【正文】 開始。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)；2)混凝土攪拌站生產(chǎn)過程中利用定時(shí)器作為粉料及液態(tài)原料配料控制器是否可以滿足配料精度正需要進(jìn)一步的研究；3)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)；4）系統(tǒng)程序還需要調(diào)試與仿真。然后按照上述方法先進(jìn)行整個(gè)軟件的總體設(shè)計(jì)，然后分別設(shè)計(jì)軟件的各個(gè)程序模塊，這樣按照從總體到局部的從上而下的設(shè)計(jì)方法完成了整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。 CPL及模塊配置表模塊名稱設(shè)備數(shù)量輸入輸出點(diǎn)數(shù)CPUCPU226x124I/16O擴(kuò)展模塊EM222x1 8點(diǎn)DC24V輸出8OEM23lxl 4路模擬量輸入4AIW統(tǒng)計(jì)CPU模塊l塊擴(kuò)展模塊2塊數(shù)字量輸入24路（冗余5路）數(shù)字量輸出24路（冗余2路）模擬量輸入4路（冗余2路）該配置滿足系統(tǒng)需要配置的1/0點(diǎn)。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。（4） 考慮到有可能因突然停電造成配料停止，為了不使已經(jīng)配好的原料浪費(fèi)，己經(jīng)配好的原料的重量需要具有停電保護(hù)功能，所以在程序中，把這些重量信號(hào)存在可斷電保持的數(shù)據(jù)寄存器中。此次課題研究選的是西門子S7200PLC，因此在進(jìn)行應(yīng)用軟件的編制時(shí)使用的是與S7200PLC配套的STEP7Micro/WIN32編程軟件，該軟件支持三種編程語言輸入即：梯形圖（LAD）語言、語句表（STL）語言、功能塊（FBD）圖，而且這三種語言還可以通過該編程軟件進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。此外，應(yīng)用軟件與硬件密不可分，他們共同合作，互相彌補(bǔ)來完成生產(chǎn)工藝所要求的控制功能，在進(jìn)PLC控制系統(tǒng)的研究時(shí)同樣要求行軟、硬件的劃分，合理的劃分能使系統(tǒng)簡單可靠、成本低而且便于維護(hù)。 編程軟件的選擇及編程語言軟件開發(fā)采用與S7200PLC配套的STEP7Micro/WIN32編程軟件。這些信號(hào)經(jīng)功率放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。進(jìn)行開關(guān)量輸入模塊的選型時(shí)必須根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行中的要求綜合考慮。確定PLC的型號(hào)后，就必須對(duì)各種模塊進(jìn)行選型，開關(guān)量模塊的選型主要涉及到如下幾個(gè)問題：①外部接線方式問題。3） 聯(lián)網(wǎng)通信問題聯(lián)網(wǎng)通訊是影響PLC選型的重要因素之一，一般而言，小型PLC沒有通訊功能。每次用戶程序執(zhí)行完后，如果外設(shè)有中斷請(qǐng)求，PLC就進(jìn)入中斷服務(wù)程序,否則PLC自動(dòng)進(jìn)行循環(huán)掃描。PLC的輸入是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)經(jīng)過輸入端子，進(jìn)行光電隔離以提高抗干擾能力后送入輸入緩沖器，當(dāng)PLC進(jìn)行輸入采樣時(shí)緩沖器中的內(nèi)容才送到PLC的輸入映像寄存器，每次采樣PLC從輸入映像寄存器中讀取到各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，因此輸入映像寄存器只有在采樣時(shí)才會(huì)與輸入信號(hào)一致，其他時(shí)間輸入映像寄存器的內(nèi)容將保持不變；二是刷新輸出信號(hào)。PLC的這種工作方式稱為循環(huán)掃描工作方式。（5）設(shè)計(jì)控制程序。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：（1） PLC的選擇除了應(yīng)滿足技術(shù)指標(biāo)的要求外，應(yīng)盡量選擇主流機(jī)型；（2） 最大限度的滿足被控對(duì)象的控制要求,設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，搜索資料，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，共同擬訂電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問題；（3） 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡單、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便；（4） 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠；（5） 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。綜合分析了傳感器的量程和范圍、線性度、靈敏度和分辨率后，并且根據(jù)攪拌站中稱重傳感器的運(yùn)行環(huán)境，選用的是ZHSB型懸臂梁稱重傳感器。 稱重傳感器的選擇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。其設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，在攪拌站設(shè)計(jì)中，一般采用標(biāo)準(zhǔn)攪拌機(jī)。閘門控制貯料斗卸料口的開啟和關(guān)閉的，大多是氣動(dòng)的，其結(jié)構(gòu)簡單，卸料能力大，但是只有當(dāng)物料是完全松散狀態(tài)時(shí)，才能比較均勻地控制料流。 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。我國雖然有攪拌站的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前攪拌站的發(fā)展速度，標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)滯后，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上沒有起到引導(dǎo)作用，眾多的生產(chǎn)廠家百家爭鳴，一家一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的情況，造成市場(chǎng)混亂，使廣大使用單位投資浪費(fèi)。另外所有的粉狀物料從上料、配料、計(jì)量、投料到攪拌出料都在密閉狀態(tài)下進(jìn)行。目前我國混凝土攪拌站生產(chǎn)企業(yè)眾多，產(chǎn)品已形成系列化，但技術(shù)水平參差不齊，只有部分產(chǎn)品接近國際先進(jìn)水平，有些技術(shù)已經(jīng)超過進(jìn)口混凝土攪拌站的水平，其中部分產(chǎn)品具有自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)能力高、稱量精度高、投資少、攪拌質(zhì)量好，能實(shí)現(xiàn)多倉號(hào)、多配合比、不間斷地連續(xù)生產(chǎn)以及主機(jī)及其主要元器件的國產(chǎn)化程度等優(yōu)點(diǎn)，但我國的混凝土攪拌站（樓）還存在著整體技術(shù)含量不高、普及率不高、地區(qū)差異較大、智能化程度不高和環(huán)保性能低等缺點(diǎn)?？删幊炭刂破鳎≒LC）具有可靠性高、功能完善、編程簡單直觀，能夠有效地彌補(bǔ)繼電器控制系統(tǒng)的缺陷。混凝土攪拌站最初是以單機(jī)的形式出現(xiàn)，各工地自拌自用，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大規(guī)模的開展，商品混凝土的銷售逐漸增大。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的物質(zhì)需求得到有力保障。而在市場(chǎng)競(jìng)爭日趨激烈的今天，攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)的性價(jià)比也與企業(yè)的生存緊密的聯(lián)系在一起。二戰(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)爭的創(chuàng)傷，混凝土攪拌站得到了快速的發(fā)展。所以現(xiàn)在正是大力發(fā)展混凝土機(jī)械的大好時(shí)機(jī)，作為“一站三車”中的一站，混凝土攪拌站（樓）占有舉足輕重的地位。采用負(fù)壓除塵及特種纖維濾布使投料時(shí)產(chǎn)生的灰塵完全進(jìn)入除塵器而不向周圍擴(kuò)散，而收集到的粉塵又可方便地回收再利用，有效地保護(hù)環(huán)境。主要元器件方面目前多采用中外合資或國外獨(dú)資制造的電器和液壓元件，如托利多、施耐德、西門子、歐姆龍和力士樂等元器件都已相對(duì)較穩(wěn)定，從而使國產(chǎn)站的成本有了大幅度降低，而質(zhì)量上和穩(wěn)定性上并不亞于進(jìn)口攪拌站。2） 料斗設(shè)備料斗設(shè)備由貯料斗、卸料設(shè)備（閥門、給料機(jī)等）和一些其它附屬裝置組成。3） 稱量設(shè)備稱重配料設(shè)備是混凝土生產(chǎn)過程中的一項(xiàng)重要工藝設(shè)備，它控制著各種混合料的配比，稱量配料的精度對(duì)混凝土的強(qiáng)度有很大的影響。 電控系統(tǒng)的構(gòu)成1. PLC采用德國西門子SIMATIC系列產(chǎn)品。稱重傳感器的選型應(yīng)充分考慮以上一些因素外，還應(yīng)盡可能兼顧結(jié)構(gòu)簡單、體積小、重量輕、價(jià)格便宜、易于維修、易于更換等條件。%、%F. S的滯后和重復(fù)性、%F. S/10℃的零點(diǎn)輸出溫度影響和額定輸出溫度影響、15V (DC)的最大工作電壓，～25T。（2） 根據(jù)控制要求基本確定數(shù)字I/O點(diǎn)和模擬量通道數(shù)，進(jìn)行I/O點(diǎn)初步分配，繪制I/O使用資料圖。程序設(shè)計(jì)主要包括繪制控制系統(tǒng)流程圖、編制語句表達(dá)程序清單。PLC的掃描工作方式主要包括以下幾個(gè)步驟：(1) 掃描前的自檢。由于通常來說PLC掃描周期很短(依賴于程序長短和掃描速度)，每次I/O刷新間隔很小，所以可以認(rèn)為其輸入輸出是及時(shí)的。因此，設(shè)計(jì)程序時(shí)要多加考慮程序的合理性，在PLC應(yīng)用程序編制時(shí)，不僅要盡量使用最少的語句實(shí)現(xiàn)相同的功能還要力求程序結(jié)構(gòu)和語句順序的合理性。5） 可靠性問題應(yīng)從系統(tǒng)可靠性角度，決定PLC的類型和組網(wǎng)形式，比如對(duì)可靠性要求極高的系統(tǒng)，可考慮用雙CPU型PLC或冗余控制系統(tǒng)/熱備用系統(tǒng)。②點(diǎn)數(shù)問題。在開關(guān)量輸出模塊的選型過程中，必須根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行要求及要求輸出的電壓等級(jí)進(jìn)行相應(yīng)的選型。其模塊化、無排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)和易于實(shí)現(xiàn)分布，易于用戶掌握等特點(diǎn)使得S7200成為各種從小規(guī)模到中等性能要求控制任務(wù)的方便又經(jīng)濟(jì)的方案。該軟件采用與電氣控制電路圖相呼應(yīng)的梯形圖語言編寫控制程序，信號(hào)流清晰明了，便于工作人員閱讀。由于梯形圖是沿用電氣控制電路的符號(hào)所組合而成的圖形語占，具有易學(xué)易用、簡單明了、直觀的優(yōu)點(diǎn)被廣大的工程技術(shù)人員所接受。由于變送器輸出的是并行BCD碼，所以需經(jīng)過程序轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼，儲(chǔ)存于PLC的數(shù)據(jù)寄存器中，然后經(jīng)過PLC程序處理。在骨料配料的同時(shí)，攪拌機(jī)也開始攪拌，因?yàn)橥瑫r(shí)在利用定時(shí)器進(jìn)行水泥、所需水及添加劑的計(jì)量。同理，結(jié)束時(shí)，判斷停止條件，所有門、所有閥均已關(guān)閉，集料斗和秤斗均為空，本批攪拌結(jié)束且PLC無輸出動(dòng)作等。定時(shí)器分辨率（時(shí)基）有三種：1ms、10ms、100ms。在STEP7Micro/“PLC (P)”，并選擇其下拉菜單“全部編譯”即可。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