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1  混凝土攪拌站概述

混凝土攪拌站系由攪拌機(jī)、秤、配料系統(tǒng)、卸料系統(tǒng)、倉儲(chǔ)系統(tǒng)和電控系統(tǒng)構(gòu)成的用于自動(dòng)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(gè)配料指令，配料系統(tǒng)收到該指令后，將倉儲(chǔ)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(jìn)行稱量；每臺(tái)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(gè)卸料指令，使卸料系統(tǒng)將各臺(tái)秤中的原料都卸入攪拌機(jī)中進(jìn)行攪拌；最后，攪拌機(jī)根據(jù)電控系統(tǒng)中事先設(shè)置好的攪拌時(shí)間攪拌畢后卸砼（混凝土）。

    倉儲(chǔ)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(jī)和泵等；秤一般包括骨料秤、粉料秤、液體秤、流量計(jì)和時(shí)間計(jì)數(shù)器等；卸料系統(tǒng)一般包括皮帶機(jī)、提升料斗、氣缸、閥和泵等。

    對(duì)于大型攪拌站而言，攪拌主機(jī)的卸砼門一般為雙開門。通常，單開一扇門時(shí)我們稱之為半開門，兩扇門都打開時(shí)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(jī)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(diǎn)，為攪拌站的整個(gè)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(duì)攪拌站的更新與擴(kuò)展。

    TP是混凝土攪拌站在自動(dòng)工作狀態(tài)下的一個(gè)低層終端單元。它通過一條MPI（多點(diǎn)接口）電纜與PLC連接，以達(dá)到和PLC進(jìn)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(gè)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(duì)速度要求很高，尤其是在關(guān)骨料倉門時(shí)，耽誤1秒鐘，就會(huì)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(jìn)行。

    因此，在程序設(shè)計(jì)過程中，我們采取了以下措施以提高該段程序的運(yùn)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(gè)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(jì)算落差和水調(diào)整兩個(gè)小程序段，除此而外，主程序不再包括任何一個(gè)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(jì)算落差和水調(diào)整這兩個(gè)小程序段）盡量少用甚至不用諸如除法和乘法這樣的時(shí)鐘周期比較長(zhǎng)的指令，以減少主程序的執(zhí)行時(shí)間。

(3)避開在配料過程中執(zhí)行計(jì)算落差和水調(diào)整這兩個(gè)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(dòng)啟動(dòng)的情況下進(jìn)行。事實(shí)上，我們已經(jīng)把程序設(shè)計(jì)成了只要自動(dòng)工作指示燈熄滅，就可調(diào)

用一個(gè)子程序——數(shù)據(jù)處理子程序。

(5)實(shí)際生產(chǎn)過程是具有明確定義的步驟順序的周期性進(jìn)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(shí)間，并且使程序設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單明了。

    1)自動(dòng)啟動(dòng)的初始條件

    自動(dòng)啟動(dòng)的初始條件包括如下10項(xiàng)：

    *系統(tǒng)在“自動(dòng)”工作模式下；

    *攪拌主機(jī)正常運(yùn)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(jī)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(jī)沒在攪拌混凝土且PLC無任何輸出動(dòng)作；

    *PLC擴(kuò)展模塊無故障；

    *按了“自動(dòng)啟動(dòng)”按鈕。

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

    手動(dòng)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(dòng)和電腦手動(dòng)兩種工作方式；當(dāng)4位選擇開關(guān)打在“停止”位時(shí)，電控系統(tǒng)中的控制回路就被切斷，致使操作員手動(dòng)也無法操作，自動(dòng)也啟動(dòng)不了；自動(dòng)系指PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)被允許。

    在PLC自動(dòng)控制系統(tǒng)被啟動(dòng)前，攪拌主機(jī)必須正常運(yùn)轉(zhuǎn)。否則即使系統(tǒng)啟動(dòng)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(tái)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(diǎn)選擇）和最大量程參數(shù)設(shè)置對(duì)應(yīng)，同時(shí)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(diǎn)0位），最大量程設(shè)置成3000時(shí)，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(diǎn)l位），最大量程設(shè)置成500時(shí)，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(jì)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(tái)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(shí)際上是對(duì)所有采集模擬信號(hào)的傳感器的標(biāo)定。換句話說，如果有一個(gè)采集模擬信號(hào)的傳感器沒有被標(biāo)定過，那么系統(tǒng)就無法啟動(dòng)。

    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(gè)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(gè)參數(shù)。

如果含水率自動(dòng)補(bǔ)償被使能，則那些帶有含水率測(cè)試儀的骨料的含水率設(shè)置值就無效，其含水率值取實(shí)際測(cè)試值，而那些不帶含水率測(cè)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(jī)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(jī)是否跑偏也是通過行程開關(guān)測(cè)得。

    PLC本身具有自動(dòng)診斷功能，只要系統(tǒng)一通電，TP進(jìn)入Start畫面（亦稱啟動(dòng)畫面）后，就開始按如下內(nèi)容識(shí)別PLC擴(kuò)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(diǎn)數(shù)：

    無輸入；

    2點(diǎn)模擬量輸入或08點(diǎn)開關(guān)量輸入；

    4點(diǎn)模擬量輸入或16點(diǎn)開關(guān)量輸入；

    8點(diǎn)模擬量輸入或32點(diǎn)開關(guān)量輸入。

    *輸出點(diǎn)數(shù)：

    無輸出；

    2點(diǎn)模擬量輸出或08點(diǎn)開關(guān)量輸出；

    4點(diǎn)模擬量輸出或16點(diǎn)開關(guān)量輸出；

    8點(diǎn)模擬量輸出或32點(diǎn)開關(guān)量輸出。

    與此同時(shí)，測(cè)試各個(gè)擴(kuò)展模塊是否有如下錯(cuò)誤：

    *配置錯(cuò)誤

    *總線錯(cuò)誤或校驗(yàn)錯(cuò)誤

    *超范圍錯(cuò)誤

    *無用戶電源錯(cuò)誤

    *熔斷器錯(cuò)誤

    *端子塊松錯(cuò)誤

    識(shí)別和測(cè)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(jìn)行及時(shí)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(duì)應(yīng)于PLC的第一個(gè)掃描周期，其內(nèi)部的一個(gè)特殊存儲(chǔ)器位——SMO.1就被置位，而對(duì)于非第一個(gè)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(qǐng)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(gè)順序控制程序段。

  對(duì)于某一個(gè)掃描周期，當(dāng)SO.O為1時(shí)，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(gè)掃描周期內(nèi)，可以有幾個(gè)順控程序段被激活，如各個(gè)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(duì)應(yīng)的另一個(gè)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(duì)速度的要求并不如生產(chǎn)控制程序段那樣高，因此我們?cè)谠O(shè)計(jì)過程重點(diǎn)考慮節(jié)省存儲(chǔ)器容量。

    該段程序是以子程序形式編寫的，主要是對(duì)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(jìn)行處理，處理的主要內(nèi)容就是進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換。

    PLC所涉及的數(shù)據(jù)類型有兩種：人機(jī)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(jī)界面數(shù)，PLC通過模擬量擴(kuò)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(jìn)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(gè)人機(jī)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(kuò)展模塊中采集來的骨料秤l中的骨料的重量進(jìn)行比較來判斷骨料秤1中的骨料是否卸干凈。

 

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