公告信息：
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隨著國(guó)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(duì)混凝土生產(chǎn)的需求量逐漸增大。具有自動(dòng)控制的混凝土攪拌站以其產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低、環(huán)保性能良好等特點(diǎn)，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(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、操作臺(tái)及配電柜三部分組成。計(jì)算機(jī)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(jì)算機(jī)和CB920配料儀表及現(xiàn)場(chǎng)稱量傳感器共同構(gòu)成。現(xiàn)場(chǎng)傳感器采集的稱重信號(hào)經(jīng)稱量?jī)x表CB920傳送至PLC，由PLC根據(jù)操作指令和用戶配方對(duì)混凝土的整個(gè)配料拌和過(guò)程進(jìn)行全面的控制。用戶可以通過(guò)監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)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(jì)報(bào)表打印等功能。同時(shí)，也可以脫離計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)操作臺(tái)的控制面板來(lái)對(duì)整個(gè)配料過(guò)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(jì)算機(jī)
為了保證整個(gè)控制系統(tǒng)的可靠性，我們選用研華工控機(jī)作為監(jiān)控計(jì)算機(jī)（上位機(jī)）。采用RS-232通訊協(xié)議，將用戶配方通過(guò)RS-232接口傳送給PLC。工控機(jī)另接一臺(tái)EPSON300K24針打印機(jī)，用于打印統(tǒng)計(jì)報(bào)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(chǎng)傳感器采集的稱重信號(hào)傳送至PLC，由PLC根據(jù)操作指令和用戶配方輸出開(kāi)關(guān)量信號(hào)至中間繼電器，由中間繼電器驅(qū)動(dòng)各種交流接觸器來(lái)驅(qū)動(dòng)各種大功率的負(fù)載。如電機(jī)、攪拌機(jī)等。
1.3操作臺(tái)及配電柜
由空氣開(kāi)關(guān)、接觸器、熱繼電器等組成的強(qiáng)電控制柜能實(shí)現(xiàn)各種設(shè)備電運(yùn)轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)和短路保護(hù)、電機(jī)過(guò)載保護(hù)。操作臺(tái)上，有自動(dòng)／手動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)、各種功能按鈕、開(kāi)關(guān)、指示燈及急停按鈕。整個(gè)操作臺(tái)上的各種功能按鈕和開(kāi)關(guān)組成了一個(gè)工藝流程模擬屏，自動(dòng)操作時(shí)各種設(shè)備和生產(chǎn)流程由PLC控制，操作臺(tái)上的工藝流程模擬屏具有顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)的功能。手動(dòng)操作時(shí)操作臺(tái)可用來(lái)調(diào)試設(shè)備或手動(dòng)生產(chǎn)。
2 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)
2.1上位機(jī)
上位機(jī)軟件在Windows NT環(huán)境下，采用組態(tài)王軟件6.0版編寫，實(shí)現(xiàn)全漢化用戶界面。程序由運(yùn)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(xiàng)目管理及各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表打印等模塊組成。具有界面友好、操作簡(jiǎn)單、功能強(qiáng)大等特點(diǎn)。
·運(yùn)行監(jiān)控：通過(guò)運(yùn)行監(jiān)控界面用戶可以在計(jì)算機(jī)屏幕上直觀地看到現(xiàn)場(chǎng)的生產(chǎn)運(yùn)行情況。系統(tǒng)得電后，將“自動(dòng)／手動(dòng)”旋鈕轉(zhuǎn)至“自動(dòng)”狀態(tài)，即可通過(guò)點(diǎn)擊此屏蔽上的“啟動(dòng)”按鈕來(lái)啟動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)入自動(dòng)運(yùn)行。屏幕上將動(dòng)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(jī)的運(yùn)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(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的一些重要參數(shù)進(jìn)行修改。包括各延時(shí)時(shí)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(duì)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(lái)對(duì)配料過(guò)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(wàn)個(gè)配方。
·物料管理：管理物料進(jìn)料和進(jìn)行物料用量統(tǒng)計(jì)。
·客戶管理：可進(jìn)行用戶管理，記錄客戶信息、統(tǒng)計(jì)客戶混凝土用量等。供攪拌站管理人員使用。
·工程項(xiàng)目管理：可按工程項(xiàng)目進(jìn)行管理，統(tǒng)計(jì)客戶的某一個(gè)工程混凝土用量等，供攪拌站管理人員使用。
·統(tǒng)計(jì)報(bào)表打印：統(tǒng)計(jì)報(bào)表打印功能主要方便用戶對(duì)運(yùn)行過(guò)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(jī)
下位機(jī)主要是由配料儀表及PLC組成。
配料儀表主要是通過(guò)儀表鍵盤設(shè)定一些參數(shù)，完成對(duì)各種物料的稱重。并同時(shí)將物料的凈重傳送給PLC。
可編程控制器PLC具有很強(qiáng)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(gè)控制系統(tǒng)核心。完成對(duì)自動(dòng)配料系統(tǒng)控制方法的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)。其控制流程見(jiàn)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(dòng)作滯后和空中余料（沖量）的隨機(jī)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(jiǎn)單說(shuō)就是從發(fā)出關(guān)閉命令開(kāi)始、到秤穩(wěn)定所增加了的物料重量。對(duì)于落差穩(wěn)定的配料對(duì)象可以記錄下落差值，在下次配料過(guò)程中加以修正。對(duì)于落差不穩(wěn)定且偏差較大時(shí)，可以用振動(dòng)下料減小落差，再少量補(bǔ)料的方法。由于配料對(duì)象的不同，實(shí)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(kāi)關(guān)乒乓控制，理論上當(dāng)采樣值與設(shè)定值相等時(shí)關(guān)閥門。實(shí)際控制要考慮落差的影響。
N+ △Nn-1×δ%≥Ns
其中N實(shí)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(kāi)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(gè)很重要的參數(shù)，根據(jù)不同控制對(duì)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(shí)間。
△Nn= Ns － N
在上面采用的方法控制精度還不夠理想時(shí)，可以增加補(bǔ)料控，即設(shè)定一個(gè)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(shí)，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(jì)中采取了如下措施：
·工控機(jī)、配料儀表及PLC等弱電部分采用單獨(dú)供電。
·PLC的控制輸出及輸入信號(hào)采用隔離技術(shù)，有效防止外部干擾信號(hào)。
·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(jí)管吸收回路。
實(shí)踐證明以上措施是行之有效的，對(duì)保證系統(tǒng)正常可靠的運(yùn)行起了很大作用。
4結(jié)束語(yǔ)
我們研制的這一套自動(dòng)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(dòng)配料控制方法，使系統(tǒng)的運(yùn)行符合要求，已經(jīng)應(yīng)用在混凝土攪拌站，且運(yùn)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(jī)械大類
機(jī)械小類
當(dāng)前位置:
混凝土攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)的研制
來(lái)源：環(huán)球糧機(jī)網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2015-02-10 13:43:23
