取样设备控制系统的制作方法

本实用新型涉及工业生产中的物料取样，具体提供一种取样设备控制系统。

背景技术：

物料取样是监测生产质量的重要手段。对于物料取样来说，取样设备控制是极其重要的，若取样设备控制不好，则会严重影响取样效果，甚至损坏取样设备。现有的取样设备主要由时间继电器来控制，自动化程度不够，需要人力监管和操作取样过程，不能实现手动、自动两种方式自由选择，取样电机容易卡死，清理过程费时费力，非常影响取样效率。

因此，本领域需要一种控制系统对取样设备进行整体控制以解决上述问题。

技术实现要素：

本实用新型旨在解决现有技术中的上述问题，具体而言，本实用新型旨在解决现有取样设备自动化程度不够、不能实现手动、自动任意切换等问题。为此，本实用新型提供一种取样设备控制系统，该系统包括：设定单元，其用于选择手动取样模式或自动取样模式、设定自动取样的操作间隔时间以及在手动取样模式下控制取样设备的启停；物料开关，其设置在取样设备上，用于在取样到位时动作以便停止取样或者使取样设备从取样操作切换到清料操作；驱动单元，其用于驱动取样设备执行取样操作或清料操作；运行状态指示单元，其用于显示取样设备的运行状态；控制器，其根据所述设定单元的设定、所述物料开关的状态、所述驱动单元的反馈信号，控制所述驱动单元驱动取样设备以及控制所述运行状态指示单元显示取样设备的运行状态。

在上述取样设备控制系统的优选实施方式中，所述控制器包括CPU、数字量输入模块、数字量输出模块和模拟量输入模块，所述CPU分别与所述数字量输入模块、所述数字量输出模块和所述模拟量输入模块通讯连接，用于从所述数字量输入模块和所述模拟量输入模块接收输入信息以及通过所述数字量输出模块输出控制指令。

在上述取样设备控制系统的优选实施方式中，所述设定单元包括：电位器，其连接到所述模拟量输入模块，用于向所述模拟量输入模块发送自动取样的操作间隔时间信号；选择开关，其连接到所述数字量输入模块，通过所述选择开关可以选择手动取样模式或自动取样模式，并将取样模式信号传送给所述数字量输入模块；启停控制按钮，其连接到所述数字量输入模块，在所述选择开关处于手动取样模式时所述启停控制按钮将启动或停止信号传送给所述数字量输入模块。

在上述取样设备控制系统的优选实施方式中，所述启停控制按钮是包含启动按钮和停止按钮的组合按钮，或者是具有启动、停止两个选择位的单个按钮。

在上述取样设备控制系统的优选实施方式中，所述驱动单元包括控制继电器、交流接触器和取样电机；所述控制继电器连接到所述数字量输出模块和所述交流接触器，用于接收来自所述数字量输出模块的信号并控制所述交流接触器的吸合与断开；所述交流接触器连接到所述取样电机并控制所述取样电机正传、反转和停止；所述取样电机与取样设备相连，用于驱动取样设备进行取样或清料操作。

在上述取样设备控制系统的优选实施方式中，所述交流接触器还连接到所述数字量输入模块以便将所述取样电机的正传、反转、停止、卡死状态传送到所述数字量输入模块。

在上述取样设备控制系统的优选实施方式中，所述运行状态指示单元包括取样运行灯、清料运行灯、取样完成灯和故障灯；所述取样运行灯设置成当所述交流接触器吸合、所述取样电机正转时点亮；所述清料运行灯设置成当所述交流接触器吸合、所述取样电机反转时点亮，当所述取样电机反转停止后，所述清料运行灯熄灭；所述取样完成灯设置成当所述物料开关打开时点亮；所述故障灯设置成当所述取样电机卡死时点亮。

在上述取样设备控制系统的优选实施方式中，所述物料开关连接到所述数字量输入模块，并且设置成当物料取样不到位时关闭并因此允许取样操作，以及当物料取样到位时打开以便禁止取样操作以及选择性地允许清料操作。

本领域技术人员能够理解的是，在采用上述技术方案的前提下，本实用新型的控制系统能够实现取样设备的全自动控制，并且可以自由选择自动或手动模式，以便根据不同物料类型来灵活控制。在自动取样模式下可以自动清料，在手动模式下可以手动清料，并且可以根据物料的不同类型灵活设置取料和清料时间。此外，由于组合设置了热保护型的控制继电器和交流接触器，可以第一时间将电机卡死的情况反馈给控制器，降低了电机卡死的几率。即便出现了卡死状态，故障灯也可以第一时间提示操作人员进行人工故障排除，大幅度降低了电机卡死对取样操作的影响。

附图说明

图1是根据本实用新型的优选实施方式的取样设备控制系统的宏观架构图。

图2是根据本实用新型的优选实施方式的取样设备控制系统的的详细架构图。

具体实施方式

下面将结合附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，该实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非用于限制本实用新型的保护范围。例如，虽然该优选实施方式中描述了各种具体的继电器、接触器以及输入、输出模块，但是，这些部件并不是限制性的，本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合，调整后的技术方案仍将落入本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，其可以是直接相连，也可以通过中间器件间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

首先参阅图1，本实用新型的取样设备控制系统主要包括五个部分，即控制器、设定单元、驱动单元、运行状态指示单元和物料开关。具体地，设定单元用于设定自动取样的操作间隔时间、选择手动取样模式还是自动取样模式，以及在手动取样模式下控制取样设备的启停。驱动单元与取样设备相连，用于驱动取样设备执行取样或清料操作。运行状态指示单元用于显示取样设备的运行状态。物料开关设置在取样设备上，只有在物料开关动作前可以进行取样操作，物料开关动作后只能停止取样或者进行清料操作。控制器用于根据设定单元的设定、物料开关的状态和驱动单元的反馈信号来控制驱动单元驱动取样设备，以及控制运行状态指示单元显示取样设备的运行状态。因此，控制器是本实用新型的控制系统的处理中心，设定单元、驱动单元、运行状态指示单元、物料开关都分别连接到控制器。设定单元和物料开关将操作信号传送到控制器，驱动单元将驱动状态信号返回到控制器，控制器分析处理后指挥驱动单元和运行状态指示单元执行相关操作命令。

关于物料开关，需要特别指出的是，其可以采用任何适当的形式来实现，例如，其可以设置成用于检测被取样的物料数量的行程开关的形式，该行程开关可以是纯机械结构，纯电子结构，或者机械电子组合结构。总而言之，物料开关的具体形式是现有技术，可以由本领域技术人员灵活选择，不应对本实用新型的保护范围构成任何限制。

下面参阅图2，在优选实施方式中，本实用新型的控制器包括CPU、数字量输入模块、数字量输出模块和模拟量输入模块，数字量输入模块、模拟量输入模块分别连接到CPU，用于向CPU传送输入信息，所述CPU对输入信息进行处理后将控制信息传送到数字量输出模块，由数字量输出模块控制驱动单元和运行状态指示单元执行相关操作。

继续参阅图2，在优选实施方式中，本实用新型的设定单元包括电位器、选择开关和启停控制按钮：电位器连接到模拟量输入模块，用于向模拟量输入模块发送自动取样的间隔时间设定信号；选择开关连接到数字量输入模块，通过选择开关可以选择自动控制位或手动控制位，并将控制模式信号传送到数字量输入模块，以便CPU发出正确的控制指令；启停控制按钮也连接到数字量输入模块，其用于在选择开关处于手动控制位的状态下将启动或停止信号传送给数字量输入模块。数字量输入模块和模拟量输入模块将外部输入的信息传送到CPU，由CPU进行分析处理并生成控制指令。

需要说明的是，这里的启停控制按钮可以是任何形式，既可以是包含一个启动按钮和一个停止按钮的按钮组合，也可以是具有启动、停止两个选择位的单个按钮，当然也可以是能够达到相同控制目的的其它元件。类似地，电位器和选择开关的物理形式也不受限制，其可以设置成按钮、旋钮、触控屏、键盘等任何适当的形式，只要能够将相关信息发送给模拟量输入模块或数字量输入模块即可。

继续参阅图2，在优选实施方式中，本实用新型的驱动单元包括控制继电器、交流接触器和取样电机。控制继电器连接到数字量输出模块和交流接触器，用于接收来自数字量输出模块的信号并控制交流接触器的吸合与断开。交流接触器连接到取样电机并控制取样电机正传、反转和停止，同时，交流接触器还连接到数字量输入模块，用于数字量输入模块传送取样电机的正传、反转、停止、卡死的状态。取样电机直接驱动取样设备进行取样或清料操作。优选地，取样电机正传时执行取样操作，反转时执行清料操作。

继续参阅图2，在优选实施方式中，本实用新型的运行状态指示单元包括取样运行灯、清料运行灯、取样完成灯和故障灯。交流接触器吸合、取样电机正转时，交流接触器的辅助触点形成电机运行正转的返回信号输入到数字量输入模块内，由数字量输出模块控制取样运行灯点亮；当物料取样到位，物料开关打开时，数字量输入模块检测到物料开关的打开状态，由数字量输出模块控制取样运行灯熄灭，取样完成灯点亮；当交流接触器吸合、取样电机反转时，交流接触器的辅助触点形成电机运行反转的返回信号输入到数字量输入模块内，由数字量输出模块控制清料运行灯点亮；当取样电机反转停止后，交流接触器输入到数字量输入模块的电机运行反转信号终止，由数字量输出模块控制清料运行灯熄灭；当取样电机卡死时，控制继电器发挥热保护作用，交流接触器断开，数字量输入模块检测到交流接触器的断开信号，从而由数字量输出模块控制故障灯点亮。

继续参阅图2，在优选实施方式中，本实用新型的物料开关连接到数字量输入模块，将自身开关状态信息传送到数字量输入模块。优选地，物料开关设置成：当物料开关关闭时，可以进行取样操作；当物料取样到位时，物料开关打开，不能进行取样操作，只能进行清料操作。当物料取样到位，物料开关处于打开状态时，即使是选择开关处于手动控制状态时将启停控制按钮处于启动状态，取样电机也只能反转进行清料操作。

本实用新型的取样设备控制系统自动控制操作流程如下：

S1、调节电位器设定自动取样间隔时间，通过模拟量输入模块将所述间隔时间信息传送至所述CPU；

S2、将选择开关切换到自动控制位；

S3、到达预设的间隔时间后，CPU通过所述数字量输出模块控制控制继电器闭合交流接触器，从而取样电机正转，开始取样，取样运行灯点亮；

S4、物料取样到位，物料开关打开，取样电机停止转动，取样运行灯熄灭，取样完成灯点亮，取样完成；

S5、CPU通过所述数字量输出模块控制控制继电器来闭合交流接触器，从而取样电机反转，开始清料，清料运行灯点亮；

S6、延时一段时间-例如1分钟后，所述取样电机停止，清料运行灯熄灭。

本实用新型的取样设备控制系统手动控制操作流程如下：

S1、将选择开关切换到手动控制位；

S2、将启停控制按钮切换到启动位或者按下启动按钮，从而CPU通过所述数字量输出模块控制控制继电器闭合交流接触器，从而取样电机正转，开始取样，取样运行灯点亮；

S3、将启停控制按钮切换到停止位或者按下停止按钮，取样停止，如果物料取样到位，物料开关打开，取样完成灯点亮，如果物料取样不到位，物料开关仍旧处于关闭状态，可以继续通过将启停控制按钮切换到启动位或者按下所述启动按钮，再次取样，此时取样运行灯点亮，可以进行多次启动或停止，直到物料取样到位，物料开关打开，取样完成灯点亮；

S4、将所述启停控制按钮切换到启动位或者按下所述启动按钮，从而所述CPU通过所述数字量输出模块控制所述控制继电器来闭合所述交流接触器，从而所述取样电机反转，开始清料，清料运行灯点亮；

S5、将所述启停控制按钮切换到停止位或者按下所述停止按钮，从而所述CPU通过所述数字量输出模块控制所述控制继电器来断开所述交流接触器，从而所述取样电机停止，所述清料运行灯熄灭；或者延时1分钟后，所述取样电机停止，所述清料运行灯熄灭。

无论是手动控制还是自动控制，一旦出现电机卡死，热保护继电器会马上动作，交流接触器会被断开，故障灯立刻亮起，提示操作人员第一时间进行故障排除。

需要说明的是，在上述自动控制步骤中，步骤1和步骤2可以互换，只要在到达预设时间间隔时选择开关处于自动控制位即可。这里的选择开关可是自动控制按钮和手动控制按钮的组合，也可以是包含自动和手动两种控制位的一个开关。1分钟的清料时间是本实施例的优选的一般清料时长，也可以根据不同的物料调整成不同的清料时长，进行精细化控制，并且在手动控制步骤中也可以通过启停控制按钮的停止按钮或停止位来灵活控制清料时长。

综上所述，本实用新型实现了取样设备的全自动控制，并且可以自由选择自动或者手动模式，可以根据不同物料种类灵活控制。在自动取样模式可以自动清料，在手动模式下可以手动清料，并且可以根据物料的不同灵活设置清料时间，降低了电机卡死的几率。即便出现了卡死状态，故障灯也可以第一时间提示操作人员进行故障排除，降低了电机卡死对取样效率的影响。

最后，需要强调的是，尽管说明书中详细列举了各种具体的元器件，但是这种列举并不是限制性的，本实用新型不应该受此限制。换句话说，本实用新型的保护对象是设定单元、物料开关、驱动单元、运行状态指示单元和控制器构成的彼此交互协作的宏观架构，而不是这些部件或者其子模块的具体功能或操作，因此，在不改变这种宏观架构的前提下，本实用新型的控制系统内的具体组成部件-例如电机、接触器、继电器、物料开关、状态灯、电位器等，可以根据需要设置成任何物理形式，并且可以根据需要进行调整和更换，调整和更换后的技术方案并没有偏离本实用新型的基本原理，因此也将落入本实用新型的保护范围之内。例如，加载各种不同控制程序的CPU都可以用于本实用新型，本实用新型的保护对象并不是CPU加载和执行的程序本身，而是CPU通过模拟和数字输入模块与电位器、物料开关、启停控制按钮、选择开关等交互协作的系统架构。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。