【導(dǎo)讀】它由攪拌主機、物料稱量系統(tǒng)、物料輸送系統(tǒng)、物料貯存系統(tǒng)和控制系統(tǒng)等。5大系統(tǒng)和其他附屬設(shè)施組成。是用于現(xiàn)代化混凝土建筑的主要機械。時間，大大提高了生產(chǎn)銷率。同是文章還介紹了攪拌站的操作規(guī)程與日常維護以及一。些常見故障的解決方法。它是建筑、橋梁、道路、大。受多環(huán)節(jié)制約的復(fù)雜系統(tǒng)。而隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的高速發(fā)展，綜合國力不斷增強，國。凝土攪拌站有了較大的發(fā)展空間，最初攪拌站僅以單機的形式出現(xiàn)，混凝土自拌自用，生了現(xiàn)代的混凝土攪拌站。采用PLC和配料控制器結(jié)合控制的攪拌站性能可靠、性價比高，可以保證混凝土的質(zhì)量，提高混凝土生產(chǎn)效率?？刂萍氨O(jiān)控程序在計量精確、控制可靠、管理方便等方面的要求也日益提高。主要要完成的任務(wù)有系統(tǒng)構(gòu)造、PLC的I/O分配、工作流程圖及PLC程序的編寫。

　　

【正文】 斷所有輸出負載，進入等待。 同理，結(jié)束時，判斷停止條件 :所有門、所有閥均己關(guān)閉 。集料斗和秤斗均為空；本批攪拌結(jié)束且 PLC 無輸出動作等， 系統(tǒng)初始化程序及主程序流程圖 見圖33： Y N Y N Y N 2 翻斗機停止，開始計時 2 分鐘 2 分鐘時間到？ 攪拌機上升 下 翻 到下限位？ 上 升 到上限位？ 3 一次循環(huán)結(jié)束指示燈亮， 10秒后自動滅 3 4 第 18 頁 共 45 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 圖 33 主程序流程圖 Y Y 2 Y N Y N Y N N N Y N N Y Y Y N N N 啟動 循環(huán)開始指示燈亮？ 添加劑螺旋輸料機開 水泥螺旋輸料機開 水泵電機開 沙料輸送機開 攪拌機開 開始計時 5分 鐘 石料輸送機開 沙料稱量完畢？ 閘門打開，傳送帶啟動 1 沙料箱放料畢？ 石料稱量完畢？ N Y 石料箱放料畢？ 閘門關(guān)閉 閘門關(guān)閉 傳送帶上沒有物料？ 傳送帶關(guān)閉 開始計時 3分 鐘 分 鐘 分鐘到？ 3 分鐘到？ 5 分鐘到？ Y Y 開始記錄攪拌時間 5 分鐘，配料完畢指示燈亮， 10 秒后自動滅 所有配料都放入攪拌機？ 1 攪拌時間到？ 攪拌機停止，翻斗機下翻卸混凝土 4 手動開始 N 攪拌機在上限位且石料箱和沙料箱放料閘門關(guān)？ 閘門打開，傳送帶啟 動 5 第 19 頁 共 45 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 報警電路的設(shè)計 由于條件有限，報警電路的設(shè)計較為簡單，利用 ～ 作為各電動機故障信號。程序運行流程圖如圖 34 所示 : 圖 34 報警程序運行流程圖 斷電保護程序設(shè)計 由于整個設(shè)備的工作流程是連續(xù)循環(huán)進行的，因此斷電之后再起動必須仍然恢復(fù)斷電前的狀態(tài)。程序設(shè)計選擇具有斷電保護的內(nèi)部輔助保持繼電器和數(shù)據(jù)，將氣缸、電磁閥或電機的運行狀態(tài)和參數(shù)進行保存，實現(xiàn)斷電保護，如圖 35： 圖 35 斷電保護程序流程圖 故障產(chǎn)生 故障指示燈亮，報警電鈴響 按消鈴按鈕關(guān)閉電鈴，報警指示燈變?yōu)槌Ａ? 消除故障 報警燈熄滅 按下試燈、試鈴按鈕 Y 系統(tǒng)初始化 原始配方及控制參數(shù)初始化 是否執(zhí)行斷電恢復(fù)？ 調(diào)入斷電時的狀態(tài) 接上次斷電時狀態(tài)運行 N 一次 循 環(huán) 結(jié) 束 5 4 第 20 頁 共 45 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? I/O 分配表和模擬量輸入地址 表 31 數(shù)字量輸入 /輸出地址表 I/O 分 配表 輸 入 輸 出 啟動 循環(huán)開始信號燈 手動開始 攪拌機 執(zhí)行完本次循環(huán)后停止 石料輸送機 緊急停止 沙料輸送機 攪拌機下限位 水泥螺旋輸送機 攪拌機上限位 水泵 石料箱閘門狀態(tài) 添加劑螺旋輸送機 沙料箱閘門狀態(tài) 翻斗機下翻 翻斗機上翻 傳送帶 石料箱 放料閘門線圈 石料箱放料完成 沙料箱放料閘門線圈 沙料箱放料完成 所有配料都放入攪拌機指示燈 報警電路試燈、試鈴 一次循環(huán)結(jié)束指示燈 消鈴按鈕 報警玲聲 攪拌機故障 攪拌機故障指示燈 石料輸送機故障 石料輸送機故障指示燈 沙料輸送機故障 沙料輸送機故障指示燈 水泥螺旋輸送機故障 水泥螺旋輸送機故障指示燈 水泵故障 水泵故障指示燈 添加劑螺旋輸送機故障 添加劑螺旋輸送機故障指示燈 翻斗機故障 翻斗機故障指示燈 表 32 模擬量輸入地址 AIW2 AIW4 石料重量（石料重量傳感器輸入） 沙料重量（沙料重量傳感器輸入） 根據(jù) I/O 點數(shù)及其特性，配置如表 33 所示： 表 33 CPU 及模塊配置表 模塊名稱 設(shè)備數(shù)量 輸入輸出點數(shù) CPU CPU2261 24I/16O 擴展模塊 EM2221 8 點 DC24V 輸出 8 O 第 21 頁 共 45 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? EM2311 4 路模擬 量輸入 4AIW 統(tǒng)計 CPU 模塊 1 塊 擴展模塊 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 I/O 點。 根據(jù) I/O 分配表設(shè)計的控制面板簡圖如圖 36 所示： 圖 36 控制面板簡圖 該控制面板的上一排為各輸出顯示 ,下邊一排為各輸入按鈕 . 傳送帶指示燈 翻斗機上翻指示燈 翻斗機下翻指示燈 添加劑螺旋輸送機指示燈 水泵指示燈 水泥螺旋輸送機指示燈 沙料輸送機指示燈 石料輸送機指示燈 攪拌機指示燈 所有配料都放入攪拌機指示一次循環(huán)結(jié)束指示燈 循環(huán)開始指示燈 翻斗機故障指示燈 添加劑螺旋輸送機故障指示燈 水泵故障指示燈 水泥螺旋輸送機故障指示燈 沙料輸送機故障指示燈 石料輸送機故障指示燈 攪拌機故障指示燈 報警玲聲 消鈴按鈕 報警電路試燈、試玲 緊急停止 執(zhí)行完本次循環(huán)后停止 手動開始 啟動 第 22 頁 共 45 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 位存儲區(qū)（ M）的使用概況 表 34 位存儲區(qū)（ M）的使用概況 位存儲區(qū) 控制信號 位存儲區(qū) 控制信號 石料箱放料完信號 添加劑輸送完畢信號 沙料箱放料完信號 所有物料配制完畢信號 關(guān)閉傳送帶信號 完成一次循環(huán)指示燈信號 沙料和石料都放入攪拌機信號 閃爍信號 水泥輸送完畢信號 攪拌機故障消鈴信號 水泵停止送水信號 石料輸送機故障消鈴信號 沙料輸送機故障消鈴信號 水泥螺旋輸送機故障消鈴信號 水泵故障消鈴信號 添加劑螺旋輸送機故障消鈴信號 翻斗機故障消鈴信號 以上表格中列出了程序編寫過程中使用到的主要位存儲區(qū)及其控制的信號。 小結(jié) 本章對作為控制系統(tǒng)現(xiàn)場控制站的 PLC 的原理、特點、應(yīng)用領(lǐng)域進行了介紹，并對 PLC 進行選型 。結(jié)合攪拌站的控制流程，設(shè)計了 PLC 程序流程圖和梯形圖程序等，并以組態(tài)王 軟件為平臺，進行工控機監(jiān)控軟件的設(shè)計。 第 23 頁 共 45 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 第四章 程序調(diào)試 由于條件限制，本人無法購買 PLC，而實驗室的 S7200 的輸入輸出點數(shù)又不能滿足要求，使得運行 STEP7Micro/WIN 的計算機與 PLC 之間無法建立起通信。只能使用仿真軟件來進行仿真調(diào)試。 仿真調(diào)試的準備工作 第一步：程序編輯好之后，要進行編譯。在 STEP7Micro/ 編程軟件（因為我所下載的仿真軟件只支持 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”，在彈出的對話框中輸入導(dǎo)出的ASCLL 文本文件的文件名，默認的文件擴展名為“ awl”，如圖 42： 第 24 頁 共 45 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 圖 4－ 2 程序的導(dǎo)出 第三步：仿真軟件的設(shè)置。打開仿真軟件后，執(zhí)行菜單命令“配置” “ CPU型號”，在“ CPU 型號”對話框的下拉列表中選擇 CPU 的型號為 CPU226（與編程軟件選擇的 CPU 一致），使用 CPU 的默認網(wǎng)絡(luò)地址 (2)，見圖 43。 CPU 模塊右邊空的方框是擴展模塊的位置，雙擊緊靠已配置的模塊右側(cè)的方框，在出現(xiàn)的“配置擴展模塊”對話框中選擇需要添加的模塊，此處我選擇兩個擴展模塊：數(shù)字量擴展模塊 EM222 和模擬量擴展模塊 EM231。 圖 43 CPU 設(shè)置 第四步：下載程序。點擊仿真軟件工具條中左邊第 2 個按鈕，一般選擇下載全部塊，按 [確定 ]按鈕后，在“打開”對話框中選擇要下載的“ *.awl”文件。下載成功后， CPU 模塊中間會顯示下載的程序的名稱，同時會出現(xiàn)下載的程序代碼文本框，可關(guān)閉該文本框。 第五步：模擬調(diào)試程序。用鼠標點擊 CPU 模塊下面的開關(guān)板上的灰色小開關(guān)，可使小開關(guān)的手柄向上，觸點閉合， PLC 對應(yīng) 的 LED（發(fā)光二極管）變?yōu)?第 25 頁 共 45 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 綠色。，再點擊一次可使其手柄向下，觸點斷開。帶輸入的數(shù)字量擴展模塊 下面也有小開關(guān)。與用“真正”的 PLC 做實驗相同，對于數(shù)字量控制，在 RUN 模式下用開關(guān)切換各小開關(guān)的通斷狀態(tài)，改變 PLC 的輸入變量的狀態(tài)，通過 LED 觀察 PLC 輸出點的狀態(tài)變化，可以了解程序執(zhí)行的結(jié)果是否正確。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”表示二進制值 1。使用內(nèi)存監(jiān)視的方法適用于位存儲器 (M)\特殊位存儲器 (SM)\定時器 \計數(shù)器等。 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：攪拌機在上限位且石料箱和沙料箱放料閘門關(guān)，點擊 （攪拌機上限位） \（石料箱閘門） \（沙料箱放料閘門），使其閉合，則各電機啟動信號燈亮 。程序繼續(xù) 第 26 頁 共 45 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 運行，點擊 （運行完本次循環(huán)后停止），程序繼續(xù)運行，不受干擾；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“所有配料都放入攪拌機”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)。圖 45 為使用仿真軟件中的內(nèi)存監(jiān)視功能實現(xiàn)調(diào)試： 圖 45 圖中 、 、 、 都是用相應(yīng)電機信號的下降沿實現(xiàn)置位，用 信號實現(xiàn)復(fù)位。 報警程序的調(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） ?? （ 翻斗機故障指示燈）全部變亮，否則為錯誤，須進行修改。 第 27 頁 共 45 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 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。 報警電路部分梯形圖如圖 46： 圖 46 報警電路部分梯形圖 第 28 頁 共 45 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 模擬量處理 本程序設(shè)計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)換為標準量程的電壓（ 0～ 10v） ， PLC 用 A/D 轉(zhuǎn)換器將它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字量存儲在 AIW2和 AIW4 中，然而，要在程序設(shè)計中應(yīng)用，特別要在仿真軟件中應(yīng)用，還得進一步處理，我選用字比較指令在程序中實現(xiàn)其功能，并可在仿真軟件中使用。如圖47 所示： 圖 47 用比較指令處理模擬量 另外 ,模擬量的處理還可先將給定值或 A/D 轉(zhuǎn)換后得到的整數(shù)值由 16 位整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點數(shù) ,然后將實數(shù)轉(zhuǎn)換為 ～ 之間的標準化實數(shù) ,參看以下語句表 : XORD AC0, AC0 將整數(shù)值由 16 位整數(shù)轉(zhuǎn)換為浮點數(shù) MOVW AIW0, AC0 LDW= AC0, +0 JMP 0 NOT ORD 16FFFF0000, AC0 LBL 0 DTR AC0, AC0 /R , AC0 將實數(shù)轉(zhuǎn)換為 ～ 之間的標準化實數(shù) MOVD AC0, VD200 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。 第 29 頁 共 45 頁 ??????????????⊙??裝??????????⊙??訂?????????⊙??線??????????????? 第五章 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)計的介紹分析開始進行了全局的研究設(shè)計，第二章接著分析了混凝土攪拌站測控系統(tǒng)的具體計量機構(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 。最后對集散控制系統(tǒng)進行了詳細闡述，并基于集散控制系統(tǒng)對混凝土攪拌站的測控系統(tǒng)進行了總體布置。并且對稱重系統(tǒng)現(xiàn)狀和構(gòu)造進行了分析，然后對其主要組成部分稱重傳感器及其變送器的原理、結(jié)構(gòu)、選擇設(shè)計進行了闡述，最后對稱重系統(tǒng)進行了選型，并給出其結(jié)構(gòu)和功能。第三章對現(xiàn)場控制站 PLC 的原理、特點、應(yīng)用領(lǐng)域進行了介紹，并針對攪拌站的電氣輸入輸出的點，對 PLC 進行選型 。結(jié)合攪拌站的控制流程，利用西門子梯形圖編程語言，進行 PLC 程序的設(shè)計 。對測控系統(tǒng)操作員站和工程師 站的工控機進行選型，并以工控的組態(tài)王 為平臺，進行工控機監(jiān)控軟件的設(shè)計。 但是由于作者的水平有限和時間問題，期望的控制系統(tǒng)還有很多問題需要進一步深入研究與設(shè)計 : 1)斷電保護系統(tǒng)及報警系統(tǒng)需要進一步設(shè)計 。 2)混凝土攪拌站生產(chǎn)過程中利用定時器作為粉料及液態(tài)原料配料控制器是否可以滿足配料精度正需要進一步的研究 。 3）方便地利用面板按鈕來實現(xiàn)配料的配比改變需要進一步設(shè)計； 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中，是否可以設(shè)計清除系統(tǒng)或設(shè)計一種能夠使其不會凝固的系 統(tǒng)。 采用 S7200 PLC 和配料控制器控制混凝土攪拌站的整個配料過程簡化了線路 ,提高了工作的可靠性 ,降低了系統(tǒng)的故障率。隨著工業(yè)控制系統(tǒng)的發(fā)展，現(xiàn)場控制總線作為一種智能化現(xiàn)場設(shè)備和自動化系統(tǒng)的開放式、