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混凝土搅拌站骨料全自动布料系统

  • 发布时间:2020-07-27 11:36
  • 来源:《建设机械技术与管理》杂志
  • 作者:申继军 陈方 李鑫 王璇 金广明
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【概要描述】目前混凝土搅拌站骨料储存主要有两种方式,一种是地面料场,骨料运输车先把骨料存放在地面料场,再通过铲车转移料场内堆积的骨料到骨料配料机,在搅拌站运转时需要铲车频繁转移骨料来保证混凝土生产需要,人力物力消耗都比较大,另一种是立体料库,通过传输皮带结构使骨料运输车可以直接卸料、布料至立体料库,无须二次转移骨料可直接参与混凝土生产,本文介绍一种基于绝对值编码器的立体料库骨料全自动布料技术研究,设计一键启停

混凝土搅拌站骨料全自动布料系统

【概要描述】目前混凝土搅拌站骨料储存主要有两种方式,一种是地面料场,骨料运输车先把骨料存放在地面料场,再通过铲车转移料场内堆积的骨料到骨料配料机,在搅拌站运转时需要铲车频繁转移骨料来保证混凝土生产需要,人力物力消耗都比较大,另一种是立体料库,通过传输皮带结构使骨料运输车可以直接卸料、布料至立体料库,无须二次转移骨料可直接参与混凝土生产,本文介绍一种基于绝对值编码器的立体料库骨料全自动布料技术研究,设计一键启停

  • 分类:工程技术
  • 作者:申继军 陈方 李鑫 王璇 金广明
  • 来源:《建设机械技术与管理》杂志
  • 发布时间:2020-07-27 11:36
  • 访问量:
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  摘要:目前混凝土搅拌站骨料储存主要有两种方式,一种是地面料场,骨料运输车先把骨料存放在地面料场,再通过铲车转移料场内堆积的骨料到骨料配料机,在搅拌站运转时需要铲车频繁转移骨料来保证混凝土生产需要,人力物力消耗都比较大,另一种是立体料库,通过传输皮带结构使骨料运输车可以直接卸料、布料至立体料库,无须二次转移骨料可直接参与混凝土生产,本文介绍一种基于绝对值编码器的立体料库骨料全自动布料技术研究,设计一键启停方式,并在搅拌站现场验证了其可靠性、稳定性、准确性。

  关键词:骨料储存;全自动布料;绝对值编码器;一键启停

  0.引言

  新时代下混凝土企业发展迅猛,竞争日益加剧,人力资源成本、交通物流成本和环境保护成本都在加大,国家对环保要求越来越严格,砂石料的开采和生产也管控较严,在企业生存压力下,怎样使混凝土企业可以科学管理砂石料、形成智能化管理系统,于是研发出一种基于绝对值编码器的立体料库骨料全自动布料技术。通过人机界面触摸屏、可编程序控制器PLC实现远程控制模式,配合各个检测机构使系统稳定可靠。

  1.系统架构

  骨料全自动布料系统是基于绝对值编码器进行编程设计的,主要由人机界面操作系统、自动化控制系统和部件检测系统组成,人机界面使用工业触摸屏,自动化控制系统选用可编程序控制器PLC,两者通过TCP/IP网络通讯,触摸屏用来展示整个系统运转状态及发送、接收PLC指令,并通过PLC编程实现对布料机构自动定位、自动启停控制。系统架构如图一所示:

混凝土搅拌站骨料全自动布料系统

图1 系统架构图

  2.人机界面触摸屏动态显示设计

  通过触摸屏编程技术使整个骨料布料系统图形化显示,帮助操作人员快速了解上料系统工作流程;设置手动模式和自动模式,根据需要切换;骨料仓状态、输送皮带动态显示一目了然,实时监控上料过程;一键式启动、停止上料系统,不出错、不慌乱。

混凝土搅拌站骨料全自动布料系统

图2 触摸屏界面设计图

  3.全自动布料技术分析与编程设计

  全自动布料系统设计为两个骨料卸料点,可满足每个卸料点把骨料通过皮带传输至任意的立体料仓储料仓内,触摸屏给出选仓动作,通过检测当前仓位和目标仓位的关系来编写运动程序,使布料机构运动至准确位置后依次启动各个传输皮带,并在检测到料仓高位信号时停止皮带传输骨料。

  设计思路:

  1、系统要达到全自动一键启停的目标,必须对布料机构进行准确的自动定位,如果用普通的光电开关来定位时可能出现运转一段时间后机械部位检测不到的情况,通过实验激光传感器、行程开关、编码器等多种检测手段后确定选用绝对值编码器,绝对值编码器信号不怕干扰,具有位置唯一性,停电数据不会丢失,PLC对于绝对值编码器无需时刻计数,对于CPU扫描无需计算中断时间并节省CPU资源,数据可靠性高,节省调试时间,减少售后服务成本,因此对核心的布料机构定位编程是以基于绝对值编码器的PLC编程设计;

  2、混凝土结构的立体料库比较大,所以布料机构行走的距离就比较远,对于这种编码器旋转工作时范围超过360度时,需要选用智能型多圈绝对值编码器,它具有4-20mA模拟量输出和RS485数字量输出,并且20MA可灵活设定在1-4096圈之间的任何位置,信号采集精度高、抗干扰、传输速度快。

  3、由于骨料仓设计容量很大,仓位之间布料机构行走的距离比较远,为了稳定提高换仓的效率,选用变频器搭配驱动电机方式使布料机构在行走初中期以高速运行,行走快到目标仓位时提前减速运行,从而使效率提高、平滑运行。

  3.1根据仓位设计编码器圈数

  设定最左侧仓位为编码器0位,依据布料机构减速机输出转速计算结果设定从左到右的仓位依次编码器圈数500、1000...4000,每个仓位的位置具有唯一性。

  3.2布料机构行走PLC编程设计

  在启动前,可以选择任意的仓位,并自动复位其他所有已选择仓位;确定仓位启动时,根据选择的仓位和目标仓位进行比较,具体方法为通过处理编码器模拟输入信号确定当前仓位,从而控制布料机构行走至目标仓位,各种实际工况如下(以从左到右仓位编号1-9为例):

  1、以当前布料机构在3位、目标仓位在7位时,控制布料机构正转快速(65HZ)行走至距离7位还有50圈时停止快速行走,保持慢速(30HZ)行走至7位,然后顺序启动传输皮带进行料仓布料,部分编程示例:

混凝土搅拌站骨料全自动布料系统
混凝土搅拌站骨料全自动布料系统
混凝土搅拌站骨料全自动布料系统
混凝土搅拌站骨料全自动布料系统
混凝土搅拌站骨料全自动布料系统

  2、同理,当布料机构目标仓位在当前仓位左侧时,需要控制布料机构反转行走。

  3、在料仓内堆料到达设定高位时,需要停止布料,防止骨料溢出,这时先关闭卸料处斗门,然后顺序从下至上停止传输皮带,部分编程示例:

混凝土搅拌站骨料全自动布料系统

  4.技术应用扩展

  通过对绝对值编码的编程设计和实际应用,区分单圈和多圈的使用要求,此文所述技术还可以应用在旋转分料机构,可采用单圈绝对值编码器,设定各个仓位的角度(以4仓位为例,可设定4MA对应0度、20MA对应270度,每个仓位角度为0度、90度、180度、270度),在PLC内对模拟输入量进行转换和标定从而确定对应的角度值,每一个仓位对应唯一的角度值,直接进行控制编程。

  5.安全节能高效、智能检测工况

  5.1安全节能高效

  骨料全自动布料系统无需铲车、司机,节省大量维保成本;根据绝对值编码器模拟信号输入作为布料机构运动的基本信号,它抗干扰性强,数据可靠性高,节省调试时间,减少售后服务成本;采用变频器驱动,使布料机构满足可变的快慢速运转,启停平滑、行走迅速;无须人工操作,避免上错料;高料位保护,防止骨料爆仓;从卸料口至料仓全程为皮带传输,上料连续不间断,设备能效最大化;远程控制,设计触摸屏控制箱,可根据现场情况放置在任意地点,通过普通网线即可实现骨料上料,操作简单、移动方便。

  5.2智能检测工况

  骨料全自动布料系统具备严密的工况检测系统,保证系统可靠稳定运行,包含上料前系统具备运转条件检测,上料中设备运转正常和故障检测,具体如下:

  1、布料机构定位检测,检测骨料机构位置是否满足启动上料系统,特殊情况下可切换至手动模式进行骨料布料;

  2、输送皮带运转检测,上料中对输送皮带运转情况进行检测并实时反馈至触摸屏动态显示,故障时自动停止上料;

  3、设备控制器状态检测,对电机起动器、接触器、互锁设计多重检测,任意一个环节发生故障自动停止上料。

  6.结语

  本文在搅拌站现场实际应用的基础上,总结经验及重要数据,提出了基于绝对值编码器的立体料库骨料全自动布料技术,并通过人机界面触摸屏、可编程序控制器PLC实现远程控制模式,节能、高效、安全可靠,帮助混凝土企业做到人性化管理、精细化管理、材料科学化管理,实现在材料低价格时大量高效安全储存骨料,提升企业经济效益。

  参考文献:

  [1]段礼才,黄文钰,徐善海.西门子S7-1200 PLC 编程及使用指南 [M]. 机械工业出版社.2018.

  [2]李江全.PLC模拟量与通信控制应用实例详解[M].电子工业出版社.2014.

  [3]尹圣雨.TCP/IP网络编程[M].人民邮电出版社.2014.

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2022-06-15
交通强国,前行有我!中联重科助建多个重大交通工程
交通强国,前行有我!中联重科助建多个重大交通工程
百年大计,交通先行。近期,交通运输部接连召开会议,部署加大交通基础设施投资工作,交通稳投资稳增长的压舱石作用进一步凸显。国家和地方已经建成和正在建设的重大交通工程有很多,有力推动了经济社会的发展,同时也展现了“基建狂魔”的魅力。 
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百年大计,交通先行。近期,交通运输部接连召开会议,部署加大交通基础设施投资工作,交通稳投资稳增长的压舱石作用进一步凸显。国家和地方已经建成和正在建设的重大交通工程有很多,有力推动了经济社会的发展,同时也展现了“基建狂魔”的魅力。 
2022-06-20
国内首创!南方路机AI+骨料智能上料系统为混凝土生产保驾护航
国内首创!南方路机AI+骨料智能上料系统为混凝土生产保驾护航
南方路机开发的国内首个AI+骨料智能上料系统,采用人工智能和视觉检测技术,对骨料级配和形态进行在线监测。该系统可集成到已有设备和管理软件中,进一步提高混凝土搅拌站的智能化水平。 
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南方路机开发的国内首个AI+骨料智能上料系统,采用人工智能和视觉检测技术,对骨料级配和形态进行在线监测。该系统可集成到已有设备和管理软件中,进一步提高混凝土搅拌站的智能化水平。 
2022-06-14
中德联合研发!中联重科首款欧洲版塔机开启行业新潮流
中德联合研发!中联重科首款欧洲版塔机开启行业新潮流
中德两大智造高地深度合作,强强联合将会碰撞出怎样的火花?近日,一款完美融合了中联重科和威尔伯特双方优势的极光绿塔机——W220-10S平头塔机正式在欧洲上市。这款塔机在世界掀起塔机新潮流的同时,也标志着双方技术融合进入新的阶段。
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中德两大智造高地深度合作,强强联合将会碰撞出怎样的火花?近日,一款完美融合了中联重科和威尔伯特双方优势的极光绿塔机——W220-10S平头塔机正式在欧洲上市。这款塔机在世界掀起塔机新潮流的同时,也标志着双方技术融合进入新的阶段。
2022-06-14
重磅!卡特彼勒宣布开展氢燃料电力合作示范项目
重磅!卡特彼勒宣布开展氢燃料电力合作示范项目
近日,卡特彼勒公司宣布将与DistrictEnergySt.Paul公司共同开展一项为期三年的氢燃料研究项目,以示范一款由氢气为燃料的热电联产(CHP)系统。    
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近日,卡特彼勒公司宣布将与DistrictEnergySt.Paul公司共同开展一项为期三年的氢燃料研究项目,以示范一款由氢气为燃料的热电联产(CHP)系统。    
2022-06-13
中铁科工与中铁大桥院签订战略合作协议
中铁科工与中铁大桥院签订战略合作协议
近日,中铁科工与中铁大桥院战略合作协议签字仪式在中铁科工本部举行,双方就进一步推动桥梁产业发展、加强市场资源共享、实现优势互补达成重要共识。
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近日,中铁科工与中铁大桥院战略合作协议签字仪式在中铁科工本部举行,双方就进一步推动桥梁产业发展、加强市场资源共享、实现优势互补达成重要共识。
2022-06-08
万吨米塔机再创神话 诠释中国起重机厚重底色
万吨米塔机再创神话 诠释中国起重机厚重底色
6月2日,中联重科万吨米级塔机W12000-450顺利完成立塔、安装、调试,巍峨挺拔地矗立在常泰长江大桥施工现场。作为全球首台突破万吨米级的塔机,W12000-450于2021年10月25日成功下线,从项目方提出需求到产品下线仅用了10个月时间。
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6月2日,中联重科万吨米级塔机W12000-450顺利完成立塔、安装、调试,巍峨挺拔地矗立在常泰长江大桥施工现场。作为全球首台突破万吨米级的塔机,W12000-450于2021年10月25日成功下线,从项目方提出需求到产品下线仅用了10个月时间。
2022-06-08
柳工5·28全球客户节:新一代电动装载机重磅发布 打造绿色发展新名片
柳工5·28全球客户节:新一代电动装载机重磅发布 打造绿色发展新名片
5月28日,柳工5·28全球客户节暨新一代新能源工程机械产品发布会在线上举行,柳工第二代电动装载机856H-EMAX全球重磅发布,推动电动工程机械发展迈上新台阶。 
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5月28日,柳工5·28全球客户节暨新一代新能源工程机械产品发布会在线上举行,柳工第二代电动装载机856H-EMAX全球重磅发布,推动电动工程机械发展迈上新台阶。 
2022-05-30
中联重科新材料总部及产业基地落户湘阴 打造湖南新材料国际名片
中联重科新材料总部及产业基地落户湘阴 打造湖南新材料国际名片
5月28日,中联重科新材料总部及产业基地项目签约仪式在长沙隆重举行。湖南中联重科新材料科技有限公司(以下简称中联重科新材料)与湘阴县政府签约,将在岳阳湘阴打造新材料产业高地。此次签约,是中联重科新材料产业布局的重大成果,标志着中联重科新材料板块的全新启航。  
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5月28日,中联重科新材料总部及产业基地项目签约仪式在长沙隆重举行。湖南中联重科新材料科技有限公司(以下简称中联重科新材料)与湘阴县政府签约,将在岳阳湘阴打造新材料产业高地。此次签约,是中联重科新材料产业布局的重大成果,标志着中联重科新材料板块的全新启航。  
2022-05-28
世界矿业巨头淡水河谷签购徐工巴西矿山设备
世界矿业巨头淡水河谷签购徐工巴西矿山设备
5月18日,淡水河谷(Vale)与徐工巴西首批矿山设备采购签约仪式在米纳斯州包索市(PousoAlegre)徐工巴西工厂隆重举行,包括5台GR3505矿用平地机在内的采矿和基建设备将于今年年底前向淡水河谷巴西运营区交付。  
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5月18日,淡水河谷(Vale)与徐工巴西首批矿山设备采购签约仪式在米纳斯州包索市(PousoAlegre)徐工巴西工厂隆重举行,包括5台GR3505矿用平地机在内的采矿和基建设备将于今年年底前向淡水河谷巴西运营区交付。  
2022-05-23
五项集中签约!长沙吹响工程机械全球“集结号”
五项集中签约!长沙吹响工程机械全球“集结号”
不以山海之远,共赴CICEE之约。  5月18日,2023长沙国际工程机械展览会系列签约仪式在长沙国际会展中心隆重举行,来自全球知名主配件企业、国家一级商协会、国际权威行业商协会、国际国内媒体代表等近300余名各界嘉宾齐聚一堂,共同见证这一盛会。2021年11月5日,2023长沙国际工程机械展览会组委会在上海召开全球首场新闻发布会,全球110多家知名媒体发布各类信息3000多万条,为这个全球一流行
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不以山海之远,共赴CICEE之约。  5月18日,2023长沙国际工程机械展览会系列签约仪式在长沙国际会展中心隆重举行,来自全球知名主配件企业、国家一级商协会、国际权威行业商协会、国际国内媒体代表等近300余名各界嘉宾齐聚一堂,共同见证这一盛会。2021年11月5日,2023长沙国际工程机械展览会组委会在上海召开全球首场新闻发布会,全球110多家知名媒体发布各类信息3000多万条,为这个全球一流行
2022-05-19

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