【正文】 設(shè)經(jīng)驗．成 功開發(fā)出碾壓混凝土筑壩工藝，并廣泛應(yīng)用于水利水電工程建設(shè) .目前， 我國國產(chǎn)混凝土攪拌摟已形成四大 系列產(chǎn)品 .幾十種產(chǎn)品規(guī)格，技術(shù)呈以下幾方面特點： 1)攪拌主機形式多樣 近年， 我國消化吸收國外先進設(shè)計制造經(jīng)驗．研制開發(fā)出強制式攪拌主機，機型有 500L、1000L、 1500L、 2021L、 3000L五種規(guī)格．這種攪拌樓生產(chǎn)率高．攪拌時間短．適合生產(chǎn)水電工程用二級配、三級配混凝土．還廣泛用于城市商品混凝土生產(chǎn) . 2)產(chǎn)品功能齊全 、加冰和預熱功能，使大壩施工不受季節(jié)、地域的影響，縮短了施工工期 . ， 使大樓、超大樓生產(chǎn)工 期縮短 20天，安裝工期縮短一個月 .，高 精度配料、卸料技術(shù)， 大大提高了配料精度和配料、卸料速度 . 3)操控系統(tǒng)便捷 模塊化、多功能、綜合性、高度自動化的攪拌樓計算機控制系統(tǒng)目前已經(jīng)發(fā)展到了第七代 .控制系統(tǒng)采用計算機全自動控制、雙機雙控三屏顯示技術(shù) ， 具備同步動態(tài)模擬仿真控制界面 ， 同步模擬顯示料倉料位的變化、稱斗內(nèi)進料、卸料動態(tài)顯示、攪拌機內(nèi)物料的動態(tài)攪拌過程，砂含水自動檢測功能、溫度巡測功能、坍落度檢測功能 ， 采用 XP多任務(wù)網(wǎng)絡(luò)操作平臺、對外提供車輛自動識別和調(diào)度管理、攪拌系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化調(diào)度管理 (實現(xiàn)無 紙辦公 )， 實現(xiàn)系統(tǒng)故障遠程診斷自動恢復功能 . 4)應(yīng)用環(huán)保新技術(shù) ，經(jīng)旋風和袋式過濾二級沉降，大面積過濾，倉內(nèi)壓力小于 kg/m ，粉塵排放小于 150 mgCm .、配料層、攪拌層各裝有大風量排塵軸流風機進行通風、換氣 .通過以上除塵措施，達到樓內(nèi)環(huán)境含塵量小于 6 mgCm 的環(huán)保要求，改善了攪拌樓的工作環(huán)境，樓外氣力輸送排放小于 150 mgCm ，達到第十三類灰塵及生產(chǎn)性粉塵品排放的標準 .．噪聲控制小于 85分貝 .達到國標 GB一 12349工業(yè)區(qū) Ⅲ 類標準 . 基于 PLC 的攪拌站自動控制系統(tǒng)設(shè)計 3 國產(chǎn)攪拌站發(fā)展方向 目前，國產(chǎn)攪拌 站 已形成系列，設(shè)備生產(chǎn)能力從 25 m ~420 m .但在應(yīng)用中仍存在一些有待解決的問題 . 1） 攪拌 站 里采用的料位指示裝置 如超聲波連續(xù)式料位計用于骨料料位的測量，雷達連續(xù)式料位計用于粉料料位的測量，這兩種料位計均存在剛開始使用效果不錯，時間長了不可靠的缺點，導致水泥罐內(nèi)料位測量不準確，出現(xiàn)冒倉現(xiàn)象，或已到淺倉而檢測不到，影響生產(chǎn)，而且價位較高，在性價比和質(zhì)量方面均有待提高 . 2） 攪拌 站 里采用的砂含水測量裝置也不可靠、不耐用 .探頭 一旦被砂子覆蓋時間長檢測數(shù)據(jù)就不夠準確 . 3） 目前國產(chǎn)大型、超大型攪拌 站 選用的攪拌主機 6rn 7 rn3強制式機， 機均采用進口，價位高且維護費用也高，國內(nèi)企業(yè)正在研制 . PLC 簡述 可編程序邏輯控制器（ PLC） 自它誕生以來至今，以其極高的性能價格比以及一系列人所共識的優(yōu)點，受到越來越多的工程技術(shù)人員的重視 .它現(xiàn)在被廣泛用于汽車生產(chǎn)、石油生產(chǎn)、 IT 制造、家電制造廠等工業(yè)控制系統(tǒng)場所，是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)之一 .它對工業(yè)的生產(chǎn)提供了良好的控制系統(tǒng)，它的 廣泛使用才使得人民不斷增長的物質(zhì)需求得到有利保障 . 1968 年美國通用汽車公司提出取代繼電器控制裝置的要求 .1969 年美國 DEC 公司研制的第一臺 PDP14 型 世紀 70 年代初出現(xiàn)了微處理器 .人們很快將其引入可編程控制器，使 PLC 增加了運算、數(shù)據(jù)傳送及處理等功能，完成了真正具有計算機特征的工業(yè)控制裝置 .此時的 PLC 為微機技術(shù)和繼電器常規(guī)控制概念相結(jié)合的產(chǎn)物 .個人計算機發(fā)展起來后，為了方便和反映可編程控制器的功能特點，可編程序控制器定名為 Programmable Logic Controller（ PLC） . 20 世紀末期，可編程控制器的發(fā)展特點是更加適應(yīng)于現(xiàn)代工業(yè)的需要 .這個時期發(fā)展了大型機和超小型機、誕生了各種各樣的特殊功能單元、生產(chǎn)了各種人機界面單元、通信單元，使應(yīng)用可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備的配套更加容易 . 隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的高速發(fā)展，許多大型的基礎(chǔ)工程及建筑工程相繼開工 .建設(shè)優(yōu)質(zhì)的工程需要高品質(zhì)的混凝土，而且隨著人們環(huán)保意識的加強，為了減少城市噪音和污染，交通和建筑竹理部門要求施工用的混凝土集中生產(chǎn)和管理 .這樣，不僅要求混凝土的配料精度高，而目要求生產(chǎn)速度快，因此，混凝土生產(chǎn)過程中攪拌設(shè)備自動控 制系統(tǒng)日益受到人們的重視 .可編程控制器 (PLC)具有可靠性高、功能完善、編程簡單且直觀，能夠有效地彌補繼電器控制系統(tǒng)的缺陷 . 混凝土攪拌機的現(xiàn)狀及國內(nèi)市場分析 混凝土攪拌站系統(tǒng)簡介 根據(jù)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計思路對 混凝土攪拌站的組成 、控制控系統(tǒng)的構(gòu)成、 S7300 等軟 硬件進行詳細的分析、選型 、地址分配、硬件組態(tài) 和設(shè)計，以 便對混凝土攪拌站的 硬件系統(tǒng) 有一個大概的了解 . 江南大學學士學位論文 4 混凝土攪拌站系統(tǒng) 軟件設(shè)計 根據(jù)混凝土攪拌站的工藝流程畫出程序流程圖、進行 PLC 型號的選擇、 I/O 端口的分配及寫出梯形圖程 序，實現(xiàn)混凝土攪拌站控制系統(tǒng)對整個混凝土生產(chǎn)過程的可靠控制 . 程序的調(diào)試 通過仿真軟件對初始化程序、報警程序、斷電保護程序進行調(diào)試和修改，使得程序更加符合設(shè)計的要求 . 小結(jié) 本章介紹了課題的意義和背景，存在的設(shè)計意義和具有廣闊的前景，攪拌機在國內(nèi)外的現(xiàn)狀及發(fā)展狀況，著重介紹了我國攪拌站發(fā)展的歷史和現(xiàn)況 .介紹了本課題的主要 指導工具 PLC的 產(chǎn)生、發(fā)展、特點、當前應(yīng)用狀況及發(fā)展趨勢 ， 在發(fā)展時間才 40多 年已經(jīng)滲透到各個領(lǐng)域，并成為現(xiàn)代三大控制系統(tǒng)之一，有巨大的市場應(yīng)用 .同時 說明了本論 文的主要工作內(nèi)容 . 基于 PLC 的攪拌站自動控制系統(tǒng)設(shè)計 5 第 2 章 混凝土攪拌站系統(tǒng)概述 混凝土攪拌站 混凝土攪拌站的組成 一個全套的攪拌裝置是由許多臺主機和一些輔助設(shè)備組成，它最基本的組成部分有以下五個 :運輸設(shè)備、料斗設(shè)備、稱量設(shè)備、攪拌設(shè)備和輔助設(shè)備，如圖 21： 圖 21 混凝土攪拌站示意圖 1）運輸設(shè)備 運輸設(shè)備包括骨料運輸設(shè)備、水泥輸送設(shè)備以及水泵等 .骨料運輸設(shè)備有皮帶機、拉鏟、抓斗和裝載機等，其中 皮帶機是攪拌裝置中最常用的骨料運輸設(shè)備，水泥輸送設(shè)備 和添加劑輸送設(shè)備 由斗式提升機和螺旋輸送機組成 . 2）料斗設(shè)備 料斗設(shè)備由貯料斗、卸料設(shè)備 (閘門、給料機等 )和一些其它附屬裝置組成 .料斗設(shè)備在生產(chǎn)中起著中間倉庫的作用，用來平衡生產(chǎn) .在混凝土攪拌裝置中，用料斗設(shè)備配合自動秤進行配料 .所以，它是工藝設(shè)備的組成部分，并不是大宗物料的貯存場所 . 根據(jù)制作貯料斗所用的材料不同，貯料斗分為鋼貯斗、鋼筋混凝土貯斗、木貯斗等 。輸出繼電器接點的慣性 。RUN 表示系統(tǒng)在運行狀態(tài) ； STOP 表示系統(tǒng)在停止狀態(tài) . 圖 41CPU 的操作方式 3） 對變量進行監(jiān)控 .用菜單命令 Insertinput variable 監(jiān)控輸入變量 ； Insertoutput variable 監(jiān)控輸出變量 Insertmemory variable 監(jiān)控內(nèi)部變量 ； Inserttimer variable 監(jiān)控定時器變量 ； Insertcounter variable 監(jiān)控計數(shù)器變量 .圖 42 表示上述變量表 .這些變量可以用二進制、十進制、十六進制來訪問，但是必須注意輸出變量 QB 一般不強制修改 . 江南大學學士學位論文 32 圖 42 所有變量 4) 對程序進行調(diào)試 .設(shè)置 /刪除斷點 —利用 “ 設(shè)置 /刪除斷點 ” 可以確定程序執(zhí)行到何處停止 .斷點處的指令不執(zhí)行斷點激 活，利用 “ 斷點激活 ” 可以激活所有的斷點 ； 不僅包括已經(jīng)設(shè)置的，也包括那些要設(shè)置的 .利用 “ 下一條指令 ” ， 可以單步執(zhí)行程序 .如果遇到塊調(diào)用 ， 用 “ 下一條指令 ” 就跳到塊后的第一條指令 . S7PLCSIM 軟件的 實現(xiàn)方法及模擬程序 本 小節(jié) 通過 攪拌站程序段 來說明 S7PLCSIM 軟件的仿真功能 .以 攪拌機程序段 為例子 .使用 S7PLCSIM 軟件調(diào)試程序的步驟如下 ： 1） 首先用 STEP7 軟件對系統(tǒng)進行硬件組態(tài)，然后再用 STEP7 軟件編程，程序如圖 43示 : 圖 43 攪拌機 程序 段 2） 再用 STEP7 軟件 SIMITIC 管理器菜單 OPTION 中選擇 Simulating Modules 為ON 狀態(tài) ， 表示選擇仿真調(diào)試 ， 如圖 44 示 : 基于 PLC 的攪拌站自動控制系統(tǒng)設(shè)計 33 圖 44 選擇仿真調(diào)試 3） 在 S7PLCSIM 軟件中新建 PLC 文檔 .選擇菜單命令 PLCPower on 打開仿真 PLC的電源 ； 選擇仿真 PLC的工作方式為 STOP狀態(tài) ； 選擇菜單命令 EXECUTEScan modeScan continous 表示連續(xù)掃描方式 . 4） 用 STEP7軟件 SIMITIC 管理器菜單命令 PLCDownload,把程序下載到中仿真 PLC中 . 5） 在 S7PLCSIM 軟件中模擬實際操作 .選擇仿真 PLC 的工作方式為 RUN 狀態(tài)，可以監(jiān)視 STEP7 軟件中梯形圖程序的運行情況 ， 選擇菜單命令 Debugmonitor 來監(jiān)視 .圖 45 模擬 計時器實際計時 過程 . 圖 45 模擬實際 計時 過程 6） 當在 S7PLCSIM 軟件中模擬實際操作，如果檢測到程序出錯，會調(diào)用相應(yīng)錯誤組織塊 .S7PLCSIM 軟件支持對硬件中斷組織塊 OB40OB47 的仿真 ； 支持對時鐘中斷組織塊 OB10OB17 的仿真 ； 支持對掃描周期大于最大允許循環(huán)時間 中斷組織塊 OB80 的 仿 真 . 江南大學學士學位論文 34 7） 保存生成的 PLC 文檔，以便下次仿真時直接調(diào)用的設(shè)置 . 仿真 調(diào)試 系統(tǒng)初始化及主程序調(diào)試 第一步：測試程序的起停是否符合要求 .在仿真軟件中下載程序后，點擊工具欄的綠色三角形按鈕，可切換到運行模式 .在運行模式下，點擊 (啟動按鈕 )，則 （循環(huán)開始指示燈）的 LED亮；點擊 （手動開始），各電機啟動信號燈 (\\\\\)沒有亮，這是因為不具備開始條件： 攪拌機在 裝料 位且閘門關(guān) ，點擊 （ 攪拌機 裝料位 ）（ 放料閘門 ），使其閉合 ，則各電機啟動信號燈亮 .程序繼續(xù)運行 ；點擊 （緊急停止），則所有輸出信號燈滅 .從而可以看出起停符合要求 . 第二步：測試各電機的起停是否符合要求 .點擊手動開始按鈕，并適時點擊各行程開關(guān)及閘門狀態(tài)開關(guān)，測試各個電機是否能夠正常起停 . 第三步：產(chǎn)生“所有配料都裝 入攪拌機”信號的程序調(diào)試 .該信號的產(chǎn)生對攪拌站的正常運行有著極其關(guān)鍵的作用，該信號的調(diào)試可使用內(nèi)存監(jiān)視來實現(xiàn) . 報警程序調(diào)試 第一步：按下 （ 試燈、試鈴按鈕），則 （報警玲聲）、 （ 攪拌機故障指示燈 ） … 相應(yīng)燈位 變亮，否則為 錯誤，須進行修改 . 第二步：第一步調(diào)試正確的情況下，按下相應(yīng)的模擬故障按鈕，看對應(yīng)的指示燈是否閃爍、 （ 報警玲聲 ）是否亮，否則為錯誤，須進一步修改 . 第三步：第二步調(diào)試正確的情況下，按下 （ 消鈴按鈕 ），則 （ 報警玲聲 ）滅，相應(yīng)的故障指示燈轉(zhuǎn)為常亮，否則為錯誤 . 第四步：第三步調(diào)試正確的情況下，使產(chǎn)生故障的觸點斷開，則相應(yīng)指示燈滅，否則為錯誤 . 維護程序調(diào)試 第一步： 為調(diào)試方便把 IN2 調(diào)為 5 次，使能 五次后，看 是否為亮， 否則為錯誤，須進 一步 修改 . 第二步：第一步調(diào)試正 確的情況下，按下 清零按鈕，觀察 MW0 是否變?yōu)?0，及相應(yīng)的 指示燈是否 熄滅，與上述不符 ，須進一步修改 . 小結(jié) 本章通過仿真軟件對初始化程序及報警程序進行了調(diào)試和修改，使得程序更加符合設(shè)計的要求 . 基于 PLC 攪拌站自動控制系統(tǒng)設(shè)計 35 第 5 章 結(jié)論與展望 結(jié)論 本論文設(shè)計的基于 PLC 的攪拌站自動控制系統(tǒng)的，整個論文的工作以系統(tǒng)方案設(shè)計為目標進行展開，在滿足工藝要求下，主要完成了硬件的配置和控制程序的設(shè)計 .希望對混凝土攪拌站控制系統(tǒng)研究有所作用 . 本論文從混凝土攪拌站的產(chǎn)生、發(fā)展、結(jié)構(gòu)及工藝流程的介紹分析開始 進行了全局的研究設(shè)計，提出了控制系統(tǒng)的設(shè)計方案 .首先對于控制系統(tǒng)的硬件的需求進行分析，其次對控制系統(tǒng)進行分析，最終構(gòu)建攪拌站控制流程與軟件系統(tǒng)的組成，并對于主要軟件、驅(qū)動進行闡述，最終完成系統(tǒng)的設(shè)計 .從測試的結(jié)果看來滿足設(shè)計要求 . 通過研究設(shè)計 本論文 期望的 PLC控制的攪拌站系統(tǒng)能實現(xiàn)以下目的：通過現(xiàn)場控制，實現(xiàn)稱量、卸料及攪拌等混凝土生產(chǎn)全過程的全部自動控制；同時在設(shè)計中考慮保留手動控制功能，實現(xiàn)自動和手動功能切換方便快捷，對任何物料的手動稱量、卸料控制過程也可在屏幕上實時顯示 . 不足之處及未來展望 由于時間和個人能力有限，期望的攪拌站控制系統(tǒng)需要我們迸一步深入和研究： 1．混凝土攪拌