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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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1月15日,从上海基地传来喜讯,由中铁装备和中铁十局联合研制的世界首批土压泥水双模联络通道掘进机“中铁1062/1063号”在上海基地顺利下线,将用于杭州市机场快线联络通道工程。 
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1月15日,从上海基地传来喜讯,由中铁装备和中铁十局联合研制的世界首批土压泥水双模联络通道掘进机“中铁1062/1063号”在上海基地顺利下线,将用于杭州市机场快线联络通道工程。 
2022-01-18
为川藏铁路建设再造神兵利器!中联重科定制开发的隧道专用混凝土泵顺利下线
为川藏铁路建设再造神兵利器!中联重科定制开发的隧道专用混凝土泵顺利下线
日前,中联重科针对川藏铁路隧道施工环境定制开发的隧道专用混凝土泵顺利下线,即将交付客户。这款混凝土泵针对高寒工况开发,具备集噪音小、效率高、稳定性强和节能环保的特点,交付客户后将奔赴川藏铁路建设现场,为该项目建设添砖加瓦。
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日前,中联重科针对川藏铁路隧道施工环境定制开发的隧道专用混凝土泵顺利下线,即将交付客户。这款混凝土泵针对高寒工况开发,具备集噪音小、效率高、稳定性强和节能环保的特点,交付客户后将奔赴川藏铁路建设现场,为该项目建设添砖加瓦。
2022-01-18
行业全年销售统计发布 工程机械韧性十足周期弱化后市看好
行业全年销售统计发布 工程机械韧性十足周期弱化后市看好
尘嚣落定。在中国工程机械工业协会已经发布的12个产品门类2021年1~12月销售统计数据中,仅有汽车起重机和摊铺机两个品类销售下降。 被视为工程机械晴雨表的挖掘机,2021年全年实现同比增长4.63%,装载机同比增长7.11%,推土机、平地机、履带起重机、随车起重机、工业车辆、升降工作平台、高空作业车分别实现了17%~50%的增长幅度。 另一个行业板块——建筑起重机械,尽管还没有正式发布全年销售数
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尘嚣落定。在中国工程机械工业协会已经发布的12个产品门类2021年1~12月销售统计数据中,仅有汽车起重机和摊铺机两个品类销售下降。 被视为工程机械晴雨表的挖掘机,2021年全年实现同比增长4.63%,装载机同比增长7.11%,推土机、平地机、履带起重机、随车起重机、工业车辆、升降工作平台、高空作业车分别实现了17%~50%的增长幅度。 另一个行业板块——建筑起重机械,尽管还没有正式发布全年销售数
2022-01-21
世界首台桩梁一体架桥机“共工号”研制成功 桥梁建造进入3.0时代
世界首台桩梁一体架桥机“共工号”研制成功 桥梁建造进入3.0时代
1月18日,世界首台桩梁一体架桥机“共工号”在武汉研制成功。这台设备由中铁科工集团联合保利长大研发,将实现桥梁建造完全装配化施工,推动世界桥梁建造工艺迎来重大变革。  
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1月18日,世界首台桩梁一体架桥机“共工号”在武汉研制成功。这台设备由中铁科工集团联合保利长大研发,将实现桥梁建造完全装配化施工,推动世界桥梁建造工艺迎来重大变革。  
2022-01-19
总书记点题数字经济 工程机械5G再加速
总书记点题数字经济  工程机械5G再加速
2021全球数字经济大会数据显示,我国数字经济规模已经连续多年位居世界第二。截至2021年11月,我国已开通5G基站139.6万个,占全球5G基站总数超过70%,5G终端用户达4.97亿。1月17日,习近平总书记署名文章《不断做强做优做大我国数字经济》在《求是》杂志发表。文章指出要推动数字经济和实体经济融合发展,发挥数字技术对经济发展的放大、叠加、倍增作用,推动互联网、大数据、人工智能同产业深度融
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2021全球数字经济大会数据显示,我国数字经济规模已经连续多年位居世界第二。截至2021年11月,我国已开通5G基站139.6万个,占全球5G基站总数超过70%,5G终端用户达4.97亿。1月17日,习近平总书记署名文章《不断做强做优做大我国数字经济》在《求是》杂志发表。文章指出要推动数字经济和实体经济融合发展,发挥数字技术对经济发展的放大、叠加、倍增作用,推动互联网、大数据、人工智能同产业深度融
2022-01-18
水利建设进入新一轮增长期 重大项目支撑工程机械创新
水利建设进入新一轮增长期 重大项目支撑工程机械创新
新年伊始,四川、浙江、上海、江苏、河南、安徽等多地举行重大项目集中开工仪式或重大项目建设动员会,公布2022年重点项目投资数据及投资方向。广东、山东、河北等地也在近期公布了新一年重点项目投资计划,规模均在数千亿级别。从重大项目投资方向来看,以轨道交通、能源水利为代表的传统基础设施建设仍占据重要地位。

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新年伊始,四川、浙江、上海、江苏、河南、安徽等多地举行重大项目集中开工仪式或重大项目建设动员会,公布2022年重点项目投资数据及投资方向。广东、山东、河北等地也在近期公布了新一年重点项目投资计划,规模均在数千亿级别。从重大项目投资方向来看,以轨道交通、能源水利为代表的传统基础设施建设仍占据重要地位。

2022-01-17
绿色智能·让施工更简单:山推股份隆重举行2022年代理商年会暨营销主题活动启动仪式
绿色智能·让施工更简单:山推股份隆重举行2022年代理商年会暨营销主题活动启动仪式
1月16日,以“绿色智能·让施工更简单”为主题的山推股份2022年代理商年会暨营销主题活动启动仪式在山东济宁隆重召开。山推股份党委书记、总经理张民等相关领导,以及来自全国各地的山推代理商代表、营销、服务、研发等部门代表参加会议,共同对2021年营销工作进行总结回顾,并开启2022年营销主题活动。 
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1月16日,以“绿色智能·让施工更简单”为主题的山推股份2022年代理商年会暨营销主题活动启动仪式在山东济宁隆重召开。山推股份党委书记、总经理张民等相关领导,以及来自全国各地的山推代理商代表、营销、服务、研发等部门代表参加会议,共同对2021年营销工作进行总结回顾,并开启2022年营销主题活动。 
2022-01-17
1金2银彰显超强创新设计实力!中联重科第二届全国机械工业设计创新大赛载誉而归
1金2银彰显超强创新设计实力!中联重科第二届全国机械工业设计创新大赛载誉而归
近日,由中国机械工业联合会、全总机械冶金建材工会共同主办的2021年第二届全国机械工业设计创新大赛获奖项目公布。中联重科揽获1项金奖2项银奖,再次展现出卓越的设计能力和创新实力。
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近日,由中国机械工业联合会、全总机械冶金建材工会共同主办的2021年第二届全国机械工业设计创新大赛获奖项目公布。中联重科揽获1项金奖2项银奖,再次展现出卓越的设计能力和创新实力。
2022-01-14
RCEP柳工“首单”工程机械设备出口泰国
RCEP柳工“首单”工程机械设备出口泰国
1月12日,柳工多台装载机将搭乘深圳港的船舶驶向泰国。这是广西和柳工在《区域全面经济伙伴关系协定》(RCEP)协定下出口的首批工程机械设备。接下来,柳工还将发运一批装载机和压路机出口澳大利亚。 
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1月12日,柳工多台装载机将搭乘深圳港的船舶驶向泰国。这是广西和柳工在《区域全面经济伙伴关系协定》(RCEP)协定下出口的首批工程机械设备。接下来,柳工还将发运一批装载机和压路机出口澳大利亚。 
2022-01-13
助力科研 南方路机赠予辽宁交科院精品骨料试验机
助力科研 南方路机赠予辽宁交科院精品骨料试验机
近日,南方路机营销总监杨增厅、南方路机辽宁省董事长丁成志一行前往辽宁省交通科学研究院开展技术交流活动。辽宁省交通科学研究院总工程师范兴华、科研开发中心主任朱建平、副主任高立波、辽宁交投公路科技养护公司工程部部长张树桩等热情接待并陪同交流座谈。 
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近日,南方路机营销总监杨增厅、南方路机辽宁省董事长丁成志一行前往辽宁省交通科学研究院开展技术交流活动。辽宁省交通科学研究院总工程师范兴华、科研开发中心主任朱建平、副主任高立波、辽宁交投公路科技养护公司工程部部长张树桩等热情接待并陪同交流座谈。 
2022-01-13
600吨级别钜力之作——利勃海尔新一代液压挖掘机R 9600
600吨级别钜力之作——利勃海尔新一代液压挖掘机R 9600
经过多年以来的探讨与研发,利勃海尔携最新的600吨级别R9600矿用液压挖掘机公众于世。  
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经过多年以来的探讨与研发,利勃海尔携最新的600吨级别R9600矿用液压挖掘机公众于世。  
2022-01-13
走进沃尔沃红点产品设计奖选手——TA15自动电动运输车
走进沃尔沃红点产品设计奖选手——TA15自动电动运输车
实现100%安全、采用100%非化石燃料、提升100%产能的目标,是沃尔沃集团矢志不渝的目标。获得了红点产品设计奖的TA15自动电动运输车,就是沃们创新之路上的代表案例。  
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实现100%安全、采用100%非化石燃料、提升100%产能的目标,是沃尔沃集团矢志不渝的目标。获得了红点产品设计奖的TA15自动电动运输车,就是沃们创新之路上的代表案例。  
2022-01-12

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