[发明专利]一种基于PC机的网络集成式煤样精密称量系统及方法

说明书

一种基于PC机的网络集成式煤样精密称量系统，包括：上位机系统、通信网络、执行机构；所述上位机系统包括PC机控制单元，数据采集分析与反馈单元；所述执行机构包括煤炭样品下料单元，重量称量单元；所述通信网络包括EtherCAT运动控制网络和Modbus称重仪表通信单元。本发明实现煤样的精准、快速称量和下料、提高了称量的准确性，实现了误差低，精密度高的煤样下料；采用EtherCAT工业以太网通讯控制，实现了称重功能的现场化，使得称重性能稳定可靠，并为称量过程提供了实时监控；实现了现场称重数据的信息集成，为后期的实时监控、数据优化和化验过程奠定了基础。

技术领域

本发明涉及煤炭样品的制备领域，具体是一种基于PC机的新型网络集成式煤样精密称量系统及方法，其使用PC机进行运动控制和数据采集分析。

背景技术

当前，中国缺油、少气、富煤的资源状态决定了我国能源结构在未来很长一段时间内仍将以煤炭为主。但煤炭资源在利用过程中，引发了一系列的资源破坏和环境污染等问题，因而如何加强煤炭的清洁利用已成为国家节能降耗工作的重中之重。因此煤炭在使用前需要对煤质进行检测和分析，这是一个抽样分析的过程。遵照相关标准采集到样品后，下一个过程是制样，即把样品的粒度减小，质量也逐渐减小，直到符合实验室化验对样品的粒度和质量(重量)的要求，然后对获得的煤炭样品进行化验检测分析。煤样制备和检测环节是煤炭资源使用过程中十分重要的环节。

从目前的技术实现来看，虽然制样环节的自动化已经基本实现，但是由于煤源、煤的品种、品位和批次不同，有些煤在进入制样环节就有可能出现粘煤、堵煤、设备卡死等现象。而且提高所获得样品的可靠性和精确性仍然是目前需要努力的方向，其中很重要的一个环节就是提高煤样取样称量的精确度，以精准、快速的手段获取待化验的煤样。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种基于PC机的新型网络集成式煤样精密称量系统及方法，能够实现煤炭样品的自动准确下料，快速精确称量，以提高自动化作业的顺畅度和可靠性。

本发明一种基于PC机的新型网络集成式煤样精密称量系统的技术方案为：一种基于PC机的网络集成式煤样精密称量系统，包括：上位机系统、通信网络、执行机构；所述上位机系统包括PC机控制单元，数据采集分析与反馈单元；所述执行机构包括煤炭样品下料单元，重量称量单元；所述通信网络包括EtherCAT运动控制网络和Modbus称重仪表通信单元；所述PC机控制单元，通过EtherCAT运动控制网络与煤炭样品下料单元相连接，所述PC机控制单元用于远程控制煤炭样品下料单元；所述PC机数据采集分析与反馈单元通过Modbus称重仪表通信单元与重量称量单元相连接，所述PC机数据采集分析与反馈单元通过通信网络对所述重量称量单元的称量数据进行采集，然后进行分析，再将分析结果反馈给PC机控制单元；同时还将重量数据存储入数据库；所述煤炭样品下料单元对煤炭样品进行下料，所述煤炭样品在下料称量后将会进入煤样化验过程；所述重量称量单元用于对下料煤样的重量称量过程，并将称量结果通过Modbus称重仪表通信单元反馈给PC机数据采集分析与反馈单元；所述通信网络EtherCAT运动控制网络用于实现PC机控制单元之间的通信；所述Modbus仪表通信单元用于实现重量称量单元和PC机数据采集分析和反馈单元之间的通信。

进一步地，一种基于PC机的网络集成式煤样精密称量系统，所述煤炭样品下料单元通讯型伺服和样品盛放装置组成，由伺服电机驱动螺旋轴，螺旋轴转动带动待下料煤炭样品从样品盛放装置下部下料。

进一步地，一种基于PC机的网络集成式煤样精密称量系统，所述EtherCAT通信单元由连接在PC机上的EtherCAT运动控制卡、EtherCAT扩充模块构成，PC机通过EtherCAT通信单元完成对伺服电机的运动控制，其控制伺服电机的运转和停止来完成下料过程。

进一步地，一种基于PC机的网络集成式煤样精密称量系统，所述样品盛放装置为漏斗状。