[发明专利]稳定土搅拌设备动态计量系统及动态计量方法

说明书

技术领域

本发明属于路面工程机械及其控制方法，涉及一种稳定土搅拌设备动态计量系统及动态计量方法。

背景技术

传统的稳定土拌和机系统中采用通常采用两种方式进行配料控制：一种是进行容积计量，根据一定的料门大小，标定出电机在不同速度下运行的单位流量，计算出速度和流量的平均比例系数，根据平均比列系数进行动态计量，这种方式计量精度差，不能满足高标准用户的需求。另一种方式是采用专用衡器仪表方式，这种方式具有系统复杂、可靠性差、无法实现一些复杂的控制功能、维修率高、设备成本高、操作和标定复杂用户很难掌握等缺陷，所以很难得到用户的接受。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种计量精度高、可靠性好、成本低、自动化程度高、操作简单的稳定土搅拌设备动态计量系统及动态计量方法。

本发明的稳定土搅拌设备动态计量系统包括有由驱动电机带动的皮带输送机和可向皮带输送机的输料皮带上排出物料的料斗，所述输料皮带的托辊处安置有可检测托辊压力的称重传感器，所述皮带输送机的从动轮转轴连接有计数轮，计数轮旁设置有与之配合的测速传感器，所述称重传感器和测速传感器的检测信号输入到一个工业控制计算机中，工业控制计算机的控制信号经过变频器控制皮带输送机的驱动电机。

所述称重传感器处的输料皮带上方设置有可自动挂卸的砝码。

本发明的基于上述计量系统的稳定土搅拌设备动态计量方法是：系统运行后，工业控制计算机先将参考频率传给变频器，工业控制计算机通过采集称重传感器和测速传感器反馈的信号，计算出在单位时间内皮带运行的距离，以及皮带上物料在单位长度上的重量，由此得出单位时间内的出料量和累计流量以及瞬时流量，再将瞬时流量与设定流量相比较，根据比较结果调整变频器的频率，使得实际出料量达到设定值。

本发明的系统及方法可以实现在容积计量的基础上进行高精度称重计量，使系统具有容积计量和称重计量的双重优点，提高了计量精度和可靠性、降低了设备成本，可实现实时自动控制，自动化程度高、操作方便。

附图说明

图1是本发明实施例的系统原理图。

具体实施方式

如图所示，本发明的稳定土搅拌设备动态计量系统中包括由驱动电机1带动的皮带输送机2和可向皮带输送机的输料皮带上排出物料的料斗3，输料皮带的托辊4处安置有可检测托辊压力的称重传感器5，皮带输送机的从动轮转轴连接有计数轮6，计数轮旁设置有与之配合的测速传感器7，称重传感器5和测速传感器7的检测信号输入到一个工业控制计算机8中，工业控制计算机的控制信号经过变频器9控制皮带输送机的驱动电机1。称重传感器处的输料皮带上方设置有可自动挂卸的砝码10。

本发明实施例的系统运行包括以下过程：

1.称重传感器数据的采集。称重传感器的信号通过稳重变送器进入PLC(工业控制计算机)的AD模块，经过可编程控制器计算得出皮带机上物料的重量，再计算出“单位长度”上的物料的平均重量，为动态计量准备好条件。

2.测速传感器数据的采集。通过在皮带输送机从动轮上安装计数轮和传感器测量皮带速度，利用PLC的内部计数器进行计数和计时，计算出“单位时间”皮带所经过的长度，这样使用第一步计算出的“单位长度”上的物料的平均重量，就可以计算出“单位时间”内通过的物料重量，如果把“单位时间”细分到很短的时间段，那么各段的总累加值即可近似于真实的累加值。

3.动态计量模型的实现。

定义参数：

(1)砝码重量(W)：为了在长期使用过程中自动校验计量结果的准确性，在称重传感器处设置可以自动挂卸的砝码，用它的重量作为对比值来修正传感器的漂移。

(2)速度系数(K1)：用2∏(圆周)除以计数轮齿数乘上从动轮半径得到每齿转动的皮带长度L(毫米)，K1＝L/计数轮的脉冲时间间隔T，K1也就是单位时间内皮带运动的距离。

(3)当量重量(KZ)：KZ＝W/(N1-N0)。其中：

W＝砝码重量(公斤)

N1：挂码后用校量的方法得到的码值(称重传感器的AD数)

N0：皮重码值

(4)皮带上物料重量的线密度(KP)：KP＝码值*KZ/L0，其中L0(毫米)为称量段皮带长度的一半

单位时间内的瞬时流量m(公斤)计算公式为

m＝K1*KP

进行单位换算后可以求出每小时实际流量M(吨/小时)