【正文】 在今后的混凝土攪拌站發(fā)展過程中，集散控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)控制總線將逐漸融合，并利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在誤差補(bǔ)償方面的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步促進(jìn)混凝土生產(chǎn)過程可靠性和混凝土生產(chǎn)質(zhì)量、生產(chǎn)效率的提高。第三章對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制站 PLC 的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了介紹，并針對(duì)攪拌站的電氣輸入輸出的點(diǎn)，對(duì) PLC 進(jìn)行選型。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(duì)應(yīng)的指示燈是否閃爍、（報(bào)警玲聲）是否亮，否則為錯(cuò)誤，須進(jìn)一步修改。程序繼續(xù)運(yùn)行，點(diǎn)擊（運(yùn)行完本次循環(huán)后停止） ，程序繼續(xù)運(yùn)行，不受干擾；點(diǎn)擊 （緊急停止） ，則所有輸出信號(hào)燈滅。 ，再點(diǎn)擊一次可使其手柄向下，觸點(diǎn)斷開。在 STEP7Micro/ 編程軟件（因?yàn)槲宜螺d的仿真軟件只支持 版本的）中選擇菜單“PLC（P） ”，并選擇其下拉菜單“全部編譯”即可，如圖 41：圖４－1 程序的編譯第二步：執(zhí)行菜單命令“文件”　“導(dǎo)出” ，在彈出的對(duì)話框中輸入導(dǎo)出的ASCLL 文本文件的文件名，默認(rèn)的文件擴(kuò)展名為“awl” ，如圖 42：圖 4－2 程序的導(dǎo)出26第三步：仿真軟件的設(shè)置。程序運(yùn)行流程圖如圖 34 所示:故障產(chǎn)生故障指示燈亮，報(bào)警電鈴響按消鈴按鈕關(guān)閉電鈴，報(bào)警指示燈變?yōu)槌Ａ料收?報(bào)警燈熄滅按下試燈、試鈴按鈕 圖 34 報(bào)警程序運(yùn)行流程圖 斷電保護(hù)程序設(shè)計(jì)由于整個(gè)設(shè)備的工作流程是連續(xù)循環(huán)進(jìn)行的，因此斷電之后再起動(dòng)必須仍然恢復(fù)斷電前的狀態(tài)。在攪拌機(jī)運(yùn)行了規(guī)定的時(shí)間后，打開攪拌機(jī)的門進(jìn)行卸料(攪拌站的門先半開，再全開)，完成混凝土生產(chǎn)的一個(gè)循環(huán)。然后經(jīng)過 PLC 程序處理. 2)各秤斗稱量時(shí)，達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止給料。畫面開發(fā)系統(tǒng)具有先進(jìn)完善的圖形生成功能:數(shù)據(jù)庫中有多種數(shù)據(jù)類型，能合理地抽象控制對(duì)象的特性，對(duì)數(shù)據(jù)的報(bào)警、趨勢(shì)曲線、過程記錄、安全防范等重要功能有簡(jiǎn)單的操作辦法。對(duì)不同的操作者，賦予不同的操作權(quán)限，保證整個(gè)系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。提供豐富的控制功能庫，滿足用戶的測(cè)控要求和現(xiàn)場(chǎng)要求。 組態(tài)軟件通常有以下幾方面的功能 [14]: (1)強(qiáng)大的畫面顯示組態(tài)功能。S7200 系列所具有的多種性能遞增的 CPU 和豐富的且?guī)в性S多方便功能的 I/O 擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。各種機(jī)器故障；報(bào)警銷鈴；手動(dòng)回零等。通常的開關(guān)量輸入模塊類型有有源輸入、無源輸入、光電接近傳感器等輸入。另外，I/O 點(diǎn)數(shù)，存貯容量應(yīng)留有一定的余量以便實(shí)際工作中的調(diào)整。 4)系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間問題 系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間也是影響 PLC 選型的重要因素之一。程序設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)母郊佑绊懙?。掃描周期?PLC 一個(gè)很重要的指標(biāo)，小型 PLC 的掃描周期一般為十幾毫秒到幾十毫秒。 PLC 的掃描既可按固定的順序進(jìn)行，也可按用戶程序所指定的可變順序進(jìn)行。 ①輸入處理 輸入處理也叫輸入采樣。③ 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠。F 型傳感器采用剪切結(jié)構(gòu)，抗偏載、抗側(cè)向能力強(qiáng)，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、綜合精度高、防塵、防潮、防水性能好的特點(diǎn)。 稱重傳感器的選擇 [15] 混凝土攪拌站控制系統(tǒng)主要采集的是各種物料的重量信號(hào)，故本系統(tǒng)選用的是壓力傳感器。 4）攪拌設(shè)備即一般的混凝土攪拌機(jī)，沒有提升裝置和供水裝置。因此，精確、高效的稱量設(shè)備不僅能提高生產(chǎn)率，而且是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)混凝土的可靠保證。從外形上分，常用的有方形和圓形。42 混凝土攪拌站 系統(tǒng)概述 混凝土攪拌站的組成 [3][4]一個(gè)全套的攪拌裝置是由許多臺(tái)主機(jī)和一些輔助設(shè)備組成，它最基本的組成部分有以下五個(gè):運(yùn)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：石料箱沙料箱沙料輸送機(jī) 石料輸送機(jī)添加劑螺旋輸料機(jī) 水泥螺旋輸料機(jī) 水泵電機(jī) 沙料重量傳感器石料重量傳感器放料閘門傳送帶翻斗倒成品時(shí)下限位上料時(shí)上限位攪拌機(jī) 圖 21 混凝土攪拌站示意圖 1）運(yùn)輸設(shè)備 運(yùn)輸設(shè)備包括骨料運(yùn)輸設(shè)備、水泥輸送設(shè)備以及水泵等。自八十年代以來，我國混凝土機(jī)械有兩次戰(zhàn)略性產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，對(duì)行業(yè)的發(fā)展起到了舉足輕重的作用：一是八十年代初期混凝土攪拌機(jī)的升級(jí)換代，由雙錐反轉(zhuǎn)型、立軸和臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)替代鼓筒型攪拌機(jī)，現(xiàn)在這三大系列產(chǎn)品的技術(shù)性能己達(dá)到國外同類機(jī)型的先進(jìn)水平，從質(zhì)量到數(shù)量上基本滿足了國內(nèi)需求。二次大戰(zhàn)后，尤其是 60 年代到 70 年代，由于各國抓緊發(fā)展經(jīng)濟(jì)，醫(yī)治戰(zhàn)爭(zhēng)的創(chuàng)傷，混凝土攪拌站得到了快速發(fā)展。由于到 90 年代，個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來，也簡(jiǎn)稱為 PC；可編程序范圍很大，所以美國 AB 公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller） ，簡(jiǎn)稱為 PLC。它對(duì)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(zhǎng)的物質(zhì)需求得到有利保障?？删幊炭刂破?PLC)具有可靠性高、功能完善、編程簡(jiǎn)單且直觀，能夠有效地彌補(bǔ)繼電器控制系統(tǒng)的缺陷。產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和預(yù)拌混凝土標(biāo)準(zhǔn)的要求中，對(duì)于混凝土攪拌站(樓)的技術(shù)指標(biāo)己達(dá)到發(fā)達(dá)國家水平。 本論文的主要工作 混凝土攪拌站系統(tǒng)簡(jiǎn)介根據(jù)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路對(duì)混凝土攪拌站的組成、電控系統(tǒng)的構(gòu)成、稱重傳感器等硬件進(jìn)行詳細(xì)的分析、選型和設(shè)計(jì)，以便對(duì)混凝土攪拌站的硬件系統(tǒng)有一個(gè)大概的了解。在混凝土攪拌裝置中，用料斗設(shè)備配合自動(dòng)秤進(jìn)行配料。閘門的類型很多，但在混凝土攪拌裝置中最常用的是扇形閘門，它由壓縮空氣缸來操縱，骨料(石子和砂)都是采用閘門給料。 為了適應(yīng)各種不同的物料，秤斗在構(gòu)造上略有不同。它有一個(gè) 0～5V的模擬輸出接口板，其模擬部分精度適合于 % , %、%包裝秤使用?；炷翑嚢枵疽蟮膫鞲衅黝~定載荷從 1kg～4000kg 不等，骨料傳感器的稱量范圍最大，一般為 50kg～4500kg。設(shè)計(jì)前，要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料，并與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合共同擬定電氣方案，協(xié)同解決實(shí)際中出現(xiàn)的各種問題。內(nèi)部處理階段，PLC 檢查 CPU 模塊的硬件是否正常，復(fù)位監(jiān)視定時(shí)器等。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。暫存在輸出映像寄存器中的輸出信號(hào)，等到一個(gè)循環(huán)周期結(jié)束，CPU 集中將這些輸出信號(hào)全部輸送給輸出鎖存器。影響 I/O 滯后的主要原因有:輸入濾波器的慣性。 PID, A/D, D/A、位控功能一般只有大、中型 PLC 才有。 6)程序存貯器問題 在 PLC 選型過程中，PLC 內(nèi)存容量、型式也是必須考慮的重要因素。前面所說，點(diǎn)數(shù)是影響 PLC 選型的重要因素，同樣在進(jìn)行 I/O 模塊的選型時(shí)也必須根據(jù)具體點(diǎn)數(shù)的多少選擇恰當(dāng)?shù)?I/O 模塊。 本系統(tǒng)中的稱重系統(tǒng)主要為電子秤，它們所提供的模擬量和其它一些安全監(jiān)測(cè)傳感器所提供的開關(guān)量，作為 PLC 準(zhǔn)確控制的依據(jù)。 22 個(gè)開關(guān)量輸出。組態(tài)軟件正在代替各種計(jì)算機(jī)語言的軟件開發(fā)，易學(xué)易用，深受工程開發(fā)人員的青睞。開放性是商量一個(gè)組態(tài)軟件好壞的重要指標(biāo)。 (5)可編程的命令語言。 “組態(tài)王 ”軟件包由工程管理器 TOUCHMAK 和畫面運(yùn)行系統(tǒng) TOUCHVEW 兩部分組成。兩者又相互依存，在工程管理器的畫面開發(fā)系統(tǒng)中設(shè)計(jì)開發(fā)的畫面應(yīng)用程序必須在TOUCHVEW 運(yùn)行環(huán)境中才能運(yùn)行。5)由于攪拌站運(yùn)行過程中,各送料機(jī)及攪拌機(jī)等難免不出故障,因此,應(yīng)設(shè)計(jì)故障報(bào)警程序. 混凝土攪拌裝置的工藝流程 攪拌站進(jìn)行混凝土生產(chǎn)時(shí)，首先將骨料分別裝入各自料倉，然后打開石料和砂料的給料閥門分別將骨料投入到秤斗進(jìn)行稱量，秤斗中的骨料不斷增加直到電子秤指示到所要求的重量才控制下料閥門停止投料，然后啟動(dòng)平皮帶和斜皮帶將骨料卸入集料斗。只有當(dāng)計(jì)算機(jī)復(fù)位該標(biāo)志時(shí)，PLC 才能確認(rèn)計(jì)算機(jī)已處于所要求的狀態(tài)，否則必須關(guān)斷所有輸出負(fù)載，進(jìn)入等待。254 程序調(diào)試由于條件限制，本人無法購買 PLC，而實(shí)驗(yàn)室的 S7200 的輸入輸出點(diǎn)數(shù)又不能滿足要求，使得運(yùn)行 STEP7Micro/WIN 的計(jì)算機(jī)與 PLC 之間無法建立起通信。下載成功后，CPU 模塊中間會(huì)顯示下載的程序的名稱，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)下載的程序代碼文本框，可關(guān)閉該文本框。27圖 44 仿真軟件中的內(nèi)存監(jiān)視 仿真調(diào)試 系統(tǒng)初始化程序及主程序調(diào)試第一步：測(cè)試程序的起停是否符合要求。該信號(hào)的產(chǎn)生對(duì)攪拌站的正常運(yùn)行有著極其關(guān)鍵的作用，該信號(hào)的調(diào)試可使用內(nèi)存監(jiān)視來實(shí)現(xiàn)。315 結(jié)論與展望本文從混凝土攪拌站的產(chǎn)生、發(fā)展、結(jié)構(gòu)及工藝流程和軟件設(shè)計(jì)的介紹分析開始進(jìn)行了全局的研究設(shè)計(jì)，第二章接著分析了混凝土攪拌站測(cè)控系統(tǒng)的具體計(jì)量機(jī)構(gòu)、控制方式，并提出了基于集散控制系統(tǒng)的攪拌站控制方式。 3）方便地利用面板按鈕來實(shí)現(xiàn)配料的配比改變需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)； 4)如果在一次循環(huán)中突然斷電，導(dǎo)致混凝土凝固在攪拌機(jī)中，是否可以設(shè)計(jì)清除系統(tǒng)或設(shè)計(jì)一種能夠使其不會(huì)凝固的系統(tǒng)。三年來，作者不僅從覃老師那里學(xué)到許多專業(yè)知識(shí)，更重要的是獲取專業(yè)科研前沿和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，所有這些都是以后人生生活的重大財(cái)富，在此特向恩師表示由衷的感謝和崇高的敬意。 但是由于作者的水平有限和時(shí)間問題，期望的控制系統(tǒng)還有很多問題需要進(jìn)一步深入研究與設(shè)計(jì): 1)斷電保護(hù)系統(tǒng)及報(bào)警系統(tǒng)需要進(jìn)一步設(shè)計(jì)。報(bào)警電路部分梯形圖如圖 46：29圖 46 報(bào)警電路部分梯形圖 模擬量處理本程序設(shè)計(jì)中的模擬量輸入量為壓力，模擬量首先被傳感器和變送器轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)量程的電壓（0～10v） ，PLC 用 A/D 轉(zhuǎn)換器將它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字量存儲(chǔ)在 AIW2 和 AIW4 中，然而，要在程序設(shè)計(jì)中應(yīng)用，特別要在仿真軟件中應(yīng)用，還得進(jìn)一步處理，我選用字比較指令在程序中實(shí)現(xiàn)其功能，并可在仿真軟件中使用。點(diǎn)擊手動(dòng)開始按鈕，并適時(shí)點(diǎn)擊各行程開關(guān)及閘門狀態(tài)開關(guān)，測(cè)試各個(gè)電機(jī)是否能夠正常起停。另外還通過仿真軟件中命令“查看” “內(nèi)存監(jiān)視”來了解程序的執(zhí)行情況如圖 44，圖中“21”表示二進(jìn)制值 1。圖 43 CPU 設(shè)置第四步：下載程序。 小結(jié)本章對(duì)作為控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制站的 PLC 的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了介紹，并對(duì) PLC 進(jìn)行選型。由于整臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)的連續(xù)性較強(qiáng)，控制系統(tǒng)中，每一個(gè)動(dòng)作的前后時(shí)序性都有嚴(yán)格的要求，且到達(dá)某個(gè)狀態(tài)時(shí)，必須保證與這一狀態(tài)有關(guān)的動(dòng)作全部完成，才可以進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)，因此必須通過設(shè)備上安裝的限位開關(guān)和傳感器對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。在稱量時(shí)用總重量減去基準(zhǔn)零點(diǎn)值，得到的就是原料的準(zhǔn)確重量。它通過實(shí)時(shí)效據(jù)庫管理從一組工業(yè)控制對(duì)象采集到各種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)的變化用動(dòng)畫的方式形象地表示出來，同時(shí)完成報(bào)警、歷史記錄、趨勢(shì)曲線等監(jiān)視功能，并可生成歷史數(shù)據(jù)文件。本文16上位機(jī)組態(tài)軟件采用北京亞控自動(dòng)化軟件科技有限公司開發(fā)的“組態(tài)王 ,“組態(tài)王 ”以 Microsoft Windows95 / Windows98/Windows NT 中文操作系統(tǒng)作為其操作乎臺(tái)，充分利