一种粉料罐数据采集控制装置的制作方法

1.本实用新型属于数据采集控制领域，具体涉及一种粉料罐数据采集控制装置。


背景技术：

2.在混凝土的配方中，水泥、粉煤灰、矿粉等粉状物料不可缺少，这些粉状物料均储存在混凝土搅拌站主站的粉料罐中。目前，混凝土搅拌站在上料和生产过程中缺乏对粉料罐的料重大小、料位高低进行监控，容易出现爆罐和缺料现象，进而导致无法正常生产。为此，有必要设计一套便于对粉料罐进行数据采集控制的装置。


技术实现要素：

3.鉴于现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种粉料罐数据采集控制装置，以为粉料罐正常工作提供必要的硬件设备。
4.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种粉料罐数据采集控制装置，包括罐体，所述罐体的顶部设置有用于控制进料的进料阀，所述罐体的底部设置有用于控制出料的出料阀，所述罐体的下部外周安装有用于监测罐体内物料重量的称重传感器，所述罐体的顶部安装有用于监测罐体内物料位置的阻旋式料位传感器，所述罐体的顶部还安装有安全阀，所述进料阀、出料阀、安全阀、称重传感器和阻旋式料位传感器均电性连接至控制器，所述控制器设置有液晶显示器和按键。
5.优选地，所述控制器设置有mcu电路，所述mcu电路连接有称重传感器采集电路、多路开关量输入电路、多路开关量输出电路、无线通讯电路、电源电路、模拟量采集电路接口、led大屏接口和液晶按键接口。
6.优选地，所述罐体上安装有用于监测罐体内压力的压力变送器，所述压力变送器电性连接至控制器。
7.优选地，所述罐体上安装有用于监测罐体内外压差的压差变送器，所述压差变送器电性连接至控制器。
8.优选地，所述罐体上安装有用于监测罐体内温度的温度变送器，所述温度变送器电性连接至控制器。
9.优选地，所述控制器电性连接有报警器。
10.优选地，所述控制器通讯连接有人机界面。
11.优选地，所述控制器与人机界面之间采用zigbee无线通讯模块。
12.与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：有机组合进料阀、安全阀、称重传感器、阻旋式料位传感器和控制器等硬件结构，便于通过称重传感器可以监测罐体内物料的重量，便于通过阻旋式料位传感器可以监测罐体内的物料位置，便于通过控制器可以设置物料重量预警阈值和料位预警阈值；当物料的重量或位置达到设定的最大阈值，便于通过控制器在爆罐前控制进料阀关闭，并发出报警信息，提示操作人员进行相应处理；当物料的重量或位置达到设定的最小阈值，便于通过控制器在缺料前控制进料阀打开，保证生
产正常进行，并发出报警信息，提示操作人员进行相应处理。
附图说明
13.图1为本实用新型实施例的结构示意图。
14.图2为本实用新型实施例中的控制器电路原理框图。
15.图3为本实用新型实施例中的mcu电路示意图。
16.图4为本实用新型实施例中的称重传感器采集电路示意图。
17.图5为本实用新型实施例中的多路开关量输入电路示意图。
18.图6为本实用新型实施例中的多路开关量输出电路示意图。
19.图7为本实用新型实施例中的无线通讯电路示意图。
20.图8为本实用新型实施例中的电源电路的主电路示意图。
21.图9为本实用新型实施例中的电源电路的转换电路示意图。
22.图中标记：1、罐体；2、进料阀；3、出料阀；4、称重传感器；5、阻旋式料位传感器；6、安全阀；7、控制器；71、液晶显示器；72、按键；8、压力变送器；9、压差变送器；10、温度变送器；11、报警器；12、人机界面。
具体实施方式
23.为了让本实用新型的上述特征和优点更明显易懂，下面特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。
24.如图1所示，本实施例提供了一种粉料罐数据采集控制装置，包括罐体1，所述罐体1的顶部设置有用于控制进料的进料阀2，所述罐体1的底部设置有用于控制出料的出料阀3，所述罐体1的下部外周安装有用于监测罐体1内物料重量的称重传感器4，所述罐体1的顶部安装有用于监测罐体1内物料位置的阻旋式料位传感器5，所述罐体1的顶部还安装有安全阀6，所述进料阀2、出料阀3、安全阀6、称重传感器4和阻旋式料位传感器5均电性连接至控制器7，所述控制器7设置有液晶显示器71和按键72。
25.本实施例通过称重传感器4可以监测罐体1内物料的重量，通过阻旋式料位传感器5可以监测罐体1内物料位置，通过控制器7可以设置物料重量和料位预警阈值；当物料的重量或位置达到设定的最大阈值，控制器7可以在爆罐前控制进料阀2关闭，并发出报警信息，提示操作人员进行相应处理；当物料的重量或位置达到设定的最小阈值，控制器7可以在缺料前控制进料阀2打开，保证生产正常进行，并发出报警信息，提示操作人员进行相应处理。
26.其中，所述称重传感器4优选但不局限于为电阻应变式称重传感器4，其具体型号不限，数量为多个，均匀分布在罐体1的外周或底部，工作原理是使用电阻式应变片，将金属的形变转换成电阻的变化；控制器7通过采集电阻的大小计算出物料的重量。
27.其中，所述阻旋式料位传感器5（也称阻旋式料位计）的具体型号不限，其工作原理如下：利用交流微电机经减速后，带动叶片旋转或摆动，当被检测的物料上升至叶片位置时，叶片动作受阻，检测机构主轴产生旋转位移，此位移首先使一个微动开关动作，输出一个开关信号，随后另一个微动开关动作，切断电机的电源使其停止转动；只要罐体1内的料位不变，此种状态便将一直保持下去。当物料下降时，叶片阻力消失，检测装置便依靠弹簧的拉力恢复到原始状态，控制电机电源的微动开关动作，使电机通电旋转。随后另一个微动
开关动作输出开关信号，只要没有物料阻挡检测叶片的转动，此种状态也将一直保持下去。针对不同比重的物料可调整弹簧的拉力，比重大时弹簧的拉力调整至最强，反之则调整至最弱。
28.其中，所述按键72的数量优选但不局限于4个，分别为“选择”、“确认”、“加1”和“减1”，“选择”按键：选择需要设置的参数和选择需要加减的数字的位，“确认”按键：进入设置或者确认设置，“加1”按键：设置的对应位加1，“减1”按键：设置的对应位减1。通过液晶显示器71的称重和料位参数设置界面可以设置罐体1的直径和罐体1内物料的密度，可以设置使用的是阻旋式料位传感器5还是使用称重传感器4，使用阻旋式料位传感器5时（选择通道设置为0），使用称重传感器4时（选择通道设置为1），可以使用按键72进行称重校准。校准步骤是：选择称重校准，进入校准界面；清空罐体1内物料后，待显示的料位稳定后，用“选择”按键切换到“零点校准”，接着按下“确认”按键，此时料位归零；在罐体1内放入标准重量物料，例如是50t，待料位显示稳定后，用“选择”按键切换到满点校准，接着按下“确认”按键，然后用“加1”、“减1”和“选择”按键输入标准的重量；最后按下“确认”按键，此时料位显示为标准重量物体的重量，校准完毕。通过液晶显示器71可以看到进料阀2状态显示，如“阀开”、“阀关”。
29.在本实施例中，如图2~9所示，所述控制器7设置有mcu电路，所述mcu电路连接有称重传感器采集电路（即称重传感器采集通道）、多路开关量输入电路（如4路开关量输入）、多路开关量输出电路（如4路开关量输出）、无线通讯电路（如zigbee无线模块）、电源电路（如隔离电源）、模拟量采集电路接口（如4个采集通道）、led大屏接口（图中省略led大屏）和液晶按键接口（用于配置液晶显示和按键）。其中，所述称重传感器4采集电路的输入范围为0~20mv，采集精度为0.2%，激励电源为10v（100ma），隔离耐压为1500vdc；所述模拟量采集电路接口为多通道（如4通道，各通道相互隔离）模拟量输入，其输入范围为4~20ma，采集精度为0.2%，隔离耐压为1500vdc；所述开关量输入电路的输入类型为触点信号，开关触点有效输入阻抗小于1000欧姆，隔离耐压为1500vdc；所述开关量输出电路采用继电器输出电路，其输出类型为继电器常开输出，输出负载为265vac（2a），机械寿命为1000000次。其中，所述led大屏接口用于连接led大屏，通过led大屏可以看到报警信息；所述液晶按键接口用于连接液晶显示器71和按键72。
30.在本实施例中，为了同时采集罐体1的压差、温度和压力，以监测罐体1的各种状态，所述罐体1上安装有用于监测罐体1内压力的压力变送器8，所述压力变送器8电性连接至控制器7；所述罐体1上还安装有用于监测罐体1内外压差的压差变送器9，所述压差变送器9电性连接至控制器7；所述罐体1上还安装有用于监测罐体1内温度的温度变送器10，所述温度变送器10电性连接至控制器7。为了更加可靠地提示操作人员，所述控制器7电性连接有报警器11。为了更加方便操作人员查看生产情况，所述控制器7通讯连接有人机界面12。其中，所述控制器7与人机界面12之间优选但不局限于采用zigbee无线通讯模块，方便操作人员携带和使用人机界面12。
31.特别需要说明的是，上述控制器7可以采用端子的结构形式来连接各个传感器、变送器、阀等，且上述控制器（如stm32单片机）、显示器、传感器、变送器、阀均可以采用现有的成熟技术产品，具体型号不限，在此不再赘述。
32.以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限
制，任何熟悉本领域的技术人员但凡未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做任何简单的修改、均等变化与修饰，皆应属本实用新型的涵盖范围。