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专利名称：粉灰物料称量系统及称量方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，尤其涉及混凝土搅拌技术领域中，粉灰物料称量系统及称量方法。
背景技术：
目前，在工程机械行业、冶金行业和包装行业，称量水泥、粉煤灰、矿粉之类的输送装置都是采用单一的速度进行称量，这种称量方式由于得兼顾到速度，称量精度即便有所优化，但也不足够精细。以混凝土搅拌站为例，混凝土搅拌站是称量水泥、粉煤灰、矿粉等物料最频繁的设备，主要是用来完成普通混凝土和特殊混凝土的制作。其中，特殊混凝土主要使用在我国的重载铁路和闻铁上。特殊混凝土除了标号闻的特点外，就是其需要的精度也特别闻。而普通的搅拌站由于采用单一的螺旋输送管结构，不能实现对粉灰物料持续、稳定、高精度和高效率的称量。

发明内容
本发明提出一种粉灰物料称量系统及称量方法，以实现对物料高精度、高效率的称量。第一方面，本发明公开了一种粉灰物料称量系统，包括至少两个物料称量设备和分别与每一物料称量设备相连接的控制装置，其中，所述至少两个物料称量设备分别用于实现物料不同精度的称量；所述控制装置用于根据粉灰物料的目标计量值和当前已经称量完毕的计量值，发出不同精度的称量信号，并根据不同精度的称量信号，驱动不同物料称量设备的启动与关闭。优选地，所述粉灰物料称量系统中，包括两个物料称量设备，分别为第一物料称量设备和第二物料称量设备。其中，第一物料称量设备用于实现物料第一精度的称量；所述第二物料称量设备用于实现物料第二精度的称量；所述控制装置包括第一控制器和第二控制器，并且所述第一控制器用于根据粉灰物料的目标计量值和当前已经称量完毕的计量值，发出第一精度称量信号或第二精度称量信号；所述第二控制器分别与所述第一控制器、第一物料称量设备和所述第二物料称量设备相连接，用于根据所述第一精度称量信号或第二精度称量信号，驱动第一物料称量设备或第二物料称量设备的启动与关闭。优选地，所述粉灰物料称量系统中，所述第二物料称量设备的称量精度大于所述第一物料称量设备的称量精度；所述第一物料称量设备包括电机和与所述电机相连接的第一螺旋输料机；所述第二物料称量设备包括蝶阀和驱动所述蝶阀工作的电磁阀，所述蝶阀设置于所述第一螺旋输料机的出料口的下方；所述第二控制器分别与所述电机和所述电磁阀相连接，用于接收所述第一控制器发出的所述第一精度称量信号或第二精度称量信号；并且，根据获取的称量信号，控制所述电机和所述蝶阀的启动与关闭。优选地，所述粉灰物料称量系统中，所述第一物料称量设备包括电机和与所述电机相连接的第一螺旋输料机；所述第二物料称量设备包括另一电机相和与所述另一电机连接的第二螺旋输料机；所述第二螺旋输料机与所述第一螺旋输料机的流通量不同；所述第二控制器分别与所述两个物料称量设备的电机相连接，用于接收所述第一控制器发出的所述第一精度称量信号或第二精度称量信号；并且，根据获取的称量信号，控制所述两个物料称量设备的电机的开启与关闭。优选地，所述粉灰物料称量系统中，所述控制装置进一步包括工控机，该工控机分别与所述第一控制器和所述第二控制器相连接，用于调整所述第一控制器和第二控制器的工作参数。第二方面，本发明还公开了一种粉灰物料称量方法，包括如下步骤目标计量值预设步骤、称量信号发出步骤和控制步骤。目标计量值预设步骤为，在所述控制装置中预设目标计量值；称量信号发出步骤为，所述控制装置根据粉灰物料的目标计量值和当前已经称量完毕的计量值，发出不同精度的称量信号；控制步骤为，所述控制装置根据不同精度的称量信号，驱动不同物料称量设备的启动与关闭。优选地，上述称量方法中，所述粉灰物料称量系统包括两个物料称量设备，分别为第一物料称量设备和第二物料称量设备。第一物料称量设备用于实现物料第一精度的称量；第二物料称量设备用于实现物料第二精度的称量；所述控制装置包括第一控制器和第二控制器，并且，所述控制步骤进一步为，所述第一控制器根据粉灰物料的目标计量值和当前已经称量完毕的计量值，发出不同精度的称量信号；所述第二控制器根据不同精度的称量信号，驱动不同物料称量设备的启动与关闭。优选地，上述称量方法中，所述第一物料称量设备包括电机和与所述电机相连接的第一螺旋输料机；所述第二物料称量设备包括蝶阀和驱动所述蝶阀工作的电磁阀，该蝶阀设置于所述第一螺旋输料机的出料口的下方；并且，所述控制步骤进一步为当所述第一控制器发出所述第二物料称量设备对应的称量精度信号时，所述电机关闭，所述第一螺旋输料机停止工作；同时，所述蝶阀启动，在脉冲的作用下，所述蝶阀不断地进行打开与关闭的动作，使物料抖落；并且，当所述第一控制器检测到物料不够时，所述第二控制器还可以发出点动所述电机的点动信号，所述电机根据所述点动信号带动所述第一螺旋输料机给及物料，然后重新启动所述蝶阀。优选地，上述称量方法中，所述第一物料称量设备包括电机和与所述电机相连接的第二螺旋输料机；所述第二物料称量设备包括另一电机和与所述另一电机连接的第三螺旋输料机；所述第三螺旋输料机与所述第一螺旋输料机的流通量不同；并且，所述控制步骤进一步为第二控制器接收所述第一控制器发出的所述第一精度称量信号或第二精度称量信号；并且，根据获取的称量信号，控制所述两个物料称量设备对应的电机的开启与关闭。优选地，上述称量方法中，所述控制装置进一步包括工控机；分别与所述第一控制器和所述第二控制器相连接；并且，所述控制步骤进一步为，由所述工控机调整所述第一控制器和第二控制器的工作参数。
本发明中，通过采用控制装置对具有不同称量精度的至少两套称量设备进行控制，在实现对粉灰物料粗称的同时，能够进一步的实现对物料的精称，并且，能够提高称量效率。由此可以看出，本发明实现了物料“高精度”以及“高效率”的称量。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图IA为本发明粉灰物料称量系统的结构框图；图IB为本发明粉灰物料称量系统实施例中，控制装置的结构示意图；
图2为本发明粉灰物料称量系统实施例的结构示意图；图3为由PLC控制器作为第二控制器的控制流程图；图4为本发明粉灰物料称量系统一个实施例中，控制装置的结构框图；图5为本发明图4所示的粉灰物料称量系统实施例中，控制装置的控制关系示意图。
具体实施例方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。并且，在不冲突的情况下，下述实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参照图1A，图IA为本发明粉灰物料称量系统实施例的结构框图。该实施例中，粉灰物料称量系统包括第一物料称量设备100和第二物料称量设备200，以及分别与每一物料称量设备相连接的控制装置300 ；，其中，至少两个物料称量设备分别用于实现物料不同精度的称量；控制装置300用于根据粉灰物料的目标计量值和当前已经称量完毕的计量值，发出不同精度的称量信号，并根据不同精度的称量信号，驱动不同物料称量设备的启动与关闭。本实施例中，通过采用控制装置对具有不同称量精度的至少两套称量设备进行控制，在实现对粉灰物料粗称的同时，能够进一步的实现对物料的精称，并且，能够提高称量效率。由此可以看出，本发明实现了物料“高精度”以及“高效率”的称量。参照图1B，图IB为粉灰物料称量系统的一个实施例中，控制器的结构示意图。控制装置300的第一控制器310用于根据粉灰物料的目标计量值和当前已经称量完毕的计量值，发出第一精度称量信号或第二精度称量信号，所以，第一控制器310实际为“称量控制器”;第二控制器320用于根据不同精度的称量信号，驱动不同物料称量设备的启动与关闭本实施例中，通过采用控制装置300对具有不同称量精度的两套称量设备进行控制，在实现对粉灰物料粗称的同时，能够进一步的实现对物料的精称，并且，能够提高称量效率。需要说明的是，该实施例中，仅仅包括两套物料称量设备，可以理解的是，对于本领域的技术人员而言，根据实际的需要，设置三套、四套或者更多的具有不同称量精度的套物料称量设备也是可行的。本发明对于物料称量设备的数量不做限定，只要具有至少套具有不同称量精度的物料称量设备，并且每一物料称量设备均与控制装置相连接，根据不同精度的称量信号，驱动不同物料称量设备的启动与关闭，进而实现高精度称量的产品，皆在本发明的保护范围之内。图IA中，第一物料称量设备100和第二物料称量设备200可以有多种选择方式。下面结合图2，对其中的一种实现方式做详细的说明。参照图2，第一物料称量设备100包括电机110和与电机110相连接的第一螺旋输料机120 ;第一螺旋输料机120包括进料口 1201和出料口 1202。第二物料称量设备包括蝶阀210和驱动蝶阀210工作的电磁阀未示出，该蝶阀210设置于第一螺旋输料机120的出料口 1202的下方。显然，由电机110带动的第一螺旋输料机120的称量精度小于蝶阀210的称量精度。在工作时，当第一控制器310发出蝶阀210对应的称量精度信号时，电机110关闭，从而，第一螺旋输料机120停止工作；与此同时，蝶阀210启动，在脉冲的作用下，蝶阀210不断地进行打开与关闭的动作，使物料抖落，通过这种“抖落”的方式，实现高精度物料的称量。·并且，在称量过程中，可能会遇到这样一种情况，当控制装置300检测到物料不够时，也就是说，从第一螺旋输料机120中的出料口落至蝶阀210的物料全都被“抖落”到计量斗后，发现称量斗中的当前已经称量完毕的物料的计量值还没有达到目标计量值，这时，控制装置300中的第二控制器320还可以发出“点动”电机110的点动信号，该点动信号使电机110驱动第一螺旋输料机120适当地给及物料至蝶阀210，然后重新启动蝶阀210，继续重复上述“抖落”的工作，直至达到称量的目标值。本实施例中，通过电机带动的螺旋输料机完成第一精度(即“粗称”)的称量，在控制装置发出第二精度的称量信号后，蝶阀通过脉冲作用不断的进行打开和关闭的动作，使物料的“抖落”，完成第二精度(即“精称”)的称量。也就数说，本实施例是采用变频控制，通过电机带动的螺旋输料机和蝶阀的配合实现“粗称”和“精称”的配合，进而本实施例实现了物料“高精度”以及“高效率”的称量。在具体实施上述实施例时，控制装置300中的第二控制器320可以采用PLC控制器。该PLC控制器分别与第一控制器310、电机110和驱动蝶阀210的电磁阀相连接；该？“控制器的作用是，接收第一控制器310发出的第一精度称量信号(粗称信号)或第二精度称量信号(精称信号)；并且，根据获取的称量信号，进行电机110和蝶阀210的开启或关闭。在此，需要说明的是，PLC控制器仅仅是第二控制器310的一种优选的实现方式，其他类型的控制器，只要能够实现PLC控制器的功能也是可以的，本发明在此不做限定。下面，对PLC控制器的控制过程做进一步的描述。第一控制器310需给出粗称信号或精称信号到PLC控制器，在功能关闭的时候，碟阀210 —直处于开启状态,物料称量仅有一种速度，即第一螺旋输料机120的传送速度,该速度与电机110的转速直接相关，此时，系统处于粗称阶段，和普通搅拌站无异。在精称功能开启时，系统处于精称时间段时，对留在碟阀210上残余的物料实现打开、关闭、再打开、再关闭的脉动动作，从而使得物料在貌似具有“智能”的碟阀210的作用下颤抖。PLC控制器还可以发出“点动”电机110的点动信号，该点动信号使电机110驱动第一螺旋输料机120适当地给及物料至蝶阀210，然后重新启动蝶阀210，继续重复上述“抖落”的工作，直至达到称量的目标值。由此可以看出，物料是一点、一点卸落至称量斗完成超高精度的称量过程。从上述过程的描述中可以看出，PLC控制器需增加I输入，主要检测脉动碟阀210的打开和关闭的位置，还需要I输出点，输出信号给与PLC控制器相连接的电磁阀，电磁阀导通气驱动碟阀210运动。当然，蝶阀210不仅仅限于高压气体的驱动，也可以采用液压驱动。碟阀210按照第一螺旋输料机的尺寸制作或购买。下面结合图3对PLC控制器的精称控制过程做更加清晰的描述。参照图3，图3为PLC控制器的精称的控制流程图。 首先对用到的几个变量做出说明。m :当前时刻粉灰物料的计量值；mx:特定物料，在特定工况下，有本领域技术人员预先给定的开始进行精称操作的 阈值。例如,称重100千克的混凝土,设定Hiffifcfc= 80千克,那么，当m = 80千克时,贝Ij开始精称操作，即由蝶阀的抖落完成剩下20千克的称量。显然，这样的操作时可以提高称量精度的。S :蝶阀计数器当前的计数值Sx :蝶阀开始精称操作的时刻tl，至需要点动电机这一时刻t2，这两个时刻之间，蝶阀所经历的脉冲周期的个数。也就是说，该参数代表蝶阀工作多少个脉冲周期后，即需要点动电机，重新给及物料至蝶阀。这个参数是由本领域技术人员根据实际工况、工作效率以及经验给定的。mmin :仪表认定无差别值当m彡mx时，第一控制器310给出精称信号时，此时，PLC控制器发出精称信号，mx电机Iio停止运转，蝶阀210不停的做打开、关闭、打开关闭动作，如此循环；完成一个周期后，PLC控制器计数器SWl;通过蝶阀的脉动，物料一点一点卸落至称量斗。令mmin为仪表认定无差别值，若再某t时刻，那么Hlt ( Hlfflin时，则已经完成了称量过程，称量结束。若在某t时刻,m < mx,但计数器的值S = Sx时，也就是说,系统能够检测物料不够时，点动电机110，给及物料，然后再重新启动碟阀210做循环运动。上述实施例中用到的变量，m、mx、S、Sx或Hiniin可以预先由本领域的技术人员预先给定，当然，更为优选的一种情况是，可以根据实际的工况、称量效率等情况随时调整。根据这种思路，参照图4，上述实施例更为优选的一种控制方式是，控制装置300进一步包括工控机330，用于调整第一控制器310和蝶阀210的工作参数。工控机330分别与第一控制器310和第二控制器320相连接。具体的，第二控制器320为PLC控制器。工作时，由工控机330调整第一控制器310和所述蝶阀210的工作参数，PLC控制器320依据工作参数对所述电机110和所述蝶阀210的启动和关闭进行控制。其中，第一控制器310和蝶阀210的工作参数包括m、mx、S、Sx或Hiniintl也就是说，在工控机330的界面中，蝶阀210周期脉动时间为Tx，水泥精称碟阀脉动时间Ts、粉煤灰精称碟阀脉动时间Tf或者其他物料时间都可供调节。并且，再启动电机脉动次数Sx也可调节。本领域的技术人员不难理解，蝶阀的粉料脉动时间T越长，蝶阀完成一整套动作的时间越长，单位时间内如今称量斗的物料越多，速度越快，当时间Tx大于粉灰整个实际上料时间tx时，即Tx ^ tx时，相当于关闭精称功能。参照图5，图5为本发明图4所示的粉灰物料称量系统实施例中，控制装置的控制关系不意图。由此可以看出，上述实施例，仅仅添加了一个蝶阀，用最经济的方法实现了精称，而精称的实现过程是通过PLC控制器实现，但PLC控制器的控制又是依赖工控机对相关设备工作参数的调整，达到效率和精度的最大化的。并且，结构简单实用，适用广泛。以上详细说明了采用螺旋输料机和蝶阀实现粗称与精称相结合的称量方式，除此之外，还可以采用如下方式第一物料称量设备为与电机相连接的第二螺旋输料机；第二物料称量设备为与另一电机相连接的第三螺旋输料机；并且第二螺旋梳料机与第三螺旋输料机的流通量不同。也就是说，可以由一个流通量较大的粗称螺旋输送机和一个流通量较小的精称螺旋输送机来替代，采用一大一小两个螺旋输送机进料，既可以保证进料速度、缩短计量周期，同时也可以通过两个螺旋输送机在不同时间段的协调工作来保证最终的计量精度。此外，本发明还提出了一种粉灰物料称量方法，该称量方法基于上述的称量系统。由于具体的称量原理和称量方法在上述实施例中，已经做了详细的描述，因此，本发明在此不再描述，相关之处参照上述实施例的描述即可。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种粉灰物料称量系统，其特征在于，包括至少两个物料称量设备和分别与每一物料称量设备相连接的控制装置(300)，其中， 所述至少两个物料称量设备分别用于实现物料不同精度的称量；以及所述控制装置(300)用于根据粉灰物料的目标计量值和当前已经称量完毕的计量值，发出不同精度的称量信号，并根据不同精度的称量信号，驱动不同物料称量设备的启动与关闭。
2.根据权利要求I所述的粉灰物料称量系统，其特征在于， 包括两个物料称量设备，分别为 第一物料称量设备(100)，用于实现物料第一精度的称量；以及 第二物料称量设备(200)，用于实现物料第二精度的称量； 所述控制装置(300)包括第一控制器(310)和第二控制器(320)，并且所述第一控制器(310)用于根据粉灰物料的目标计量值和当前已经称量完毕的计量值，发出第一精度称量信号或第二精度称量信号；所述第二控制器(320)分别与所述第一控制器(310)、第一物料称量设备(100)和所述第二物料称量设备(200)相连接，用于根据所述第一精度称量信号或第二精度称量信号，驱动第一物料称量设备(100)或第二物料称量设备(200)的启动与关闭。
3.根据权利要求2所述的粉灰物料称量系统，其特征在于， 所述第二物料称量设备(200)的称量精度大于所述第一物料称量设备(100)的称量精度；并且 所述第一物料称量设备(100)包括电机(110)和与所述电机(110)相连接的第一螺旋输料机(120);以及 所述第二物料称量设备包括蝶阀(210)和驱动所述蝶阀(210)工作的电磁阀，所述蝶阀(210)设置于所述第一螺旋输料机(120)的出料口(1202)的下方； 所述第二控制器(320)分别与所述电机(110)和所述电磁阀相连接，用于接收所述第一控制器(310)发出的所述第一精度称量信号或第二精度称量信号；并且，根据获取的称量信号，控制所述电机(110)和所述蝶阀(210)的启动与关闭。
4.根据权利要求2所述的粉灰物料称量系统，其特征在于， 所述第一物料称量设备(100)包括电机(110)和与所述电机(110)相连接的第一螺旋输料机(120)； 所述第二物料称量设备(200)包括另一电机相和与所述另一电机连接的第二螺旋输料机；并且 所述第二螺旋输料机与所述第一螺旋输料机的流通量不同； 所述第二控制器(320)分别与所述两个物料称量设备的电机相连接，用于接收所述第一控制器(310)发出的所述第一精度称量信号或第二精度称量信号；并且，根据获取的称量信号，控制所述两个物料称量设备的电机的开启与关闭。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的粉灰物料称量系统，其特征在于， 所述控制装置(300)进一步包括 工控机(330)，分别与所述第一控制器(310)和所述第二控制器(320)相连接，用于调整所述第一控制器(310)和第二控制器(320)的工作参数。
6.一种根据权利要求I所述粉灰物料称量系统的称量方法，其特征在于，包括如下步骤 目标计量值预设步骤，在所述控制装置(300)中预设目标计量值； 称量信号发出步骤，所述控制装置(300)根据粉灰物料的目标计量值和当前已经称量完毕的计量值，发出不同精度的称量信号； 控制步骤，所述控制装置(300)根据不同精度的称量信号，驱动不同 物料称量设备的启动与关闭。
7.根据权利要求6所述的称量方法，其特征在于，所述粉灰物料称量系统包括两个物料称量设备，分别为 第一物料称量设备(100)，用于实现物料第一精度的称量；以及 第二物料称量设备(200)，用于实现物料第二精度的称量； 所述控制装置(300)包括第一控制器(310)和第二控制器(320)，并且所述控制步骤进一步为，所述第一控制器(310)根据粉灰物料的目标计量值和当前已经称量完毕的计量值，发出不同精度的称量信号；所述第二控制器(320)根据不同精度的称量信号，驱动不同物料称量设备的启动与关闭。
8.根据权利要求7所述的粉灰物料称量方法，其特征在于， 所述第一物料称量设备(100)包括电机(110)和与所述电机(110)相连接的第一螺旋输料机(120);所述第二物料称量设备包括蝶阀(210)和驱动所述蝶阀(210)工作的电磁阀，该蝶阀(210)设置于所述第一螺旋输料机(120)的出料口(130)的下方；并且所述控制步骤进一步为 当所述第一控制器(310)发出所述第二物料称量设备(200)对应的称量精度信号时，所述电机(110)关闭，所述第一螺旋输料机(120)停止工作；同时，所述蝶阀(210)启动，在脉冲的作用下，所述蝶阀(210)不断地进行打开与关闭的动作，使物料抖落；并且 当所述第一控制器(310)检测到物料不够时，所述第二控制器(320)还可以发出点动所述电机(110)的点动信号，所述电机(110)根据所述点动信号带动所述第一螺旋输料机(120)给及物料，然后重新启动所述蝶阀(210)。
9.根据权利要求7所述的粉灰物料称量方法，其特征在于， 所述第一物料称量设备(100)包括电机和与所述电机相连接的第二螺旋输料机； 所述第二物料称量设备(200)包括另一电机和与所述另一电机连接的第三螺旋输料机； 所述第三螺旋输料机与所述第一螺旋输料机的流通量不同；并且， 所述控制步骤进一步为第二控制器(320)接收所述第一控制器(310)发出的所述第一精度称量信号或第二精度称量信号；并且，根据获取的称量信号，控制所述两个物料称量设备对应的电机的开启与关闭。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的粉灰物料称量方法，其特征在于 所述控制装置(300)进一步包括工控机(330);分别与所述第一控制器(310)和所述第二控制器(320)相连接；并且 所述控制步骤进一步为，由所述工控机(330)调整所述第一控制器(310)和第二控制器(320)的工作参数。
全文摘要
本发明提出了一种粉灰物料称量系统及称量方法。其中，粉灰物料称量系统包括至少两个物料称量设备和分别与每一物料称量设备相连接的控制装置，其中，至少两个物料称量设备分别用于实现物料不同精度的称量；控制装置用于根据粉灰物料的目标计量值和当前已经称量完毕的计量值，发出不同精度的称量信号，并根据不同精度的称量信号，驱动不同物料称量设备的启动与关闭。本发明中，通过采用控制装置对具有不同称量精度的至少两套称量设备进行控制，在实现对粉灰物料粗称的同时，能够进一步的实现对物料的精称，称量效率高，由此，实现了物料“高精度”以及“高效率”的称量。
文档编号G01G13/24GK102680061SQ201210124070
公开日2012年9月19日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者刘立, 康颖, 陈苏波 申请人:三一重工股份有限公司