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1  混凝土攪拌站概述

混凝土攪拌站系由攪拌機、秤、配料系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)、倉儲系統(tǒng)和電控系統(tǒng)構(gòu)成的用于自動生產(chǎn)建筑用或水泥制品用混凝土的生產(chǎn)設(shè)備。

首先，由電控系統(tǒng)向配料系統(tǒng)發(fā)出一個配料指令，配料系統(tǒng)收到該指令后，將倉儲系統(tǒng)中的有關(guān)各種原料源源不斷地送人各自的相應(yīng)秤里進行稱量；每臺秤在稱量過程中，要連續(xù)不斷把稱量值輸送給電控系統(tǒng)。電控系統(tǒng)據(jù)此判斷各種原料的配料是否結(jié)束。

    所有的原料都配畢后，電控系統(tǒng)就向卸料系統(tǒng)發(fā)一個卸料指令，使卸料系統(tǒng)將各臺秤中的原料都卸入攪拌機中進行攪拌；最后，攪拌機根據(jù)電控系統(tǒng)中事先設(shè)置好的攪拌時間攪拌畢后卸砼（混凝土）。

    倉儲系統(tǒng)一般包括骨料倉、粉料筒倉和液體箱等；配料系統(tǒng)一般包括氣缸、螺旋機和泵等；秤一般包括骨料秤、粉料秤、液體秤、流量計和時間計數(shù)器等；卸料系統(tǒng)一般包括皮帶機、提升料斗、氣缸、閥和泵等。

    對于大型攪拌站而言，攪拌主機的卸砼門一般為雙開門。通常，單開一扇門時我們稱之為半開門，兩扇門都打開時我們稱之為全開門。

2  電控系統(tǒng)構(gòu)成

  電控系統(tǒng)由PLC、觸摸面板、智能元件、傳感器、中間繼電器和執(zhí)行機構(gòu)等構(gòu)成。

    PLC和TP均采用SIMATIC系列產(chǎn)品。它們具有兼容性好和可靠性高的特點，為攪拌站的整個電控系統(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展。

    TP是混凝土攪拌站在自動工作狀態(tài)下的一個低層終端單元。它通過一條MPI（多點接口）電纜與PLC連接，以達到和PLC進行串行通信之目的。

    智能元件主要是指集顯示、變送和控制于一體的配料控制器。它有一個0~5V的模擬輸出接口板，其模擬部分精度適合于0.2%、0.1%、0.05%包裝秤使用。

    傳感器主要包括稱重傳感器和行程開關(guān)等。

3  PLC編程

    不論是從功能上講，還是從結(jié)構(gòu)上講，PLC程序都可以分成兩大部分：生產(chǎn)控制程序段和數(shù)據(jù)處理程序段。

3.1生產(chǎn)控制程序段

    生產(chǎn)控制程序段對速度要求很高，尤其是在關(guān)骨料倉門時，耽誤1秒鐘，就會有幾十公斤骨料落人秤中，從而大大地影響了配料精度，甚至使生產(chǎn)控制難以正常進行。

    因此，在程序設(shè)計過程中，我們采取了以下措施以提高該段程序的運行速度：

    (1)生產(chǎn)控制程序段放在主程序中，并且考慮到落差和配水量是在混凝土生產(chǎn)中不斷變更的兩個參數(shù)，因此主程序中除包括生產(chǎn)控制程序段外，還包括計算落差和水調(diào)整兩個小程序段，除此而外，主程序不再包括任何一個程序段，從而大大縮短了PLC的掃描周期。

    (2)主程序中（主要是指計算落差和水調(diào)整這兩個小程序段）盡量少用甚至不用諸如除法和乘法這樣的時鐘周期比較長的指令，以減少主程序的執(zhí)行時間。

(3)避開在配料過程中執(zhí)行計算落差和水調(diào)整這兩個小程序段。

(4)避開在生產(chǎn)混凝土過程中調(diào)用任何子程序，也就是說子程序調(diào)用只能在沒有自動啟動的情況下進行。事實上，我們已經(jīng)把程序設(shè)計成了只要自動工作指示燈熄滅，就可調(diào)

用一個子程序——數(shù)據(jù)處理子程序。

(5)實際生產(chǎn)過程是具有明確定義的步驟順序的周期性進程（參見第一部分“混凝土攪拌站概述”中的論述），因此，生產(chǎn)控制程序段采用PLC的順控功能，從而大大地減少了眾多的邏輯判斷指令，即縮短了PLC的掃描周期，也減少了主程序的執(zhí)行時間，并且使程序設(shè)計更加簡單明了。

    1)自動啟動的初始條件

    自動啟動的初始條件包括如下10項：

    *系統(tǒng)在“自動”工作模式下；

    *攪拌主機正常運轉(zhuǎn)；

    *罐數(shù)已設(shè)置且秤已標(biāo)定；

    *所有的門均關(guān)好；

    *斜皮帶機沒跑偏；

    *集料斗是空的；

    *所有的秤是空的和配料量不全為零；

    *攪拌機沒在攪拌混凝土且PLC無任何輸出動作；

    *PLC擴展模塊無故障；

    *按了“自動啟動”按鈕。

    對于一臺自動化程度比較高的混凝土攪拌站一般都具有手動、電腦、停止和自動等4種工作模式。對此，操作面板上通常裝有一個4位選擇開關(guān)用以選擇這4種工作模式。

    手動系指操作員在操作面板上通過操作按鈕和有關(guān)開關(guān)等操作元件來打灰；電腦控制又包括電腦自動和電腦手動兩種工作方式；當(dāng)4位選擇開關(guān)打在“停止”位時，電控系統(tǒng)中的控制回路就被切斷，致使操作員手動也無法操作，自動也啟動不了；自動系指PLC自動控制系統(tǒng)被允許。

    在PLC自動控制系統(tǒng)被啟動前，攪拌主機必須正常運轉(zhuǎn)。否則即使系統(tǒng)啟動了攪拌站也生產(chǎn)不出合格的混凝土。

    所謂的秤的標(biāo)定，就是輸入每臺秤的最大稱量公斤值。這些最大稱量值的輸入要與配料控制器(例如CB920)的倍數(shù)（小數(shù)點選擇）和最大量程參數(shù)設(shè)置對應(yīng)，同時還要求配料控制器的單位參數(shù)設(shè)置成公斤( kg)。

    例如，當(dāng)配料控制器的倍數(shù)設(shè)置成l倍（小數(shù)點0位），最大量程設(shè)置成3000時，該秤的最大稱量值一定要設(shè)置成3000kg；又如，當(dāng)配料控制器的倍數(shù)設(shè)置成0.1倍（小數(shù)點l位），最大量程設(shè)置成500時，該秤的最大稱量值一定要設(shè)置成50kg。由此可推導(dǎo)出秤的最大稱量值計算公式：

    秤的最大稱量值=配料控制器的倍數(shù)×配料控制器的最大量程     (l)

    秤的標(biāo)定是在TP的“秤標(biāo)定”畫面中完成的。秤標(biāo)定畫面不僅可以標(biāo)定每臺秤的最大稱量值，也可以標(biāo)定含水率最大量程。因此該畫面實際上是對所有采集模擬信號的傳感器的標(biāo)定。換句話說，如果有一個采集模擬信號的傳感器沒有被標(biāo)定過，那么系統(tǒng)就無法啟動。

    罐數(shù)也是需操作員在TP上事先設(shè)置的參數(shù)。

為得到各個原料的配料量，至少需要在TP上設(shè)置配方、每罐攪拌方數(shù)、含水率和水調(diào)節(jié)值等4個參數(shù)。

如果含水率自動補償被使能，則那些帶有含水率測試儀的骨料的含水率設(shè)置值就無效，其含水率值取實際測試值，而那些不帶含水率測試儀的骨料的含水率設(shè)置值仍然有效。

    攪拌站上的門有攪拌機卸料門、集料斗門、骨料倉門、骨料秤門、粉料秤門和液體秤門等，所有的門均裝有門關(guān)行程開關(guān)，也有的裝有門開行程開關(guān)。

    斜皮帶機是否跑偏也是通過行程開關(guān)測得。

    PLC本身具有自動診斷功能，只要系統(tǒng)一通電，TP進入Start畫面（亦稱啟動畫面）后，就開始按如下內(nèi)容識別PLC擴展模塊：

    *模塊有無：有模塊；無模塊

    *模塊類型：非智能；智能

    *1/0類型：開關(guān)量；模擬量

    *輸入點數(shù)：

    無輸入；

    2點模擬量輸入或08點開關(guān)量輸入；

    4點模擬量輸入或16點開關(guān)量輸入；

    8點模擬量輸入或32點開關(guān)量輸入。

    *輸出點數(shù)：

    無輸出；

    2點模擬量輸出或08點開關(guān)量輸出；

    4點模擬量輸出或16點開關(guān)量輸出；

    8點模擬量輸出或32點開關(guān)量輸出。

    與此同時，測試各個擴展模塊是否有如下錯誤：

    *配置錯誤

    *總線錯誤或校驗錯誤

    *超范圍錯誤

    *無用戶電源錯誤

    *熔斷器錯誤

    *端子塊松錯誤

    識別和測試結(jié)果在畫面的最底部以灰底黑字的走馬燈的形式提示。用戶可以按提示的內(nèi)容進行及時檢修或通知制造商。

    2)掃描周期

    PLC是以掃描的方式執(zhí)行其內(nèi)部程序的。對應(yīng)于PLC的第一個掃描周期，其內(nèi)部的一個特殊存儲器位——SMO.1就被置位，而對于非第一個的其它掃描周期，SMO.I就被復(fù)位。我們借此來調(diào)用數(shù)據(jù)處理子程序以初始化系統(tǒng)。

      3)順控功能

請看下面的一段程序：

      NETWORK 34

      LSCR SO.O

      NETWORK 35

       …

      NETWORK 38

SCRE

  該段程序就是一個順序控制程序段。

  對于某一個掃描周期，當(dāng)SO.O為1時，LSCR（裝載順序控制繼電器）和SCRE（順序控制繼電器結(jié)束）之間的程序段在該掃描周期內(nèi)就被激活而執(zhí)行之，若為O就不被執(zhí)行。這里SO.O被稱之為順序控制繼電器。

    在一個掃描周期內(nèi)，可以有幾個順控程序段被激活，如各個配料順控程序段或卸料順控程序段。這種編程技巧被稱之為分流，與之對應(yīng)的另一個編程技巧是匯流，如程序可以從攪拌、卸粉料和卸液體等順控程序段里匯流到卸砼順控程序段。

3.2數(shù)據(jù)處理程序段

    數(shù)據(jù)處理程序段對速度的要求并不如生產(chǎn)控制程序段那樣高，因此我們在設(shè)計過程重點考慮節(jié)省存儲器容量。

    該段程序是以子程序形式編寫的，主要是對設(shè)置參數(shù)（如配方和攪拌量等）與原始數(shù)據(jù)（配水量和落差等）進行處理，處理的主要內(nèi)容就是進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

    PLC所涉及的數(shù)據(jù)類型有兩種：人機界面數(shù)和模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)。

    操作員在TP上所輸入的數(shù)據(jù)和PLC在TP上所顯示的數(shù)據(jù)都是人機界面數(shù)，PLC通過模擬量擴展模塊所采集來的數(shù)據(jù)（如重量和含水率等）都是模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)。而這兩種數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換是通過傳感器標(biāo)定系數(shù)來進行轉(zhuǎn)換的。

    例如，你如果在TP上輸入了骨料秤l的零位值，按下確認(rèn)按鈕后，PLC就要把這個人機界面數(shù)通過傳感器標(biāo)定系數(shù)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)，以便和PLC在模擬量擴展模塊中采集來的骨料秤l中的骨料的重量進行比較來判斷骨料秤1中的骨料是否卸干凈。

 

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