公告信息：
隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施的不斷投入，城市建設(shè)的不斷發(fā)展，公路、橋梁、樓房的建造正以較快的速度進(jìn)行，因而對混凝土生產(chǎn)的需求量逐漸增大。具有自動控制的混凝土攪拌站以其產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低、環(huán)保性能良好等特點，成為混凝土生產(chǎn)的主流。它不僅能生產(chǎn)出高質(zhì)量的混凝土，而且能滿足不同工程的需求。
我們研制的混凝土攪拌站由計算機控制系統(tǒng)、操作臺及配電柜三部分組成。計算機控制系統(tǒng)以日本三菱FX2N-128系列PLC為控制核心，配合上位監(jiān)控計算機和CB920配料儀表及現(xiàn)場稱量傳感器共同構(gòu)成。現(xiàn)場傳感器采集的稱重信號經(jīng)稱量儀表CB920傳送至PLC，由PLC根據(jù)操作指令和用戶配方對混凝土的整個配料拌和過程進(jìn)行全面的控制。用戶可以通過監(jiān)控計算機進(jìn)行生產(chǎn)過程的控制和監(jiān)視、系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、配方管理和統(tǒng)計報表打印等功能。同時，也可以脫離計算機監(jiān)控系統(tǒng)，通過操作臺的控制面板來對整個配料過程進(jìn)行控制。
1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示
攪拌站控制系統(tǒng) 攪拌站配料儀表
1.1監(jiān)控計算機
為了保證整個控制系統(tǒng)的可靠性，我們選用研華工控機作為監(jiān)控計算機（上位機）。采用RS-232通訊協(xié)議，將用戶配方通過RS-232接口傳送給PLC。工控機另接一臺EPSON300K24針打印機，用于打印統(tǒng)計報表。
1.2配料儀表及PLC
配料儀表采用高速、高精度的配料顯示儀表CB920，具有稱重功能、存貯功能、串行數(shù)據(jù)接口功能、并行輸入／輸出接口功能等。它將現(xiàn)場傳感器采集的稱重信號傳送至PLC，由PLC根據(jù)操作指令和用戶配方輸出開關(guān)量信號至中間繼電器，由中間繼電器驅(qū)動各種交流接觸器來驅(qū)動各種大功率的負(fù)載。如電機、攪拌機等。
1.3操作臺及配電柜
由空氣開關(guān)、接觸器、熱繼電器等組成的強電控制柜能實現(xiàn)各種設(shè)備電運轉(zhuǎn)的驅(qū)動和短路保護(hù)、電機過載保護(hù)。操作臺上，有自動／手動轉(zhuǎn)換開關(guān)、各種功能按鈕、開關(guān)、指示燈及急停按鈕。整個操作臺上的各種功能按鈕和開關(guān)組成了一個工藝流程模擬屏，自動操作時各種設(shè)備和生產(chǎn)流程由PLC控制，操作臺上的工藝流程模擬屏具有顯示設(shè)備的運行狀態(tài)的功能。手動操作時操作臺可用來調(diào)試設(shè)備或手動生產(chǎn)。
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計
2.1上位機
上位機軟件在Windows NT環(huán)境下，采用組態(tài)王軟件6.0版編寫，實現(xiàn)全漢化用戶界面。程序由運行監(jiān)控、參數(shù)設(shè)定、配方管理、物料管理、客戶管理、工程項目管理及各種統(tǒng)計報表打印等模塊組成。具有界面友好、操作簡單、功能強大等特點。
·運行監(jiān)控：通過運行監(jiān)控界面用戶可以在計算機屏幕上直觀地看到現(xiàn)場的生產(chǎn)運行情況。系統(tǒng)得電后，將“自動／手動”旋鈕轉(zhuǎn)至“自動”狀態(tài)，即可通過點擊此屏蔽上的“啟動”按鈕來啟動系統(tǒng)，進(jìn)入自動運行。屏幕上將動態(tài)顯示各料斗中的配料量和其他設(shè)備如：皮帶、拌缸、螺旋機的運行情況。
·參數(shù)設(shè)定：參數(shù)設(shè)定界面主要目的是方便用戶對系統(tǒng)運行過程中的一些重要參數(shù)進(jìn)行修改。包括各延時時間的設(shè)定。拌缸攪拌參數(shù)設(shè)定和配料參數(shù)的設(shè)定等等。此外，在參數(shù)設(shè)定界面中還包括了對秤的稱量范圍進(jìn)行標(biāo)定的功能。
·配方管理：在配方管理界面中，用戶可以根據(jù)需要來對配料過程中可能用到的配方進(jìn)行“選擇”、“增加”、“修改”、“刪除”等一系列的操作。可預(yù)設(shè)和管理多達(dá)一萬個配方。
·物料管理：管理物料進(jìn)料和進(jìn)行物料用量統(tǒng)計。
·客戶管理：可進(jìn)行用戶管理，記錄客戶信息、統(tǒng)計客戶混凝土用量等。供攪拌站管理人員使用。
·工程項目管理：可按工程項目進(jìn)行管理，統(tǒng)計客戶的某一個工程混凝土用量等，供攪拌站管理人員使用。
·統(tǒng)計報表打印：統(tǒng)計報表打印功能主要方便用戶對運行過程中的歸檔數(shù)據(jù)，如生產(chǎn)記錄，配料詳細(xì)記錄和物料消耗情況進(jìn)行打印輸出。
2.2下位機
下位機主要是由配料儀表及PLC組成。
配料儀表主要是通過儀表鍵盤設(shè)定一些參數(shù)，完成對各種物料的稱重。并同時將物料的凈重傳送給PLC。
可編程控制器PLC具有很強的抗干擾能力，可在各種惡劣的工業(yè)條件環(huán)境下工作。PLC內(nèi)部采用了各種濾波，CPU與I/O光電隔離。它是整個控制系統(tǒng)核心。完成對自動配料系統(tǒng)控制方法的設(shè)計及實現(xiàn)。其控制流程見圖2
攪拌站控制系統(tǒng) 攪拌站配料儀表
由于料斗門或螺旋給料器的動作滯后和空中余料（沖量）的隨機變化，造成配料的誤差。為了保證配料精度，必須采取落差控制。所謂落差，簡單說就是從發(fā)出關(guān)閉命令開始、到秤穩(wěn)定所增加了的物料重量。對于落差穩(wěn)定的配料對象可以記錄下落差值，在下次配料過程中加以修正。對于落差不穩(wěn)定且偏差較大時，可以用振動下料減小落差，再少量補料的方法。由于配料對象的不同，實現(xiàn)落差控制的方法也有許多，這是配料精度的重要環(huán)節(jié)。
本系統(tǒng)采用的落差控制方法是開關(guān)乒乓控制，理論上當(dāng)采樣值與設(shè)定值相等時關(guān)閥門。實際控制要考慮落差的影響。
N+ △Nn-1×δ%≥Ns
其中N實際采樣值，△N上次落差值，δ%落差修正因子，Ns設(shè)定值。這是一種特殊的開關(guān)控制方法，△Nn×δ%類似微分環(huán)節(jié)，代表控制上的提前量。δ%是一個很重要的參數(shù)，根據(jù)不同控制對象要做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。△N要在上面不等式成立后取得。為了得到較準(zhǔn)確
的落差值，需加適當(dāng)?shù)姆€(wěn)稱時間。
△Nn= Ns － N
在上面采用的方法控制精度還不夠理想時，可以增加補料控，即設(shè)定一個誤差允許范圍，在一次落差控制以后，落差值還大于誤差允許值時，取新的落差值再做一次落差控制。如此循環(huán)若干次，就能達(dá)到較理想的配料精度。
3提高可靠性的措施
為了提高系統(tǒng)的可靠性，在設(shè)計中采取了如下措施：
·工控機、配料儀表及PLC等弱電部分采用單獨供電。
·PLC的控制輸出及輸入信號采用隔離技術(shù)，有效防止外部干擾信號。
·交流接觸器全部安裝阻容吸收。
·中間繼電器線包全部安裝二級管吸收回路。
實踐證明以上措施是行之有效的，對保證系統(tǒng)正常可靠的運行起了很大作用。
4結(jié)束語
我們研制的這一套自動配料控制系統(tǒng)，由于使用的高可靠的PLC為核心及有效的自動配料控制方法，使系統(tǒng)的運行符合要求，已經(jīng)應(yīng)用在混凝土攪拌站，且運行穩(wěn)定可靠。生產(chǎn)出的混凝土可滿足不同工程的需要。
機械大類
當(dāng)前位置:
混凝土攪拌站自動控制系統(tǒng)的研制
來源：環(huán)球糧機網(wǎng)發(fā)布時間：2015-04-27 13:19:49
