量振动给料机、12-电磁振动给料器I、13-电磁振动给料器II、14-料位传感器I、15-料位传感器II、16-称重传感器II、17-转速传感器II、18-信号采集处理模块I、19-变频器、20-电机、21-声光报警器、22-监控显示屏、23-操作台、24-电源模块、25-通信模块、26-料位传感器III、27-转速传感器I、28-振幅传感器、29-信号采集处理模块II、30-称重传感器I。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本实用新型进行详细地描述，但是应该指出本实用新型的实施不限于以下的实施方式。

如图1所示，本实用新型所述的的配料生产线系统，其生产工艺过程：在配料前，将不同的袋装合格粒度原料，由原料仓库送至生产现场，由2T电动葫芦1吊送至到料仓8进料口上方，找正、对齐，将原料放入到料仓3贮存，开启气动截止阀，料斗的料仓电磁振动器启动，在料仓电磁振动器振动下，原料进入到定量振动给料机，定量振动给料机开始工作，控制原料的定量匀速配给，原料经过下料溜槽、气动扇形阀进入到电子皮带秤2进行计量称重、输送，不同的原料由电子皮带秤2定量输送到计量料仓3中，原料进入到计量料仓3中进行再次计量定量，同时完成定量和配比，当计量料仓3中的原料达到预设的要求时，计量料仓的料仓电磁振动器启动，在料仓电磁振动器振动下，混合搅拌的原料进入到下部料仓5做原料进一步向下流动的存储，经过气动扇形阀进入称重包装机7完成产品的袋装包装，经输送皮带6后入库。除尘管道的左侧各个端点分别于各个进出料点设置的集尘罩吸尘口相连接，除尘管道的右侧端点与除尘器及空压站相连接，除尘器管道左侧端点与除尘器相连接、右侧端点与风机相连接，风机与排放烟囱相连接，由此构成本实用新型的除尘器装置9。

如图2所示，是本实用新型的组成结构示意图，包括电子皮带秤2、计量料仓3、混合搅拌机4、输送皮带6、称重包装机7、料仓8、除尘装置9、PLC控制器10、定量振动给料机11、电磁振动给料器I12、电磁振动给料器II13、料位传感器I14、料位传感器II15、称重传感器II16、转速传感器II17、信号采集处理模块I18、变频器19、电机20、声光报警器21、监控显示屏22、操作台23、电源模块24、通信模块25、料位传感器III26、转速传感器I27、振幅传感器28、信号采集处理模块II29、称重传感器I30。

所述的PLC控制器10作为整个控制系统的核心分别于电子皮带秤2、称重包装机7、料仓8、除尘装置9、信号采集处理模块I18、变频器19、声光报警器21、监控显示屏22、操作台23、电源模块24、通信模块25、信号采集处理模块II29相连接，所述的电机20分别于变频器19、混合搅拌机4相连接，所述的料位传感器III26、转速传感器I27、振幅传感器28分别于混合搅拌机4、信号采集处理模块II29相连接，所述的输送皮带6与称重包装机7相连接，所述的PLC控制器10与料仓8、电磁振动给料器I12、定量振动给料机11顺次相连接，所述的料位传感器I14分别于料仓8、信号采集处理模块I18相连接，所述的PLC控制器10与电子皮带秤2、计量料仓3、电磁振动给料器II13顺次相连接，所述的料位传感器II15、称重传感器I30分别于计量料仓3、信号采集处理模块I18相连接，所述的称重传感器II16、转速传感器II17分别于电子皮带秤2、信号采集处理模块I18相连接。

所述的电子皮带秤2的称重桥架安装于输送机架上，当物料经过时，计量托辊检测到皮带机上的物料重量通过杠杆作用于称重传感器16，产生一个正比于皮带载荷的电压信号；工作时，将检测到皮带上的物料重量送入称重仪表，同时由转速传感器17检测皮带输送机的速度信号也送入称重仪表，仪表将速度信号与称重信号进行积分处理，得到瞬时流量及累计量；转速传感器17直接连接在大直径测速滚筒上，提供一系列脉冲，每个脉冲表示一个皮带运动单元，脉冲的频率正比于皮带速度；称重仪表从称重传感器16和转速传感器17接收信号，通过积分运算得出一个瞬时流量值和累积重量值，并分别显示出来。

所述的计量料仓3是计量检定称重和存储装置，计量料仓3的下部均安装有称重传感器I30、料位传感器II16，检测其重量、料位变化，并将重量、料位转化成电信号传送给PLC控制器10，然后PLC控制器10预先设定的不定型耐火材料生产配方及每次称量次数、控制计量料仓3的计量称重，同时控制计量料仓22的下部安装的气动扇形阀开启、关闭。

所述的混合搅拌机4的的混合搅拌容积为1000L；混合搅拌机4设置安装有计量料仓3的下面，安装设置有3个对称均布的料位传感器III26、转速传感器I27、振幅传感器28，使之受力均衡，并且连接部分应有调高、限位、预支撑装置，料位传感器III26、转速传感器I27、振幅传感器28是混合搅拌机4的核心部件之一，其特性参数的正确选定对保证计量配料的准确性是至关重要的。

所述的称重包装机7、输送皮带6，设置在生产线系统的下部料仓3下方，用来完成产品的包装，称重包装机7可根据用户需求设定为不同的装袋重量，一是包装范围在25-50kg、包装速度为200包/小时、包装精度在±0.4kg，二是包装范围在800-1500kg、包装速度为20包/小时、包装精度：±5.0kg；输送皮带6设置在称重包装机7下面，用于袋装后的不定型耐火材料外运。

所述的料仓8的下部仓壁外侧安装有电磁振动给料器I12，使得不定型耐火材料在电磁振动给料器I12振动下到达下料口；定量振动给料机11可把不定型耐火材料从料仓中均匀、定时、连续、定量地给到电子皮带秤2的输送皮带机上，可无级调节给料量，料仓8呈线性平行排列布局设置，每个料仓均设置有料位传感器I14，显示料位下限设置，以保正配料过程的完整准确，料位下限设置与配料系统联锁。

所述的除尘装置9除尘管道的各个端点分别于在各个进出料点设置有集尘罩吸尘口相连接，除尘管道端点与除尘器及空压站相连接，除尘器管道左侧端点与除尘器相连接、端点与除尘风机相连接，除尘风机与排放烟囱相连接，由此构成本实用新型的除尘装置9。

所述的PLC控制器10是一台西门子S7-300系列的PLC(CPU315-2DP)，PLC控制器10监控整个控制系统的运行情况，通过PLC控制器10完成所有控制系统传动及执行元件的输入、输出信号、检测信号等逻辑控制部分的控制以及进行实时的数据交换处理。

所述的料位传感器I14、料位传感器II15、料位传感器III26是能感受料位并转换成可用输出信号的传感器，本实用新型采用非接触式的超声波料位传感器，工作时向物料表面发射一束超声波，被其反射后，传感器再接收此反射波。设声速一定，根据声波往返的时间就可以计算出料位的距离，即测量出料位位置，可以在振动筛工作的任况下测量料位。

所述的转速传感器II17、转速传感器I27用来分别检测混合搅拌机主轴的转速情况，并将获得的采样信号送入PLC控制器10中进行分析，PLC控制器10根据采集的信号进行分析处理后，根据设定值与反馈值之间的偏差调节变频器19的输出功率大小来控制电机20的转速，使其达到电机20的功率恒定不变，即混合搅拌机4工作负荷稳定的控制目标。

所述的称重传感器II16、称重传感器I30用来检测混合搅拌机加料重量情况，将检测到混合搅拌机重量信号转换成电压信号送入PLC控制器10中，PLC控制器10将获得的采样信号与设定值进行比较，当加料重量超过设定值时，PLC控制器10通过CAN总线在监控显示屏22上显示过载报警信息，并关闭进料口电磁阀，停止加料工作。

所述的振幅传感器28是电阻应变式振动传感器，是以电阻变化量来表达被测物体机械振动量的一种振动传感器，因其受到所测量的力而产生变形，并使附着其上的电阻应变计一起变形，电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量位移等多种物理量。

所述的信号采集处理模块I18、信号采集处理模块II29包括放大器、滤波器、A/D转换等电路，最大限度的防止信号失真，应用负反馈原理和滤波器增加放大信号的稳定性，还需要多重放大滤波电路，对接收信号进行放大滤波，从低通二阶滤波器到后面的高通滤波器；A/D转换的功能是接收信号经过放大、滤波后进入A/D转换，将模拟量转化成数字量后、并将转化好的数据存储到上位机存储器中。

所述的变频器19是通过改变电机20的工作电源频率方式来控制电机20的电力控制设备，变频器靠内部IGBT的开断来调整输出电源的电压和频率，根据电机的实际需要来提供其所需要的电源电压，进而达到节能、调速的目的，变频器19使得电机20实现了恒功率输出。另外，变频器19还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等等；所述的电机20为混合搅拌机4的动力驱动装置。

所述的声光报警器21是当系统各个传感器出现生产线运行异常时，通过声音和各种光来向操作者发出示警信号的一种报警信号装置，以便对生产线设备异常进行及时检修维护。

所述的监控显示屏22是整个控制系统的显示部分，是系统的标准输出，显示系统各个传感器检测到的各种参数、数据、图像等运行情况；能够简单灵活地显示振动筛的参数设置情况，另外监控显示屏22还包括LED指示灯的显示，LED指示灯电路与LCD液晶显示屏配合使用，使显示内容更加简单明了。

所述的操作台23由各种开关按钮组成，实现整个控制系统的主令控制、信号指示；操作台22还设置有触摸屏MPI键盘，设有6个按键，分别是复位键、确认键、增值键、减值键、上翻键、下翻键；配以各个开关按钮、按键来适应多变的过程控制，实现整个控制系统的主令控制、信号指示，可以实现人工手动和自动控制两种控制方式。

所述的电源模块24是整个控制系统用到的电源，包括+5V、-5V、+12V、+24V直流电源，用于给芯片、发射电路、输出驱动电路供电，先用变压器将220V交流电源转换成36V和40V的交流电，再通过整流桥将交流电转换成直流电，最后通过简单的LC滤波电路获得稳定的直流电源。

所述的通信模块25选用RS485串行通信电路设计，用来完成PLC控制器1与上位机或者驱动装置间的连接，需要通信电路来完成连接，RS485电路具有的传输速度率最高可达10Mbp/s，工作时分别用RS485通信两导线之间的电压差(2-6V)的正负代表通信逻辑中的1和0。