【文章內(nèi)容簡介】 大的影響。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。一套完整的稱量設(shè)備包括儲料斗、給料設(shè)備 (閘門或給料機(jī) )和稱量設(shè)備等。 基于 PLC 觸摸屏和變頻器的混凝土攪拌系統(tǒng)設(shè)計(jì) 9 3）物料輸送系統(tǒng) 物料輸送由三個(gè)部分組成： 一、目前攪拌站輸送有料斗輸送和皮帶輸送兩種方式。料斗提升的優(yōu)點(diǎn)是占地面積小、結(jié)構(gòu)簡單。皮帶輸送的優(yōu)點(diǎn)是輸送距離大、效率高、故障率低。皮帶輸送主要適用于有骨料暫存?zhèn)}的攪拌站，從而提高攪拌站的生產(chǎn)率。 二、粉料輸送：混凝土可用的粉料主要是水泥、粉煤灰和礦粉。本設(shè)計(jì)采用的粉料輸送方式是螺旋輸送機(jī)輸送，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單、成本低、使用可靠。 三、液體輸送主要指水 和液體外加劑，它們是分別由水泵輸送的 4）物料貯存系統(tǒng) 料斗設(shè)備由貯料斗、卸料設(shè)備 (閘門、給料機(jī)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)。 電控系統(tǒng)的構(gòu)成 控系統(tǒng)由 PLC、觸摸屏、傳感器、中間繼電器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等構(gòu)成 : PLC 采用三菱 FX2N 系列產(chǎn)品。它具有兼容性強(qiáng)和可靠性高的特點(diǎn)，為攪拌站的整個(gè)電控系統(tǒng)帶來了高質(zhì)高品的性能，也有利于用戶今后對攪拌站的更新與擴(kuò)展，本設(shè)計(jì)的混凝土攪拌機(jī) 由 PLC 作為控制核心。 觸摸屏 觸摸屏監(jiān)控器適于在惡劣的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用， 在觸摸屏中直接設(shè)定目標(biāo)值與理論值進(jìn)行比擬。并可實(shí)時(shí)監(jiān)控到系統(tǒng)中實(shí)際值的大小，實(shí)現(xiàn)報(bào)警、診斷等功能。 傳感器主要包括稱重傳感器和行程開關(guān)等。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括骨料放料電磁法閥、水泵、添加劑螺旋運(yùn)輸機(jī)、送料電機(jī)、攪拌電機(jī)等。 變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，通過改變電機(jī)工作電源頻率方式來控制交流電動(dòng)機(jī)的電力控制設(shè)備。變頻器還有很多的保護(hù)功能，如過流、過壓、過載保護(hù)等。 基于 PLC 觸摸屏和變頻器的混凝土攪拌系統(tǒng)設(shè)計(jì) 10 第三章 攪拌站電控制設(shè)計(jì)方案 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則及基本步驟 基本原則 基本 原則：任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí) 現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過程的控制要求和工藝需要，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。因此，在設(shè)計(jì) PLC 應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則： 1．充分發(fā)揮 PLC 功能，最大限度地滿足被控對象的控制要求。 2．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。 3．保證控制系統(tǒng)安全可靠。 4．應(yīng)考慮生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇 PLC 的型號、 I／ O 點(diǎn)數(shù)和存儲器容量等內(nèi)容時(shí)，應(yīng)留有適當(dāng)?shù)挠嗔?，以利于系統(tǒng)的調(diào)整和擴(kuò)充。 設(shè)計(jì)步驟 1．分析被控對象，提出控制要求。 2. 確定輸入、輸出設(shè)備。 3．確定 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)，選擇 PLC 機(jī)型。 4．分配 I/O 點(diǎn)數(shù)，繪制 PLC 控制系統(tǒng)輸入、輸出端子接線圖。 5．程序設(shè)計(jì)，繪制工作循環(huán)圖或狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖。 1）初始化程序； 2）控制程序； 3）檢測、故障診斷和顯示等程序；4）保護(hù)和互鎖程序。 6．程序調(diào)試。先進(jìn)行模擬調(diào)試，再進(jìn)行現(xiàn)場聯(lián)機(jī)調(diào)試；先進(jìn)行局部、分段調(diào)試，再進(jìn)行整體、系統(tǒng)調(diào)試。 7．調(diào)試過程結(jié)束，整理技術(shù)資料，投入使用 電氣元件的選擇 PLC 的工作原理及選擇 [1] PLC 采用循環(huán)掃描的工作方式，其掃描過程如圖 32 所示。這個(gè)過程一般包括五個(gè)階段：內(nèi)部 處理、通信操作、輸入掃描處理、執(zhí)行用基于 PLC 觸摸屏和變頻器的混凝土攪拌系統(tǒng)設(shè)計(jì) 11 戶程序、輸出處理。當(dāng) PLC 方式開關(guān)置于運(yùn)行（ SUN）時(shí)，執(zhí)行所有階段；當(dāng) PLC 方式開關(guān)置于（ STOP）不執(zhí)行后三個(gè)階段，此時(shí)可進(jìn)行通訊操作，對 PLC 編程等。 1 內(nèi)部處理 CPU 檢查主機(jī)硬件和所有的輸入、輸出模塊等在運(yùn)行模式下，還要檢查用戶程序存儲器。發(fā)現(xiàn)異常，則停止并顯示錯(cuò)誤。如自珍正常，則繼續(xù)向下掃描。 2 通信操作 在掃描周期的通信操作階段， CPU 自檢并處理各通信端口接收到的所有信息。完成數(shù)據(jù)通信任務(wù)。即檢查是否有計(jì)算機(jī)、編程器的通訊要求，若有則進(jìn)行相應(yīng)的處理。 3 輸入掃描處理 輸入掃描又稱輸入采樣。在此階段，順序讀入所有輸入點(diǎn)的通斷狀態(tài)，并將讀入的信息存入輸入映像寄存器，輸入寄存器將被刷新。程序執(zhí)行時(shí)，輸入映像寄存器與外界隔離，即使外界信號變化，其內(nèi)容也保持不變。 4 執(zhí)行用戶程序 用戶程序在 PLC 中是順序存放的。在此階段， CPU根據(jù) PLC 用戶程序從第一條指令開始順序讀取指令并執(zhí)行，知道執(zhí)行完最后一條指令結(jié)束。執(zhí)行 指令時(shí)，從輸入映像寄存器讀取各輸入端的狀態(tài)，執(zhí)行指令對各數(shù)據(jù)經(jīng)行算術(shù)運(yùn)算或邏輯運(yùn)算，然后將運(yùn)算結(jié)果送輸出映像寄存器，輸出映像寄存器的內(nèi)容會(huì)隨著程序的運(yùn)行而改變。 5 輸出處理 執(zhí)行程序完畢，將輸出映像寄存器的狀態(tài)存到輸出寄存器，集中對輸出點(diǎn)經(jīng)行刷新，通過輸出隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大器，使輸出點(diǎn)向外界輸出控制信號，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。 本設(shè)計(jì)根據(jù) I/O 點(diǎn)數(shù)，運(yùn)行環(huán)境，程序大小，開關(guān)量的輸入輸出綜合考慮選擇三菱 FX2N 系列 PLC，選用 FX2N48MR 型號。具有以下特點(diǎn)：系統(tǒng)配置既穩(wěn)定又靈活，編程簡單，模塊點(diǎn)數(shù)密度高， 結(jié)構(gòu)緊湊，性價(jià)比高，性能優(yōu)越，裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。 稱重傳感器的選擇 [2] 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，故本基于 PLC 觸摸屏和變頻器的混凝土攪拌系統(tǒng)設(shè)計(jì) 12 系統(tǒng)選用的是壓力傳感器。壓力傳感器是稱重系統(tǒng)中的重要組成部分，由各種壓力敏感元件將被測物重量信號轉(zhuǎn)換成容易測量的電信號輸出，給稱重儀表顯示重量值，控制或報(bào)警等使用。 影響稱重傳感器選型的因素： ①稱重傳感器選型應(yīng)考慮過負(fù)荷因素 ②可靠性 ③傳感器的防護(hù)等級 ④攪拌站的規(guī)模和工作類型 ⑤稱重傳感器的準(zhǔn)確度 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。 工程機(jī)械攪拌設(shè)備用稱重傳感器的選型既要考慮混凝土攪拌樓站稱重系統(tǒng)的基本要求，又要兼顧稱重傳感器的運(yùn)行環(huán)境，還要削弱那些對稱重傳感器有重要影響的因素，合理地選擇使用傳感器。根據(jù)不同類型和規(guī)模的攪拌設(shè)備選用相應(yīng)的傳感器。 混凝土攪拌站要求的傳感器額定載荷從 1kg～ 4000kg 不等，骨料傳感器的稱量范圍最大，一般為 50kg～ 4500kg。外加劑傳感器的額定載荷最小，一般不超過 50kg。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 HLF(1)型方懸臂梁高精度壓力傳感器，如圖 322。 圖 322 壓力傳感器 F 型 F 型傳感