一种散装物料自动发放控制系统的制作方法

本实用新型涉及水泥熟料等散装物料自动发放控制系统，该实用新型属于散装物料发货设备领域，尤其涉及到易产生扬尘的物料(如水泥熟料、骨料等)发放控制。

背景技术：

水泥熟料等物料外销装运工艺受限于当前的装备水平和现场环境，物料承运车辆发货装运过程自动化程度不高，电气过程控制过于简单，一直采用现场人工操控，存在现场扬尘大，易漏料，岗位操作人员劳动强度大等问题。这也成为企业生产工艺设备的短板，不符合现代企业生产自动化、智能化发展需求，急需对整个装料的工艺控制过程进行升级和优化，实现熟料等物料装车的司机自助装车和定量装车。

熟悉水泥熟料等物料散装发运的知道，基于目前的装备水平，散装物料因以下原因，必须由岗位人员进行操作发货：

一、因车身较长，装料过程中必须移动车辆，否则达不到装车量的要求；

二、因车辆随时移动，司机不可下车，也无法掌握装车物料情况，需由岗位人员掌握装车物料情况；

三、因熟料等物料高粉尘特性，装料过程中物料放出时要一直处在料斗收尘罩内，避免扬尘，这对于料斗收尘罩高度的操作要求极高。

基于上述情况，限于当前物料散装设备的控制水平，由司机自助发放的自动装车控制系统尚有诸多问题，均要通过发货岗位工进行操作装运。针对这个问题，申请人经持续攻关和反复测试，在原来的熟料等物料发散设备的基础上，终于成功开发出一套不须岗位员工操作，仅由司机自助完成的散装物料自动发放控制系统，填补了散装熟料等物料发货设备没有自动控制系统的空白。

技术实现要素：

1、实用新型目的

为了解决了上述背景技术提出的问题，本系统以可编程序控制器(即plc)的应用为核心，采集现场的拉力传感器信号、料位信号、限位信号、触底检测信号、收尘风机信号，利用plc编制逻辑控制程序，结合汽车衡的磅重显示和视频监控，完全实现由司机自助完成散装物料自动发放，且做到操作简单。

2、技术方案

一种散装物料自动发放控制系统，该散装物料自动发放控制系统包括安装于散装物料库出口处的放料阀，放料阀下端连接有下料软管，下料软管下端连接料斗收尘罩，料斗收尘罩由电动葫芦电动悬挂升降，料斗收尘罩上连接有收尘风管，收尘风管另一端连接收尘风机。

所述散装物料自动发放控制系统还设有感知装载工具料位的料位开关。

所述料斗收尘罩上设有控制料斗收尘罩上下升降移动的限位机构。

所述散装物料自动发放控制系统还包括电控系统，放料阀、电动葫芦、收尘风机、料位开关、限位机构均与电控系统电性连接。

优选地，所述料位开关设置于料斗收尘罩内，检测到物料即控制料斗收尘罩上升。

优选地，所述限位机构包括定位杆和相应位置的限位开关，所述限位开关与电控系统电性连接。

优选地，所述限位开关包括料斗收尘罩下限限位开关、放料起始位置接近开关、料满位置接近开关、料斗收尘罩上限限位开关，各限位开关设置位置视具体情况需要设定。

优选地，所述定位杆包括上管和下管，上管固定于散装物料库底，下管固定于料斗收尘罩，上管与下管采用活动管套接方式连接成一杆。

优选地，所述料斗收尘罩靠近起始装料一侧设有触底检测装置，触底检测装置与电控系统电性连接。

优选地，所述触底检测装置为一浮球式液位开关或杠杆式开关。

优选地，所述电动葫芦通过单根或多根同辊钢丝绳悬挂料斗收尘罩。

优选地，所述单根或多根同辊钢丝绳的每根钢丝绳上设有拉力传感器，拉力传感器与电控系统电性连接。

优选地，所述料斗收尘罩下方设有方便装载工具停放并称重的汽车衡，汽车衡实时重量信息通过电性连接送入电控系统。

优选地，所述散装物料自动发放控制系统设有供装载工具准确停放以便对准料斗收尘罩的记号标志。

优选地，所述记号标志个数与装载工具装载料堆数相对应。

优选地，所述散装物料自动发放控制系统设有方便装载工具驾驶室内人员实时操作的操作按钮盒组件。

优选地，所述方便装载工具驾驶室内人员实时操作的操作按钮盒组件包含滑行电缆及操作按钮盒，滑行电缆一端与操作按钮盒相连，滑行电缆另一端与电控系统相连，滑行电缆平行设于装载工具驾驶位一侧，滑行电缆安装位置和高度以方便驾驶员不出驾驶室能拿到操作按钮盒为准。

优选地，所述方便装载工具驾驶室内人员实时操作的操作按钮盒组件为无线操作按钮盒，所述电控系统还包含无线模块。

优选地，所述散装物料自动发放控制系统设有方便装载工具驾驶室内人员实时观察物料自动发放状态的视频监控系统。

优选地，所述视频监控系统显示器设于装载工具驾驶室内人员便于观看的位置。

优选地，所述散装物料自动发放控制系统设有方便装载工具驾驶室内人员实时获取装载重量的重量显示系统，所述重量显示系统与所述汽车衡电性连接。

优选地，所述重量显示系统显示器设于装载工具驾驶室内人员便于观看的位置。

优选地，所述散装物料自动发放控制系统还包括电铃，电铃与电控系统电性连接。

优选地，所述电控系统为plc电控系统。

优选地，所述电控系统包括手动发放/自动发放切换按钮，所述电控系统包含手动发放功能按钮。

本系统采集现场的拉力传感器信号、料位信号、限位信号、触底检测装置信号、收尘风机信号，利用plc编制逻辑控制程序，结合汽车衡重量显示和视频监控，完全做到由司机自助完成，且操作简单，具体特点如下：

一、解决司机不下车也可精准停车且可对系统进行控制的问题：距离车辆合适距离且高度略高于驾驶室的位置(以司机坐在驾驶位时手够得着为准)，平行车辆安装一滑行电缆及操作按钮盒，车辆移动时司机带着按钮盒一起移动，或者采用便携式无线操作按钮盒，放料操作由司机操作按钮盒即可，以一个料满位置接近开关来确定物料发放是否已经装满，根据料斗收尘罩对准车箱时，驾驶室下方轮胎对准地面(或汽车衡)做好的记号标志，司机目测轮胎对准记号标志则说明车箱对准下料料斗收尘罩。

二、解决放料过程中严重扬尘的问题：从所周知，发货过程中最难以解决的就是冒灰，严重影响了发货岗位的工作环境，在本系统中，采用一个料位开关作为料层控制，为避免冒灰，放料之初，料斗收尘罩在接近开关的控制下到达车箱底部放料起始位置方才开始放料，随着物料的放出，料位开关感知到物料时自动上升，脱离物料则停，物料始终在料斗收尘罩内发放，直至装到要求的高度(即料满位置限位)，在收尘风机的作用下，避免了粉尘的排放。

三、解决放料过程中的钢丝绳保护问题：物料发散装置以一套电动葫芦带动同辊的三根钢丝绳挂在料斗收尘罩上，水平同步升降，在实际过程中，会出现钢丝绳乱或卡死问题，甚至出现拉断钢丝绳和烧毁葫芦电机的情况，针对该问题，申请人采用了拉力传感器进行拉力测量，设定高限和低限，超过高限不上升，低于低限不下降，保护钢丝绳和电动葫芦不被损坏。

四、解决料斗收尘罩下行时触及前面料堆而导致料斗收尘罩倾斜损坏升降装置的问题：物料发散机械设备的电动葫芦同辊有3根钢丝绳，拉扯住料斗收尘罩在水平状态下升降，当前面已有一堆物料时，再放则料斗收尘罩的一侧就可能搁在前面所放的料堆上，必须提前检测到料斗收尘罩下方已有物料，让料斗收尘罩及时停下，否则钢丝绳要乱掉而引发机械故障，申请人利用浮球式液位开关或杠杆式开关的失重动作原理，很好地把这个问题解决了。

五、解决放料过程中放料情况的监控问题和定量问题：在上述描述中除解决了放料过程中的移动控制问题、保护问题、收尘问题和料层控制问题，另外为了增加放料过程中的可视化效果和定量装车的要求，本系统可在司机的前方安装视频监控画面及汽车衡重量数据的大屏显示器，全程视频监控物料装车情况和重量情况，根据情况及时处置。

六、解决料斗收尘罩上升下降时晃动而产生的定位不稳定问题：由钢丝绳拉扯住的料斗收尘罩在上升下降中带动定位杆晃动，将使系统的限位不可靠，申请人采用大管套小管的方式，上管固定在散装物料库库底、下管固定于料斗收尘罩，上管与下管采用活动管套接方式连接成一杆，利用上管、下管套接导引减小其晃动从而解决定位问题。

3、有益效果

本系统最大效果是，取消了岗位人员的操作，实现了由司机自助操作，在自动模式下，司机只要按压按钮一键启动，系统即自动完成物料等散装物料装车的全过程，而且运行可靠，能够实现自动除尘功能，安全环保，不增加司机工作量，简单易懂，操作简便。

作为自动模式的补充，系统设有手动模式，通过手动发放/自动发放切换拔码开关和plc编程控制，在手动模式下，可由司机以点动的方式进行料斗收尘罩的上升和下降及点动放料，即使触底检测装置失效以后，通过视频监控和汽车衡显示值，仍然可以由司机自助完成物料的装车放料。

附图说明

图1为本系统设备布置示意图

图2为本系统操作流程图

图3为电控系统可编程序控制器(plc)s7-200接线图

图中：1、电控系统；2、汽车衡3、料位开关；4、放料阀；5、收尘风机；6、滑行电缆；7、操作按钮盒；8、触底检测装置；9、拉力传感器；10、收尘风管；11、下料软管；12、上管；13、料斗收尘罩；14、电动葫芦；15、下管；16、料斗收尘罩下限限位开关；17、放料起始位置接近开关；18、料满位置接近开关；19、料斗收尘罩上限限位开关；20、视频监控系统显示器；21、重量显示系统显示器。

具体实施方式

下面结合实施实例和附图对本实用新型作进一步说明。

如图1-3，一种散装物料自动发放控制系统，该散装物料自动发放控制系统包括安装于散装物料库出口处的放料阀4，放料阀4下端连接有下料软管11，下料软管11下端连接料斗收尘罩13，料斗收尘罩13由电动葫芦14电动悬挂升降，料斗收尘罩13上连接有收尘风管10，收尘风管10另一端连接收尘风机5。

所述散装物料自动发放控制系统还设有感知装载工具料位的料位开关3。

所述料斗收尘罩13上设有控制料斗收尘罩13上下升降移动的限位机构。

所述散装物料自动发放控制系统还包括电控系统1，放料阀4、电动葫芦14、收尘风机5、料位开关3、限位机构均与电控系统1电性连接。

所述料位开关3设置于料斗收尘罩13内。

所述限位机构包括定位杆和相应位置的限位开关，所述限位开关与电控系统1电性连接。

所述限位开关包括料斗收尘罩下限限位开关16、放料起始位置接近开关17、料满位置接近开关18、料斗收尘罩上限限位开关19。

所述定位杆包括上管12和下管15，上管12固定于散装物料库底，下管15固定于料斗收尘罩13，上管12与下管15采用活动管套接方式连接成一杆。

所述料斗收尘罩13靠近起始装料一侧设有触底检测装置8，触底检测装置8与电控系统1电性连接。

所述触底检测装置8为一浮球式液位开关或杠杆式开关。

所述电动葫芦14通过单根或多根同辊钢丝绳悬挂料斗收尘罩13。

所述单根或多根同辊钢丝绳的每根钢丝绳上设有拉力传感器9，拉力传感器9与电控系统1电性连接。

所述料斗收尘罩13下方设有方便装载工具停放并称重的汽车衡2，汽车衡2实时重量信息通过电性连接送入电控系统1。

所述散装物料自动发放控制系统设有供装载工具准确停放以便对准料斗收尘罩13的记号标志。

所述记号标志个数与装载工具装载料堆数相对应。

所述散装物料自动发放控制系统设有方便装载工具驾驶室内人员实时操作的操作按钮盒组件。

所述方便装载工具驾驶室内人员实时操作的操作按钮盒组件包含滑行电缆6及操作按钮盒7，滑行电缆6一端与操作按钮盒7相连，滑行电缆6另一端与电控系统1相连，滑行电缆6平行设于装载工具驾驶位一侧，滑行电缆6安装位置和高度以方便驾驶员不出驾驶室能拿到操作按钮盒7为准。

所述方便装载工具驾驶室内人员实时操作的操作按钮盒组件为无线操作按钮盒，所述电控系统1还包含无线模块。

所述散装物料自动发放控制系统设有方便装载工具驾驶室内人员实时观察物料自动发放状态的视频监控系统。

所述视频监控系统显示器20设于装载工具驾驶室内人员便于观看的位置。

所述散装物料自动发放控制系统设有方便装载工具驾驶室内人员实时获取装载重量的重量显示系统，所述重量显示系统与所述汽车衡2电性连接。

所述重量显示系统显示器21设于装载工具驾驶室内人员便于观看的位置。

所述散装物料自动发放控制系统还包括电铃，电铃与电控系统1电性连接。

所述电控系统1采用西门子s7-200可编程逻辑控制器。

所述电控系统包括手动发放/自动发放切换按钮，所述电控系统包含手动发放功能按钮。

本系统采集现场的拉力传感器信号、料位信号、限位信号、触底检测装置信号、收尘风机信号，利用plc编制逻辑控制程序，结合汽车衡重量显示和视频监控，完全实现由司机自助完成，且系统操作简单，本系统操作流程如图2所示，首先车辆上榜就位，在自动模式下，司机启动操作按钮盒的一键放料按钮后，本系统将自动完成以下放料程序：开启收尘风机、料斗收尘罩下降、触底停止、触底放料、触料上升、装满停止、料斗收尘罩升顶，同时司机观察视频监控系统显示器及重量显示系统显示器根据情况可随时中断放料，最后料斗收尘罩升至最高处自动打铃，车辆换堆移位或离开。图3为本系统西门子s7-200可编程逻辑控制器接线图。

作为自动模式的补充，系统设有手动模式，通过手动发放/自动发放切换拔码开关和plc编程控制，在手动模式下，可由司机以点动的方式进行料斗收尘罩的上升和下降及点动放料，即使触底检测装置失效以后，通过视频监控和汽车衡显示值，仍然可以由司机自助完成物料的装车放料。

本系统具体特点如下：

一、解决司机不下车也可精准停车且可对系统进行控制的问题：距离车辆约50cm且高度略高于驾驶室的位置，平行车辆安装一滑行电缆及操作按钮盒，车辆移动时司机带着按钮盒一起移动，或者采用便携式无线操作按钮盒，放料操作由司机操作按钮盒即可，且观察到物料装车时仅装3堆，每堆大约10吨左右，以一个料满位置接近开关来确定物料发放是否已经装满，驾驶室下方轮胎对准地面(或汽车衡)做好的记号标志，司机目测轮胎对准记号标志则说明车箱对准下料料斗收尘罩。

二、解决放料过程中严重扬尘的问题：从所周知，发货过程中最难以解决的就是冒灰，严重影响了发货岗位的工作环境，在本系统中，采用一个料位开关作为料层控制，为避免冒灰，放料之初，料斗收尘罩在接近开关的控制下到达车箱底部放料起始位置方才开始放料，随着物料的放出，料位开关感知到物料时料斗收尘罩自动上升，脱离物料则停，物料始终在料斗收尘罩内发放，直至装到要求的高度，在收尘风机的作用下，避免了粉尘的排放。

三、解决放料过程中的钢丝绳保护问题：物料发散装置以一套电动葫芦带动同辊的三根钢丝绳挂在放料斗收尘罩上，水平同步升降，在实际过程中，会出现钢丝绳乱或卡死问题，甚至出现拉断钢丝绳和烧毁葫芦电机的情况，针对该问题，申请人采用了拉力传感器进行拉力测量，设定高限和低限，超过高限不上升，低于低限不下降，保护钢丝绳和电动葫芦不被损坏。

四、解决料斗收尘罩下行时触及前面料堆而导致料斗收尘罩倾斜损坏升降装置的问题：物料发散机械设备的电动葫芦同辊有3根钢丝绳，拉扯住料斗收尘罩水平状态下升降，当前面已有一堆物料时，再放则料斗收尘罩的一侧就可能搁在前料堆上，必须提前检测到料斗收尘罩下方已有物料，让料斗收尘罩及时停下，否则钢丝绳要乱掉而引发机械故障，申请人利用浮球式液位开关或杠杆式开关的失重动作原理，很好地把这个问题解决了。

五、解决放料过程中放料情况的监控问题和定量问题：在上述描述中除解决了放料过程中的移动控制问题、保护问题、收尘问题和料层控制问题，另外为了增加放料过程中的可视化效果和定量装车的要求，本系统在司机的前方安装视频监控画面及汽车衡的大屏显示器，全程视频监控物料装车情况和重量情况，根据情况及时处置。

六、解决料斗收尘罩上升下降时晃动而产生的定位不稳定问题：由钢丝绳拉扯住的料斗收尘罩在上升下降中带动定位杆晃动，将使系统的限位不可靠，申请人采用大管套小管的方式，上管固定在散装物料库库底、下管固定于料斗收尘罩，上管与下管采用活动管套接方式连接成一杆，利用上管、下管套接导引减小其晃动从而解决定位问题。