專利名稱：移動式瀝青水泥砂漿攪拌設備控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及瀝青水泥砂漿的生產(chǎn)過程控制和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的保護，尤其是工 況惡劣環(huán)境的移動式瀝青水泥砂漿攪拌設備的計算機控制系統(tǒng)。
背景技術：
無渣軌道板高速鐵路，其無碴軌道系統(tǒng)是由在縱向相互連接的軌道承載 板組成。在路基上，軌道承載板鋪設在水硬性混凝土承載層上面或是鋪設在 瀝青混凝土承載層上面。在橋梁結構上，軌道承載板鋪設在底座混凝土板上 面。軌道承載板排放完畢后，采用校準系統(tǒng)精調(diào)。精調(diào)之后，在水硬性混凝
土承載層頂面和軌道板底面之間有一個2-4cm的空間，這個空間將用一種特 殊的瀝青水泥(CA)砂漿填滿。為此，軌道承載板留有三個圓形孔，通過這 三個孔灌入瀝青水泥砂漿。透過莉青水泥砂漿的良好流動性可以確保水硬性 混凝土承載層和軌道承載板之間的空間可以完全填滿。為了進行底層灌漿， 每一個軌道承載板的側面必須密封，而且每次只進行一個板塊的底層灌漿。 側封釆用一種特殊的、穩(wěn)定的水泥砂漿，側面的密封處在板塊中部和軌道承 載板的角落附近有開口，進行底層灌漿時空間的空氣能夠從開口排除，這些 開口還有另外一個功能，也就是能夠用來檢查板底空間是否完全灌滿。新青 水泥砂漿基于它的特殊性能，是板式無碴軌道系統(tǒng)中一個關鍵的元素。
灌漿砂漿是 一種特殊的莉青水泥砂漿，該幼青水泥砂漿是 一種由幼青混 合其它數(shù)種高分子材料而成的一種彈性路基材料，需具備良好的流動性、彈
性、抗腐蝕性、防凍性，新拌砂漿具有在溫度5'C至35'C之間時，方可以進 行灌漿施工的特性。瀝青水泥砂漿瀝青水泥砂漿基于上述的特性特點，對干 混砂漿骨料、液料、添加劑均提出了嚴格的要求，各組分的計量精度及穩(wěn)定 性直接影響到成品砂漿的綜合性能，同時對生產(chǎn)瀝青水泥砂漿的生產(chǎn)設備提 出了新的要求。通過對允許使用的灌漿層瀝青砂漿進行的不同試驗表明，由 于瀝青水泥砂漿在較短的時間內(nèi)便失去了能用其對無渣軌道板按質(zhì)量要求 進行灌漿的特性，在固定的攪拌站里攪拌砂漿并運到工地是不可能的；在固 定攪拌站攪拌然后用泵泵到工地的實驗也同樣宣告失敗。因此有必要開發(fā)可 移動的瀝青水泥砂漿攪拌站，此攪拌站包括牽引拖車、拖掛車輛底盤以及裝 設在拖掛車輛底盤上的集裝箱，集裝箱前部的拖掛車輛底盤上安裝為生產(chǎn)設 備提供電源的發(fā)電機組，集裝箱內(nèi)配套有用于攪拌生產(chǎn)瀝青水泥砂漿的成套 裝置，可攜帶必要的材料，直接在現(xiàn)場攪拌、灌注一氣呵成來保證砂漿的性 能和施工質(zhì)量，完全滿足生產(chǎn)瀝青水泥砂漿的工藝要求。因此誕生了適用于 高速鐵路瀝青水泥砂漿移動攪拌站的控制系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種具有良好可靠性和穩(wěn)定 性的移動式瀝青水泥砂漿攪拌設備控制系統(tǒng)，充分保證新青水泥砂漿的性能 和灌注施工質(zhì)量。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明釆用以下技術方案
移動式瀝青水泥砂漿攪拌設備控制系統(tǒng)，其特征在于包括兩臺PC計 算機、可編程控制器PLC以及人機界面；兩臺PC計算機通過HUB進行聯(lián)機， 實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時交換；兩臺PC計算機通過RS232IF與可編程控制器PLC
通信，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的實時控制；分配給打印機相應的IP地址并聯(lián)接到HUB 上，實現(xiàn)任何一臺計算機任何時候都可將生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行輸出；PLC進行聯(lián)接 人機界面，通過人機界面對PLC內(nèi)部的參數(shù)進行設定、修改以及內(nèi)部程序執(zhí) 行情況的監(jiān)視；各重量、流量、溫度、開關等傳感器信號輸出連接可編程控 制器PLC信號輸入端，PLC輸出端控制設備的電機、泵、閥門等各執(zhí)行機構。
所述各傳感器信號通過變送器、AD模塊進行模數(shù)轉換后與到PLC信號輸 入端連接；變送器將各傳感器釆集的信號放大成0-10V的電壓信號再傳送給 AD模塊進行模數(shù)轉換；然后再輸入到PLC內(nèi)部進行控制。
所述PLC通過DA模塊、變頻器控制攪拌主機的電機轉速。
本控制系統(tǒng)具有以下優(yōu)點
(1) 、本控制系統(tǒng)通過交換機連接兩臺計算機實現(xiàn)雙機同步控制，生產(chǎn) 過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)兩臺PC計算機實時數(shù)據(jù)交換，以避免因計算機故障而造 成數(shù)據(jù)的丟失或破壞。雙機同步控制系統(tǒng)的兩臺PC計算機可同時也可單獨 完成對整個生產(chǎn)流程的控制和生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理，當一臺計算機出現(xiàn)故障時， 在不需要任何人工干預的情況下由另一臺計算機繼續(xù)承擔控制任務，從而保 證系統(tǒng)持續(xù)進行生產(chǎn)控制，將因計算機故障的停機率降到最低。
(2) 、兩臺PC計算機通過RS232IF通信模塊與PLC實現(xiàn)實時的控制，
將因計算機故障而造成設備停產(chǎn)的損失降到最小。
(3) 、改變以往通過并口三通將數(shù)據(jù)輸出到打印機的方式，提高數(shù)據(jù)輸 出的可靠性和穩(wěn)定性。
(4) 、利用PC計算機進行控制，徹底改變以往用工控計算機加板卡的 控制方式，從而提高可靠性和可維護性，生產(chǎn)過程中即使出故障也能用其它 普通PC替代進行控制，以保證生產(chǎn)的持續(xù)進行。
(5) 、主要的控制邏輯和信號處理工作由高可靠性可編程序控制器PLC 完成，PC輔以人機界面操作和數(shù)據(jù)的記錄、統(tǒng)計工作。
(6) 、通信、數(shù)據(jù)轉換工作由不同的處理模塊單獨完成，從而減輕PLC 和PC的負擔，對PC的硬件要求也大大降低了。
(7) 、 PLC主要用于工業(yè)控制，特別是像攪拌行業(yè)惡劣的工況條件下， 在防塵、抗干擾等方面有著與傳統(tǒng)工控機無法比擬的優(yōu)勢。
(8) 、與PLC聯(lián)機的觸摸屏實現(xiàn)了即使沒有PC機也能單獨進行的參數(shù)
設置、狀態(tài)監(jiān)控和生產(chǎn)控制。


下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
圖l是本設備的電控系統(tǒng)框架圖。
圖2是本設備的電控系統(tǒng)結構原理圖。
具體實施例方式
參照圖1、圖2。移動式瀝青水泥砂漿攪拌設備控制系統(tǒng)由重量信號、 開關信號、執(zhí)行機構、AD、 DA模塊、PLC、 RS232IF模塊、人機界面和兩臺 PC計算機1#、 2#等組成，來共同完成控制和管理移動式莉青水泥砂漿攪拌 設備的瀝青水泥砂槳生產(chǎn)過程。兩臺通過HUB進行聯(lián)機的PC計算機以及可 編程控制器PLC,兩臺PC計算機1井、2并分別通過RS232IF與PLC通信，PLC 聯(lián)接人機界面，通過人機界面對可編程控制器PLC內(nèi)部的參數(shù)進行設定、修 改以及內(nèi)部程序執(zhí)行情況的監(jiān)視；各重量、流量、溫度、開關等傳感器信號 輸出連接可編程控制器PLC信號輸入端，PLC輸出端控制包括電機、泵、閥
門等各執(zhí)行機構。PC計算機W、 2#和PLC能同時或單獨進行控制，來共同
完成瀝青水泥砂漿攪拌設備的控制和管理，方便用戶對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行查詢、
瀏覽或將其輸出到打印機或其它設備。兩臺計算機與RS232IF進行聯(lián)接完成 PLC和計算機之間的通信，并且PC計算機ltf、 2#之間用HUB進行網(wǎng)絡聯(lián)接， 以實現(xiàn)雙機的同步控制；在實時同步控制過程中，當PC計算機W、 2#中的 一臺計算機出現(xiàn)故障時，不需要任何人為的干預下，另一臺單獨將自動切換 擔當控制任務，從而保證生產(chǎn)得以繼續(xù)進行，而不受到其它任何影響，控制 系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性將得到很好的保障。骨料秤重量信號、水、添加計連續(xù) 液位信號、溫度信號等各傳感器信號通過變送器、AD模塊進行模數(shù)轉換后與 到PLC信號輸入端連接；變送器將各傳感器釆集的信號放大成0-10V的電壓 信號再傳送給AD模塊進行模數(shù)轉換；然后再輸入到PLC內(nèi)部進行控制；PLC 通過DA模塊、變頻器控制攪拌主機的電機轉速。
移動式瀝青水泥砂漿攪拌設備控制系統(tǒng)的各組成部分
a、 骨料、水量、添加劑計量信號在骨料電子秤以及水、添加劑流量計 上都裝有高靈敏度電子稱重傳感器，在傳感信號和AD模塊之間還有信號變 送器(圖中未示出)；傳感信號反饋到變送器的輸入端，經(jīng)過變送器放大成 0-10V的電壓信號再傳送給AD模塊進行模數(shù)轉換；然后再輸入到PLC內(nèi)部進 行控制。
b、 開關信號為了保證設備的安全、可靠運行，在各執(zhí)行機構上都裝有 很多的檢測開關，通過檢測開關檢測來檢測動作機構的執(zhí)行情況，從而進一 步的對設備各個機構的動作順序進行邏輯控制。
c、 執(zhí)行機構執(zhí)行機構是控制系統(tǒng)的終端設備，主要包括攪拌主機電機、 信號指示燈、電磁閥、交流接觸器、磁電開關、液位開關、接近開關、高速
脈沖等。
d、 AD模塊500 ys高速轉換、1/20000的分辨率的AD模塊(也稱為模 數(shù)轉換單元)，其主要是將變送器輸出的模擬信號轉換在PLC所能接受的控 制信號，控制計量精確度。
e、 PLC:可編程序控制器PLC,超高速的運行速度，基本指令O. 08ys, 具有穩(wěn)定性高、性能價格比好等特點，通過對PLC的編程，根據(jù)程序設定的 各種控制邏輯，其執(zhí)行結果能夠直接驅動外部負載電路動作，是整臺設備的 核心控制單元。
f、 RS232IF模塊主要用于PC計算機和PLC之間的通信。實現(xiàn)控制系 統(tǒng)計算機和PLC之間的雙機雙控，在用VB進行開發(fā)時，只需用MSComm控件 寫入相應的代碼，將端口打開進行數(shù)據(jù)傳送就可完成操作。
g、 人機界面與PLC進行聯(lián)接，通過人機界面對PLC內(nèi)部的參數(shù)進行設 定和修改。也可用于對PLC內(nèi)部程序執(zhí)行情況的監(jiān)視。由于是采用觸摸式顯
示屏，通常只需用手稍微在上面進行輕輕點擊就可完成所需的操作。
h、 PC計算機包兩臺括高可靠性的PC計算機1#、 2#、輸入輸出設備
和外部磁盤機等組成。在計算機外部又增加一部分過程輸入/輸出通道，用 來完成工業(yè)生產(chǎn)過程的檢測數(shù)據(jù)送入計算機進行處理；另一方面將計算機 要行使對生產(chǎn)過程控制的命令、信息轉換成控制對象的控制變量的信號，再 送往控制對象的控制器。兩臺計算機與RS232IF進行聯(lián)接完成PLC和計算機 之間的通信。并且控制計算機I、 II之間用HUB進行網(wǎng)絡聯(lián)接，以實現(xiàn)雙機 的同步控制。
本設備的電控系統(tǒng)具有完善的控制功能1、軟件登陸和電子秤調(diào)校需 要用戶密碼，有效的保證了重要生產(chǎn)數(shù)據(jù)的安全。2、全立體界面動畫模擬
生產(chǎn)工況，實時顯示配料值、稱量值、誤差值等生產(chǎn)數(shù)據(jù)。3、全中文快速 校稱，并具有自診斷和提示功能，提供在線使用幫助。4、自動調(diào)整骨料落 差并具有趨勢判斷功能、負值自動修正、零位自動跟蹤、按鍵去皮等功能。 上述電控系統(tǒng)釆用智能化參數(shù)設定，所有生產(chǎn)經(jīng)驗參數(shù)一鍵完成，操作簡單、
維護方便、靈活、方便；全方位在線實時檢測設備生產(chǎn)狀態(tài)，并進行安全聯(lián)
鎖控制。若出現(xiàn)異常工況，可準確提示設備故障點并提醒工作人員進行定位 查看與檢修，實現(xiàn)準確故障定位排除。
權利要求
1、移動式瀝青水泥砂漿攪拌設備控制系統(tǒng)，其特征在于包括兩臺PC計算機、可編程控制器PLC以及人機界面；兩臺PC計算機通過HUB進行聯(lián)機，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時交換；兩臺PC計算機通過RS232IF與可編程控制器PLC通信，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的實時控制；分配給打印機相應的IP地址并聯(lián)接到HUB上，實現(xiàn)任何一臺計算機任何時候都可將生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行輸出；PLC進行聯(lián)接人機界面，通過人機界面對PLC內(nèi)部的參數(shù)進行設定、修改以及內(nèi)部程序執(zhí)行情況的監(jiān)視；各重量、流量、溫度、開關等傳感器信號輸出連接可編程控制器PLC信號輸入端，PLC輸出端控制設備的電機、泵、閥門等各執(zhí)行機構。
2、 根據(jù)權利要求1所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述各傳感器信號 通過變送器、AD模塊進行模數(shù)轉換后與到PLC信號輸入端連接；變送器將各 傳感器釆集的信號放大成0-10V的電壓信號再傳送給AD模塊進行模數(shù)轉換; 然后再輸入到PLC內(nèi)部進行控制。
3、 根據(jù)權利要求l所述的控制系統(tǒng)，其特征在于所述PLC通過DA模 塊、變頻器控制攪拌主機的電機轉速。
全文摘要
移動式瀝青水泥砂漿攪拌設備控制系統(tǒng)，其特征是包括兩臺PC計算機、可編程控制器PLC以及與聯(lián)接PLC聯(lián)接的人機界面；兩臺PC計算機通過HUB進行聯(lián)機，實現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實時交換；兩臺計算機通過RS232IF與PLC通信，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的實時控制。分配給打印機相應的IP地址并聯(lián)接到HUB上，實現(xiàn)任何一臺計算機任何時候都可將生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行輸出。本控制系統(tǒng)通過交換機連接兩臺PC計算機實現(xiàn)雙機同步控制，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)兩臺PC計算機實時數(shù)據(jù)交換，以避免因計算機故障而造成數(shù)據(jù)的丟失或破壞；兩臺計算機通過RS232IF通信模塊與PLC實現(xiàn)實時的控制，可將因計算機故障而造成設備停產(chǎn)的損失降到最小。
文檔編號E01C19/00GK101353880SQ200710009300
公開日2009年1月28日 申請日期2007年7月27日 優(yōu)先權日2007年7月27日
發(fā)明者原文利, 彭思明, 曾天詳, 李慧敏, 林敬靖, 毅 梁, 溫志田, 田朝霞, 胡貴侃, 非 許, 黃榮輝 申請人:中鐵十七局集團有限公司;福建南方路面機械有限公司