專利名稱：穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及穩定土廠拌設備水泥供給系統的在線標定結構配置和在線 監控技術領域，尤其是涉及一種穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統。
背景技術：
穩定土廠拌設備是拌和穩定土的關鍵設備，用于拌和各種以水硬性材 料為結合劑的穩定混合料，將集料、結合料、水等材料按施工配合比進行 均勻拌和。穩定土廠拌設備水泥劑量的準確性由水泥計量精度決定，而水 泥的計量精度依賴于正確合理的標定。
目前，現有的穩定土廠拌設備水泥供給系統的標定一般采用人工接料
完成，其具體做法是根據配比設定水泥的用量，人工接取一定時間的水 泥，然后將控制系統儀表顯示的累加流量值與實際人工接取的水泥實際重 量對比，根據對比結果調整比例系數，直至儀表顯示值與實際重量之差在 誤差允許的范圍內。
上述標定過程存在的主要問題是①標定時，穩定土廠拌設備整機必 須停機，只有水泥供給系統工作，無法實現水泥標定與整機的聯動。②人 工接水泥一般在攪拌缸上方的水泥計量螺旋出料口釆樣，此處空間狹小， 致使接料時間非常短，造成水泥稱量誤差較大。③由于接料時，必須把攪 拌缸的保護蓋板揭開，接水泥的人站立于攪拌臂上，不僅操作困難，而且 更容易造成人身傷害事故。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一 種穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統，其設計合理、結構簡單、操作簡便且標定精度高，能克服目前穩定土廠拌設備水泥標定僅限人工標定， 操作困難且標定精度低的缺點。
為解決上述技術問題，本發明釆用的技術方案是 一種穩定土廠拌設備
水泥供給在線標定系統，其特征在于包括傾斜變頻螺旋給料器、固定在 傾斜變頻螺旋給料器上部且對供給水泥進行暫存和緩沖以防止水泥直接 沖擊傾斜變頻螺旋給料器的標定倉、對標定前后標定倉內水泥重量的變化
值Q:進行測試的檢測單元 一 和對傾斜變頻螺旋給料器出料口的瞬時水泥
流量值進行測試的檢測單元二 ，以及根據實時分析處理得出的標定系數相
應對傾斜變頻螺旋給料器的轉速進行控制的控制系統；所述控制系統為根 據所述瞬時水泥流量值相應推算得出標定前后出料口的水泥流量累計值 Q2，且將(^和Q2進行比較并相應處理得出標定系數的控制器，所述檢測單 元一和檢測單元二均接所述控制系統。
所述控制器為配置有顯示裝置和相應報警裝置，且能和穩定土廠拌設 備的工控機進行相互通信的PLC可編程控制器。
所述檢測單元一為安裝在標定倉上部且實時對標定倉內的水泥重量 進行檢測的拉力傳感器，所述拉力傳感器接所述控制系統；所述拉力傳感 器與所述控制系統之間接有將拉力傳感器所檢測信號轉換為4-20mA標準 電流信號的變送器。
所述檢測單元二為安裝在傾斜變頻螺旋給料器上的計量螺旋，所述計 量螺旋接所述控制系統；所述計量螺旋與傾斜變頻螺旋給料器之間釆用軟 連接進行連接。
所述控制系統通過PID控制器對傾斜變頻螺旋給料器的轉速進行控 制，所述PID控制器接對傾斜變頻螺旋給料器的驅動電機進行控制的變頻 器。
所述標定倉為內部通過一豎向隔板隔成左右兩個上部相連通的均料 倉和緩沖倉的楔形倉體，所述傾斜變頻螺旋給料器從左至右逐漸向下傾斜 且通過螺旋轉動帶動緩沖倉內暫存的水泥持續向上移動至均料倉的給料器；緩沖倉的體積大于均料倉的體積且緩沖倉位于均料倉右側，出料口設
置在傾斜變頻螺旋給料器左端部且其與均料倉相通；所述楔形倉體上部開
有進料口和通氣孔，進料口開在緩沖倉上方，緩沖倉內部底部設置有一錐 形破拱器，進料口正下方設置有一個對進入緩沖倉內的水泥進行初步緩沖 的緩沖板。
所述錐形破拱器為 一 上下部均為錐狀的破拱器。
所述均料倉和緩沖倉的體積比為l : 5。
所述楔形倉體上部外側設置有起吊鉤且其側壁上設置有固定支座，所 述拉力傳感器安裝在固定支座上。
所述計量螺旋為單支點懸掛式螺旋稱重裝置。
本發明與現有技術相比具有以下優點1、結構簡單合理，安裝、拆 卸方便。2、使用搡作簡便且智能化程度高，能完全取代人工標定，大大 改善和提高了水泥的計量精度。3、本發明為一獨立的水泥在線標定系統， 通過控制系統能實現本標定系統與整個穩定土廠拌合設備之間的互相通 信。4、實現了水泥的在線標定。5、能自動監控水泥加、減料狀況與進行 自動缺料報警，實現了水泥供料的在線監控。6、具有計算、控制和顯示 水泥的累計重量和瞬時流量的功能。7、具有隨時釆樣，設定流量以及輸 出采樣結果的功能。8、各部分設計合理且功能完備，首先配套設置有獨 立的水泥標定倉，該倉能夠對所供給水泥進行暫存和緩沖，以防止水泥直 接沖擊位于標定倉下部的傾斜變頻螺旋給料器。信號檢測單元設計合理， 設計有兩套測試裝置，具體是安裝在標定倉上的對倉內水泥重量進行實時 檢測的傳感器，該傳感器在線標定過程中參與標定水泥流量的檢測計量； 同時，還包括生產時對傾斜變頻螺旋給料器所供的水泥流量進行檢測的計 量螺旋，上述標定倉上所裝的傳感器和計量螺旋所檢測信號均傳送至控制 系統，繼而實現自動控制水泥加、減料與缺料報警監控的功能。傾斜變頻 螺旋給料器的水泥供給釆用兩級螺旋結構，用變頻調速技術進行無級調速 以控制變頻螺旋給料器的水泥供給量的大小，并且螺旋與水平面成一定的傾角，在出料口處形成一段緩沖區，可有效地防止水泥的自流，以確保水
泥流量的穩定性；計量螺旋(秤)釆用由恒速電機控制的單支點懸掛式螺
旋稱重裝置，并且計量螺旋的傳感器選用拉式傳感器，此裝置可對瞬時水 泥流量進行重量檢測，并轉換成電信號傳給控制系統。所采用的控制系統
即電氣控制裝置，主要由PLC可編程控制器、安裝在檢測單元和PLC可
編程控制器之間的信號放大變送器、變頻器及相關的電路電器組成，上述
PLC可編程控制器可與穩定土廠拌設備的工業微機即工控機進行雙向通 信，因而上述控制系統能自動、及時地對反饋信號，按設定的程序進行運 算處理，具有計算、控制、顯示水泥的累計重量、瞬時流量等功能，保證 水泥的流量不超過所設定的偏差值；同時還具有隨時釆樣，設定流量、輸 出釆樣、報警顯示、統計打印等功能。整個裝置安裝、拆卸且運輸方便， 并且相應設置有運輸中對電子秤即計量螺旋進行保護的保護結構。綜上所 述，本發明設計合理、操作簡便且標定精度高，能克服目前穩定土廠拌設 備水泥標定僅限人工標定，操作困難且標定精度低的缺點。
下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
圖l為本發明的結構示意圖 附圖標記說明
i一變送器； 4一隔板； 7—緩沖板； IO—錐形破拱器； 13—傾斜變頻螺旋給料器； 16—PID控制器； 19一計量螺旋；
2—均料倉；
5—起吊鉤 8—進料口
ll一固定支座； 14一驅動電機； 17—PLC可編程控制器; 20—出料口 。
3—拉力傳感器: 6—標定倉； 9一通氣孔； 12 —緩沖倉； 15 —變頻器； 18—工控機；
具體實施例方式
如圖1所示，本發明包括傾斜變頻螺旋給料器13、固定在傾斜變頻螺 旋給料器13上部的標定倉6、對標定前后標定倉6內水泥重量的變化值 Qi進行測試的檢測單元一、對傾斜變頻螺旋給料器13出料口 20的瞬時水 泥流量值進行測試的檢測單元二，以及根據實時分析處理得出的標定系數 相應對傾斜變頻螺旋給料器13的轉速進行控制的控制系統。所述控制系 統為根據所述瞬時水泥流量值相應推算得出標定前后出料口 9的水泥流量
累計值Q2，且將Q:和Q2進行比較并相應處理得出標定系數的控制器，所述
檢測單元一和檢測單元二均接所述控制系統。本實施例中，所述控制器為 配置有顯示裝置和相應報警裝置，且能和穩定土廠拌設備的工控機18進 行相互通信的PLC可編程控制器17,所述工控機18還配置有打印機。所 述控制系統通過PID控制器16對傾斜變頻螺旋給料器13的轉速進行控制， 所述PID控制器16接對傾斜變頻螺旋給料器13的驅動電機14進行控制 的變頻器15。
所述檢測單元一為安裝在標定倉6上部且實時對標定倉6內的水泥重 量進行檢測的拉力傳感器3，所述拉力傳感器3接所述控制系統。所述拉 力傳感器3與所述控制系統之間接有將拉力傳感器3所檢測信號轉換為 4-20mA標準電流信號的變送器1。
所述檢測單元二為安裝在傾斜變頻螺旋給料器13上的計量螺旋19, 所述計量螺旋19接所述控制系統。所述計量螺旋19與傾斜變頻螺旋給料 器13之間采用軟連接進行連接。本實施例中，所述計量螺旋19單支點懸 掛式螺旋稱重裝置，其使用的傳感器為接所述控制系統的拉氏稱重傳感 器，并且所述拉氏稱重傳感器與所述控制系統之間接有將所述拉氏稱重傳 感器所檢測信號轉換為4-20mA標準電流信號的變送器1。
本實施例中，所述標定倉6為內部通過一豎向隔板4隔成左右兩個上 部相連通的均料倉2和緩沖倉12的楔形倉體，所述傾斜變頻螺旋給料器 13從左至右逐漸向下傾斜且通過螺旋轉動帶動緩沖倉12內暫存的水泥持續向上移動至均料倉2的給料器。緩沖倉12的體積大于均料倉2的體積 且緩沖倉12位于均料倉2右側，出料口 20設置在傾斜變頻螺旋給料器13 左端部且其與均料倉2相通。所述楔形倉體上部開有進料口 8和通氣孔9， 進料口 8開在緩沖倉12上方，緩沖倉12內部底部設置有一錐形破拱器IO, 進料口 8正下方設置有一個對進入緩沖倉12內的水泥進行初步緩沖的緩 沖板7。所述錐形破拱器10為一上下部均為錐狀的破拱器且固定在隔板4 的右側下方，所述均料倉2和緩沖倉12的體積比為1 : 5。同時，所述楔 形倉體上部外側設置有起吊鉤5且其側壁上設置有固定支座11，所述拉力 傳感器3安裝在固定支座11上。
本發明的標定過程是正式標定前，先將本系統所用的各傳感器進行 標定，使其工作在線性較好的區段；標定時，在標定倉6內裝一定量水泥， 并使傾斜變頻螺旋給料器13與計量螺旋19兩螺旋葉片的間隙充滿水泥， 然后使設備正常運轉一定時間，記下標定前后標定倉6內水泥重量的差值 Qi (由所述控制系統，根據拉力傳感器3所檢測的標定前后標定倉6內的 水泥重量數據推算得出)，與計量螺旋19的傳感器釆集到的水泥累計流 量Q2(由所述控制系統，根據計量螺旋19所檢測出料口 20的瞬時水泥流 量數據推算得出)相比較，由控制系統通過內部控制程序自動計算比例系 數即標定系數，直至Q,和Q2之間的誤差在規定允許的范圍內，完成標定過 程。
綜上所述，本發明在同一套穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統 中，同時設置了裝有拉力傳感器3的緩沖標定倉6和測量傾斜變頻螺旋給 料器13水泥流量的計量螺旋19兩套檢測單元。具體是通過標定倉6上的 拉力傳感器3測量在一定時間內標定倉6內水泥重量的變化量，通過計量 螺旋19上的傳感器測量水泥實際流量，并且通過控制系統將兩者進行比 較后，由控制系統計算標定系數，并自動調整位于標定倉6下方的傾斜變 頻螺旋給料器13的轉速，從而達到控制水泥加、減料的目的，最終實現 了水泥供給的在線標定與監控。以上所述，僅是本發明的較佳實施例，并非對本發明作任何限制，凡是 根據本發明技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、變更以及等效結構 變化，均仍屬于本發明技術方案的保護范圍內。
權利要求
1.一種穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統，其特征在于包括傾斜變頻螺旋給料器(13)、固定在傾斜變頻螺旋給料器(13)上部且對供給水泥進行暫存和緩沖以防止水泥直接沖擊傾斜變頻螺旋給料器(13)的標定倉(6)、對標定前后標定倉(6)內水泥重量的變化值Q1進行測試的檢測單元一和對傾斜變頻螺旋給料器(13)出料口(20)的瞬時水泥流量值進行測試的檢測單元二，以及根據實時分析處理得出的標定系數相應對傾斜變頻螺旋給料器(13)的轉速進行控制的控制系統；所述控制系統為根據所述瞬時水泥流量值相應推算得出標定前后出料口(20)的水泥流量累計值Q2，且將Q1和Q2進行比較并相應處理得出標定系數的控制器，所述檢測單元一和檢測單元二均接所述控制系統。
2. 按照權利要求l所述的穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統，其 特征在于所述控制器為配置有顯示裝置和相應報警裝置，且能和穩定土 廠拌設備的工控機(18)進行相互通信的PLC可編程控制器(17)。
3. 按照權利要求1或2所述的穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系 統，其特征在于所述檢測單元一為安裝在標定倉U)上部且實時對標 定倉U)內的水泥重量進行檢測的拉力傳感器(3),所述拉力傳感器(3) 接所述控制系統；所述拉力傳感器(3)與所述控制系統之間接有將拉力 傳感器(3)所檢測信號轉換為4-20mA標準電流信號的變送器(1)。
4. 按照權利要求1或2所述的穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系 統，其特征在于所述檢測單元二為安裝在傾斜變頻螺旋給料器(13)上 的計量螺旋(19),所述計量螺旋(19)接所述控制系統；所述計量螺旋(19)與傾斜變頻螺旋給料器(13)之間釆用軟連接進行連接。
5. 按照權利要求4所述的穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統，其 特征在于所述控制系統通過PID控制器(16 )對傾斜變頻螺旋給料器(13 ) 的轉速進行控制，所述PID控制器(16)接對傾斜變頻螺旋給料器(13) 的驅動電機(14)進行控制的變頻器(15)。
6. 按照權利要求3所述的穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統，其特征在于所述標定倉(6)為內部通過一豎向隔板(4)隔成左右兩個上 部相連通的均料倉(2)和緩沖倉(12)的楔形倉體，所述傾斜變頻螺旋 給料器(13)從左至右逐漸向下傾斜且通過螺旋轉動帶動緩沖倉(12)內 暫存的水泥持續向上移動至均料倉(2)的給料器；緩沖倉(12)的體積 大于均料倉(2 )的體積且緩沖倉(12 )位于均料倉(2 )右側，出料口 ( 20 ) 設置在傾斜變頻螺旋給料器(13)左端部且其與均料倉(2)相通；所述 楔形倉體上部開有進料口 (8)和通氣孔(9),進料口 (8)開在緩沖倉 U2)上方，緩沖倉(l2)內部底部設置有一錐形破拱器(10),進料口 (8)正下方設置有一個對進入緩沖倉(12)內的水泥進行初步緩沖的緩 沖板(7)。
7. 按照權利要求6所述的穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統，其 特征在于所述錐形破拱器(10)為一上下部均為錐狀的破拱器。
8. 按照權利要求6所述的穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統，其 特征在于所述均料倉(2)和緩沖倉(12)的體積比為1 : 5。
9. 按照權利要求6所述的穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統，其 特征在于所述楔形倉體上部外側設置有起吊鉤(5)且其側壁上設置有 固定支座(11)，所述拉力傳感器(3)安裝在固定支座(11)上。
10. 按照權利要求4所述的穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統， 其特征在于所述計量螺旋(19)為單支點懸桂式螺旋稱重裝置。
全文摘要
本發明公開了一種穩定土廠拌設備水泥供給在線標定系統，包括傾斜變頻螺旋給料器、固定在傾斜變頻螺旋給料器上部且對供給水泥進行暫存和緩沖以防止水泥直接沖擊傾斜變頻螺旋給料器的標定倉、對標定前后標定倉內水泥重量的變化值Q<sub>1</sub>進行測試的檢測單元一、對傾斜變頻螺旋給料器出料口的瞬時水泥流量值進行測試的檢測單元二，以及根據實時分析處理得出的標定系數相應對傾斜變頻螺旋給料器的轉速進行控制的控制系統；所述檢測單元一和檢測單元二均接控制系統。本發明設計合理、操作簡便且標定精度高，能克服目前穩定土廠拌設備水泥標定僅限人工標定，操作困難且標定精度低的缺點。
文檔編號B28C7/10GK101554753SQ200910022009
公開日2009年10月14日 申請日期2009年4月14日 優先權日2009年4月14日
發明者玉 付, 劉洪海, 姜海濤, 李紅船, 李飛舟, 王曦林 申請人:長安大學