專(zhuān)利名稱(chēng)：雙軌自動(dòng)稱(chēng)量控制皮帶稱(chēng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種生產(chǎn)線上對(duì)物料進(jìn)行連續(xù)、精確、自動(dòng)稱(chēng)量的通用型皮帶秤。
現(xiàn)代礦山、冶金、化工和煙草等行業(yè)中，在物料輸送生產(chǎn)過(guò)程中需要在保證物料連續(xù)輸送的前提下，自動(dòng)稱(chēng)量輸送物料的累計(jì)重量。目前，除靜態(tài)累積計(jì)量外，尚有連續(xù)流動(dòng)物料的常用的積分式動(dòng)態(tài)稱(chēng)?，F(xiàn)基于這一過(guò)程均采用動(dòng)態(tài)皮帶秤，它采用動(dòng)態(tài)積分的稱(chēng)量原理實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)稱(chēng)量。但這種皮帶秤由于受到稱(chēng)量原理的限制，故多存在以下問(wèn)題一是精度較低，最高只能達(dá)到5/1000；二是對(duì)于物料的要求比較高，物料越不均勻，誤差越大；三是各種動(dòng)態(tài)皮帶秤均有專(zhuān)用限制，如煙草行業(yè)的皮帶稱(chēng)就不能應(yīng)用到礦山行業(yè)中；四是現(xiàn)在動(dòng)態(tài)皮帶秤采用的是單片機(jī)或PLC為控制方式，沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)傳輸功能，給數(shù)據(jù)分析、處理和生產(chǎn)管理都帶來(lái)不便，已不能滿(mǎn)足現(xiàn)代企業(yè)的信息化管理的需求；五是其擴(kuò)展性較差，升級(jí)換代困難。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種能克服上述缺點(diǎn)的雙軌自動(dòng)稱(chēng)量控制皮帶秤，它能有效地提高物料稱(chēng)量精度，使稱(chēng)量精度高達(dá)1/1000；提供網(wǎng)絡(luò)傳輸功能；并且具備很高的通用性以適應(yīng)復(fù)雜多變的現(xiàn)場(chǎng)工況和用戶(hù)要求。
本實(shí)用新型的目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)雙軌自動(dòng)稱(chēng)量控制皮帶秤由控制柜、信號(hào)采集箱、輸送裝置、傳輸皮帶一、傳輸皮帶二組成。在傳輸皮帶一下安裝有4個(gè)壓力式傳感器和一個(gè)電機(jī)傳動(dòng)裝置；在傳輸皮帶二下同樣安裝有4個(gè)壓力式傳感器和一個(gè)電機(jī)傳動(dòng)裝置。分料裝置上安裝有一個(gè)電磁閥，它可以控制物料的落料方向?？刂乒癜凑諊?yán)密的時(shí)序邏輯配合完成連續(xù)物料的定向分配和交替輸送，實(shí)現(xiàn)物料的動(dòng)態(tài)傳輸和靜態(tài)稱(chēng)量，傳感器信號(hào)經(jīng)信號(hào)采集箱采集經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后以通訊方式傳到控制柜，控制柜并可提供網(wǎng)絡(luò)接口，完成數(shù)據(jù)向上位微機(jī)的傳送。至此構(gòu)成了雙軌自動(dòng)稱(chēng)量控制系統(tǒng)。
本實(shí)用新型同已有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)1、高精度稱(chēng)量，因精度只和傳感器精度、A/D轉(zhuǎn)換精度有關(guān)，所以稱(chēng)量系統(tǒng)精度達(dá)到1/1000；2、采用壓力傳感器直接進(jìn)行稱(chēng)量，不受物料大小、均勻等限制，在任何行業(yè)都可運(yùn)用；3、傳感器信號(hào)采集后在信號(hào)采集箱內(nèi)即完成A/D轉(zhuǎn)換，再通過(guò)總線方式送至工控機(jī)，避免了傳感器信號(hào)在傳輸線上的損耗和干擾；4、采用工業(yè)計(jì)算機(jī)作為主控機(jī)，它在數(shù)據(jù)管理、人機(jī)界面、顯示屏幕、軟硬件支持、內(nèi)存容量、運(yùn)行速度、功能擴(kuò)展等方面都大大優(yōu)于PLC或單片機(jī)控制方式，并且還可提供通訊接口，連接網(wǎng)絡(luò)；5、體系結(jié)構(gòu)上采用模塊化聯(lián)結(jié)，各功能模塊之間僅通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線方式相連，這大大提高了本裝置的通用性，可根據(jù)用戶(hù)的需要方便地?cái)U(kuò)展和升級(jí)。
本實(shí)用新型的
圖1、本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)配置示意圖；圖2、本實(shí)用新型的電路框圖；圖3、本實(shí)用新型的信號(hào)采集電路圖；圖4、本實(shí)用新型的電機(jī)控制與檢測(cè)電路圖；圖5、本實(shí)用新型的電機(jī)控制電路圖；圖6、本實(shí)用新型的控制柜外部正視圖；圖7、本實(shí)用新型的傳輸皮帶下傳感器安裝示意圖
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
附圖1至附圖7中A物料輸送裝置；B信號(hào)采集箱；C控制柜；D上位微機(jī)；3分料裝置；4傳輸皮帶一(內(nèi)含傳感裝置)；5傳輸皮帶二(內(nèi)含傳感裝置)；6一體化工控機(jī)，它把主機(jī)、顯示器、鍵盤(pán)、軟驅(qū)等全部組合為一體；7I/O板；8通訊轉(zhuǎn)換模塊I-7520；9直流電源組；10繼電器組；11交流接觸器組；12壓力式傳感器組(4個(gè))，安裝在傳輸皮帶一下；13傳輸皮帶一的電機(jī)；
14壓力式傳感器組(4個(gè))，安裝在傳輸皮帶二下；15傳輸皮帶二的電機(jī)；16電磁閥；17A/D模塊I-7018，在信號(hào)采集箱內(nèi)；W0-W78個(gè)壓力傳感器；P0-P7開(kāi)關(guān)電源，分別為8個(gè)傳感器提供電源，8V；P8開(kāi)關(guān)電源，為I-7520、I-7018提供電源，24V；PCL-72424位I/O板；PCLD7216固態(tài)繼電器的載板；I-70188通道A/D轉(zhuǎn)換模塊；I-7520RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換模塊；S1-S5交流輸入固態(tài)繼電器；S6-S10交流輸出固態(tài)繼電器；C1-C7交流接觸器；Q1-Q4空氣開(kāi)關(guān)；M1-M33個(gè)電機(jī)；AA1、BB1、CC1、G接線端子，接直通交流380V電源；AA2、BB2、CC2、G接線端子，接連動(dòng)交流380V電源；L、N接線端子，接交流220V電源；如附圖1所示本實(shí)用新型由物料輸送裝置[A]、傳輸皮帶(內(nèi)含傳感裝置)、信號(hào)采集箱[B]、控制柜[C]組成，根據(jù)用戶(hù)需求，可另外配備上位微機(jī)[D]，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程管理。
物料輸送裝置[A]是由兩個(gè)傳輸皮帶和一個(gè)分料裝置組成。它按照嚴(yán)密的時(shí)序邏輯配合完成連續(xù)物料的定向分配和交替輸送。兩個(gè)輸送皮帶均配有靜態(tài)精度高達(dá)萬(wàn)分之二的均衡式傳感器，既可雙軌交替運(yùn)行作高精度靜態(tài)稱(chēng)量，又可任一單軌獨(dú)立完成連續(xù)稱(chēng)量，并將稱(chēng)量信號(hào)直接送至信號(hào)采集箱A/D轉(zhuǎn)換模塊，大大提高了稱(chēng)量裝置的精度和運(yùn)行可靠性。
信號(hào)采集箱[B]負(fù)責(zé)把八個(gè)傳感器信號(hào)(0-15mv)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，以避免傳感器信號(hào)在傳輸線上損耗和干擾，然后通過(guò)RS-485通訊將16位數(shù)字信號(hào)傳送給控制柜處理。
控制柜[C]是一套完整的電機(jī)時(shí)序控制和傳感器信號(hào)采集系統(tǒng)，它以工業(yè)控制機(jī)(IPC)為核心，完成物料的稱(chēng)量轉(zhuǎn)換、雙軌皮帶與導(dǎo)向皮帶的綜合控制，并負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)向機(jī)房上位微機(jī)[D]的傳送。
如附圖2所示本實(shí)用新型工作時(shí)，工控機(jī)按照嚴(yán)密的時(shí)序邏輯配合完成連續(xù)物料的定向分配和交替輸送，實(shí)現(xiàn)物料的動(dòng)態(tài)傳輸和靜態(tài)稱(chēng)量。它通過(guò)I/O板[7]輸出電機(jī)控制信號(hào)，再通過(guò)繼電器組[10]，交流接觸器組[11]來(lái)控制電機(jī)[13]、電機(jī)[15]、電磁閥[16]的運(yùn)行。當(dāng)傳輸皮帶一[4]或傳輸皮帶二[5]靜止時(shí)，由壓力式傳感器組[12]或壓力式傳感器組[14]采集重量信號(hào)送至信號(hào)采集箱[B]的A/D模塊[17]，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線方式將重量信號(hào)發(fā)送至控制柜[C]的通訊轉(zhuǎn)換模塊[8]，再由工控機(jī)[6]直接接收。
具體工作流程如下1.生產(chǎn)流水線上的物料落入分料裝置[3]，電磁閥[16]動(dòng)作，分料裝置[3]向傳輸皮帶二[5]落料，電機(jī)[15]運(yùn)轉(zhuǎn)，傳輸皮帶二[5]向前運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)物料的連續(xù)輸送；電機(jī)[13]停止，傳輸皮帶一[4]停止運(yùn)行，傳輸皮帶一[4]上安裝的傳感器組[12]的信號(hào)送至信號(hào)采集箱[B]的A/D模塊[17]，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線方式將重量信號(hào)發(fā)送至控制柜[C]的通訊轉(zhuǎn)換模塊[8]，再由工控機(jī)[6]直接接收。
2.傳輸皮帶一[4]稱(chēng)量完畢后，電磁閥停止動(dòng)作，分料裝置向傳輸皮帶一[4]落料，電機(jī)[13]運(yùn)轉(zhuǎn)，傳輸皮帶一[4]向前運(yùn)行；電機(jī)[15]停止，傳輸皮帶二[5]停止運(yùn)行，傳輸皮帶二[5]上安裝的傳感器組[14]的信號(hào)送至信號(hào)采集箱[B]的A/D模塊[17]，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線方式將重量信號(hào)發(fā)送至控制柜[C]的通訊轉(zhuǎn)換模塊[8]，再由工控機(jī)[6]直接接收。
3.傳輸皮帶二[5]稱(chēng)量完畢后，再轉(zhuǎn)向步驟1，如此反復(fù)循環(huán)；附圖3為本實(shí)用新型信號(hào)采集電路，兩個(gè)傳感器組共有八個(gè)壓力傳感器[12]、[14]，分別在靜態(tài)時(shí)將傳輸皮帶一[4]、傳輸皮帶二[5]上稱(chēng)得的物料重量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，傳感器輸出信號(hào)為0～15mV，由I-7018[17](八通道模擬量A/D轉(zhuǎn)換模塊)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后采用RS-485通訊方式將信號(hào)送回控制柜，再經(jīng)過(guò)I-7520[8](RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換模塊)轉(zhuǎn)換后直接接入工控機(jī)。
附圖4、5中PCL-724插在一體化工控機(jī)內(nèi)，它有8路輸入、8路輸出，4路輸出至PCLD-7216B板上，板上的固態(tài)繼電器PCLM-OAC5A(交流輸出型)驅(qū)動(dòng)交流接觸器控制電機(jī)，電機(jī)采用空氣開(kāi)關(guān)進(jìn)行缺相、短路等保護(hù)。
三個(gè)電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)隨時(shí)反饋回工控機(jī)。將一相交流電源分別通過(guò)三個(gè)空氣開(kāi)關(guān)的常閉觸點(diǎn)，輸入固態(tài)繼電器PCLM-IAC5A(交流輸入型)轉(zhuǎn)化為T(mén)TL電平，然后輸入光隔I/O板[7]，正常工作為低電平，只要任一空氣開(kāi)關(guān)跳閘，則為高電平，工控機(jī)將即時(shí)反映，使皮帶秤單軌運(yùn)行，并提供報(bào)警。工控機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，可以將皮帶秤手動(dòng)運(yùn)行，而控制柜同時(shí)進(jìn)行檢修，不耽擱生產(chǎn)正常進(jìn)行。
附圖6為本實(shí)用新型以工控機(jī)為核心的控制柜，用它對(duì)其各部分按要求進(jìn)行控制運(yùn)行。
附圖7為傳輸皮帶下的高精度傳感器組的安裝位置示意圖。
本實(shí)用新型的硬件配置如下
本實(shí)用新型由于采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為主控機(jī)，具有以下特點(diǎn)精度高；不受物料大小均勻狀況的限制；采用模塊化結(jié)構(gòu)，功能模塊間通過(guò)總線連接，可方便用戶(hù)擴(kuò)展和升級(jí)需求；同時(shí)它在數(shù)據(jù)管理、人機(jī)界面、內(nèi)存容量、運(yùn)行速度、軟硬件支持、功能擴(kuò)展等方面都優(yōu)于單片機(jī)或PLC；避免了傳感器信號(hào)在傳輸線上的損耗與干擾?？蓮V泛用于礦山、冶金、化工和煙草等行業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線上。
權(quán)利要求1.一種由控制柜，信號(hào)采集箱，輸送裝置，傳輸皮帶等組成的雙軌自動(dòng)稱(chēng)量控制皮帶稱(chēng)，其特征在于采用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)按時(shí)序邏輯完成連續(xù)物料的定向分配和交替輸送的雙軌傳輸皮帶，完成物料動(dòng)態(tài)傳輸靜態(tài)稱(chēng)量。它通過(guò)I/O板[7]輸出控制信號(hào)，通過(guò)繼電器組[10]交流接觸器組[11]來(lái)控制傳輸皮帶電機(jī)[13]，[15]，電磁閥[16]運(yùn)行，當(dāng)傳輸皮帶[13]或傳輸皮帶[15]靜止時(shí)，傳輸皮帶一或二的壓力傳感器組[12]或[14]采集的重量信號(hào)送至信號(hào)采集箱[B]的A/D模板[17]，再通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)RS-485通信總線將重量信號(hào)發(fā)送至控制柜[C]的通信模擬塊[8]，再由工控機(jī)[6]直接接收。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軌自動(dòng)稱(chēng)量控制皮帶稱(chēng)，其特征在于完成物料動(dòng)態(tài)傳輸靜態(tài)稱(chēng)量由兩根傳輸皮帶和兩個(gè)控制電機(jī)組成雙軌。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軌自動(dòng)稱(chēng)量控制皮帶稱(chēng)，其特征在于每根傳輸皮帶下4角靠中安裝有直接稱(chēng)量的高精度均衡式傳感器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軌自動(dòng)稱(chēng)量控制皮帶稱(chēng)，其特征在于它是采用將一相交流電源分別通過(guò)三個(gè)空氣開(kāi)關(guān)的常閉觸點(diǎn)輸入固態(tài)繼電器PCLM-IAC5A轉(zhuǎn)化為T(mén)TL電平，然后輸入光隔I/O板[7]工作在低電平，用于防止單個(gè)傳輸皮帶發(fā)生故障后，可以使另外一個(gè)皮帶單軌運(yùn)行，并報(bào)警。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軌自動(dòng)稱(chēng)量控制皮帶稱(chēng)，其特征在于避免傳感器信號(hào)在傳輸線上的損耗和干擾，采用傳感器信號(hào)采集后在信號(hào)采集箱內(nèi)直接完成A/D轉(zhuǎn)換。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙軌自動(dòng)稱(chēng)量控制皮帶稱(chēng)，其特征在于控制柜上有供網(wǎng)絡(luò)用接口。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種生產(chǎn)線上對(duì)物料進(jìn)行連續(xù)、精確自動(dòng)稱(chēng)量的通用型皮帶稱(chēng)。它是由控制柜、信號(hào)采集箱、輸送裝置、傳輸皮帶等組成。它采用工控機(jī)按時(shí)序邏輯完成連續(xù)物料的定向分配和交替?zhèn)魉偷碾p軌傳輸皮帶完成物料動(dòng)態(tài)傳輸、靜態(tài)稱(chēng)量。不僅可節(jié)省時(shí)間,提高稱(chēng)量精度達(dá)1/1000,而且不受物料大小、均勻的限制,且稱(chēng)量信號(hào)在采集箱內(nèi)完成A/D轉(zhuǎn)換避免了傳感器信號(hào)在傳輸線損耗和干擾,同時(shí)還具有通用性,故可廣泛用于礦山、冶金、化工、煙草等行業(yè)的自動(dòng)化生產(chǎn)線上。
文檔編號(hào)G01G13/00GK2409502SQ9925186
公開(kāi)日2000年12月6日 申請(qǐng)日期1999年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年12月29日
發(fā)明者李品, 傅忠良 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院成都計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究所