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      基于PLC的混凝土攪拌控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

      2016-12-19 07:24:51王艷秋
      數(shù)碼世界 2016年11期
      關(guān)鍵詞:工控機(jī)攪拌機(jī)骨料

      王艷秋

      沈陽(yáng)工學(xué)院信息與控制學(xué)院

      基于PLC的混凝土攪拌控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

      王艷秋

      沈陽(yáng)工學(xué)院信息與控制學(xué)院

      混凝土攪拌控制系統(tǒng)采用西門子S7-200系列的PLC作為核心元件,采用SWD-100型稱重顯示控制器對(duì)每個(gè)原料倉(cāng)內(nèi)原料進(jìn)行稱重,當(dāng)滿足設(shè)定值時(shí)即全部投入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,若系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),會(huì)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),以便提醒現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行檢查和修復(fù)。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了混凝土攪拌過程的全自動(dòng)控制,運(yùn)行安全可靠。通過與計(jì)算機(jī)通訊實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面操作,能夠很好的完成了故障的診斷和處理、混凝土攪拌的配比、混凝土產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)等工作。

      西門子S7-200系列的PLC SWD-100型稱重顯示控制器 混凝土攪拌裝置 故障的診斷和處理

      1 引言

      大型基礎(chǔ)設(shè)施的大規(guī)模建設(shè)對(duì)混凝土攪拌設(shè)備的需求越來越大、越來越高,提高混凝土的質(zhì)量和產(chǎn)量已經(jīng)十分必要。因而,混凝土生產(chǎn)過程中攪拌設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)日益受到人們的重視。

      PLC具有可靠性高,功能完善,編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn),可以有效地彌補(bǔ)混凝土攪拌站常規(guī)繼電器控制系統(tǒng)的缺陷、與工控機(jī)相結(jié)合,混凝土攪拌站控制系統(tǒng)采用上位機(jī)進(jìn)行管理,下位機(jī)PLC進(jìn)行控制與監(jiān)視,實(shí)現(xiàn)從配料計(jì)量、攪拌、到出料生產(chǎn)全過程的自動(dòng)化、智能化。以提高配料精度,提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量,降低成本。

      混凝土攪拌控制系統(tǒng)采用西門子S7-200系列的PLC作為核心元件,采用SWD-100型稱重顯示控制器對(duì)每個(gè)原料倉(cāng)內(nèi)原料進(jìn)行稱重,當(dāng)滿足設(shè)定值時(shí)即全部投入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌,若系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),會(huì)啟動(dòng)報(bào)警系統(tǒng),以便提醒現(xiàn)場(chǎng)工作人員進(jìn)行檢查和修復(fù)。本設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了混凝土攪拌過程的全自動(dòng)控制,運(yùn)行安全可靠。通過與計(jì)算機(jī)通訊實(shí)現(xiàn)人機(jī)界面操作,能夠很好的完成了故障的診斷和處理、混凝土攪拌的配比、混凝土產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)等工作。

      2 混凝土攪拌控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

      2.1 混凝土攪拌控制系統(tǒng)工藝流程

      混凝土攪拌控制系統(tǒng)是把計(jì)量好的骨料、粉料、水、外加劑等原材料在攪拌機(jī)內(nèi)進(jìn)行攪拌均勻,形成達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度的成品混凝土。因?yàn)榛炷僚浜媳鹊脑O(shè)計(jì)是按細(xì)骨料恰好填滿粗骨料的間隙,而水泥膠質(zhì)又均勻地分布在粗細(xì)骨料的表面,所以只有將配合料攪拌得均勻才能獲得最密實(shí)的混凝土。

      混凝土攪拌系統(tǒng)的工藝流程圖如圖1所示:

      圖1 混凝土攪拌系統(tǒng)的工藝流程圖

      2.2 混凝土攪拌控制系統(tǒng)的組成

      混凝土攪拌控制系統(tǒng)由主控器和外圍電路組成, 可編程控制器(PLC)是核心,其中包括輸入、輸出單元、控制單元、檢測(cè)單元和通訊單元。PLC 不斷地掃描檢測(cè)各種輸入信號(hào)的狀態(tài),并且通過程序發(fā)出指令,控制相應(yīng)的氣缸、控制閥和電機(jī),從而完成混凝土攪拌的過程,與此同時(shí)還顯示相應(yīng)的信號(hào),實(shí)現(xiàn)混凝土攪拌過程的自動(dòng)控制和跟蹤顯示?;炷翑嚢杩刂葡到y(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示:

      圖2 混凝土攪拌控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

      3 PLC控制

      CPU是PLC的核心,起神經(jīng)中樞的作用,每套PLC至少有一個(gè)CPU,它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù),用掃描的方式采集由現(xiàn)場(chǎng)輸入裝置送來的狀態(tài)或數(shù)據(jù),并存入規(guī)定的寄存器中,同時(shí),診斷電源和PLC內(nèi)部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語(yǔ)法錯(cuò)誤等。進(jìn)入運(yùn)行后,從用戶程序存貯器中逐條讀取指令,經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào),去指揮有關(guān)的控制電路。

      4 結(jié)論

      隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)及其大型水利工程的不斷發(fā)展,混凝土攪拌技術(shù)已得到了快速的發(fā)展。由PLC 和工控機(jī)共同組成的控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了混凝土攪拌工作流程的自動(dòng)控制。該控制系統(tǒng)具有工作穩(wěn)定、攪拌的混凝土質(zhì)量好,故障率低,生產(chǎn)量大,能耗低以及操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn),可廣泛應(yīng)用于建筑工程、公路工程、橋梁工程等。PLC + 工控機(jī)的控制是目前控制領(lǐng)域最流行的控制模式, PLC 與工控機(jī)通訊構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)還可以實(shí)現(xiàn)多套攪拌系統(tǒng)的群控。

      [1]王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2003:78-97

      [2]鐘肇新,彭侃.可編程控制器原理及應(yīng)用.廣東:華南理工大學(xué)出版社,2001:164-197

      [3]方承遠(yuǎn).工廠電氣控制技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000:77-91

      [4]賀洪江,黃爾烈.水泥生產(chǎn)配料的微機(jī)控制系統(tǒng)[J].自動(dòng)化儀表,2002:101-132

      王艷秋,1955年10月出生,女,漢族,遼寧人,沈陽(yáng)工學(xué)院教授,博士,研究方向:電力電子與電力傳動(dòng);智能控制理論及應(yīng)用。

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