畢 業(yè) 設(shè) 計論 文 任 務(wù) 書 一、題目及專題： 1、 題目 基于 PLC 的 混凝土配料控制系統(tǒng) 2、專題 二、課題來源及選題依據(jù) 混凝土配料控制系統(tǒng)是建筑、冶金等行業(yè)應(yīng)用廣泛。與發(fā)達國家相比，我國混凝土配料控制系統(tǒng)的研究在穩(wěn)定性和配料精度方面都存在很大的差距，因此急需研制開發(fā)高精度、智能型的配料控制儀。 PLC 具有可靠性高、功能完善、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化 以及編程簡單直觀等優(yōu)點，能夠有效彌補繼電器控制和單片機控制在可靠性方面的缺陷，與工控機配合易于實現(xiàn)操作與管理。 同時自動配料控制系統(tǒng)配料均勻，運行穩(wěn)定可靠。變速給料結(jié)合高精度電子稱量，實現(xiàn)了高精度自動配料，達到全自動控制，大大提高了生產(chǎn)效率，降低了操作人員的勞動強度，節(jié)約了勞動成本，具有良好的經(jīng)濟效益。 三、本設(shè)計（論文或其他）應(yīng)達到的要求： (1)用 PLC 實現(xiàn)對 混凝土配料系統(tǒng) 的控制 。 (2)掌握用 PLC 設(shè)計控制系統(tǒng)對輸入和輸出信號 的確定原則和方法 。 (3)掌握基本邏輯指令的應(yīng)用和學(xué)會使用傳感器的檢測信號構(gòu)成故障報警程序的設(shè)計 法 。 (4)訓(xùn)練能綜合各種信號實現(xiàn)某種控制規(guī)律的編程思路和技巧 提高綜合分析問題的能力 課程設(shè)計完成內(nèi)容 。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機械 93 班 姓名 嚴(yán) 杰 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設(shè)計（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學(xué)科組組長研究所所長 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 20 日 摘 要 隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的飛速發(fā)展，許多大型的基礎(chǔ)工程及建筑工程相繼開工。建設(shè)優(yōu)質(zhì)的工程需要高品質(zhì)的混 凝土，而且隨著人們環(huán)保意識的加強為了減少城市噪音和污染，交通和建筑管理部門要求施工用的混凝土集中生產(chǎn)和管理。這樣，不僅要求混凝土的配料精度高，而且要求生產(chǎn)速度快，因此，混凝土生產(chǎn)過程中攪拌設(shè)備自動控制系統(tǒng)日益受到人們的重視?？删幊炭刂破骶哂锌煽啃愿?、功能完善、編程簡單且直觀，能夠有效地彌補繼電器控制系統(tǒng)的缺陷?；谏鲜鲈?，我設(shè)計了基于的商品混凝土攪拌設(shè)備自動控制系統(tǒng)。 常見的混凝土攪拌站控制方式有繼電器直接控制、 PLC 和計算機結(jié)合以及 PLC 和配料控制器結(jié)合 3 種控制方式。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。作為混凝土攪拌站的核心，控制及監(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。 本文針對 PLC 和配料控制器結(jié)合控制的攪拌站來設(shè)計其控制及監(jiān)控程序設(shè)計中主要要完成的任務(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。 關(guān)鍵詞： 混凝土攪拌站； I/O 分配；可編程控制器（ PLC）；自動控制 Abstract With the rapid development of Chinas economic construction, the basis for many large engineering and construction projects have been started. Construction of high quality project needs high-quality concrete, and with the strengthening of environmental consciousness, in order to reduce urban noise and pollution, traffic and construction management department for the construction of concrete used in concentration of production and management. This requires not only the ingredients of concrete, high precision, and require the production speed, therefore, the production process of concrete mixing equipment automatic control system has attracted attention. Programmable controller with high reliability, functional, simple and intuitive program can effectively make up for the relay control system defects. For these reasons, I designed the product based automatic control system of concrete mixing equipment. Common control of concrete mixing station has direct control of relays, PLC and computer and PLC integration and combination of ingredients controller 3 control. Batching Controller using PLC and the control of mixing with reliable, cost-effective, can guarantee the quality of concrete to improve concrete production efficiency. As the core of concrete mixing station, control and monitoring procedures in the measurement of precise, reliable control, easy management, and other requirements are increasing. In this paper, combined with PLC control and ingredients mixing station controller to design the control and monitoring process design of the main tasks to be accomplished in a systematic structure, PLCs I / O allocation, work flow and procedures for the preparation of PLC. KEY WORDS: Concrete mixing station； The I / O distribut- ion；Programmable logic controller(PLC)； Automatic control 目 錄 摘 要 . III ABSTRACT . V 目 錄 . VI 1 緒論 . 8 1.1 國內(nèi)外的發(fā)展概況 . 9 1.2 本課題的研究內(nèi)容和意義 . 10 1.3 本課題應(yīng)達到的要求 . 10 2 混凝土配料系統(tǒng)結(jié)構(gòu) . 11 2.1 混凝土配料控制系統(tǒng)的組成 . 11 2.2 混凝土配料及 攪拌系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下 . 12 2.3 混凝土配料及攪拌系統(tǒng)中需要控制的部件 . 12 2.4 混凝土配料控制方案設(shè)計 . 14 3 混凝土配 料控制系統(tǒng)設(shè)計 . 16 3.1 系統(tǒng)設(shè)計 . 16 3.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計 . 16 3.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計 . 17 3.3.1 上位機監(jiān)控軟件 . 17 3.3.2 通訊功能的實現(xiàn) . 18 3.3.3 PLC 控制功能軟件設(shè)計 . 18 4 PLC 軟件設(shè)計 . 20 4.1 端子線圖 . 20 4.2 順序功能圖 . 21 4.3 梯形圖 . 22 5 程序調(diào)試 . 31 5.1 模擬調(diào)試的準(zhǔn)備工作 . 31 5.2 仿真調(diào)試 . 31 5.2.1 手動控制程序仿真 . 31 5.2.2 連續(xù)控制程序仿真 . 32 5.2.3 放石料 1 程序仿真 . 32 5.2.4 放石粉 1 程序仿真 . 32 5.2.5 放瀝青程序仿真 . 32 5.2.6 報警程序 . 33 5.3 小結(jié) . 33 6 結(jié)論與展望 . 34 6.1 結(jié)論 . 34 6.2 足之處及未來展望 . 34 致 謝 . 35 參考文獻 . 36 1 緒論 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，經(jīng)常需要將多種原料按一定的比例混合，以制造某種產(chǎn)品，如冶金工業(yè)中生產(chǎn)過程的物料配比 稱重，煤炭能源工業(yè)中的連續(xù)物料稱重計量等這種將一種原料和其它多種原料按事先設(shè)定的比例進行混合配料的配料稱重系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)過程中有著廣泛的應(yīng)用。它能根據(jù)事先設(shè)定的配料單 ， 將各種不同的原料在不同的稱重設(shè)備中進行稱量配料 1。我國正處于經(jīng)濟高速發(fā)展的階段，基礎(chǔ)設(shè)施 (包括房屋、橋梁、隧道、堤壩、機場等 )的不完善在一定程度上阻礙其發(fā)展，這些基礎(chǔ)設(shè)施的建造速度、成本和其質(zhì)量無一不與 混 凝土生產(chǎn)設(shè)備有關(guān)。隨著當(dāng)今世界科技日新月異?；炷辽a(chǎn)設(shè)備正朝著智能化、信息化與商業(yè)化發(fā)展，研究高精度、智能型的配料控制儀成為建筑等行 業(yè)的研究熱點問題。 在現(xiàn)在化的生產(chǎn)中，生產(chǎn)機械的自動化程度反映了工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的水平?，F(xiàn)代化的生產(chǎn)設(shè)備與系統(tǒng)已不再是傳統(tǒng)意義上單純的機械系統(tǒng)，而是機電一體化的綜合系統(tǒng)電氣傳動與控制系統(tǒng)已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)機械的重要組成部分。機與電，傳動與控制已經(jīng)成為不可分割的整體。 所謂的機電傳動，是指以電動機為原動機驅(qū)動生產(chǎn)機械的系統(tǒng)的總稱，它的目的是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，實現(xiàn)生產(chǎn)機械的啟動，停止以及速度調(diào)節(jié)，完成各種生產(chǎn)工藝過程的要求，保證生產(chǎn)過程的正常進行。 機電傳動控制系統(tǒng)所要完成的任務(wù)，從廣義上講，就是要使生產(chǎn)機械設(shè)備， 生產(chǎn)線，車間，甚至整個工廠都實現(xiàn)自動化；從狹義上講，則指通過控制電動機驅(qū)動生產(chǎn)機械，實現(xiàn)生產(chǎn)產(chǎn)品數(shù)量的曾加，質(zhì)量的提高，生產(chǎn)成本的降低，工人勞動的條件的改善的以及能量的合理利用。 機電傳動以及控制系統(tǒng)總是隨著社會生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的。單就機電而言，它的發(fā)展大體上經(jīng)歷了成組拖動，單電動機拖動和多電動機拖動三個階段。所謂成組拖動，就是一臺電動機拖動一根天軸，再由天軸通過皮帶輪和皮帶分別拖動各生產(chǎn)機械，這種生產(chǎn)方式效率低，勞動條件差，一旦電動機放生故障，將造成成組機械的停車；所謂但電動機的拖動，就是用一臺電動機拖動 一臺生產(chǎn)機械，它雖然較成組拖動前進了一步，但當(dāng)一臺生產(chǎn)機械的運動部件較多時，機械傳動機構(gòu)復(fù)雜；多電動機拖動，即是一臺生產(chǎn)機械的每一個運功部件分別由一臺電動機拖動，這種拖動的方式不僅大大的簡化了生產(chǎn)機械的傳動機構(gòu)，而且控制靈活，為生產(chǎn)機械的自動化提供了有利的條件，所以，現(xiàn)在化機電傳動基本上均采用這種拖動形式。 隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動化程度要求越來越高，市場競爭激烈、人工成本上漲，以往人工操作的搬運和固定式輸送帶為主的傳統(tǒng)物件搬運方式，不但占用空間也不容易更變生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)，加上需要人力監(jiān)督操作，更增加生產(chǎn)成 本，原有的生產(chǎn)裝料裝置遠遠不能滿足當(dāng)前高度自動化的需要。減輕勞動強度，保障生產(chǎn)的可靠性、安全性，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染、提高產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟效益是企業(yè)生成所必須面臨的重大問題。 自動化技術(shù)廣泛用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、科學(xué)研究、交通運輸、商業(yè)、醫(yī)療、服務(wù)和家庭等方面。采用自動化技術(shù)不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣、危險的工作環(huán)境中解放出來，而且能擴展人的器官功能，極大地提高勞動生產(chǎn)率，增強人類認(rèn)識世界和改造世界的能力。因此，自動化是工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防和科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化的重要條件和顯著 標(biāo)志。 它集成 自動控制技術(shù)、計量技術(shù)、新傳感器技術(shù)、計算機管理技術(shù)于一體的機電一體化產(chǎn)品；充分利用計算機技術(shù)對生產(chǎn)過程進行集中監(jiān)視、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系統(tǒng)和集中控制系統(tǒng)的優(yōu)點，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化、系統(tǒng)化設(shè)計，配置靈活、組態(tài)方便。本設(shè)計就 PLC 在機械控制上的應(yīng)用作了詳細闡述 。 1.1 國內(nèi)外的發(fā)展概況 德國于 1903 年建立了世界上第一個混凝土攪拌樓，隨后，美國于 1913 年，法國于 1933年，日本于 1949 年建立了攪拌樓。 70 年代到 80 年代隨著單片機的應(yīng)用，攪拌樓進入了智能化時代 2。進入 90 年代混凝 土生產(chǎn)發(fā)展到商用攪拌站階段，也是攪拌設(shè)備發(fā)展最快的時期 3。目前，德國、美國、日本、意大利等國家生產(chǎn)攪拌設(shè)備的技術(shù)水平和可靠性方面處于領(lǐng)先地位。現(xiàn)今同類產(chǎn)品中最為出色的是日本公司的 CB920、美國托利多的 Panth，但其一個控制盒同時稱重多種物料的產(chǎn)品還難以可靠的對單通道進行啟停、卸料等操作，并且其稱量精度還有迸一步提升的空間 4。 我國自 60 年代開始研究混凝土攪拌樓，主要用于水利工程。 80 年代中期開始生產(chǎn)小型混凝土攪拌樓，用于工業(yè)與民用建筑工程。目前國內(nèi)還處在混凝土攪拌樓的研發(fā)階段，研發(fā)的配料機多數(shù)沿 用 “提升上料，自落配料、開環(huán)控制 ”的設(shè)計模型。國內(nèi)專業(yè)的商用攪拌站還很少，并且國內(nèi)少數(shù)的商用攪拌站大多采用國外的生產(chǎn)裝置用。現(xiàn)今國內(nèi)配料攪拌控制儀大多是單通道，如果要對水泥、泥沙、水、外添加劑進行同時稱量，需要 4 個控制盒，通過上微機協(xié)調(diào)控制。顯然這種狀況制約了我國組建大型攪拌站。并且國內(nèi)生產(chǎn)的配料攪拌控制盒在精度和穩(wěn)定性上與國外一流水平還有相當(dāng)大的距離。 混凝土配料設(shè)備的各階段新技術(shù)及其特點如表 1.1 所示 表 1.1 混凝土配料設(shè)備的各階段特點 年代 引入的新技術(shù) 特點 70 年代以前 配料攪拌機械 手動機械、 配料精度低、生產(chǎn)率低 70 到 80 年代 單片機技術(shù) 智能機械、生產(chǎn)率提高、精度提高、單通道控制器 90 年代 信息技術(shù) 大型配料系統(tǒng)、生產(chǎn)率大幅提高、管理方便、商業(yè)化 現(xiàn)今 智能算法與機械改進 大型系統(tǒng)、精度大幅提高、多通道控制器 就技術(shù)工藝和設(shè)備的先進性而言，美國、英國、德國、法國、意大利、日本等國家生產(chǎn)的混凝土攪拌設(shè)備在總體技術(shù)水平和運行性能方面處于世界前列，尤其在智能控制和運行可靠性方而更是如此。其產(chǎn)品占據(jù)了世界工程機械的大部分市場，而且牢牢占據(jù)了高端市場，僅我國 240t h 以上的大型混凝土攪拌設(shè) 備份額中，國外產(chǎn)品就占了 90。 2005 年國內(nèi)市場容量大約在 1200 臺左右，銷售額 30 億元左右。其中，國產(chǎn)混凝土攪拌設(shè)備銷量在 950 臺左右，多數(shù)以 240t h 以下的 (低端 )產(chǎn)品居多，銷售額 14 億元左右；進口及外資產(chǎn)品銷售數(shù)量 250 臺左右，并以 240t h 以上的 (高端 )產(chǎn)品居多，銷售額在 16 億元左右。在市場激烈競爭的強烈刺激下，他們不斷改進和完善整機性能，加快產(chǎn)品的更新?lián)Q代，液壓和氣動技術(shù)更是日益提高，電子技術(shù)、微型計算機技術(shù)和信息處理技術(shù)的不斷發(fā)展，使 得工程機械產(chǎn)品到了機電液氣一體化發(fā)展的新時期 5 1.2 本課題的研究內(nèi)容和意義 在建筑行業(yè)中，混凝土是建筑工程中應(yīng)用最廣泛的材科之一，箕經(jīng)濟、技術(shù)指標(biāo)對于整個建筑工程的質(zhì)量和成本有著舉足輕重的關(guān)系。混凝土由水泥、水、砂石、外添加劑等原材料制成。早期采用的是人工配料，即操作人員將各 種原料依次在磅秤上稱量，然后依次加入到攪拌器中，最后才進行攪拌 攪拌就是充分混合的過程。因此，各種原料的重量是否符合預(yù)先設(shè)定的比例在很大程度上取決于計量入員摶技箍移工籜責(zé)任心。這稗配料方法存在效率低和 精度不高的缺點，直接影響建筑的質(zhì)量和成本。為了提高混凝土的強度 節(jié)約水泥和滿足技術(shù)要求， 各種原材料必須嚴(yán)格按預(yù)先試驗好的比例配合在一起。混凝土配料攪拌控制系統(tǒng)就是對這幾種物料按比例進行稱量然后再攪拌混合的智能化裝置。稱量配料的精度對混凝土的強度有著很大的影響。因此，精確、高效的稱量設(shè)備不僅 能提 高 生產(chǎn) 率 。兩且是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì) 高 強混凝土的可靠 保證 6。這些年來隨著建筑行業(yè)的迅猛發(fā)展，迫切需要研制出兼顧速度和精度的混凝土配料控制系統(tǒng)。 1.3 本課題應(yīng)達到的要求 本文在了解和分析工藝需求的基礎(chǔ)上 ,運用自動控制理論和技術(shù) ,分析和研究影響配料精度、配料速度和系統(tǒng)穩(wěn)定性等因素的關(guān)鍵技術(shù) ,設(shè)計出一套性能良好的混 凝土配料系統(tǒng)(硬件構(gòu)成和軟件實現(xiàn) ),實現(xiàn)整個攪拌站穩(wěn)定、快速地提供高質(zhì)量的混凝土 ,滿足工藝要求。主要研究內(nèi)容和方法如下 ： (1)在分析影響混凝土配料控制精度的因素基礎(chǔ)上 ,通過大量的工程實踐經(jīng)驗 ,研究和制定控制策略 。 (2)根據(jù)工藝要求 ,利用計算機控制技術(shù)提出系統(tǒng)方案設(shè)計。主要包括 :系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的組成、硬件元器件的選型、系統(tǒng)軟件平臺的選擇、配料系統(tǒng)各關(guān)鍵模塊的具體設(shè)計、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、操作界面的設(shè)計等。 (3)采用軟件模塊和對象化的設(shè)計方法 ,結(jié)合用戶需求設(shè)計開發(fā)監(jiān)控程序 ,并進行軟件與硬件的聯(lián)合調(diào)試 ,對系統(tǒng)進行檢測 和優(yōu)化 ,使系統(tǒng)達到設(shè)計目標(biāo)間。 (4)通過現(xiàn)場調(diào)試和運行 ,不斷完善參數(shù) ,以達到滿意的配料控制精度和速度 ,最后交付用戶使用。 2 混凝土配料系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 2.1 混凝土 配料控制系統(tǒng)的組成 配料控制系統(tǒng)由儲料倉、給料系統(tǒng)、稱重計量系統(tǒng)、攪拌設(shè)備、混料設(shè)備、輸送設(shè)備及中心控制系統(tǒng)幾部分組成 7。 (1)給料系統(tǒng) 螺旋給料系統(tǒng)由電機驅(qū)動，給料速度由電機 (包括減速機 )速度、螺旋給料器口徑和螺距來決定。適用于物料流動性較好、配料精度要求較高、配料速度要求較慢的場合。為了提高配料速度和精度，可采用雙速 電機機構(gòu)驅(qū)動螺旋給料機，粗加料時用高速，細加料時用低速。 料門給料系統(tǒng)適合物料流動性好、配料速度要求快、精度要求相對較低的場合。通常使用雙氣缸實現(xiàn)料門兩種開口大小或一大一小兩個料門。在粗加料時將料門全部打開，達到一定量時將料門關(guān)閉一部分進行細加料，達到預(yù)定量時將料門全部關(guān)閉。對于一些液體原料 (如水等 )可采用電磁閥給料方式，這種方式控制相對簡單、也可采用雙管路雙電磁閥控制，提高配料速度和精度。除了上述三種方式外，還有一些場合可以采用傳送帶、刮板、真空抽吸、震動給料等方式。本系統(tǒng)采用螺旋給料機來供料。 (2)稱 重計量系統(tǒng) 稱重計量系統(tǒng)是自動配料系統(tǒng)的核心。隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，稱重技術(shù)的進步可謂之日新月異，稱重計量模式的發(fā)展經(jīng)歷了傳統(tǒng)的杠桿機械秤、機電結(jié)合式電子秤和傳感器式電子秤、電腦秤和微機控制秤等階段。 杠桿機械秤主要由秤斗和杠桿系統(tǒng)組成，其稱重速度慢、效率低、不能適應(yīng)生產(chǎn)自動化的要求。 圖 2.1子稱原理框圖 電子秤是裝有電子裝置的一種衡器，它由承重、傳力復(fù)位系統(tǒng) (如機械計量斗 )、稱重傳感器以及稱重儀表等組成 8。電子秤的結(jié)構(gòu)如圖 2.1所示。 (3)中心控制系統(tǒng) 稱重計量系統(tǒng)和中心控制系統(tǒng)是自動配料系統(tǒng)的核心。中心控制系統(tǒng)可采用單片機或者微機來實現(xiàn)?？刂粕嫌屑锌刂坪头植际娇刂频刃问?。前者考慮到對計算機的充分利用，用一臺計算機直接控制和管理多路生產(chǎn)設(shè)備，造價相對低廉，但是這種控制方式控制任務(wù)過于集中，一旦計算機出現(xiàn)故障，則會影響全局。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，低廉和功能完善的微型計算機和單片機的問世，出現(xiàn)了分布式控制結(jié)構(gòu)，即由若干微處理器分別承擔(dān)部分稱量斗 傳感器 濾波保護放大 A/D 單片機 交流電源 按鍵與顯示 橋壓電源 任務(wù)，共同組成計算機控制系統(tǒng)，并且用一臺功能更強的計算機進行管理，這種結(jié)構(gòu)中的每一臺控制器功能都較為簡單，但 是可靠性更高，可維護性更好。 采用兩級分布式控制方式時，系統(tǒng)的下位機一般采用單片機為核心控制器，每臺控制器直接控制四臺秤，實現(xiàn)四路物料的定量給料。系統(tǒng)的上位機一般采用工控機。一臺上位機連接多臺下位機，用于生產(chǎn)線的集中管理。上位機具有數(shù)據(jù)采集和分類儲存的功能，還可實現(xiàn)人機對話，完成集中監(jiān)視、集中操作和集中管理等多項任務(wù)。系統(tǒng)的上下位機之間通過 RS-485或 RS-232等串行通訊總線進行信息交換 9。 (4)攪拌設(shè)備 目前國內(nèi)的攪拌設(shè)備已趨于成熟，有 0.5/1.0/1.5/2.0/3.0/4.0m3等多種規(guī) 格。例如市場主流的珠海仕高瑪 MAO 系列攪拌機具有以下功能： 配備多重軸端密封保護裝置及風(fēng)壓保護裝置，有效杜絕漏漿現(xiàn)象發(fā)生。 獨有監(jiān)控系統(tǒng)可監(jiān)控減速箱、卸料泵、潤滑油泵等重要部件運行狀態(tài)。 配備 380VAC 電動時控潤滑油泵。 可選配攪拌機稱重保護裝置。 重型設(shè)計，運行穩(wěn)定。 2.2 混凝土配料及攪拌系統(tǒng) 結(jié)構(gòu)圖 如下 圖 2.2混凝土配料及攪拌控制系統(tǒng) 結(jié)構(gòu) 2.3 混凝土配料及攪拌系統(tǒng)中需要控制的部件 (1)PLC 主機：選擇西門子 S7200-226系列外部擴展一個數(shù)字模塊 EM221(8I)作為混凝土 配料及攪拌系統(tǒng)過程中的控制主機。 (2)轉(zhuǎn)換開關(guān) SL:用于切換電路的手動、單周期、連續(xù)工作過程 。 (3)啟動按鈕 SB1：用于混凝土配料及攪拌系統(tǒng)的初始上電工作 。 (4)停止按鈕 SB2：用于混凝土配料及攪拌系統(tǒng)的工作結(jié)束 。 (5)手動石料 1按鈕 SB3：用于手動控制石料 1電磁閥的啟動和停止 。 (6)手動石料 2按鈕 SB4：用于手動控制石料 2電磁閥的啟動和停止 。 (7)手動石粉 1按鈕 SB5：用于手動控制石粉 1電磁閥的啟動和停止 。 (8)手動石粉 2按鈕 SB6：用于手動控制石粉 2電磁閥的啟動和停止 。 (9)手動瀝青按鈕 SB7：用于手動控制瀝青電磁閥的啟動和停止 。 (10)手動石料料斗按鈕 SB8：用于手動控制石料料斗電磁閥的啟動和停止 。 (11)手動石粉料斗按鈕 SB9：用于手動控制石粉料斗電磁閥的啟動和停止 。 (12)手動瀝青料斗按鈕 SB10：用于手動控制瀝青料斗電磁閥的啟動和停止 。 (13)手動攪拌機按鈕 SB11：用于手動控制攪拌缸電機 M 的啟動和停止 。 (14)手動閥門開關(guān) SB12：用于手動控制攪拌缸閥門電磁閥的啟動和停止 。 (15)石料 1脈沖計量傳感器 SB13：用于計量石料 1儲料倉的放料數(shù)量 。 (16)石料 2脈沖計量傳 感器 SB14：用于計量石料 2儲料倉的放料數(shù)量 。 (17)石粉 1脈沖計量傳感器 SB15：用于計量石粉 1儲料倉的放料數(shù)量 。 (18)石粉 2脈沖計量傳感器 SB16：用于計量石粉 2儲料倉的放料數(shù)量 。 (19)瀝青脈沖計量傳感器 SB17：用于計量瀝青儲料倉的放料數(shù)量 。 (20)石料料斗限位傳感器 SQ1：用于控制石料料斗電磁閥的啟動和停止 。 (21)石粉料斗限位傳感器 SQ2：用于控制石粉料斗電磁閥的啟動和停止 。 (22)瀝青料斗限位傳感器 SQ3：用于控制瀝青料斗電磁閥的啟動和停止 。 (23)石料 1電磁閥 YV1：用于控制 石料 1儲料倉的放料與否 。 (24)石料 2電磁閥 YV2：用于控制石料 2儲料倉的放料與否 。 (25)石粉 1電磁閥 YV3：用于控制石粉 1儲料倉的放料與否 。 (26)石粉 2電磁閥 YV4：用于控制石粉 2儲料倉的放料與否 。 (27)瀝青電磁閥 YV5：用于控制瀝青儲料倉的放料與否 。 (28)石料料斗電磁閥 YV6： 用于控制石料料斗的放料與否 。 (29)石粉料斗電磁閥 YV7：用于控制石粉料斗的放料與否 。 (30)瀝青料斗電磁閥 YV8：用于控制瀝青料斗的放料與否 。 (31)攪拌缸閥門電磁閥 YV9：用于控制攪拌缸閥門的開關(guān)與否 。 (32)攪拌缸電機 M：用于對材料進行攪拌 。 (33)聲報警：發(fā)出聲音 。 (34)光報警 HL：發(fā)出光亮 。 表 2.3混凝土配料及攪拌系統(tǒng) I/O 點及地址分配 輸入 輸出 功能 地址 功能 地址 手動轉(zhuǎn)換開關(guān) SL I0.1 石料 1 電磁閥 YV1 Q0.1 單周期轉(zhuǎn)換開關(guān) SL I0.2 石料 2 電磁閥 YV2 Q0.2 連續(xù)轉(zhuǎn)換開關(guān) SL I0.3 石粉 1 電磁閥 YV3 Q0.3 啟動按鈕 SB1 I0.4 石粉 2 電磁閥 YV4 Q0.4 停止按鈕 SB2 I0.5 瀝青電磁閥 YV5 Q0.5 石料料斗 限位傳感器 SQ1 I0.6 石料料斗電磁閥 YV6 Q0.6 石粉料斗限位傳感器 SQ2 I0.7 石粉料斗電磁閥 YV7 Q0.7 瀝青料斗限位傳感器 SQ3 I1.0 瀝青料斗電磁閥 YV8 Q1.0 閥門限位傳感器 SQ4 I1.1 攪拌缸電機 M Q1.1 手動石料 1 按鈕 SB3 I1.2 攪拌缸閥門電磁閥 YV9 Q1.2 手動石料 2 按鈕 SB4 I1.3 聲報警 Q1.3 手動石粉 1 按鈕 SB5 I1.4 光報警 HL Q1.4 手動石粉 2 按鈕 SB6 I1.5 手動瀝青按鈕 SB7 I1.6 手 動石料料斗按鈕 SB8 I1.7 手動石粉料斗按鈕 SB9 I2.0 手動瀝青料斗按鈕 SB10 I2.1 手動攪拌機按鈕 SB11 I2.2 手動閥門開關(guān) SB12 I2.3 石料 1 脈沖計量傳感器 SB13 I2.4 石料 2 脈沖計量傳感器 SB14 I2.5 石粉 1 脈沖計量傳感器 SB15 I2.6 石粉 2 脈沖計量傳感器 SB16 I2.7 瀝青脈沖計量傳感器 SB17 I3.0 2.4 混凝土配料控制 方案設(shè)計 為了使 PLC 完成混凝土配料控制系統(tǒng) 整個生產(chǎn)過程的現(xiàn)場控 制功能， PLC 需要采集各秤的重量信號及其它傳感器和行程開關(guān)提供的開關(guān)量信號，并對此進行處理后，輸出對電磁閥、電動機等各執(zhí)行機構(gòu)的控制信號，其具體細節(jié)如下 ： (1)石料斗秤、沙料斗秤等由稱重傳感器感應(yīng)的信號分別經(jīng)稱重變送器進入 PLC。由于變送器輸出的是并行 BCD 碼，所以需經(jīng)過程序轉(zhuǎn)換成二進制碼，存儲在 PLC 的數(shù)據(jù)寄存器中。然后經(jīng)過 PLC 程序處理 。 (2)各秤斗稱量時，達到設(shè)定值時停止給料。 (3)由于秤斗上粘附的原料使稱重產(chǎn)生偏差，所以需要進行去皮處理。去皮時， PLC 記下此時的重量，此重量即為基準(zhǔn)零點。在稱量 時用總重量減去基準(zhǔn)零點值，得到的就是原料的準(zhǔn)確重量。 (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，己經(jīng)配好的原料的重量需要具有停電保護功能，所以在程序中，把這些重量信號存在可斷電保持的數(shù)據(jù)寄存器中。 (5)由于攪拌站運行過程中 ,各送料機及攪拌機等難免不出故障 ,因此 ,應(yīng)設(shè)計故障報警程序 。 3 混凝土配料控制系統(tǒng)設(shè)計 3.1 系統(tǒng)設(shè)計 混凝土 配料控制系 統(tǒng) 共有 5個料斗，每個料斗各配有一臺稱重儀，分別對每種物料的下料量進行實時采集，將重量傳輸至工控機，根據(jù)與設(shè)定參數(shù)的比對，通過 PLC 對電機、閥門的控制。上位機對各種工藝參數(shù)進行實時監(jiān)控，包括設(shè)定值的給定、提前量、累計量等。 系統(tǒng)上位機采用組態(tài)軟件 MCGS,主要完成對重量數(shù)據(jù)的處理和和 PLC 進行通訊、實時監(jiān)控、數(shù)據(jù)的存儲 10-12。完成對物料的控制、畫面的動感效果，數(shù)據(jù)的存儲是主要解決的技術(shù)問題 。 PLC 作為下位機，采用 Windows 操作系統(tǒng)下的 STEP7編程軟