【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 料 (水 泥 、 粉 煤 灰 、 膨 脹 劑 等 ) 給 料 、水 與 外 加 劑 給 料 、 傳 輸 攪 拌 與 存 儲(chǔ) .,攪 拌 機(jī) 控 制 系 統(tǒng) 上 電 后 ,進(jìn) 入 人 機(jī) 對(duì) 話 的 操 作界 面 ,系 統(tǒng) 進(jìn) 行 初 始 化 處 理 ,其 中 包 括 配 方 號(hào) 、 混 凝 土 等 級(jí) 、 坍 落 度 、 生 產(chǎn) 方 量 等 .根據(jù) 稱 重 對(duì) 各 料 倉(cāng) 、 計(jì) 量 斗 進(jìn) 行 檢 測(cè) ,輸 出 料 空 或 料 滿 信 號(hào) ,提 示 操 作 人 員 確 定 是 否 啟動(dòng) 攪 拌 控 制 程 序 .啟 動(dòng) 砂 、 石 皮 帶 電 機(jī) 進(jìn) 料 到 計(jì) 量 斗 。打 開(kāi) 粉 煤 灰 、 水 泥 罐 的 蝶 閥 ,啟動(dòng) 螺 旋 機(jī) 電 機(jī) 輸 送 粉 煤 灰 、 水 泥 到 計(jì) 量 斗 。開(kāi) 啟 水 倉(cāng) 和 外 加 劑 池 的 控 制 閥 使 水 和 外 加劑 流 入 計(jì) 量 斗 .計(jì) 量 滿 足 設(shè) 定 要 求 后 開(kāi) 啟 計(jì) 量 斗 斗 門(mén) ,配 料 進(jìn) 入 已 啟 動(dòng) 的 攪 拌 機(jī) 內(nèi) 攪拌 混 合 ,到 設(shè) 定 的 時(shí) 間 打 開(kāi) 攪 拌 機(jī) 門(mén) ,混 凝 土 進(jìn) 入 己 接 料 的 攪 拌 車(chē) 內(nèi) . 自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)成控制系統(tǒng)是攪拌站的核心，主要完成按照預(yù)定的混凝土配比控制攪拌站的全部工作，所以控制系統(tǒng)采用繼電器加接觸器的控制方式；后來(lái)由于稱量系統(tǒng)采用了高精度電位器，出現(xiàn)了穿孔卡形式的控制系統(tǒng)；隨著傳感器技術(shù)及電子技術(shù)的發(fā)展，目前攪拌站的控制系統(tǒng)一般為計(jì)算機(jī)控制，主要有以下優(yōu)點(diǎn)：能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，提高生產(chǎn)率：能貯存大量配合比供用戶選用，調(diào)用、修改配合比都十分方便；能進(jìn)行落差自動(dòng)跟蹤修正，欠秤補(bǔ)料，超秤扣料，可顯著提高稱量精度；能實(shí)現(xiàn)骨料含水率檢測(cè)和配比值的自動(dòng)修正，即自動(dòng)減水加砂，保證混凝土稠度值的一致性；能直觀的模擬顯示混凝土攪拌站的整個(gè)工藝流程狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)實(shí)基于 PLC 的攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)7時(shí)監(jiān)控；能自動(dòng)記錄存儲(chǔ)各類數(shù)據(jù)和制表打印；實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化控制；可實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的科學(xué)管 ，為攪拌站的整個(gè)電控系統(tǒng)帶來(lái)了高質(zhì)高品的性能，也有利于用戶今后對(duì)攪拌站的更新與擴(kuò)展. S7300 的概況 S7300 PLC 的基本組成SIMATIC S7300是 模 塊 化 小 型 PLC系 統(tǒng) ， 能 滿 足 中 等 性 能 要 求 的 應(yīng) 用 .S7300采用模塊式結(jié)構(gòu)，用搭積木的方式來(lái)組成系統(tǒng)，模塊式PLC由機(jī)架和模塊組成，適用于中等 模塊、信號(hào)模塊和功能模塊能滿足各種領(lǐng)域的自動(dòng)控制任務(wù)，用戶可以根據(jù)系統(tǒng)的具體情況選擇合適的模塊，規(guī)模擴(kuò)大和更為復(fù)雜時(shí)，可以增加模塊，的通信聯(lián)網(wǎng)能力，使其應(yīng)用十分靈活.S7300的CPU模塊集成了過(guò)程控制功能，用的RS485接口，(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))串行通信接口，S7300不需要附加任何硬件、軟件和編程，就可以建立一個(gè) MPI(多點(diǎn)接口)網(wǎng)絡(luò)，如果有PROFIBUSDP接口，可以建立一個(gè)DP 網(wǎng)絡(luò) .S7300的編程軟件STEP7功能強(qiáng)大，圖和梯形圖編程語(yǔ)言符合IEC61 131標(biāo)準(zhǔn)，語(yǔ)句表編程語(yǔ)言與標(biāo)準(zhǔn) IEC稍有不同，以保證與STEP5的兼容， 編寫(xiě)的程序轉(zhuǎn)換到STEP7.CPU用智能化的診斷系統(tǒng)連續(xù)監(jiān)控系統(tǒng)的功能是否正常、記錄錯(cuò)誤和特殊系統(tǒng)事件(例如超時(shí)、模塊更換等).S7300有看門(mén)狗中斷、過(guò)程報(bào)警、日期時(shí)間中斷和定時(shí)中斷功能.S7300 PLC是模塊式的PLC，它由以下幾部分組成：1)中央處理單元(CPU)各種CPU有不同的性能，例如有的CPU 集成有數(shù)字量和模擬量輸入輸出點(diǎn)，有的CPU 前面板上有狀態(tài)故障指示燈、模式開(kāi)關(guān)、24V電源端子、電池盒與存儲(chǔ)器模塊盒(有的CPU沒(méi)有).2)負(fù)載電源模塊(PS)負(fù)載電源模塊用于將AC220V電源轉(zhuǎn)換為DC24V電源，供CPU和I/出電流有2A、5A和10A 3種，過(guò)載時(shí)模塊上的U、D 閃爍.3)信號(hào)模塊(SM)信號(hào)模塊是數(shù)字量輸入輸出模塊和模擬量輸入輸出模塊的總稱，它們使不同的過(guò)程信號(hào)電壓或電流與PLC 字量輸出模塊SM322，模擬量輸入模塊SM331 和模擬量輸出模塊SM332 .模擬量輸入模塊可以輸入熱電阻、熱電偶、DC420mA和DCOIOV 個(gè)模塊上有一個(gè)背板總線連接器，現(xiàn)場(chǎng)的過(guò)程信號(hào)連接到前連接器的端子上.4)功能模塊(FM)江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文8功能模塊主要用于對(duì)實(shí)時(shí)性和存儲(chǔ)容量要求高的控制任務(wù)，例如計(jì)數(shù)器模塊、快速／慢速進(jìn)給驅(qū)動(dòng)位置控制模塊、電子凸輪控制器模塊、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)定位模塊、伺服電動(dòng)機(jī)定位模塊、定位和連續(xù)路徑控制模塊、閉環(huán)控制模塊、工業(yè)標(biāo)識(shí)系統(tǒng)的接口模塊、稱重模塊、位置輸入模塊、超聲波位置解碼器等.5)通信處理器(CP)通信處理器用于PLC 之間、PLC 與計(jì)算機(jī)和其他智能設(shè)備之間的通信，可以將PLC接入PROFIBUSDP、ASi和工業(yè)以太網(wǎng)，CPU處理通信的負(fù)擔(dān)，并減少用戶對(duì)通信的編程工作.6)接口模塊(IM)接口模塊用于多機(jī)架配置時(shí)連接主機(jī)架(CR)和擴(kuò)展機(jī)架(ER ).S7300通過(guò)分布式的主機(jī)架和3個(gè)擴(kuò)展機(jī)架，最多可以配置32個(gè)信號(hào)模塊、功能模塊和通信處理器.7)導(dǎo)軌鋁質(zhì)導(dǎo)軌用來(lái)固定和安裝S7300上述的各種模塊. PLC 工作過(guò)程PLC 的工作過(guò)程一般可分為三個(gè)主要階段：輸入采樣階段，程序執(zhí)行階段和輸出刷 22 所示.圖 22 PLC 的工作過(guò)程這個(gè)工作過(guò)程分為內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入處理、程序執(zhí)行、程序輸出幾個(gè)，PLC 檢查 CPU 模塊的硬件是否正常，PLC 與一些智能模塊通信、響應(yīng)編程器鍵入的命令，更新編程器的顯示內(nèi)容等，當(dāng) PLC 處于停(STOP)狀態(tài)時(shí)，只進(jìn)行內(nèi) PLC 處于運(yùn)行(RUN)狀態(tài)時(shí)，從內(nèi)部處理、通信操作、程序輸入、程序執(zhí)行、程序輸出，一直循環(huán)掃描工作. 1）輸入采樣階段 在此階段，順序讀入所有輸入端子的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入內(nèi)存中所對(duì)應(yīng)，輸入映像寄存器與外界隔離，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，其映像寄存器的內(nèi)容也不發(fā)生變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息. 2）程序執(zhí)行階段基于 PLC 的攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)9 根據(jù) PLC 梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序.但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，到輸入輸出狀態(tài)時(shí)，PLC 從輸入映像寄存器中讀出上一階段采入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄存器讀出對(duì)應(yīng)映像寄存器的當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)用戶程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)器件寄存器中，對(duì)每個(gè)器件而言，器件映像寄存器中所寄存的內(nèi)容，會(huì)隨著程序執(zhí)行過(guò)程而變化. 3）輸出刷新階段 程序執(zhí)行完以后，將輸出映像寄存器，即器件映像寄存器中的 Y 寄存器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載. PLC 的掃描既可按固定的順序進(jìn)行，因?yàn)橛械某绦虿恍枰繏呙枰淮尉蛨?zhí)行一次，而目也因?yàn)樵谝恍┐笙到y(tǒng)中需要處理的 I/O點(diǎn)數(shù)多，通過(guò)安排不同的組織模塊，采用分時(shí)分批掃描的執(zhí)行方法，可縮短循環(huán)掃描的周期和提高控制的實(shí)時(shí)響應(yīng)性. 循環(huán)掃描的工作方式是 PLC 的一大特點(diǎn)，也可以說(shuō) PLC 是“串行”工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)“并行” 的串行工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配的問(wèn)題. 由于 PLC 是掃描工作過(guò)程，在程序執(zhí)行階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)映像寄存器的內(nèi)容也不會(huì)變化，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，輸入輸出的狀態(tài)保持一個(gè)掃描周期.掃描周期是 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 備通常是可以接受的，PLC I/O 快速響應(yīng)的設(shè)備，則應(yīng) CPU，提高掃描速度，采用快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊以 I/O 滯后的主要原因有:輸入濾波器的慣性。輸出繼電器接點(diǎn)的慣性。程序執(zhí)行的時(shí)間。程序設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)母郊佑绊懙? STEP7 軟件STEP 7軟件包可運(yùn)行在Windows 95/98/NT/象，STEP 7標(biāo)準(zhǔn)軟件包可用于S IMATIC S7300/400、 SIMATIC M7300/400、 SIMATIC C7等系統(tǒng)的軟件開(kāi)發(fā). 硬件組態(tài)的任務(wù)就是在 STEP7 種生成一個(gè)與實(shí)際的硬件系統(tǒng)完全相同的系統(tǒng)，例如要生成網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)中各個(gè)站的導(dǎo)軌和模塊，以及設(shè)置各硬件組成部分的參數(shù)，即給參數(shù)，完全取消了過(guò)去用來(lái)設(shè)置參數(shù)的硬件DIP 開(kāi)關(guān) .硬件組態(tài)確定了 PLC 輸入/輸出變量的地址，為設(shè)計(jì)用戶程序打下了基礎(chǔ).江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文10 小結(jié)本章根據(jù)混凝土攪拌站的組成，分別介紹了組成系統(tǒng)的各部分的基本結(jié)構(gòu)及基本原，PLC 是系統(tǒng)的中心環(huán)節(jié)，系統(tǒng)的配置及設(shè)計(jì)都會(huì)圍繞PLC 設(shè)計(jì)，又進(jìn)一步介紹了 S7300 的情況，確定了編程軟件 STEP7 及匯編語(yǔ)言使用梯形圖；采用梯形圖編程，它既繼承了繼電器控制線路的清晰直觀感，又考慮到電氣技術(shù)解.基于 PLC 的攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)11第 3 章 混凝土攪拌站的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和內(nèi)容 設(shè)計(jì)原則每一個(gè)成熟的 PLC 控制系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)要達(dá)到的目的都是實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的預(yù)定控制.為達(dá)到這一目的，在進(jìn)行設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：1）最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求 系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，除了解被控對(duì)象各種技術(shù)要求外，還應(yīng)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.2）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)力求簡(jiǎn)單 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)、使用及，簡(jiǎn)潔明快.3）保證控制系統(tǒng)的安全、可靠.4）易于擴(kuò)展和升級(jí) 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇 PLC 容量及 MCGS 監(jiān)控點(diǎn)時(shí)，應(yīng)該留有余量.5）人機(jī)界面友好. 設(shè)計(jì)內(nèi)容PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括硬件選型、設(shè)計(jì)和軟件編程兩個(gè)方面，基本有以下幾部分組成：1）擬定控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件2）選擇外圍設(shè)備 根據(jù)要求選擇控制的輸入設(shè)備和輸出設(shè)備3）選定 PLC 的型號(hào) PLC 是整個(gè)控制系統(tǒng)的核心部件，要合理選用.4）分配 I/O 點(diǎn) 編制 PLC 的 I/O 地址分配表，并繪制 I/O 端子接線圖.5）軟件編寫(xiě)，在編寫(xiě) PLC 控制軟件前要深入了解控制要求和主要控制方法以及系統(tǒng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成，必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等方面的情況.6）系統(tǒng)技術(shù)文件的編寫(xiě)：包括說(shuō)明書(shū)、電氣原理圖、元件明細(xì)表、元件布置圖、機(jī)柜接線圖、維護(hù)手冊(cè)、軟件操作手冊(cè)、調(diào)試報(bào)告. 設(shè)計(jì)步驟1）、控制指標(biāo)、應(yīng)完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和聯(lián)鎖等.2）確定 I/O PLC 控制系統(tǒng)的功能要求，用的輸入設(shè)備有按鈕、行程開(kāi)關(guān)、選擇開(kāi)關(guān)、傳感器等，常用的輸出設(shè)備有繼電器、接觸器、指示燈、電磁閥等.3）選擇合適的 PLC I/O 設(shè)備，統(tǒng)計(jì)所需要的 I/O 信號(hào)的點(diǎn)數(shù)，選擇PLC 類型，包括 PLC 機(jī)型的選擇、容量的選擇、I/O 模塊的選擇、電源模塊的選擇以及通信模塊的選擇等.4）分配 I/O I/O 模塊和其組態(tài)位置分配 PLC 的 I/O 點(diǎn)地址，編制I/O 工.江南大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文125）設(shè)計(jì) PLC PLC 的程序設(shè)計(jì)，其中包括，本次亦設(shè)計(jì)了維護(hù)工作及斷電保護(hù)，以備保護(hù)攪拌站，.6）PLC PLC 的 CPU 中，因此在將 PLC 連接到現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備前一定要進(jìn)行軟件測(cè)試.7），控制柜接線完畢，PLC 程序調(diào)試通過(guò)，可進(jìn)行，還應(yīng)做故障情況的測(cè)試，應(yīng)盡量將可能的情況全部加以測(cè)試，確?？刂葡到y(tǒng)的可靠性