專利名稱：加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于攪拌機(jī)自動化控制技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種加氣混凝土攪拌站的控制設(shè)備與系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
加氣混凝土是一種新型的墻體建材，它的獨(dú)特之處在于它是一種非常輕型的保溫隔熱新型建筑墻材。加氣混凝土的最大優(yōu)勢就是節(jié)約土地資源，不用浪費(fèi)大量的耕地，而且它的原料來源非常地廣泛，灰沙，礦渣，粉煤灰和煤矸石等都是做加氣混凝土的原材料，而且加氣混凝土的性能特點(diǎn)非常的優(yōu)越，有非常好的可加工能力和隔熱保溫能力，而且可塑性非常的強(qiáng)，可刨可鋸，有非常好的加工特性。加氣混凝土是集承重和絕熱為一身的多功能材料，根據(jù)目前的國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，唯有使用加氣混凝土，才能做到單一材料達(dá)標(biāo)的要求。因此，加氣混凝土制品成為今后墻體材料的首選，有著巨大的發(fā)展?jié)摿?。加氣混凝土智能化生產(chǎn)線成套設(shè)備包括原材料處理與制備系統(tǒng)、稱重攪拌系統(tǒng)、吊裝系統(tǒng)、澆注成型系統(tǒng)、切割系統(tǒng)、物流系統(tǒng)、蒸壓養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)、坯體分離系統(tǒng)、包裝系統(tǒng)。其中，稱重攪拌系統(tǒng)是整個生產(chǎn)線的核心，是成品好壞的關(guān)鍵。國外的加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌系統(tǒng)比較智能化與精密化，不過結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，一般的生產(chǎn)工人很難進(jìn)行操作，對工人的技能有很高的要求。而且非常昂貴。國內(nèi)加氣混凝土生產(chǎn)線配料攪拌系統(tǒng)價格雖然較國外便宜，但是智能化與精密度不高，很難達(dá)到生產(chǎn)的要求，它的問題主要有以下幾個方面:(I)料斗門或螺旋給料器的動作滯后時間和空中余料(沖量)的隨機(jī)變化導(dǎo)致配料誤差過大；(2)現(xiàn)有加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)稱重部分的原理是由傳感器及變頻器產(chǎn)生的代表重量的電信號經(jīng)信號放大模塊后再由單片機(jī)采集，這種控制方式信號干擾大、故障率高；(3)現(xiàn)有加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫不夠完善，加氣混凝土配方數(shù)據(jù)庫和生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)庫功能不夠完善，不能對原料的配比進(jìn)行編輯；(4)現(xiàn)有加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)沒有生產(chǎn)管理子模塊，無法對系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時管理；(5)現(xiàn)有加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)的供水系統(tǒng)使用水泵直接供水，自動化程度低，誤差比較大；(6)現(xiàn)有加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)的加熱系統(tǒng)采用的供熱水的方式，浪費(fèi)資源；(7)現(xiàn)有加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌系統(tǒng)不能進(jìn)行遠(yuǎn)距離訪問編程與故障診斷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于采用模塊化設(shè)計，克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，提高系統(tǒng)的智能化程度和精確度，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊，智能化程度高，可操作性強(qiáng)，方便進(jìn)行生產(chǎn)管理，并且具有開放性且易維護(hù)、易清理，能夠滿足加氣混凝土配料攪拌自動化要求的智能加氣混凝土攪拌站控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)，包括:送料模塊、供水模塊、供熱模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊，還包括遠(yuǎn)程故障診斷模塊和信息管理模塊；信息管理模塊調(diào)用生產(chǎn)所需配方，送料模塊根據(jù)配方將物料送到稱重計量模塊，稱重計量模塊對物料進(jìn)行稱重處理后，送到攪拌機(jī)中，供水模塊給攪拌機(jī)進(jìn)行供水；攪拌機(jī)中物料配完之后，溫度控制模塊檢測攪拌機(jī)中物料的溫度，溫度低于攪拌所需溫度時，供熱模塊對攪拌機(jī)中的物料加熱，進(jìn)行攪拌；送料模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊、供水模塊通過RS-485總線接入工業(yè)控制計算機(jī)；工業(yè)控制計算機(jī)與上層管理計算機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)，形成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，對加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)的送料模塊、供水模塊、供熱模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊進(jìn)行集中管理；遠(yuǎn)程故障診斷模塊包括服務(wù)端和用戶端，服務(wù)端通過在Internet上建立的VPN通道對用戶端進(jìn)行故障診斷。送料模塊采用變速送料輸送物料，先高速送料，當(dāng)物料重量達(dá)到標(biāo)重的80%時，采用低速送料；送料模塊包括可編程控制器、伺服驅(qū)動器、軸編碼器、伺服電機(jī)、輸送帶；伺服電機(jī)主軸一端通過聯(lián)軸器接到輸送帶的驅(qū)動軸上；軸編碼器安裝在伺服電機(jī)的主軸上，將伺服電機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速作為同步信號采集到伺服驅(qū)動器中；伺服驅(qū)動器通過通訊線連接到可編程控制器上，伺服驅(qū)動器的脈沖輸入接口接受可編程控制器發(fā)來的脈沖序列，進(jìn)行速度的控制。供水模塊包括水泵、水箱、流量計、可編程控制器和伺服控制閥門；伺服控制閥門由伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動器和閥門組成，伺服電機(jī)的主軸和閥門活塞桿通過齒輪連接，伺服驅(qū)動器控制伺服電機(jī)工作；水泵從水箱將水通過水管抽到伺服控制閥門處，伺服控制閥門的可編程控制器通過伺服驅(qū)動器給伺服電機(jī)發(fā)送指令，伺服電機(jī)驅(qū)動活塞對閥門進(jìn)行開合。供熱模塊將加氣混凝土生產(chǎn)線中蒸壓釜排出的廢蒸氣通入到澆注攪拌機(jī)內(nèi)，對澆注攪拌機(jī)內(nèi)的物料進(jìn)行供熱。遠(yuǎn)程故障診斷模塊中，服務(wù)端設(shè)備包括用于工程師站的PC機(jī)、SCALANCE S612安全模塊、用于進(jìn)行安全遠(yuǎn)程訪問的VPN路由器，服務(wù)端各設(shè)備連接到以太網(wǎng)上；客戶端設(shè)備包括用于進(jìn)行安全無線在線連接的MD741-1 GPRS路由器，MD741-1 GPRS路由器和現(xiàn)場設(shè)備連接到工業(yè)以太網(wǎng)；現(xiàn)場設(shè)備為送料模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊和供水模塊；現(xiàn)場設(shè)備的可編程控制器采用西門子S7-300可編程控制器；可編程控制器上帶有CPU 315-2DP模塊和CP 343-1 Lean通訊模塊；服務(wù)端的SCALANCE S612安全模塊可與客戶端的MD741-1GPRS路由器在Internet上建立一 VPN通道，客戶端給服務(wù)端提供訪問權(quán)限后，服務(wù)端對客戶端進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷與維護(hù)。信息管理模塊包括配方管理模塊、外部數(shù)據(jù)庫、生產(chǎn)工藝管理模塊；配方管理模塊用于對加氣混凝土的配方進(jìn)行管理編輯；外部數(shù)據(jù)庫用于存儲常用加氣混凝土的配方以及相應(yīng)地生產(chǎn)工藝；生產(chǎn)工藝管理模塊用于對不同加氣混凝土配方對應(yīng)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行管理編輯。本發(fā)明加氣混凝土稱重攪拌控制系統(tǒng)，還包括報警器，報警器與稱重計量模塊的可編程控制器連接；當(dāng)稱重計量模塊測得的物料實(shí)際值與配方值誤差過大時，報警器進(jìn)行報警。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn):(I)本發(fā)明最顯著的特點(diǎn)是通過Internet實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)的遠(yuǎn)程編程訪問和故障診斷，服務(wù)端的SCALANCE S612安全模塊可與客戶端的MD741-1 GPRS路由器在Internet上建立一個VPN通道，這樣就使得服務(wù)端和客戶端相當(dāng)于在一個局域網(wǎng)內(nèi)，服務(wù)端獲得客戶端提供的訪問權(quán)限以后，就可以輕松訪問客戶端，對客戶端進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷與維護(hù)，也可給客戶端提供技術(shù)支持，更新系統(tǒng)的技術(shù)軟件；(2)安裝在物料輸送機(jī)驅(qū)動軸上的伺服電機(jī)代替了傳統(tǒng)的三相異步電機(jī)，可以自由地控制輸送機(jī)的傳輸速度，準(zhǔn)確地對輸送機(jī)進(jìn)行啟?？刂疲b置運(yùn)行平穩(wěn)，輸送物料均勻，消除共振，成本低，可靠性好；(3)供水模塊采用類似于送料模塊的控制方式，可編程控制器加伺服電機(jī)加流量計組合的控制方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水泵直接供水的方式，使供水系統(tǒng)更加精確；(4)供熱模塊采用通蒸汽的方式代替?zhèn)鹘y(tǒng)通熱水的方式，節(jié)約了大量的資源，杜絕了資源浪費(fèi)，精確度更高，可靠性更強(qiáng)；(5)系統(tǒng)提拱了配方管理數(shù)據(jù)庫和生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)庫，方便用戶進(jìn)行查閱，并且數(shù)據(jù)庫可以供用戶進(jìn)行編輯、添加、刪除、修改、查詢，更加方便，更加人性化。


圖1是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。圖2是加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總圖。圖3是物料輸送機(jī)和供水系統(tǒng)伺服控制簡圖。圖4是遠(yuǎn)距離訪問編程與故障診斷網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D。圖5是信息管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)，包括:送料模塊、供水模塊、供熱模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊、報警器、遠(yuǎn)程故障診斷模塊和信息管理模塊；硬件包括:工業(yè)控制計算機(jī)、上層管理計算機(jī)、外部數(shù)據(jù)庫、壓力傳感器、溫度傳感器、西門子PLC、西門子稱重模塊、西門子溫度模塊、西門子通訊模塊、流量計、伺服電機(jī)及配套設(shè)備，包括ADSL路由器、GPRS路由器、交換機(jī)在內(nèi)的通訊設(shè)備。送料模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊、供水模塊通過RS-485總線接入工業(yè)控制計算機(jī)；工業(yè)控制計算機(jī)與上層管理計算機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)，形成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，對系統(tǒng)進(jìn)行管理。西門子通訊模塊通過2X8針RJ-45插口連接到工業(yè)以太網(wǎng)。遠(yuǎn)方的設(shè)備廠家通過Internet訪問系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程訪問編程、故障診斷。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。結(jié)合圖1，一種加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)，包括工業(yè)控制計算機(jī)、送料模塊、供水模塊、供熱模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊、報警器、遠(yuǎn)程訪問與故障診斷模塊和信息管理模塊。結(jié)合圖2，系統(tǒng)包括底層的現(xiàn)場設(shè)備，中間層的工業(yè)控制計算機(jī)，上層管理計算機(jī)?，F(xiàn)場設(shè)備包括送料模塊，稱重計量模塊，溫度控制模塊，供水模塊等?，F(xiàn)場的設(shè)備通過可編程控制器的RS-485接口連接到工業(yè)控制計算機(jī)上。工業(yè)控制計算機(jī)里裝有西門子組態(tài)軟件WIN-CC，代替了傳統(tǒng)的PLC+觸摸屏的控制方式，既起到了監(jiān)控的作用，又能與上層管理計算機(jī)通訊，形成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)管理的作用。更加安全，更加可靠。另外，工業(yè)控制計算機(jī)還與外部數(shù)據(jù)庫相連。外部數(shù)據(jù)庫包括配方管理數(shù)據(jù)庫，生產(chǎn)工藝管理數(shù)據(jù)庫，原材料管理數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫是以安裝盤的方式連帶產(chǎn)品一起給客戶的，方便客戶的查詢。另夕卜，客戶對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行編輯，包括添加、刪除、修改等功能。設(shè)備廠家也可以在線對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行修改，根據(jù)市場需求和用戶需要，實(shí)時的更新數(shù)據(jù)庫。工業(yè)控制計算機(jī)的上端連入工業(yè)以太網(wǎng)，使整個系統(tǒng)集于一個局域網(wǎng)內(nèi)，方便上層監(jiān)控生產(chǎn)流程和生產(chǎn)情況。所述的工業(yè)以太網(wǎng)連有GPRS路由器，與設(shè)備廠家的SCALANCE S612模塊在Internet上建立一個VPN通道，使設(shè)備廠家與系統(tǒng)通訊。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者需要提供技術(shù)支持的時候，用戶可以為設(shè)備廠家提供訪問權(quán)限，設(shè)備廠家獲得訪問權(quán)限之后，通過建立的VPN通道，就可以輕松訪問系統(tǒng)，對系統(tǒng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行診斷與排除，并且為用戶提供技術(shù)支持，為系統(tǒng)以后正常平穩(wěn)的運(yùn)行提供了保障。結(jié)合圖3，所述的送料模塊采用變速的送料方式，先高速送料，當(dāng)物料重量達(dá)到標(biāo)重的80%左右的時候，采用低速送料的方式。系統(tǒng)設(shè)備包括輸送帶、托輪、驅(qū)動裝置、可編程控制器、伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動器、主軸編碼器。驅(qū)動裝置的主軸與伺服電機(jī)的主軸通過聯(lián)軸器相連，主軸編碼器置于伺服電機(jī)的主軸上。伺服電機(jī)通過光纜連在伺服驅(qū)動器上，伺服驅(qū)動器對伺服電機(jī)進(jìn)行設(shè)置。控制伺服電機(jī)上安有一個位控模塊，控制方式為位置控制方式，靠控制器發(fā)送脈沖的頻率來控制速度。脈沖頻率越高，速度越快。所述的可編程控制器選用西門子S7-200系列PLC CPU224XPCN,這種型號的PLC除了帶有輸入輸出點(diǎn)外。還有I個模擬量輸入點(diǎn)和I個模擬量輸出點(diǎn)，這一型號PLC所具有的模擬量模塊，能夠滿足控制伺服電機(jī)的需要。具體的為PLC輸出模擬量，并連接到伺服驅(qū)動器的模擬量輸入接口。伺服驅(qū)動器對接收到的模擬量進(jìn)行內(nèi)部運(yùn)算，而后驅(qū)動伺服電機(jī)達(dá)到相應(yīng)的轉(zhuǎn)速。所述的供水模塊加裝有一個伺服控制閥門，閥門的開度通過PLC和伺服電機(jī)來控制。該伺服控制閥門采用絲杠進(jìn)行傳動，包括有活塞、絲杠、齒輪一對，相應(yīng)的控制設(shè)備包括伺服電機(jī)、PLC、伺服驅(qū)動器。供水模塊柔性智能控制的方法具體的實(shí)施方式為通過流量計讀出單位時間內(nèi)水的流量為q (m3)，系統(tǒng)設(shè)定的水的需求量為Q (m3)，運(yùn)用公式(時間)t=Q/q，求出供水時間，PLC的定時器對供水時間進(jìn)行設(shè)定。當(dāng)達(dá)到預(yù)定的定時時間時，PLC給伺服驅(qū)動器發(fā)送指令，驅(qū)動伺服電機(jī)關(guān)閉閥門停止供水。實(shí)現(xiàn)了供水系統(tǒng)的智能化、精確化自動供水。所述的供熱模塊采用蒸汽加熱的方式，蒸汽的來源為供坯體蒸養(yǎng)的蒸壓釜排出的廢氣。加氣混凝土是通過蒸壓釜進(jìn)行蒸養(yǎng)烘干的。蒸壓釜需要大量持續(xù)不斷的高溫蒸汽，由于蒸汽的流動性，勢必有一部分蒸汽無法利用而排到大氣中，造成資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。因此，可以將一部分廢氣通過蒸汽管道再次通到蒸壓釜中，蒸汽循環(huán)利用，將一部分蒸汽通到攪拌機(jī)中，給攪拌機(jī)中的物料提供所需的熱量。資源得到了合理的利用。解決了傳統(tǒng)通熱水加熱所帶來的資源浪費(fèi)和稀釋物料的問題。稱重計量模塊的稱重控制器采用PLC型控制器的模式。主要由PLC、稱重模塊、稱重傳感器組成。PLC采用的是西門子S7-300PLC;稱重模塊采用SIWAREX FTA稱重模塊，SIffAREX FTA稱重模塊快速，精確，可編程，它集成在西門子S7中，可以對FTA的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定；稱重傳感器采用西門子SIWAREX WL200稱重傳感器。該稱重系統(tǒng)采用特有的直承式原理，三個稱重傳感器呈等邊三角形均勻地分布在圓形稱斗底座上，稱斗懸空的支于三個稱重傳感器上。物料幾乎所有的力全部作用在稱重傳感器上，并且通過應(yīng)變電阻被檢測至IJ。應(yīng)變電阻由SIWAREX FTA稱重模塊提供激勵電壓，產(chǎn)生正比于物料重量的電信號，送給SIWAREX FTA稱重模塊。稱重傳感器通過屏蔽電纜接在稱重模塊上，稱重模塊記錄稱重傳感器發(fā)出的信號，并對其進(jìn)行處理再發(fā)送給PLC。實(shí)現(xiàn)了所有模塊完全集成于PLC，并完全由PLC控制的目的，完全達(dá)到了對物料進(jìn)行稱重計量的要求。稱重計量模塊還與工控機(jī)通訊。工控機(jī)通過串行通信接口向可編程控制器發(fā)送不同種類的加氣混凝土對應(yīng)的物料配比指令，物料配比指令是通過配方數(shù)據(jù)庫獲得的。工控機(jī)的配方數(shù)據(jù)庫中錄入了常見的加氣混凝土的物料配比、工藝參數(shù)、工藝要求，不同種類的加氣混凝土的物料配比、工藝參數(shù)和要求都不同。溫度控制模塊總共涉及以下幾大步驟，包括溫度傳感器、西門子溫度變送器、PLC溫度控制系統(tǒng)，外部溫度調(diào)節(jié)對象。第一步，選定監(jiān)控的對象，在攪拌機(jī)的內(nèi)部選取三個采樣點(diǎn)，安裝溫度傳感器，利用溫度傳感器分別采集這三個點(diǎn)的溫度。第二步，通過西門子溫度變送器將采集的三點(diǎn)溫度的采樣值轉(zhuǎn)換為模擬量電壓信號，從而得到三個采樣點(diǎn)所對應(yīng)的電壓值，輸入到可編程控制器的三個模擬量輸入端口。第三步，PLC將這三點(diǎn)溫度讀入后，取其平均值，作為攪拌罐內(nèi)物料溫度的實(shí)際值，將其與預(yù)先設(shè)定的正常溫度范圍上下限相比較。第四步，PLC向外部的溫度調(diào)節(jié)設(shè)備輸入模擬量控制信號，外部溫度調(diào)節(jié)設(shè)備根據(jù)輸出的模擬量的大小來調(diào)節(jié)溫度的升降或恒溫狀態(tài)。步驟一的溫度傳感器選用QAE2121.010西門子溫度傳感器；步驟二中的西門子溫度變送器采用西門子SITRANST TH400溫度變送器。本系統(tǒng)所需的溫度范圍為35°C-45°C。系統(tǒng)以0-10V代表0-100°C，所以設(shè)置的系統(tǒng)正常溫度范圍對應(yīng)的模擬量電壓為3.5V到4.5V。即上限4.5V (45°C),下限3.5V(35°C)。設(shè)定系統(tǒng)電壓(溫度)的基準(zhǔn)值為4V (40°C)。通過這種方法，就將PLC溫度控制系統(tǒng)對溫度的控制轉(zhuǎn)化成PLC對模擬量電壓輸入輸出的控制。當(dāng)攪拌機(jī)內(nèi)物料的實(shí)際溫度低于溫度下限(35°C)時，PLC溫度控制系統(tǒng)經(jīng)過比較運(yùn)算后，通過其模擬量輸出端口向外部溫度調(diào)節(jié)設(shè)備輸出4-10V的電壓，而且輸出的電壓會根據(jù)攪拌罐內(nèi)物料的溫度實(shí)際值的升高而降低，從而改變外部溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，調(diào)節(jié)溫度的幅度。反之，當(dāng)攪拌罐內(nèi)物料的實(shí)際溫度高于溫度上限(45°C)時，PLC溫度控制系統(tǒng)經(jīng)過比較運(yùn)算后，通過其模擬量輸出端口向外部溫度調(diào)節(jié)設(shè)備輸出0-4V的電壓，而且輸出的電壓會根據(jù)攪拌罐內(nèi)的物料的溫度實(shí)際值的降低而升高，從而改變外部溫度調(diào)節(jié)設(shè)備，調(diào)節(jié)溫度的幅度。當(dāng)攪拌罐內(nèi)物料的溫度處于設(shè)定的溫度正常范圍(35°C _45°C)時，PLC溫度控制系統(tǒng)經(jīng)過比較運(yùn)算后，通過其模擬量輸出端口向外部溫度調(diào)節(jié)設(shè)備輸出4V恒定的電壓，使溫度調(diào)節(jié)設(shè)備保持恒溫狀態(tài)。結(jié)合圖4，遠(yuǎn)距離訪問編程與故障診斷模塊包括用戶設(shè)備端和設(shè)備廠家技術(shù)端。設(shè)備廠家通過Internet對用戶設(shè)備進(jìn)行編程訪問與故障診斷。設(shè)備廠家技術(shù)支持端包括PC機(jī)，安全模塊，路由器。PC機(jī)中安裝有STEP7編程軟件。用戶設(shè)備端包括一個GPRS路由器以及現(xiàn)場需要訪問與故障診斷的設(shè)備。各現(xiàn)場設(shè)備通過工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行通訊?，F(xiàn)場設(shè)備包括送料模塊、供水模塊、供熱模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊。各模塊中的控制器帶有CPU315-2DP模塊和CP 343-1 Lean通訊模塊。CP343_lLean通訊安全模塊通過2 X 8針RJ-45插口連接到工業(yè)以太網(wǎng)上。所述的安全模塊選用西門子SACLANCE S612通訊模塊；所述的GPRS路由器選用型號MD741-1的GPRS路由器。所述的遠(yuǎn)距離訪問編程與故障診斷模塊是通過建立VPN對設(shè)備進(jìn)行訪問與故障診斷。VPN通道由設(shè)備廠家技術(shù)端的SCALANCE S612安全通訊模塊和用戶設(shè)備端的GPRS路由器MD741-1在Internet上建立的。這樣，通過VPN通道這個中間橋梁，設(shè)備廠家技術(shù)端和用戶設(shè)備端就如同置于同一個局域網(wǎng)內(nèi)。兩端的IP地址均由移動網(wǎng)絡(luò)供應(yīng)商提供。
結(jié)合圖5，所述的信息管理系統(tǒng)包括配方管理模塊，生產(chǎn)工藝管理模塊，原材料管理模塊。所述的配方管理系統(tǒng)連接有外部數(shù)據(jù)庫，通過外部數(shù)據(jù)庫來管理不同強(qiáng)度、不同種類的加氣混凝土配方數(shù)據(jù)，設(shè)備廠家提供的數(shù)據(jù)庫中存儲有常見的加氣混凝土品種。不同的用戶對加氣混凝土的強(qiáng)度要求也不相同，系統(tǒng)允許用戶根據(jù)自己的生產(chǎn)情況、生產(chǎn)需求在線對配方的內(nèi)容進(jìn)行編輯，編輯完的配方可以保存在數(shù)據(jù)庫中，供操作員選擇。另外，系統(tǒng)還提供了增加配方、刪除配方、修改配方、查詢配方等功能。所述的生產(chǎn)管理系統(tǒng)與上述配方管理系統(tǒng)配套使用，不同的配方對應(yīng)不同的生產(chǎn)工藝，配方改變，生產(chǎn)工藝也相應(yīng)地改變。生產(chǎn)工藝包括物料的溫度，產(chǎn)品添加劑的數(shù)量以及種類，攪拌機(jī)的攪拌方式，攪拌時間。常見種類的加氣混凝土的生產(chǎn)工藝已經(jīng)集成到外部數(shù)據(jù)庫中，和配方數(shù)據(jù)庫配套使用。另外，生產(chǎn)工藝管理系統(tǒng)也提供了編輯、增加、刪除、修改、查詢生產(chǎn)工藝等功能。所述的原材料管理系統(tǒng)包括原料粉煤灰，水泥，煤釬石以及鋁粉。當(dāng)原材料堆場的原料剩余量低于總存儲量的20%左右的時候，系統(tǒng)將自動調(diào)用車隊到原料場地調(diào)運(yùn)原材料。
權(quán)利要求
1.一種加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)，包括:送料模塊、供水模塊、供熱模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊，其特征在于:還包括遠(yuǎn)程故障診斷模塊和信息管理模塊；信息管理模塊調(diào)用生產(chǎn)所需配方，送料模塊根據(jù)配方將物料送到稱重計量模塊，稱重計量模塊對物料進(jìn)行稱重處理后，送到攪拌機(jī)中，供水模塊給攪拌機(jī)進(jìn)行供水；攪拌機(jī)中物料配完之后，溫度控制模塊檢測攪拌機(jī)中物料的溫度，溫度低于攪拌所需溫度時，供熱模塊對攪拌機(jī)中的物料加熱，進(jìn)行攪拌；送料模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊、供水模塊通過總線接入工業(yè)控制計算機(jī)；工業(yè)控制計算機(jī)與上層管理計算機(jī)通過工業(yè)以太網(wǎng)，形成計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，對加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)的送料模塊、供水模塊、供熱模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊進(jìn)行集中管理；遠(yuǎn)程故障診斷模塊包括服務(wù)端和用戶端，服務(wù)端通過在Internet上建立的VPN通道對用戶端進(jìn)行故障診斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)，其特征在于:送料模塊采用變速送料輸送物料，先高速送料，當(dāng)物料重量達(dá)到標(biāo)重的80%時，采用低速送料；送料模塊包括可編程控制器、伺服驅(qū)動器、軸編碼器、伺服電機(jī)、輸送帶；伺服電機(jī)主軸一端通過聯(lián)軸器接到輸送帶的驅(qū)動軸上；軸編碼器安裝在伺服電機(jī)的主軸上，將伺服電機(jī)的主軸轉(zhuǎn)速作為同步信號采集到伺服驅(qū)動器中；伺服驅(qū)動器通過通訊線連接到可編程控制器上，伺服驅(qū)動器的脈沖輸入接口接受可編程控制器發(fā)來的脈沖序列，進(jìn)行速度的控制。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)，其特征在于供水模塊包括水泵、水箱、流量計、可編程控制器和伺服控制閥門；伺服控制閥門由伺服電機(jī)、伺服驅(qū)動器和閥門組成，伺服電機(jī)的主軸和閥門活塞桿通過齒輪連接，伺服驅(qū)動器控制伺服電機(jī)工作；水泵從水箱將水通過水管抽到伺服控制閥門處，伺服控制閥門的可編程控制器通過伺服驅(qū)動器給伺服電機(jī)發(fā)送指令，伺服電機(jī)驅(qū)動活塞對閥門進(jìn)行開合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)，其特征在于:供熱模塊將加氣混凝土生產(chǎn)線中蒸壓釜排出的廢蒸氣通入到澆注攪拌機(jī)內(nèi)，對澆注攪拌機(jī)內(nèi)的物料進(jìn)行供熱。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述 的加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)，其特征在于:遠(yuǎn)程故障診斷模塊中，服務(wù)端設(shè)備包括用于工程師站的PC機(jī)、SCALANCE S612安全模塊、用于進(jìn)行安全遠(yuǎn)程訪問的VPN路由器，服務(wù)端各設(shè)備連接到以太網(wǎng)上；客戶端設(shè)備包括用于進(jìn)行安全無線在線連接的MD741-1 GPRS路由器，MD741-1 GPRS路由器和現(xiàn)場設(shè)備連接到工業(yè)以太網(wǎng)；現(xiàn)場設(shè)備為送料模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊和供水模塊；現(xiàn)場設(shè)備的可編程控制器采用西門子S7-300可編程控制器；可編程控制器上帶有CPU 315-2DP模塊和CP 343-1Lean通訊模塊；服務(wù)端的SCALANCE S612安全模塊可與客戶端的MD741-1 GPRS路由器在Internet上建立一 VPN通道，客戶端給服務(wù)端提供訪問權(quán)限后，服務(wù)端對客戶端進(jìn)行遠(yuǎn)程故障診斷與維護(hù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)，其特征在于信息管理模塊包括配方管理模塊、外部數(shù)據(jù)庫、生產(chǎn)工藝管理模塊；配方管理模塊用于對加氣混凝土的配方進(jìn)行管理編輯；外部數(shù)據(jù)庫用于存儲常用加氣混凝土的配方以及相應(yīng)地生產(chǎn)工藝；生產(chǎn)工藝管理模塊用于對不同加氣混凝土配方對應(yīng)的生產(chǎn)工藝進(jìn)行管理編輯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)，其特征在于:還包括報警器，報警器與稱重計量模塊的可編程控制器連接；當(dāng)稱重計量模塊測得的物料實(shí)際值與配方值誤差過大時，報警器進(jìn)行報警。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)，其特征在于:供水模塊通過RS-485總線接入工業(yè)控制 計算機(jī)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種加氣混凝土生產(chǎn)線稱重攪拌控制系統(tǒng)，包括送料模塊、供水模塊、供熱模塊、稱重計量模塊、溫度控制模塊、報警器、遠(yuǎn)程故障診斷模塊和信息管理模塊。采用本發(fā)明系統(tǒng)，現(xiàn)場的技術(shù)工人可以通過工控機(jī)實(shí)現(xiàn)實(shí)時地監(jiān)控管理，上級也能在辦公室掌握生產(chǎn)狀態(tài)和生產(chǎn)情況。另外，系統(tǒng)提供的遠(yuǎn)程訪問編程與診斷的功能，遠(yuǎn)在千里之外的設(shè)備廠家可以足不出戶對設(shè)備進(jìn)行訪問與故障診斷。
文檔編號B28C7/02GK103203802SQ201310050930
公開日2013年7月17日 申請日期2013年2月8日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月8日
發(fā)明者陸寶春, 葉波, 田先春, 蔣淮同, 劉星, 余峰, 張猛, 張成建, 徐亞軍 申請人:南京理工大學(xué), 江蘇騰宇機(jī)械制造有限公司