CN109282884A - 一种智能配料称重控制***及其控制方法 - Google Patents

一种智能配料称重控制***及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及配料***技术领域，特别是一种智能配料称重控制***及其控制方法，包括用于设置配料所需的配方参数的主控机；用于检测料仓中各种原料重量并生成原料信息，将所述原料信息实时发送至称重仪表的信息采集模块；与所述主控机及信号采集模块分别相连，用于根据所述配方参数及原料信息控制原料重量并生成控制信号的所述信号处理模块；与所述信号处理模块相连，用于将所述控制信号转换为下料信号并根据所述下料信号将原料通过皮带输送至混料机中混合的控制模块。本发明具有配料精度高，可靠性高，实现配料的智能化，无需人工操控，更精确地满足生产工艺的要求。

Description

一种智能配料称重控制***及其控制方法
技术领域
本发明涉及配料***技术领域，特别是一种智能配料称重控制***及其控制方法。
背景技术
智能配料称重***是化工、医药及食品等行业生产工艺过程中一道非常重要的工序，配料工序质量对产成品的质量举足轻重。智能称重配料***是一个多输入、多输出***，各种物料输送重量严格地按比例设定，通过仪表和传感器检测物料重量并对其及时准确地进行调节
自动配料称重控制***由安装有控制软件的工控计算机、触摸屏电脑与带串口的电子称组成控制网络单元，通过RS232连接工控计算机、仪表、传感器等智能程度高、处理速度快的设备。广泛应用于多行业动态称重配料环节，如食品加工厂配料***、医药配料***、化工油漆配料***、冶金的合金喂料***。
但是，目前许多企业的配料过程中自动化程度仍然不高，采用的软硬件技术落后，甚至有的控制点还依赖于人工操作，这无形中制约了企业技术的发展。
目前的配料控制***在计量过程中一般采用计量仓，并配装有压式或拉式重力传感器进行力电转换，信号经二次仪表放大处理后接入PLC或DCS等来完成计量，信号在传输的过程中容易受到干扰，导致称量误差。另外，各料仓及输送带等现场设备较为分散，其运行状态信号接入主控制室线路较长且繁多，易产生误动作或线路故障，故障处理较复杂。
基于此，有必要提供一种智能配料称重控制***及其控制方法，以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种智能配料称重控制***及其控制方法，具有配料精度高，可靠性高，实现配料的智能化，无需人工操控，更精确地满足生产工艺的要求。
为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种智能配料称重控制***，包括：
用于设置配料所需的配方参数的主控机，所述配方参数包括原料名称及原料重量；
用于检测料仓中各种原料重量并生成原料信息，将所述原料信息实时发送至称重仪表的信息采集模块，所述原料信息包括原料名称及原料重量；
与所述主控机及信号采集模块分别相连，用于根据所述配方参数及原料信息控制原料重量并生成控制信号的所述信号处理模块，所述控制信号用于表示所述原料称量完毕；
与所述信号处理模块相连，用于将所述控制信号转换为下料信号并根据所述下料信号将原料通过皮带输送至混料机中混合的控制模块。
优选的，所述自动配料控制***还包括：
与所述控制模块相连，用于控制原料输送顺序的电磁振动控制器；
与所述控制模块相连，用于控制原料输送速度的变频器。
优选的，还包括报警模块，所述控制模块根据各阀的工作异常情况向信号处理模块发出报警信号，所述信号处理模块将报警信号通过主控机进行显示。
优选的，所述信号采集模块包括：
用于检测料仓中各种原料重量的检测单元；
与所述检测单元相连，用于生成原料信息的信息生成单元，所述原料信息包括原料名称及原料重量；
与所述信息生成单元相连，用于将所述原料信息实时发送至称重仪表的实时发送单元。
优选的，所述信号处理模块包括：
用于获取所述主控机设置的配方参数的获取单元；
用于接收所述信号处理模块实时发送单元发送的原料信息的接收单元；
与所述获取单元及接收单元分别相连，用于根据所述配方参数及原料信息控制原料重量，当所述配方参数与原料信息一致时停止增加原料重量的判定单元；
与所述判定单元相连，用于当所述各种原料重量停止增加时生成控制信号的生成单元。
优选的，所述控制模块包括：
用于获取所述信号采集模块生成的控制信号的信号获取单元；
与所述信号获取单元相连，用于将所述控制信号转换为下料信号的信号转换单元；
与所述信号转换单元相连，用于根据所述下料信号将原料通过皮带输送至混料机中混合的控制单元。
优选的，还包括数据处理查询模块，所述控制模块采集各阀的工作状况传递给所述信号处理模块，所述信号处理模块将各阀的工作状况信号传递给数据处理查询模块进行查询显示。
优选的，所述数据处理查询模块的信号为WINCC。
优选的，所述信号处理模块型号为S7-300，所述控制模块的型号为S7-200。
优选的，本发明还提供了上述智能配料称重控制方法，包括以下步骤：
（1）信号处理模块判断***实际下料值BP如果小于设定下料值-设定细投值，进入下一步；
（2）粗投阀工作，粗投物料；
（3）信号处理模块判断实际下料值BP如果大于设定下料值-设定细投值，进入下一步；如果***实际下料值BP小于设定下料值-设定细投值，返回（2）；
（4）细投阀工作，细投物料；
（5）信号处理模块判断如果实际下料值BP=设定下料值-过冲量-设定误差量，进入下一步；
（6）停止投料；
（7）秤斗稳定屏幕上提前设定好的一段时间；
（8）自动修正超差量及补料。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列有益效果：
本发明的信号处理模块可根据主控机设置的配方参数及信息采集模块检测到的实时原料信息控制原料重量，实现配料的智能化，无需人工操控，更精确地满足生产工艺的要求。所述配方参数包括原料名称及原料重量，所述原料信息也包括原料名称及原料重量，当所述配方参数与原料信息一致时停止增加的原料重量并生成控制信号。同时，所述控制模块将控制信号转换为下料信号并根据所述下料信号将原料通过皮带输送至混料机中混合，达到智能化配料的目的。
本发明采用控制模块控制配料，配料精度高；自动配料，节省人力成本；采用两个PLC，利用DP总线通讯方式实现同时对多个配料秤及多种配料的控制，配料速度快，抗干扰强；报警模块的设置方便对故障的了解；数据处理查询模块的设置方便对设备状况进行实时监控。
附图说明
图1是本发明第一实施例的结构示意图；
图2是本发明第二实施例的结构示意图；
图3是本发明第三实施例的结构示意图；
图4是本发明第四实施例的结构示意图；
图5是本发明第五实施例的结构示意图；
图6是本发明第六实施例的结构示意图；
图7是本发明第七实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施方式一：
请参阅图1所示的本发明一种智能配料称重控制***的第一实施例的结构示意图，包括：
用于设置配料所需的配方参数的主控机1，所述配方参数包括原料名称及原料重量；
用于检测料仓中各种原料重量并生成原料信息，将所述原料信息实时发送至称重仪表的信息采集模块2，所述原料信息包括原料名称及原料重量；
与所述主控机1及信号采集模块2分别相连，用于根据所述配方参数及原料信息控制原料重量并生成控制信号的所述信号处理模块3，所述控制信号用于表示所述原料称量完毕；
与所述信号处理模块3相连，用于将所述控制信号转换为下料信号并根据所述下料信号将原料通过皮带输送至混料机中混合的控制模块4。
需要说明的是，所述配方参数及原料信息均包括原料名称及原料重量，而且所述配方参数及原料信息均包含各种原料的数据。其中，所述配方参数为预设配料的标准，而所述原料信息为实时数据，因此，所述配方参数是固定的，而原料信息是实时增大的。在工作过程中，所述原料信息内的各种原料的重量不断增大，当其中某种原料的重量达到所述配方参数中所对应的重量时，所述信号处理模块3发送命令停止采集该种原料，当其中某种原料的重量未达到所述配方参数中所对应的重量时，所述信号处理模块3继续采集该种原料，直至所有原料的重量均达到所述配方参数中所对应的重量时，生成控制信号以表示所述原料称量完毕。
作为优选，所述信号处理模块3通过PROFIBUS DP总线与所述主控机1相连，有效地实现数据的高速传输。
实施方式二：
请参阅图2所示的本发明一种智能配料称重控制***的第二实施例的结构示意图，该实施方式与实施方式一不同之处在于：所述自动配料控制***还包括：
与所述控制模块4相连，用于控制原料输送顺序的电磁振动控制器5。
需要说明的是，不同的配料配方均有不同的给料顺序，通过所述电磁振动控制器5可有效地控制给料的顺序。
与所述控制模块4相连，用于控制原料输送速度的变频器6。
用户通过所述变频器6可直接设置和观察给料的频率，方便用户的操作。
实施方式三：
请参阅图3所示的本发明一种智能配料称重控制***的第三实施例的结构示意图，该实施方式与实施方式二不同之处在于：所述自动配料控制***还包括：
括报警模块7，所述控制模块4根据各阀的工作异常情况向信号处理模块3发出报警信号，所述信号处理模块3将报警信号通过主控机1进行显示。
报警模块7的设置方便对故障的了解。
实施方式四：
请参阅图4所示的本发明一种智能配料称重控制***的第四实施例的结构示意图，该实施方式与实施方式三不同之处在于：所述信号处理模块3包括：
用于获取所述主控机1设置的配方参数的获取单元31；
用于接收所述信号处理模块3实时发送单元发送的原料信息的接收单元32；
与所述获取单元31及接收单元32分别相连，用于根据所述配方参数及原料信息控制原料重量，当所述配方参数与原料信息一致时停止增加原料重量的判定单元33；
与所述判定单元33相连，用于当所述各种原料重量停止增加时生成控制信号的生成单元34。
需要理解的是，所述配方参数及原料信息均包括原料名称及原料重量，而且所述配方参数及原料信息均包含各种原料的数据。其中，所述配方参数为预设配料的标准，而所述原料信息为实时数据，因此，所述配方参数是固定的，而原料信息是实时增大的。在工作过程中，所述原料信息内的各种原料的重量不断增大，当其中某种原料的重量达到所述配方参数中所对应的重量时，所述判定单元33发送命令停止采集该种原料，当其中某种原料的重量未达到所述配方参数中所对应的重量时，判定单元33不做任何处理继续采集该种原料。
实施方式五：
请参阅图5所示的本发明一种智能配料称重控制***的第五实施例的结构示意图，该实施方式与实施方式四不同之处在于：所述控制模块4包括：
用于获取所述信号采集模块2生成的控制信号的信号获取单元41；
与所述信号获取单元41相连，用于将所述控制信号转换为下料信号的信号转换单元42；
与所述信号转换单元42相连，用于根据所述下料信号将原料通过皮带输送至混料机中混合的控制单元43。
实施方式六：
请参阅图6所示的本发明一种智能配料称重控制***的第六实施例的结构示意图，该实施方式与实施方式五不同之处在于：所述自动配料控制***还包括：
数据处理查询模块8，所述控制模块4采集各阀的工作状况传递给所述信号处理模块3，所述信号处理模块3将各阀的工作状况信号传递给数据处理查询模块8进行查询显示。
数据处理查询模块8的设置方便对设备状况进行实时监控。
实施方式七：
请参阅图7所示的本发明一种智能配料称重控制方法，包括以下步骤：
S111：信号处理模块3判断***实际下料值BP如果小于设定下料值-设定细投值，进入下一 步；
S112：粗投阀工作，粗投物料；
S113：信号处理模块3判断实际下料值BP如果大于设定下料值-设定细投值，进入下一步；如果***实际下料值BP小于设定下料值-设定细投值，返回（2）；
S114：细投阀工作，细投物料；
S115：信号处理模块3判断如果实际下料值BP=设定下料值-过冲量-设定误差量，进入下一步；
S116：停止投料；
S117：秤斗稳定屏幕上提前设定好的一段时间；
S118：自动修正超差量及补料。
需要说明的是，通过主控机可以设定物料粗配料定值，细配料定值，投料结束稳定时间T0，补料时间T1.当 配料***下料时，触摸显示屏上显示的物料设定值和实际下料值相差XZ0时，***停止配 料，延时设定的T0后，读取实际下料值BP：
（1）BP小于设定下料值时,***自动补料,当投料时间到达补料时间T1后,停止补料，***延时设定的T0后读取实际下料值BP，如果实际下料值小于设定下料值，继续补料，直到BP大于或等于设定物料值。***结束补料状态，同时***在第一次停止配料,延时T0 后，读取实际下料值BP，当BP小于设定下料值时，***自动计算实际下料值BP与设定下料值 SD之间偏差值Q利用公式XZ＝XZ0-K2Q计算XZ值，进而自动修改配料修正值。
(2)当BP大于设定下料值时,***自动计算实际下料值BP与设定下料值SD之间偏差值Q利用公式XZ＝XZ0+K2Q计算XZ值,进而自动修改配料修正值，当XZ大于BP60％时，XZ＝BP60％。当XZ小于BP0.5％时，XZ＝BP0.5％。
综上所述，本发明的创造性主要体现在以下几点：
（1）本发明的信号处理模块可根据主控机设置的配方参数及信息采集模块检测到的实时原料信息控制原料重量，实现配料的智能化，无需人工操控，更精确地满足生产工艺的要求。所述配方参数包括原料名称及原料重量，所述原料信息也包括原料名称及原料重量，当所述配方参数与原料信息一致时停止增加的原料重量并生成控制信号。同时，所述控制模块将控制信号转换为下料信号并根据所述下料信号将原料通过皮带输送至混料机中混合，达到智能化配料的目的。
（2）本发明采用控制模块控制配料，配料精度高；自动配料，节省人力成本；采用两个PLC，利用DP总线通讯方式实现同时对多个配料秤及多种配料的控制，配料速度快，抗干扰强；报警模块的设置方便对故障的了解；数据处理查询模块的设置方便对设备状况进行实时监控。
以上仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种智能配料称重控制***，其特征在于，包括：
用于设置配料所需的配方参数的主控机，所述配方参数包括原料名称及原料重量；
用于检测料仓中各种原料重量并生成原料信息，将所述原料信息实时发送至称重仪表的信息采集模块，所述原料信息包括原料名称及原料重量；
与所述主控机及信号采集模块分别相连，用于根据所述配方参数及原料信息控制原料重量并生成控制信号的所述信号处理模块，所述控制信号用于表示所述原料称量完毕；
与所述信号处理模块相连，用于将所述控制信号转换为下料信号并根据所述下料信号将原料通过皮带输送至混料机中混合的控制模块。
2.根据权利要求1所述的智能配料称重控制***，其特征在于，所述自动配料控制***还包括：
与所述控制模块相连，用于控制原料输送顺序的电磁振动控制器；
与所述控制模块相连，用于控制原料输送速度的变频器。
3.根据权利要求1所述的智能配料称重控制***，其特征在于，还包括报警模块，所述控制模块根据各阀的工作异常情况向信号处理模块发出报警信号，所述信号处理模块将报警信号通过主控机进行显示。
4.根据权利要求1所述的智能配料称重控制***，其特征在于，所述信号采集模块包括：
用于检测料仓中各种原料重量的检测单元；
与所述检测单元相连，用于生成原料信息的信息生成单元，所述原料信息包括原料名称及原料重量；
与所述信息生成单元相连，用于将所述原料信息实时发送至称重仪表的实时发送单元。
5.根据权利要求1所述的智能配料称重控制***，其特征在于，所述信号处理模块包括：
用于获取所述主控机设置的配方参数的获取单元；
用于接收所述信号处理模块实时发送单元发送的原料信息的接收单元；
与所述获取单元及接收单元分别相连，用于根据所述配方参数及原料信息控制原料重量，当所述配方参数与原料信息一致时停止增加原料重量的判定单元；
与所述判定单元相连，用于当所述各种原料重量停止增加时生成控制信号的生成单元。
6.根据权利要求1所述的智能配料称重控制***，其特征在于，所述控制模块包括：
用于获取所述信号采集模块生成的控制信号的信号获取单元；
与所述信号获取单元相连，用于将所述控制信号转换为下料信号的信号转换单元；
与所述信号转换单元相连，用于根据所述下料信号将原料通过皮带输送至混料机中混合的控制单元。
7.根据权利要求1所述的智能配料称重控制***，其特征在于，还包括数据处理查询模块，所述控制模块采集各阀的工作状况传递给所述信号处理模块，所述信号处理模块将各阀的工作状况信号传递给数据处理查询模块进行查询显示。
8.根据权利要求7所述的智能配料称重控制***，其特征在于，所述数据处理查询模块的信号为WINCC。
9.根据权利要求1所述的智能配料称重控制***，其特征在于，所述信号处理模块型号为S7-300，所述控制模块的型号为S7-200。
10.一种智能配料称重控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）信号处理模块判断***实际下料值BP如果小于设定下料值-设定细投值，进入下一步；
（2）粗投阀工作，粗投物料；
（3）信号处理模块判断实际下料值BP如果大于设定下料值-设定细投值，进入下一步；如果***实际下料值BP小于设定下料值-设定细投值，返回（2）；
（4）细投阀工作，细投物料；
（5）信号处理模块判断如果实际下料值BP=设定下料值-过冲量-设定误差量，进入下一步；
（6）停止投料；
（7）秤斗稳定屏幕上提前设定好的一段时间；
（8）自动修正超差量及补料。
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