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            攪拌站控制系統

            產品簡介:
            攪拌站控制系統
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            產品簡介

             

            1 系統主要技術性能指標
                  混凝土物料配比 本系統可同時存儲10種混凝土配比,分別用0~9編號表示,供隨時調用和修改,數據掉電保護。每種配方包括:骨料1、骨料2、骨料3、骨料4、水泥1、水泥2、煤灰、水、附加劑1、附加劑2等項。
                  計量 水泥、煤灰:0~1 000 kg;計量分辨率:0.25 kg;顯示精度:±1;綜合精度:±1%。骨料:0~4 000 kg;計量分辨率:1 kg;綜合精度:±2%。水:0~999 L;精度:±3%。
                  落料自動補償 包括物料落料預測和自適應補償。
                  參數設置與修改 混凝土攪拌時間、混凝土卸料時間、料斗提升等待時間、物料投料時間等均可隨機設置與修改,掉電保護。
                  振動給料 系統自動運行時,防止物料落料過慢,系統可自動開啟振動給料機,實現振動落料。
                  自檢功能和報警功能 開機后進行自檢,完成系統初始狀態測試,超限自動報警。
                  工作條件 電源電壓:AC220±10%,50 Hz;環境溫度:0~45℃;相對濕度:<85% RH。
                
                 2 系統硬件結構
                  由于施工現場環境噪聲較大,為了保證監控系統可靠在線工作,系統硬件設計采用了抗干擾強且應用成熟的STD總線結構工控計算機。監控系統可方便地進行人機對話,參數調整以及控制系統的運行狀態,并可打印出設備運行及報警記錄。系統硬件結構模塊見圖2。
                 
                  CPU板 該板為系統中心處理部分,板上配有中央處理器(CPU)、程序存儲器、數據存儲器、兩路RS-232C串行通訊口、兩路并行打印機接口、掉電保護及自動復位電路。CPU板輸出采用兩個DB15型D形連接器,其一為打印機接口,另一為兩路RS-232C串行通訊口。
                  A/D板 采用12位A/D轉換器,具有7路模擬量調理放大通道和4路模擬表盤驅動電路,速度高,精度滿足要求。每一路模擬量的零點、靈敏度及總靈敏度均可分別調節。A/D輸出采用DB25型D形連接器。對于不同的配料系統,應保持稱量信號與A/D板放大通道的對應關系。
                  I/O板 具有24路開出驅動電路,8路開入緩沖電路,開入開出均經光電隔離。I/O板輸出采用DB37型D形聯接器,提供24路開出、8路開入及DC24V電源。開出可驅動DC24V中間繼電器,開入可外接限位開關。
                  DISA板 該板為顯示板、按鍵管理板,具有兩路脈沖輸入通道及兩路I/F轉換通道,可配接蝸輪流量計、電流型電容物位計傳感器,實現水、附加劑計量。DISA板輸出采用DB9型D形連接器,輸出DC18V和DC12V電源,分別為電容物位計和蝸輪流量計提供電源。
                  DISB板 該顯示板具有27位數碼管顯示及11位發光二極管指示,24個按鍵。27位數碼管組成9個顯示窗口。顯示窗口可對多種配料提供獨立顯示。
                  電源 電源部分將AC220V轉換成微機、外部傳感器、繼電器等所需直流電源。采用三芯電源線,兩芯接入AC220V,另一芯接地。
                  操作面板功能 根據混凝土攪拌站的操作和系統要求,操作面板功能如圖3所示。其中,1~9:LED數碼顯示窗口,不同狀態下,數據含義不同;10:微型面板式打印機;11~13:發光二極管指示區,實現狀態指示;14:按鍵區,包括數字鍵、功能鍵共24鍵;15:各種狀態下常用配料對應的序號區。
                 
                
                 3 軟件設計及特點
                  軟件設計采用模塊式結構,模塊按功能劃分,按中斷程序形式編制。完成系統的控制、報警與顯示。系統主程序流程圖見圖4。系統上電后,完成自檢功能,同時對各傳感器完成零點校正。
                  在混凝土攪拌作業中,物料動態稱量精度是一個重要指標,直接影響到混凝土配比的準確性。A/D測量模塊中予以充分考慮,且采用閉環控制,由計量、數據采集、數據處理和反饋控制等環節組成。物料稱量模塊程序流程圖見圖5。
            在物料稱量過程中,開門動作和初始落料都會給稱量傳感器帶來沖擊力。若此時啟動A/D測量傳感器輸出電壓,必然給采樣值帶來影響,從而引起執行元件誤動作。為此,在程序中作了t/s延時,等待沖擊衰減后,啟動A/D測量。程序中對采集的重量信號數據反復與粗、細調門限值進行比較,平均值經濾波處理后進行比例調節,直至達到動態精度要求。此外,在停止給料后t1/s內將實際稱重與設定值比較,求出其誤差Δ值。在現場施工中,初始設定值受到物料大小、含水量及其流動性影響,往往是不準確的。但根據每一次|Δ|值進行修正后的設定值便能保證物料動態稱量精度。|Δ|處理程序流程見圖6。程序中,|Δ|處理用調整方程為:
                  W(n)=W(n-1)-K*Δ
                 式中,W(n):第n次稱重門限設定值;W(n-1):第n-1次稱重門限設定值;k:調整系數,與Δ有關。
                
                 4 提高系統測量精度和抗干擾能力
                  系統前向通道輸入信號,直接取自施工現場,存在各種干擾信號和制約因素。為了保證系統工作可靠,系統設計時采取以下措施:
                  1)對模擬量檢測采用儀用放大器放大,這種放大器具有穩定性好,抗干擾能力強,線性度好的特性。采用屏蔽防止外界信號對小信號干擾。在軟件上進行技術處理,減小沖擊、慣性和環境對測量影響,同時采用零點自校技術,消除傳感器零漂、溫漂等帶來的影響。
                2)采用數字濾波技術。用硬件濾波,消除外界干擾信號及傳感器檢測中信號尖峰干擾。軟件中采用均值濾波方法。對某一信號連續采樣10次,計算其均值,以均值作為該點的采樣結果,提高了測量準確性。
                  3)在采樣器后設置了自校準放大器,既防止共模干擾竄入A/D,又起隔離作用。另外,選用了F07集成運放對稱組裝式數據放大,進一步獲得很高的共模抑制能力。
                 4)采用抗干擾接口電路。系統與外圍連接部分均采用光電耦合器。光電耦合器輸入阻抗較小,而干擾源的內阻較大,因而反饋到計算機的干擾信號很弱。光電耦合器以電流方式工作,干擾信號幅值雖大,能量較小,干擾信號難以通過光電耦合器,從而抑制了干擾信號。
                
                 5 結束語
                  1)本系統采用微機控制技術后,提高了混凝土攪拌站操作自動化程度,保證了混凝土質量,適應混凝土大規模生產。聯機后有利于提高其科學化管理程度。
                  2)本系統借助于傳感技術和軟件功能,解決了物料動態稱量問題,滿足動態稱量精度要求。
                  3)本系統報警功能有效地保障了混凝土安全生產。
             

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