[实用新型]混凝土搅拌站变脉宽计量控制装置及其控制系统

说明书

技术领域

本实用新型属于工业控制系统领域，特别是属于混凝土搅拌站控制系统。

背景技术

由于混凝土是由胶结材料、骨料、水和其它材料严格按比例均匀混合的一种重要建筑材料。因此，一旦材料的计量准确度受到影响，会严重影响混凝土的质量，国家对此有严格的标准。

因此，混凝土行业对计量控制的要求是准确、快速。准确，是为了保证所计量的材料不出现较大的偏差；快速，是为了保证生产效率。

混凝土所使用的材料，由于受各种条件的限制，同种材料的物理(流动性)特性波动很大，这也给计量控制带来较大的困难。

目前混凝土搅拌站控制系统对计量的控制，比较通用的控制方法，一种是采用粗、精称控制，即在计量初期将进料阀门(例如执行机构配有两个进料阀门)全部打开，目的是提高计量速度，此谓粗称；当接近计量结束时，关闭部分进料阀门(例如关闭一个进料阀门)，目的是减小流量提高计量精度，此谓精称。但是，这种控制方法受材料流动性波动的影响，也难保证计量精度，且受计量控制装置结构的限制，比如当仅有一个进料阀门时，无法实现这种粗、精称控制。另外一种是采用等脉宽脉冲计量控制，所谓脉冲计量，即一次开、关进料阀门的过程，称谓一个脉冲计量过程，也可称谓一个计量脉冲。所谓脉宽，即开门时间，它与预计进料量相对应。所谓等脉宽脉冲计量，即每次开、关进料阀门的开门时间和关门时间都分别相等。等脉宽脉冲计量控制，是在每个计量脉冲后，判断一下材料的实际重量是否符合计量设定值及其允许偏差的要求，若符和要求则计量结束，否则，再重复一个脉冲计量过程，直到符和要求为止。显然，如果满足一个计量脉冲的最大进料量小于允许偏差的要求(进料量足够少)，是能够满足计量精度要求的。很明显，这种控制方法虽然可以通过缩小开门时间来满足精度要求，但它是用牺牲计量时间来换取计量精度的，会严重影响生产效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种混凝土搅拌站变脉宽计量控制装置及其控制系统。

本实用新型的目的是这样实现的：混凝土搅拌站变脉宽控制装置，包括一台工控计算机和一台与之相连的可编程序控制器，在工控计算机和可编程序控制器内，内置计量进程检测模块和计量控制模块，可编程序控制器的输出点与功率驱动模块相连，功率驱动模块与执行机构相连；其中，计量进程检测模块分别与计量控制模块和安装在计量斗上的应变片式称重传感器相连，其特征在于：所述的计量控制模块包括相互连通的学习子模块和变脉宽控制子模块。

变脉宽控制的原理：对背景技术中提到的等脉宽脉冲计量控制进一步分析，等脉宽脉冲计量控制，能满足计量精度的原因，是每一个计量脉冲的最大进料量都小于允许偏差，而在等脉宽脉冲计量控制过程中的所有(几十个)计量脉冲中，只有最后一个计量脉冲对计量精度是最重要的，少一个，产生负超差，多一个，则产生正超差。所以，只有最后一个计量脉冲对计量精度起决定性作用。由于计量材料流动性的波动，计量脉冲越宽，则预计进料量与实际进料量之间的偏差就越大。而在计量初期的这种偏差，不会对最终计量结果产生不良影响。若在计量过程中，允许每个计量脉冲的预计进料量与实际进料量之间有偏差，通过学习、分析，得出脉宽与实际进料量的关联参数，即当前单位开门时间的实际进料量，(以下简称经验)，并减小后续脉宽的方法，来缩小后续计量脉冲的这种偏差，可以使最后一、两个计量脉冲的这种偏差值很小。这样，可以用几个由宽到窄的计量脉冲(即变脉宽)代替前面的多个等脉宽计量脉冲，再加上最后一个起决定性作用的计量脉冲，将会使整个计量过程又准又快。在计量过程中，用第一个计量脉冲使计量材料的重量(即目标)接近计量设定值的65％左右，下一个计量脉冲的目标是接近计量设定值的90％左右，再下一个计量脉冲的目标是接近计量设定值的97％左右，最后一个计量脉冲的目标是接近计量设定值的100％，计量过程结束。