【正文】 三年來，作者不僅從覃老師那里學(xué)到許多專業(yè)知識，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。32致謝 本論文是在覃彥之老師的悉心指導(dǎo)下完成的，從課題的選擇到論文最終完成的每一個(gè)環(huán)節(jié)，覃老師都親臨指導(dǎo)，提出意見并指正，她為此付出了大量的心血和精力。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、數(shù)字化、雙向串行、多節(jié)點(diǎn)的新興通信總線，在工程中的應(yīng)用日益廣泛。 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)一種能夠使其不會凝固的系統(tǒng)。 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)。結(jié)合攪拌站的控制流程，利用西門子梯形圖編程語言，進(jìn)行 PLC 程序的設(shè)計(jì)。并且對稱重系統(tǒng)現(xiàn)狀和構(gòu)造進(jìn)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(jì)進(jìn)行了闡述，最后對稱重系統(tǒng)進(jìn)行了選型，并給出其結(jié)構(gòu)和功能。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。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。第三步：第二步調(diào)試正確的情況下，按下 （消鈴按鈕） ，則 （報(bào)警玲聲）滅，相應(yīng)的故障指示燈轉(zhuǎn)為常亮，否則為錯(cuò)誤。 報(bào)警程序的調(diào)試 第一步：按下 （試燈、試鈴按鈕） ，則 （報(bào)警玲聲） 、（攪拌機(jī)故障指示燈）……（翻斗機(jī)故障指示燈）全部變亮，否則為錯(cuò)誤，須進(jìn)行修改。該信號的產(chǎn)生對攪拌站的正常運(yùn)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(shí)現(xiàn)。點(diǎn)擊手動開始按鈕，并適時(shí)點(diǎn)擊各行程開關(guān)及閘門狀態(tài)開關(guān)，測試各個(gè)電機(jī)是否能夠正常起停。從而可以看出起停符合要求。在運(yùn)行模式下，點(diǎn)擊 (啟動按鈕)，則（循環(huán)開始指示燈）的 LED 亮；點(diǎn)擊 （手動開始） ，各電機(jī)啟動信號燈(\\\\\)沒有亮，這是因?yàn)椴痪邆溟_始條件：攪拌機(jī)在上限位且石料箱和沙料箱放料閘門關(guān)，點(diǎn)擊 （攪拌機(jī)上限位）\（石料箱閘門）\（沙料箱放料閘門） ，使其閉合，則各電機(jī)啟動信號燈亮。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：測試程序的起停是否符合要求。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。帶輸入的數(shù)字量擴(kuò)展模塊下面也有小開關(guān)。用鼠標(biāo)點(diǎn)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(diǎn)閉合，PLC 對應(yīng) 的 LED（發(fā)光二極管）變?yōu)榫G色。下載成功后，CPU 模塊中間會顯示下載的程序的名稱，同時(shí)會出現(xiàn)下載的程序代碼文本框，可關(guān)閉該文本框。圖 43 CPU 設(shè)置第四步：下載程序。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(rèn)網(wǎng)絡(luò)地址 (2)，見圖 43。 仿真調(diào)試的準(zhǔn)備工作第一步：程序編輯好之后，要進(jìn)行編譯。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。 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(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了介紹，并對 PLC 進(jìn)行選型。程序設(shè)計(jì)選擇具有斷電保護(hù)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(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行保存，實(shí)現(xiàn)斷電保護(hù)，如圖 35：21Y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(shí)的狀態(tài)接上次斷電時(shí)狀態(tài)運(yùn)行N一次 循 環(huán) 結(jié) 束54 圖 35 斷電保護(hù)程序流程圖 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(jī) 執(zhí)行完本次循環(huán)后停止 石料輸送機(jī) 緊急停止 沙料輸送機(jī) 攪拌機(jī)下限位 水泥螺旋輸送機(jī) 攪拌機(jī)上限位 水泵 石料箱閘門狀態(tài) 添加劑螺旋輸送機(jī) 沙料箱閘門狀態(tài) 翻斗機(jī)下翻 翻斗機(jī)上翻 傳送帶 石料箱放料閘門線圈22 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(jī)指示燈 報(bào)警電路試燈、試鈴 一次循環(huán)結(jié)束指示燈 消鈴按鈕 報(bào)警玲聲 攪拌機(jī)故障 攪拌機(jī)故障指示燈 石料輸送機(jī)故障 石料輸送機(jī)故障指示燈 沙料輸送機(jī)故障 沙料輸送機(jī)故障指示燈 水泥螺旋輸送機(jī)故障 水泥螺旋輸送機(jī)故障指示燈 水泵故障 水泵故障指示燈 添加劑螺旋輸送機(jī)故障 添加劑螺旋輸送機(jī)故障指示燈 翻斗機(jī)故障 翻斗機(jī)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(diǎn)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(diǎn)數(shù)CPU CPU2261 24I/16OEM2221 8 點(diǎn) DC24V 輸出 8 O擴(kuò)展模塊EM2311 4 路模擬量輸入 4AIW統(tǒng)計(jì) CPU 模塊 1 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 I/O 點(diǎn)。集料斗和秤斗均為空；18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 33：19YY2YNYNYNNNYNNYY YNNN啟動循環(huán)開始指示燈亮？添加劑螺旋輸料機(jī)開水泥螺旋輸料機(jī)開水泵電機(jī)開沙料輸送機(jī)開攪拌機(jī)開開始計(jì)時(shí) 5分鐘 石料輸送機(jī)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？NY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(jì)時(shí) 3分鐘 開始計(jì)時(shí) 分鐘 分鐘到？3 分鐘到？ 5 分鐘到？Y Y開始記錄攪拌時(shí)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(jī)？1攪拌時(shí)間到？攪拌機(jī)停止，翻斗機(jī)下翻卸混凝土4手動開始 N攪拌機(jī)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520 YNYNYN2翻斗機(jī)停止，開始計(jì)時(shí) 2 分鐘2 分鐘時(shí)間到？攪拌機(jī)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34 圖 33 主程序流程圖 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)由于條件有限，報(bào)警電路的設(shè)計(jì)較為簡單，利用 ～ 作為各電動機(jī)故障信號。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。由于整臺設(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)和傳感器對各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。在石料、砂料的稱重計(jì)量時(shí)，系統(tǒng)用分別控制兩個(gè)門進(jìn)行快速粗略和慢速精確的計(jì)量，以減少稱量時(shí)間和稱量精度。在混凝土所需的各種材料計(jì)量完畢后，控制集料斗和各秤斗開門，以把各種材料裝入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。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，然后啟動平皮帶和斜皮帶將骨料卸入集料斗。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。17 3)由于秤斗上粘附的原料使稱重產(chǎn)生偏差，所以需要進(jìn)行去皮處理。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，存儲在 PLC 的數(shù)據(jù)寄存器中。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。它通過實(shí)時(shí)效據(jù)庫管理從一組工業(yè)控制對象采集到各種數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)的變化用動畫的方式形象地表示出來，同時(shí)完成報(bào)警、歷史記錄、趨勢曲線等監(jiān)視功能，并可生成歷史數(shù)據(jù)文件。利用組態(tài)王豐富的圖庫，用戶可以大大減少設(shè)計(jì)界面的時(shí)間，從整體上提高工控軟件的質(zhì)量。畫面開發(fā)系統(tǒng)是應(yīng)用程序的集成開發(fā)環(huán)境，程序員在這個(gè)環(huán)境中完成界面的設(shè)計(jì)、動畫連接的定義等。 “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。本文16上位機(jī)組態(tài)軟件采用北京亞控自動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，充分利用了 Windows 圖形功能完備，界面一致性好，易學(xué)易用的特點(diǎn)。 (7)仿真功能。 (6)周密的系統(tǒng)安全防范。 (5)可編程的命令語言。 (4)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫。利用各種功能模塊，完成實(shí)時(shí)監(jiān)控、產(chǎn)生報(bào)表、顯示歷史曲線、實(shí)時(shí)曲線、提供報(bào)警等功能，使系統(tǒng)具有良好的人機(jī)界面，易于操作。 (3)豐富的功能模塊。開放性是商量一個(gè)組態(tài)軟件好壞的重要指標(biāo)。社會化的大生產(chǎn)，使得系統(tǒng)構(gòu)成的全部軟硬件不可能出自一家公司的產(chǎn)品， “異構(gòu)”是當(dāng)今控制系統(tǒng)的主要特點(diǎn)之一。目前，工控組態(tài)軟件大都運(yùn)行于 windows 環(huán)境下，充分利用 windows 的圖形功能完備，界面美觀的特點(diǎn)，提供給用戶豐富的作圖工具，可隨心所欲的繪制出各種工業(yè)畫面，并可任意編輯，從而將開發(fā)人員從繁重的畫面設(shè)計(jì)中解放出來，豐富的動畫連接方式，如隱含、閃爍