專利名稱：雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種物料配料、計(jì)量計(jì)算機(jī)集中式自動化控制系統(tǒng)，特別是涉及一種雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式。
二背景技術(shù)：
當(dāng)前物料配料、計(jì)量自動化控制系統(tǒng)的控制方式種類繁多，但比較常用的是配料控制儀(電腦稱)配合可編程控制器的時(shí)序控制系統(tǒng)，起步于上世紀(jì)80年代中期，在90年代得到普遍應(yīng)用，并且在目前還占據(jù)一定市場。其主要存在的問題和不足有以下幾點(diǎn)(1)系統(tǒng)功能簡單，配料、計(jì)量采用的是“一對一”的控制和顯示方式，維護(hù)、檢測、故障處理麻煩，(2)輸入和修改系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)、控制參數(shù)和物料配合比困難，尤其當(dāng)多種配合比交替使用時(shí)更為麻煩，(3)不具備生產(chǎn)數(shù)據(jù)存儲、統(tǒng)計(jì)、匯總和查詢等最基本的管理能力，(4)動態(tài)計(jì)量誤差較大，故障率高，如果配料計(jì)量稱重單元較多時(shí)，操作員難以觀察了解生產(chǎn)情況，勞動強(qiáng)度大。
后來隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了單片機(jī)集散式控制系統(tǒng)，利用一片單片機(jī)對一種物料的配料、計(jì)量進(jìn)行控制，加上通訊板和上位管理機(jī)，即形成了下位機(jī)(電腦稱或配料控制儀)+PLC+通訊板+上位機(jī)(工業(yè)PC機(jī))的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，考慮物料配料、計(jì)量控制系統(tǒng)中生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理的需要，增加了上位機(jī)(工業(yè)PC機(jī))，下位機(jī)(可編程控制器/PLC/FX2)用于生產(chǎn)過程中邏輯的時(shí)序控制(包括系統(tǒng)各種狀態(tài)的檢測)，并向上位機(jī)輸送生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)；上位機(jī)實(shí)施對生產(chǎn)數(shù)據(jù)的管理(包括數(shù)據(jù)的儲存、匯總、統(tǒng)計(jì)、打印和其它需要的數(shù)據(jù)管理功能)及簡單的生產(chǎn)模擬畫面顯示。此類控制系統(tǒng)主要存在的問題和不足(1)系統(tǒng)硬件組成復(fù)雜，質(zhì)量及可靠性偏低且標(biāo)準(zhǔn)化率不高，升級、換代和擴(kuò)展麻煩，(2)所用的電腦稱和配料控制儀及通訊板為非標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)品，質(zhì)量難以保證，數(shù)據(jù)采集速度、轉(zhuǎn)換精度和分辨率普遍較低，不能實(shí)現(xiàn)智能化的實(shí)時(shí)處理，難以保證配料的動態(tài)精度，上位機(jī)的強(qiáng)大功能沒有得到充分的發(fā)揮，不能很好的滿足物料配料、計(jì)量生產(chǎn)的需要，(3)在單片機(jī)集散式控制系統(tǒng)中，由于工業(yè)現(xiàn)場振動大，粉塵密度高和強(qiáng)電磁的干擾，加之系統(tǒng)的信號傳輸路徑較多，上、下位機(jī)之間的通訊系統(tǒng)易出現(xiàn)故障，造成系統(tǒng)紊亂甚至死機(jī)；同時(shí)兩者之間的數(shù)據(jù)傳遞，占據(jù)了下位機(jī)大量的機(jī)時(shí)，達(dá)不到實(shí)時(shí)控制的目的，還對上位機(jī)提出了較高的要求，(4)由于系統(tǒng)采用的是自上而下的程序設(shè)計(jì)方法，僅能實(shí)現(xiàn)對單一任務(wù)的控制與管理，設(shè)置運(yùn)行參數(shù)、修改配比或打印報(bào)表時(shí)必須退出生產(chǎn)控制過程?？傊陨蠋追N結(jié)構(gòu)的控制系統(tǒng)存在以下共同的缺點(diǎn)(1)系統(tǒng)擴(kuò)展成本高，配料計(jì)量精度和現(xiàn)代管理功能較低，不具備多窗口、多任務(wù)和多用戶的控制及操作功能，(2)不具備智能化的數(shù)據(jù)處理及控制能力，浪費(fèi)上位機(jī)資源。
后來出現(xiàn)了以工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心的物料配料、計(jì)量自動化控制系統(tǒng)，但由于計(jì)算機(jī)自身問題或者使用環(huán)境粉塵大、潮濕或系統(tǒng)電路故障等原因，一旦造成控制系統(tǒng)主機(jī)癱瘓，將造成生產(chǎn)過程自動控制不管用，影響正常生產(chǎn)，使用手動控制，產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量難以保證。
三、實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題為了解決目前在冶金、建材、飼料、玻璃、食品以及混凝土等涉及多種物料配料、計(jì)量及混合攪拌的生產(chǎn)行業(yè)中控制系統(tǒng)所存在的問題和不足，提出一種以PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心，采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式。
本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案一種雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，含有系統(tǒng)供電電源及現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元，系統(tǒng)供電電源為PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備和物料稱重傳感器、放大器及現(xiàn)場控制設(shè)備提供工作電源，該物料配料自動化控制系統(tǒng)含有兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，一臺為主控計(jì)算機(jī)，一臺為備份計(jì)算機(jī)，每臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)含有A/D轉(zhuǎn)換板和系統(tǒng)I/O板，同每臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的I/O板連接有開關(guān)量輸出板和開關(guān)量輸入板，現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元的稱重傳感器輸出的稱重模擬信號經(jīng)放大器放大后同時(shí)輸入到第一臺和第二臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換板，實(shí)現(xiàn)和兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接，兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)經(jīng)各自的系統(tǒng)I/O板輸出的開關(guān)量信號分別經(jīng)過光隔開出板連接公用的隔離繼電器組，隔離繼電器組輸出連接現(xiàn)場配料、計(jì)量控制設(shè)備，反映現(xiàn)場控制設(shè)備狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號經(jīng)過隔離繼電器組和光隔開入板分別接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)I/O板，實(shí)現(xiàn)和兩臺計(jì)算機(jī)的連接，兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)接口互相連接，兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)之間設(shè)有實(shí)現(xiàn)在線無斷點(diǎn)動態(tài)切換的開關(guān)或繼電器。
現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元含有1～M種顆粒固體物料配料、計(jì)量控制單元，每種顆粒固體物料配料、計(jì)量控制單元含有儲料倉、計(jì)量稱斗、稱重傳感器，在儲料倉下部設(shè)有由電磁閥控制的給料門，在計(jì)量稱斗下部設(shè)有由電磁閥控制的卸料門，同顆粒固體物料配料、計(jì)量配套的設(shè)備有物料輸送水平皮帶機(jī)和斜皮帶機(jī)，PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)輸出的開關(guān)量信號通過和開關(guān)量輸出板連接的隔離繼電器組連接儲料倉給料門電磁閥、計(jì)量稱斗卸料門電磁閥，反映物料輸送水平和斜皮帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和儲料倉給料門、計(jì)量稱斗卸料門狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號通過隔離繼電器組接入系統(tǒng)開關(guān)量輸入板，通過系統(tǒng)I/O板接入PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元含有1～N種粉狀物料配料、計(jì)量控制單元，每種粉狀物料配料、計(jì)量控制單元含有儲料倉、計(jì)量稱斗和稱重傳感器，同粉狀物料配料配套的設(shè)備有螺旋輸送機(jī)，PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)量輸出經(jīng)光隔開出板和隔離繼電器組連接各粉狀物料計(jì)量稱斗卸料門電磁閥以及粉狀物料螺旋輸送機(jī)啟/停控制的繼電器或交流接觸器，稱重傳感器輸出的稱重模擬信號經(jīng)放大器放大后分別接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換板，反映現(xiàn)場控制設(shè)備狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號通過隔離繼電器組和開關(guān)量輸入板分別接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元含有1～X種液體物料配料、計(jì)量控制單元，每種液體物料配料、計(jì)量控制單元含有計(jì)量稱斗、液體輸送泵和稱重傳感器，傳感器輸出的稱重模擬信號經(jīng)放大器放大后分別通過各自的A/D轉(zhuǎn)換板接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，每臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)輸出的開關(guān)量信號經(jīng)開關(guān)量輸出板和隔離繼電器組連接各液體物料輸送泵的啟/?？刂评^電器或接觸器、各液體物料計(jì)量稱斗卸料門電磁閥，反映現(xiàn)場控制設(shè)備狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號通過隔離繼電器組和開關(guān)量輸入板分別接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元含有1～X種液體物料配料、計(jì)量控制單元，每種液體物料配料、計(jì)量控制單元含有計(jì)量稱斗、液體物料輸送泵和稱重傳感器，傳感器輸出的稱重模擬信號經(jīng)放大器放大后分別通過各自的A/D轉(zhuǎn)換板接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，每臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)輸出的開關(guān)量信號經(jīng)開關(guān)量輸出板和隔離繼電器組連接各液體物料輸送泵的啟/停控制的繼電器或交流接觸器、各液體物料計(jì)量稱斗卸料門電磁閥，反映現(xiàn)場控制設(shè)備狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號通過隔離繼電器組和開關(guān)量輸入板分別接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
稱重傳感器采用電阻應(yīng)變拉力或壓力稱重傳感器，傳感器輸出的稱重模擬信號接入有外接電源的模擬量放大載板，經(jīng)放大載板上的放大器5B30放大后接入A/D轉(zhuǎn)換板，實(shí)現(xiàn)和PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接；或者放大器采用整機(jī)式的傳感器電源及信號放大組件，傳感器電源及信號放大組件輸出的稱重模擬信號直接接入系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換板。
含有混合攪拌器控制單元，混合攪拌器下部設(shè)有由電磁閥控制的卸料門，PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)輸出的開關(guān)量信號通過開關(guān)量輸出板和隔離繼電器組連接混合攪拌器的卸料門電磁閥和攪拌機(jī)的控制繼電器，反映混合攪拌器卸料門和攪拌機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號經(jīng)隔離繼電器組和開關(guān)量輸入板接入PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)；同隔離繼電器組連接有手動干預(yù)控制電路。
系統(tǒng)I/O板采用DI064/3，或者采用PCL-7120，系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換板采用PCL-812PG，或者采用PCL-8111，中間隔離繼電器組采用HH53P，光隔開入板采用DB-16P，或采用PCL-9182，或采用PCLD-782，光隔開出板采用DB-16R，或采用PCL-9185，或采用PCLD-885。
本實(shí)用新型的積極有益效果1、本實(shí)用新型雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)以兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)為核心，以系列化和標(biāo)準(zhǔn)化的開入/開出模板、I/O模板、A/D模板為依托，實(shí)現(xiàn)了物料配料、計(jì)量及混合攪拌計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的多任務(wù)、多窗口、多用戶的集中式控制與管理，組態(tài)靈活、擴(kuò)展方便、適應(yīng)性強(qiáng)，尤其采用兩臺工業(yè)控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)“雙機(jī)動態(tài)熱備份”，一旦主控計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障，備份控制計(jì)算機(jī)可以在瞬間接替主控計(jì)算機(jī)的工作，實(shí)現(xiàn)無斷點(diǎn)的在線動態(tài)切換，使物料配料、計(jì)量及混合攪拌的生產(chǎn)不受任何影響，無須停車檢修，不影響產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量。
2、生產(chǎn)現(xiàn)場應(yīng)答信號及生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集、分析、處理、顯示和控制等完全由PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)完成，減少整個(gè)系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié)，信號傳輸路徑少，取消了影響系統(tǒng)整體性能的相關(guān)硬件設(shè)施，如可編程控制器、通訊板、數(shù)顯表頭、配料稱量儀、傳感器信號的連接插頭、插座等，從而實(shí)現(xiàn)真正意義上的計(jì)算機(jī)集中控制與管理，使控制系統(tǒng)達(dá)到最佳效能，可靠性、穩(wěn)定性、抗干擾性以及可維護(hù)性達(dá)到較為理想的狀態(tài)。
3、本實(shí)用新型系統(tǒng)硬件的系列化和標(biāo)準(zhǔn)化不僅使系統(tǒng)具有高性價(jià)比和開放式結(jié)構(gòu)，模塊豐富、組態(tài)靈活、擴(kuò)展性強(qiáng)，管理功能強(qiáng)大，人機(jī)界面友好，而且維護(hù)檢修方便、快捷，所有信號進(jìn)出均采用了電氣或機(jī)械隔離技術(shù)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，操作維護(hù)簡單，適用于各領(lǐng)域、各種物料的配料計(jì)量，其推廣應(yīng)用必將大大提高企業(yè)生產(chǎn)過程的自動化水平，提高產(chǎn)品產(chǎn)量、質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提高企業(yè)效益。
四

圖1雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式框圖圖2系統(tǒng)供電電源接線原理圖之一(稱重模擬信號采用5B30放大器)圖3物料計(jì)量單元稱重信號采集接入線路原理圖(采用5B30放大器)圖4雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)控制臺組成(采用5B30放大器)圖5雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)開出量信號流圖(一)圖6雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)計(jì)算機(jī)開出量信號流圖(二)圖7雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號接線圖(一)
圖8雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號接線圖(二)圖9雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)現(xiàn)場執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號接線圖(三)圖10系統(tǒng)供電電源接線原理圖之二(稱重模擬信號采用傳感器電源及信號放大組件)圖11物料計(jì)量單元稱重信號采集接入線路原理圖(稱重模擬信號采用傳感器電源及信號放大組件)圖12雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)控制臺組成(稱重模擬信號采用傳感器電源及信號放大組件)圖13雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)實(shí)施方式之一生產(chǎn)工藝圖五具體實(shí)施方式
實(shí)施例一參見圖1～9、圖13，雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，含有PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)供電電源及現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元，系統(tǒng)供電電源單元提供雙回路DC24V、DC5V及220V交流凈化電源，分別為PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備和物料稱重傳感器、放大器、隔離繼電器組、光隔開入板和光隔開出板及現(xiàn)場控制設(shè)備提供工作電源，系統(tǒng)含有兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，一臺為主控計(jì)算機(jī)，一臺為備份計(jì)算機(jī)，兩臺計(jì)算機(jī)可互為主控計(jì)算機(jī)或備份計(jì)算機(jī)，現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元的稱重傳感器輸出信號經(jīng)放大器放大后同時(shí)輸入到第一臺和第二臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換板，實(shí)現(xiàn)和兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接，兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)經(jīng)各自的系統(tǒng)I/O板輸出的開關(guān)量信號分別經(jīng)過光隔開出板連接公用的隔離繼電器組，隔離繼電器組輸出連接現(xiàn)場配料、計(jì)量控制設(shè)備，反映現(xiàn)場控制設(shè)備狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號經(jīng)過隔離繼電器組和光隔開入板分別連接兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)I/O板，實(shí)現(xiàn)和兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接，兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)接口互相連接，實(shí)現(xiàn)物料配料、計(jì)量控制信息資源共享，兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)之間設(shè)有實(shí)現(xiàn)在線無斷點(diǎn)動態(tài)切換的開關(guān)或繼電器。在正常生產(chǎn)過程中，主控計(jì)算機(jī)和備份計(jì)算機(jī)同時(shí)采集現(xiàn)場傳來的開入信號和稱重模擬信號，兩臺控制計(jì)算機(jī)之間通過對等網(wǎng)絡(luò)或局域網(wǎng)實(shí)時(shí)交換各種控制參數(shù)、狀態(tài)信息和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，當(dāng)備份計(jì)算機(jī)檢測不到主控計(jì)算機(jī)傳來的狀態(tài)信息時(shí)，便會接替主控計(jì)算機(jī)的工作，主控計(jì)算機(jī)退出控制過程，從而完成控制權(quán)在線無斷點(diǎn)動態(tài)切換，使物料的配料、計(jì)量及混合攪拌生產(chǎn)不受任何影響。
圖4為雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)控制臺組成(采用5B30放大器)，圖中的41為控制臺安裝的電壓、電流表，42為17寸CRT彩顯和14寸ITV托板，43為插座安裝板JXS1-JXS6，44為5B30放大器(1#-11#)，45為5B16模擬量信號放大載板MZF，46為插座安裝板XS1-XS6，47為接地螺栓(PE)；圖5中的58為光隔開出板KCB1(DB-16R)輸出接口；圖6中的69為光隔開出板KCB2(DB-16R)輸出接口；圖7中虛線框內(nèi)元件為氣路控制系統(tǒng)中各型號規(guī)格的電磁氣閥；圖8中虛線框內(nèi)元件為動力配電柜內(nèi)的相關(guān)電控器件；圖9中虛線框內(nèi)元件為外部氣路控制系統(tǒng)中各型號規(guī)格的電磁氣閥。
參見圖13，本實(shí)施例物料配料自動化控制系統(tǒng)含有四種顆粒固體物料配料、計(jì)量控制單元，圖中SQ--代表磁性限位開關(guān)，YV--代表電磁閥，M--表示動力電機(jī)。圖中編號1為G1、G2物料儲料倉，2為G1、G2物料的計(jì)量稱斗，在G1、G2、G3、G4每種物料計(jì)量稱斗下部設(shè)有由電磁閥控制的卸料門，和計(jì)量稱斗對應(yīng)每個(gè)儲料倉下部設(shè)有由電磁閥控制的給料門，在每種物料計(jì)量稱斗上安裝有稱重傳感器，傳感器輸出的稱重模擬信號經(jīng)放大器放大后接入系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換板，圖中3、4分別為和顆粒固體物料配料、計(jì)量配套使用的物料輸送水平皮帶機(jī)和斜皮帶機(jī)，PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)輸出的開關(guān)量信號經(jīng)開關(guān)量輸出板連接隔離繼電器組，通過隔離繼電器連接各儲料倉給料門電磁閥、各計(jì)量稱斗卸料門電磁閥，反映物料輸送水平皮帶機(jī)和斜皮帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號及通過磁性限位開關(guān)反映的給料門、卸料門狀態(tài)的開關(guān)量信號通過隔離繼電器組接入光隔開關(guān)量輸入板，通過系統(tǒng)I/O板接入PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)；本實(shí)施例物料配料自動化控制系統(tǒng)還含有三種粉狀物料配料、計(jì)量控制單元，每種配料、計(jì)量控制單元含有儲料倉和計(jì)量稱斗、稱重傳感器，圖中5-1、5-2、5-3、5-4分別為1#F1物料、2#F1物料和F3物料、F2物料儲料倉，6為同粉狀物料配料配套使用的螺旋輸送機(jī)，圖中7-1、7-2、7-3分別為F1物料、F3物料、F2物料計(jì)量稱斗，計(jì)量、控制相關(guān)設(shè)備配置基本同上，稱重傳感器輸出的模擬信號通過放大器接入A/D轉(zhuǎn)換板，計(jì)算機(jī)開關(guān)量輸出經(jīng)隔離繼電器組連接各種粉狀物料計(jì)量稱斗卸料門電磁閥以及粉狀物料螺旋輸送機(jī)啟/停控制繼電器或接觸器，反映現(xiàn)場計(jì)量控制設(shè)備狀態(tài)開關(guān)量輸入信號通過隔離繼電器組和開關(guān)量輸入板接入PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)；本實(shí)施例物料配料自動化控制系統(tǒng)還含有W1、W2、W3三種液體物料配料、計(jì)量控制單元，每種液體物料配料、計(jì)量控制單元含有液體物料計(jì)量稱斗和液體物料輸送泵，PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)輸出的開關(guān)量信號經(jīng)隔離繼電器組連接各液體物料輸送泵的啟/停控制的繼電器或交流接觸器、各液體物料計(jì)量稱斗卸料電磁閥，反映卸料門、輸送泵狀態(tài)的開關(guān)量信號通過隔離繼電器組和開關(guān)量輸入板接入PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，圖中8為液體物料輸送泵，9為液體物料儲料池，10為液體物料計(jì)量稱斗。
本實(shí)施例含有混合攪拌器控制單元，圖中11為混合攪拌器，混合攪拌器下部設(shè)有由電磁閥控制的卸料門，計(jì)算機(jī)輸出的開關(guān)量信號通過隔離繼電器組連接混合攪拌器的卸料門電磁閥的控制繼電器或交流接觸器，反映混合攪拌器卸料門和攪拌機(jī)運(yùn)行狀態(tài)開關(guān)量輸入信號經(jīng)隔離繼電器組和開關(guān)量輸入板接入PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。圖中12為空氣壓縮機(jī)。
本實(shí)施例系統(tǒng)I/O板采用DI064/3，A/D板采用PCL-812PG，光隔開入板采用DB-16P，光隔開出板采用DB-16R，傳感器采用電阻應(yīng)變拉力或壓力稱重傳感器，傳感器電源端連接電源，傳感器輸出的信號接入有外接電源的模擬信號放大載板，經(jīng)放大載板上的放大器5B30放大后接入系統(tǒng)A/D板，系統(tǒng)開入量信號包括各種物料儲料倉倉門的開/閉、各種物料稱斗門的開/閉、混合攪拌器卸料門的開/閉、混合攪拌器的啟/停、顆粒固體物料輸送皮帶機(jī)(水平和斜皮帶機(jī))的啟/停、配料/卸料狀態(tài)等現(xiàn)場開關(guān)量信號。同隔離繼電器連接有手動/自動干預(yù)控制電路，平常處于自動狀態(tài)，當(dāng)需要手動干預(yù)時(shí)，手/自動開關(guān)切至手動位置，可進(jìn)行手動操作。
下面僅以顆粒(固體)物料G1和粉狀物料F2兩種物料對象說明本實(shí)用新型雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)工作過程。生產(chǎn)開始前，主控計(jì)算機(jī)工作，首先啟動空氣壓縮機(jī)、顆粒固體物料輸送水平皮帶機(jī)和斜皮帶機(jī)，系統(tǒng)開入量信號(現(xiàn)場機(jī)械設(shè)備狀態(tài))通過光隔開入板KRB的0+--15+通道接入計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)判斷配料、稱量條件得以滿足，則根據(jù)預(yù)置的控制程序和各種物料的配合比經(jīng)光隔開出板KCB1的CH3、CH4、CH5通道發(fā)出配料命令，即串聯(lián)在開出板通道回路的隔離繼電器組中的繼電器線圈K54、K55、K56得電吸合，相應(yīng)繼電器觸點(diǎn)輸出接通螺旋輸送皮帶機(jī)交流接觸器KM16、電磁氣閥YV15a、YV15b動作，F(xiàn)2螺旋輸送機(jī)啟動并將儲料倉中的物料送到F2稱斗中計(jì)量，G1倉給料門打開，物料落入G1稱斗計(jì)量，在達(dá)到預(yù)先設(shè)定的稱量值后，計(jì)算機(jī)發(fā)出停機(jī)和關(guān)門指令，繼電器線圈K54、K55、K56釋放，交流接觸器KM16、電磁氣閥YV15a、YV15b失電，F(xiàn)2螺旋輸送機(jī)停止運(yùn)行，G1倉給料門關(guān)閉，此時(shí)物料配料、計(jì)量過程結(jié)束。以上描述參見圖5、圖7、圖8。
物料配料、計(jì)量過程結(jié)束后，計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)置的控制程序判斷卸料條件是否滿足，卸料條件得以滿足，計(jì)算機(jī)經(jīng)光隔開出板KCB3-1的CH6、CH7通道發(fā)出卸料命令，隔離繼電器組中的繼電器線圈K73、K74得電吸合，電磁氣閥YV22、YV24動作，F(xiàn)2稱斗門、G1料斗門打開，以上描述參見圖6、圖9，F(xiàn)2通過卸料溜管進(jìn)入攪拌機(jī)，G1物料通過螺旋輸送水平皮帶機(jī)、斜皮帶機(jī)和預(yù)加料斗進(jìn)入混合攪拌機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)置的控制程序判斷各物料是否全部從料斗卸出、各稱斗門是否關(guān)閉，如滿足稱量條件，則進(jìn)入下一盤物料的配料、計(jì)量過程；與此同時(shí)攪拌計(jì)時(shí)開始，計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)置程序發(fā)出控制命令，混合攪拌器打開，出料，攪拌器開門延時(shí)到，攪拌器門關(guān)閉，生產(chǎn)過程進(jìn)入循環(huán)狀態(tài)。
實(shí)施例二參見圖1、圖10、圖11、圖12、圖13，圖中編號同實(shí)施例一相同的，代表意義相同。本實(shí)施例基本同實(shí)施例一，不同之處在于系統(tǒng)I/O板采用PCL-7120，系統(tǒng)A/D板采用PCL-8111，中間隔離繼電器組仍采用HH53P，光隔開入板采用PCL-9182，光隔開出板采用PCL-9185，放大器采用整機(jī)式的傳感器電源及信號放大組件，傳感器輸出連接傳感器電源及信號放大組件，信號放大組件輸出接入系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換板，實(shí)現(xiàn)和PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接，本實(shí)施例物料配料、計(jì)量控制系統(tǒng)不含有混合攪拌器控制單元。
實(shí)施例三參見圖1～圖9、圖13，本實(shí)施例基本同實(shí)施例一，其不同之處在于系統(tǒng)I/O板采用PCL-7120，系統(tǒng)A/D板采用PCL-812PG，中間隔離繼電器組采用HH53P，光隔開入板采用PCLD-782，光隔開出板采用采用PCLD-885，本實(shí)施例物料配料、計(jì)量控制系統(tǒng)不含有液體物料配料、計(jì)量控制單元。
實(shí)施例四本實(shí)施例基本同實(shí)施例二，不同之處在于系統(tǒng)I/O板采用DI064/3，系統(tǒng)A/D板采用PCL-812PG，中間隔離繼電器組采用HH53P，光隔開入板采用PCL-9182，光隔開出板采用PCLD-885，本實(shí)施例物料配料自動化控制系統(tǒng)不含有粉狀物料配料、計(jì)量控制單元。
實(shí)施例五參見圖1，雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，含有PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備(顯示器，打印機(jī)等)、系統(tǒng)供電電源及現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元，系統(tǒng)供電電源為PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備和物料稱重傳感器、放大器及現(xiàn)場控制設(shè)備提供工作電源，系統(tǒng)含有兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，每臺PC總線工業(yè)計(jì)算機(jī)主機(jī)板含有A/D轉(zhuǎn)換板和系統(tǒng)I/O板，同每臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的I/O板連接有開關(guān)量輸出板和開關(guān)量輸入板，現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元的稱重傳感器輸出信號經(jīng)放大器放大后同時(shí)輸入到第一臺和第二臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換板，實(shí)現(xiàn)和兩臺計(jì)算機(jī)連接，兩臺計(jì)算機(jī)經(jīng)各自的系統(tǒng)I/O板輸出的開關(guān)量信號分別經(jīng)過光隔開出板連接公用的隔離繼電器組，隔離繼電器組輸出連接現(xiàn)場配料、計(jì)量控制設(shè)備，反映現(xiàn)場控制設(shè)備狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號經(jīng)過隔離繼電器組和光隔開入板分別接入兩臺工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)I/O板，實(shí)現(xiàn)和兩臺計(jì)算機(jī)的連接，兩臺工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)接口互相連接，實(shí)時(shí)交換各種控制參數(shù)、狀態(tài)信息和生產(chǎn)數(shù)據(jù)，兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)之間設(shè)有實(shí)現(xiàn)在線無斷點(diǎn)動態(tài)切換的開關(guān)或繼電器，當(dāng)備份計(jì)算機(jī)檢測不到主控計(jì)算機(jī)下傳的動態(tài)信息時(shí)，便會發(fā)出轉(zhuǎn)換控制權(quán)的命令，接替主控計(jì)算機(jī)的工作。
現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元可單獨(dú)為顆粒固體物料配料、計(jì)量控制單元或粉狀物料配料、計(jì)量控制單元或液體物料配料、計(jì)量控制單元；或者三種都有，或者為其中任意兩種的組合。
權(quán)利要求1.一種雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，含有系統(tǒng)供電電源及現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元，系統(tǒng)供電電源為PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備和物料稱重傳感器、放大器及現(xiàn)場控制設(shè)備提供工作電源，其特征是該物料配料自動化控制系統(tǒng)含有兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，一臺為主控計(jì)算機(jī)，一臺為備份計(jì)算機(jī)，每臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)含有A/D轉(zhuǎn)換板和系統(tǒng)I/O板，同每臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的I/O板連接有開關(guān)量輸出板和開關(guān)量輸入板，現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元的稱重傳感器輸出的稱重模擬信號經(jīng)放大器放大后同時(shí)輸入到第一臺和第二臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換板，實(shí)現(xiàn)和兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接，兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)經(jīng)各自的系統(tǒng)I/O板輸出的開關(guān)量信號分別經(jīng)過光隔開出板連接公用的隔離繼電器組，隔離繼電器組輸出連接現(xiàn)場配料、計(jì)量控制設(shè)備，反映現(xiàn)場控制設(shè)備狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號經(jīng)過隔離繼電器組和光隔開入板分別接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)I/O板，實(shí)現(xiàn)和兩臺計(jì)算機(jī)的連接，兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)接口互相連接，兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)之間設(shè)有實(shí)現(xiàn)在線無斷點(diǎn)動態(tài)切換的開關(guān)或繼電器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，其特征是現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元含有1～M種顆粒固體物料配料、計(jì)量控制單元，每種顆粒固體物料配料、計(jì)量控制單元含有儲料倉、計(jì)量稱斗、稱重傳感器，在儲料倉下部設(shè)有由電磁閥控制的給料門，在計(jì)量稱斗下部設(shè)有由電磁閥控制的卸料門，同顆粒固體物料配料、計(jì)量配套的設(shè)備有物料輸送水平皮帶機(jī)和斜皮帶機(jī)，PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)輸出的開關(guān)量信號通過和開關(guān)量輸出板連接的隔離繼電器組連接儲料倉給料門電磁閥、計(jì)量稱斗卸料門電磁閥，反映物料輸送水平和斜皮帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)和儲料倉給料門、計(jì)量稱斗卸料門狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號通過隔離繼電器組接入系統(tǒng)開關(guān)量輸入板，通過系統(tǒng)I/O板接入PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，其特征是現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元含有1～N種粉狀物料配料、計(jì)量控制單元，每種粉狀物料配料、計(jì)量控制單元含有儲料倉、計(jì)量稱斗和稱重傳感器，同粉狀物料配料配套的設(shè)備有螺旋輸送機(jī)，PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)開關(guān)量輸出經(jīng)光隔開出板和隔離繼電器組連接各粉狀物料計(jì)量稱斗卸料門電磁閥以及粉狀物料螺旋輸送機(jī)啟/?？刂频睦^電器或交流接觸器，稱重傳感器輸出的稱重模擬信號經(jīng)放大器放大后分別接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換板，反映現(xiàn)場控制設(shè)備狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號通過隔離繼電器組和開關(guān)量輸入板分別接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，其特征是現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元含有1～X種液體物料配料、計(jì)量控制單元，每種液體物料配料、計(jì)量控制單元含有計(jì)量稱斗、液體輸送泵和稱重傳感器，傳感器輸出的稱重模擬信號經(jīng)放大器放大后分別通過各自的A/D轉(zhuǎn)換板接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，每臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)輸出的開關(guān)量信號經(jīng)開關(guān)量輸出板和隔離繼電器組連接各液體物料輸送泵的啟/?？刂评^電器或接觸器、各液體物料計(jì)量稱斗卸料門電磁閥，反映現(xiàn)場控制設(shè)備狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號通過隔離繼電器組和開關(guān)量輸入板分別接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，其特征是現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元含有1～X種液體物料配料、計(jì)量控制單元，每種液體物料配料、計(jì)量控制單元含有計(jì)量稱斗、液體物料輸送泵和稱重傳感器，傳感器輸出的稱重模擬信號經(jīng)放大器放大后分別通過各自的A/D轉(zhuǎn)換板接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，每臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)輸出的開關(guān)量信號經(jīng)開關(guān)量輸出板和隔離繼電器組連接各液體物料輸送泵的啟/停控制的繼電器或交流接觸器、各液體物料計(jì)量稱斗卸料門電磁閥，反映現(xiàn)場控制設(shè)備狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號通過隔離繼電器組和開關(guān)量輸入板分別接入兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的雙機(jī)動態(tài)熱備份自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，其特征是稱重傳感器采用電阻應(yīng)變拉力或壓力稱重傳感器，傳感器輸出的稱重模擬信號接入有外接電源的模擬量放大載板，經(jīng)放大載板上的放大器5B30放大后接入A/D轉(zhuǎn)換板，實(shí)現(xiàn)和PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接；或者放大器采用整機(jī)式的傳感器電源及信號放大組件，傳感器電源及信號放大組件輸出的稱重模擬信號直接接入系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換板。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，其特征是含有混合攪拌器控制單元，混合攪拌器下部設(shè)有由電磁閥控制的卸料門，PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)輸出的開關(guān)量信號通過開關(guān)量輸出板和隔離繼電器組連接混合攪拌器的卸料門電磁閥和攪拌機(jī)的控制繼電器，反映混合攪拌器卸料門和攪拌機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號經(jīng)隔離繼電器組和開關(guān)量輸入板接入PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)；同隔離繼電器組連接有手動干預(yù)控制電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，其特征是系統(tǒng)I/O板采用DI064/3，或者采用PCL-7120，系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換板采用PCL-812PG，或者采用PCL-8111，中間隔離繼電器組采用HH53P，光隔開入板采用DB-16P，或采用PCL-9182，或采用PCLD-782，光隔開出板采用DB-16R，或采用PCL-9185，或采用PCLD-885。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，其特征是稱重傳感器采用電阻應(yīng)變拉力或壓力稱重傳感器，傳感器輸出的稱重模擬信號接入有外接電源的模擬量放大載板，經(jīng)放大載板上的放大器5B30放大后接入系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換板，實(shí)現(xiàn)和PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接；或者放大器采用整機(jī)式的傳感器電源及信號放大組件，傳感器電源及信號放大組件輸出的稱重模擬信號接入系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換板，實(shí)現(xiàn)和PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式，其特征是系統(tǒng)I/O板采用DI064/3，或者采用PCL-7120，系統(tǒng)A/D轉(zhuǎn)換板采用PCL-812PG，或者采用PCL-8111，中間隔離繼電器組采用HH53P，光隔開入板采用DB-16P，或采用PCL-9182，或采用PCLD-782，光隔開出板采用DB-16R，或采用PCL-9185，或采用PCLD-885，同隔離繼電器組HH53P連接有手動干預(yù)控制電路。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種雙機(jī)動態(tài)熱備份物料配料自動化控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式。該控制系統(tǒng)含有兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，現(xiàn)場物料配料、計(jì)量控制單元的稱重傳感器輸出的模擬信號經(jīng)放大后同時(shí)輸入到主控計(jì)算機(jī)、備份計(jì)算機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換板，兩臺計(jì)算機(jī)輸出的開關(guān)量信號分別經(jīng)過光隔開出板連接公用的隔離繼電器組，隔離繼電器組輸出連接現(xiàn)場配料、計(jì)量控制設(shè)備，反映現(xiàn)場控制設(shè)備狀態(tài)的開關(guān)量輸入信號經(jīng)過隔離分別接入兩臺計(jì)算機(jī)，兩臺計(jì)算機(jī)通過網(wǎng)絡(luò)接口互相連接，兩者之間設(shè)有實(shí)現(xiàn)在線無斷點(diǎn)動態(tài)切換的開關(guān)或繼電器。本實(shí)用新型采用兩臺PC總線工業(yè)控制計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)雙機(jī)動態(tài)備份，主控計(jì)算機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，備份控制計(jì)算機(jī)可在瞬間接替主控計(jì)算機(jī)的工作。
文檔編號G05D9/00GK2840134SQ20052003168
公開日2006年11月22日 申請日期2005年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月30日
發(fā)明者郭金兵, 白偉林, 陳紅剛, 占齊惠, 李震 申請人:鄭州恒信源計(jì)算機(jī)技術(shù)有限公司