专利名称：一种细粉装车的自动控制系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种细粉库底全自动装载、计量的控制方法，它主要应用于水泥和混凝土行业。
背景技术：
发明内容
高炉矿渣超细粉是节能减排、资源循环利用项目，它将高炉矿渣进行深加工，产出高附加值超细粉，应用于水泥和混凝土行业，可有效提高高炉尾渣利用价值，实现 高炉矿渣由原来的外排销售到资源的产品化深加工发展利用，以此创造更大的经济效益。目前国内库底装车系统大多为人工操作，且装车和计量不能同时进行，整个装车过程杂乱，不仅劳动强度大而且生产效率低。
本发明提供调度、装车、计量、监控为一体的一种细粉装车的自动控制方法，目的是使装料过程协调、简单，从而减少劳动强度并提高装车效率。本发明包括刷卡管理系统、装料控制系统、称重系统、控制流程监控系统、视频监控系统、语音系统，刷卡管理系统的输出连接装料控制系统的输入，装料控制系统的输出连接称重系统的输入，称重系统的输出连接控制流程监控系统的输入，控制流程监控系统的输出连接视频监控系统的输入，视频监控系统的输出连接语音系统的输出。所述的刷卡管理系统包括销售中心计算机、票据打印机及IC卡读写装置。IC卡设置在现场装车入口，计算机及打印机放置在销售中心，设备之间通过工业以太网进行通讯连接。计算机系统实现客户购卡，IC卡制作，订单保存及查询、打印等功能。具体过程根据客户要求，确定购买装车重量，订单录入数据库，并生成有效订单，制作一张IC卡，包括车号、汽车衡位号、灌装量、日期等信息。司机持IC卡到相应的汽车衡位置进行装车，装车完毕后，交回IC卡，并打印出厂磅单，具备出厂条件。所述装料控制系统由控制柜、低压柜、计算机、操作手柄、电动栏杆机等设备组成，之间通过标准工业以太网络连接。PLC控制柜内装有可编程控制器、称重仪表、信号灯及它控制器件。可编程序控制器实现全套设备的运行、下料的速度控制、位置检测及系统报警等计算和逻辑控制功能。低压柜用来给现场除尘器、散装头、控制系统等设备供电。电动栏杆机和交通灯配合，用来指示现场工作状态(灌装状态，故障状态、灌装完毕状态，停车状态)，或者是否允许汽车上汽车衡或装满后下汽车衡。称重系统由数字式称重传感器、称重仪表及通讯接口装置组成。称重仪表接收来自称重传感器信号，将其转换成重量值，称重数据通过Profibus-DP现场总线网络传到PLC和计算机进行数据采集处理。控制流程监控系统由进出道闸装置、交通信号灯、应急操作平台等组成。系统接收到正常装料信号后，进入栏杆机抬起放行，进入装料过程。如发生溢料时，通过监控平台急停；满足条件后，出栏杆抬起放行。视频监控系统由摄像头、解码器、硬盘录像机、矩阵控制系统、大屏幕等组成，摄像头每个装运通道安装2台，采用铜轴电缆与监控系统连接。系统同时具有视频存储、查阅等功能。语音系统由调度机、功率放大器、语音广播系统等组成。每个装车通道安装30W的喇叭，其他装置放置在主控室，之间通过线缆连接。广播系统可以选择群播，也可选择单同通道通话，便于装车过程有效调度组织。本发明的工作过程是细粉进入成品库储存后，装车人员通过刷卡进入到装车通道，现场人员确认散装头到位后进行装料，由汽车衡把装车重量传入PLC，在装满设定重量料后，装料控制系统自动关闭，栏杆机自动抬起，车辆出装车通道。系统由PLC负责信号输入采集和信号输出采集，作为中间衔接的一个环节，为管理系统准备数据(料重、设备状态等)，和控制外围设备(散装头升降、开关料门、起停除尘 器、状态指示灯、栏杆机等)，管理系统负责刷卡管理、数据库管理、料流记录及管理。控制流程监控系统负责系统整个装料流程的监控，称重系统负责车载计量和称重及数据的DP网络传输。语音系统负责主控和装料司机必要时的信息沟通。视频监视系统可以记录必要影像并保存一定时间以待查询。控制系统采用I/O分布式控制、基于标准工业以太网架构设计，采用C/S模式实现工程师站、操作员站和系统服务器数据交互，包括刷卡管理系统、装料控制系统、称重系统、控制流程监控系统、视频监控系统、语音系统等。控制系统网络结构，上位机(WinCC操作站)与PLC之间与上层服务器之间通过工业以太网通讯。PLC与I/O远程站、汽车衡通过PR0FIBUS协议实现数据通讯。本发明是一种由调度、装料、计量、监控为一体的高效的库底装车控制方法，通过风量控制、重量采集、料流控制、栏杆机控制、使装料过程协调、简单保证了装车过程的准确与快速的效果。本发明以实现在细粉进入成品储存后，通过均化风量、风道控制、料流控制、除尘系统、计量管理等完成装料过程。使整个过程实现全流程自动化控制提高装料速度和精度，减少工人劳动强度，提高生产效率。本发明应用于细粉项目中，系统投用后运行稳定，日装车量已达3000吨，均化风量控制及下料速度等关键工艺指标完全满足生产工艺要求，有效地解决了库底装料的问题，同时对产品销售起到了良好的作用，使产品销售及市场发展前景良好。
图I是本发明的控制模块关联图。
具体实施例方式 一种细粉装车的自动控制系统，包括刷卡管理系统、装料控制系统、称重系统、控制流程监控系统、视频监控系统、语音系统，刷卡管理系统的输出连接装料控制系统的输入，装料控制系统的输出连接称重系统的输入，称重系统的输出连接控制流程监控系统的输入，控制流程监控系统的输出连接视频监控系统的输入，视频监控系统的输出连接语音系统的输出。I、电气系统设计
供电系统采用双电源切换设计，第一路出现故障后STS (掉电自动检测装置)自动切换到第二路给负载供电，第二路故障的话STS自动切换到第一路给负载供电。采用双列复合式触头，基本实现了零飞弧。装有安全装置在超出110°C温度和过电流状态时自动跳闸，待故障消失后即自动投入工作，保证了开关寿命。罗茨风机采用电压斜坡软起动控制方式斜坡初始电压电网电压30%，斜坡起动时间30S，正常工作电流38A- -40A，控制方式选择外控有效。2、控制系统网络架构设计
控制系统网络基于标准工业以太网架构设计，上位机(WinCC操作员站)与PLC之间及上层服务器都通过工业以太网通讯。PLC与I/O远程站、汽车衡通过PR0FIBUS协议实现数据通讯。4、软件模块
本案例中控制对象包括3个相同的料仓，每个料仓又分为2个独立的装料通道。在满 足控制系统功能前提下，为了简化程序结构、控制软件采用模块化编程方法，根据实际生产工艺要求，软件模块主要分为应用程序模块、仓控制程序模块、仓控制程序模块等，各部分控制模块关联关系如图I所示
应用模块程序作为I/O信号的输入部分，除接收操作员指令外，同时采集现场所有设备的运行状态，为程序控制中心提供信号源。仓控程序模块作为控制程序核心，实现控制指令的上传下达，并调度监控各装车通道的分配、改装、刷卡许可证辨识及运行状态监控。1-3#仓控制程序作为仓控系统子系统，接收来自仓控系统的命令，实现刷卡计量、装料流程、进出等过程全自动控制。同时各模块之间有效连接，确保细粉装料系统稳定运行。具体控制流程如下
刷卡装置接收到刷卡信号后，下达抬栏杆命令——车辆进入到下料通道——打开车辆进料口，确认散装口对准车辆进料口——下达打开下料口命令——PLC接受下料给定，汽车衡把装车重量传入PLC，一下料结束一下达完毕命令一PLC接受完毕命令后20秒放下栏杆——车辆驶出，结束装料。在装满设定重量料后，装料控制系统自动关闭，栏杆机自动抬起，车辆出装车通道。
权利要求
1.一种细粉装车的自动控制系统，其特征是包括刷卡管理系统、装料控制系统、称重系统、控制流程监控系统、视频监控系统、语音系统，刷卡管理系统的输出连接装料控制系统的输入，装料控制系统的输出连接称重系统的输入，称重系统的输出连接控制流程监控系统的输入，控制流程监控系统的输出连接视频监控系统的输入，视频监控系统的输出连接语音系统的输出。
2.根据权利要求I所述的一种细粉装车的自动控制系统，其特征是所述的刷卡管理系统包括销售中心计算机、票据打印机及IC卡读写装置，IC卡设置在现场装车入口，销售中心计算机及票据打印机放置在销售中心，销售中心计算机、票据打印机及IC卡读写装置之间通过工业以太网进行通讯连接。
3.根据权利要求I所述的一种细粉装车的自动控制系统，其特征是所述的装料控制系统由PLC控制柜、低压柜、计算机、操作手柄、电动栏杆机组成，它们之间通过标准工业以太网络连接，PLC控制柜内装有可编程控制器、称重仪表、信号灯，可编程序控制器实现全套设备的运行、下料的速度控制、位置检测及系统报警等计算和逻辑控制功能；低压柜用来给现场除尘器、散装头、控制系统等设备供电；电动栏杆机和交通灯配合，用来指示现场工作状态。
4.根据权利要求I所述的一种细粉装车的自动控制系统，其特征是所述的称重系统由数字式称重传感器、称重仪表及通讯接口装置组成，称重仪表接收来自称重传感器信号，将其转换成重量值，称重数据通过Profibus-DP现场总线网络传到PLC和计算机进行数据采集处理。
5.根据权利要求I所述的一种细粉装车的自动控制系统，其特征是所述的控制流程监控系统由进出道闸装置、交通信号灯、应急操作平台组成，自动控制系统接收到正常装料信号后，进入栏杆机抬起放行，进入装料过程。
6.根据权利要求I所述的一种细粉装车的自动控制系统，其特征是所述的视频监控系统由摄像头、解码器、硬盘录像机、矩阵控制系统、大屏幕组成，摄像头每个装运通道安装2台，采用铜轴电缆与监控系统连接。
7.根据权利要求I所述的一种细粉装车的自动控制系统，其特征是所述的语音系统由调度机、功率放大器、语音广播系统组成，每个装车通道安装30W的喇叭。
8.根据权利要求I所述的一种细粉装车的自动控制系统，其特征是它的控制方法是刷卡装置接收到刷卡信号后，下达抬栏杆命令——车辆进入到下料通道——打开车辆进料口，确认散装口对准车辆进料口——下达打开下料口命令——PLC接受下料给定，汽车衡把装车重量传入PLC，一下料结束一一下达完毕命令一PLC接受完毕命令后20秒放下栏杆一车辆驶出，结束装料，在装满设定重量料后，装料控制系统自动关闭，栏杆机自动抬起，车辆出装车通道。
全文摘要
一种细粉装车的自动控制系统，主要应用于水泥和混凝土行业，它包括刷卡管理系统、装料控制系统、称重系统、控制流程监控系统、视频监控系统、语音系统，刷卡管理系统的输出连接装料控制系统的输入，装料控制系统的输出连接称重系统的输入，称重系统的输出连接控制流程监控系统的输入，控制流程监控系统的输出连接视频监控系统的输入，视频监控系统的输出连接语音系统的输出。本发明以实现在细粉进入成品储存后，通过均化风量、风道控制、料流控制、除尘系统、计量管理等完成装料过程。使整个过程实现全流程自动化控制提高装料速度和精度，减少工人劳动强度，提高生产效率。
文档编号G05B19/418GK102768515SQ20121023544
公开日2012年11月7日 申请日期2012年7月9日 优先权日2012年7月9日
发明者张国菊, 陈若珩, 韩建科 申请人:山西太钢不锈钢股份有限公司