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1引用。
隨著城市現(xiàn)代化和大型水利工程的不斷發(fā)展，過去由施工現(xiàn)場自行生產(chǎn)混凝土的方式將被自動控制混凝土攪拌站取代，因為其質(zhì)量保證困難，噪聲和粉塵污染嚴重。自動控制混凝土攪拌站具有產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低、環(huán)保性能好的特點，正在成為混凝土生產(chǎn)的主流?；炷翑嚢枵究刂葡到y(tǒng)是用于混凝土生產(chǎn)的自動電子配料和控制裝置。它由工業(yè)控制計算機、控制臺和基于可編程控制器的現(xiàn)場控制站三部分組成。它可以根據(jù)給定的配方自動控制各部分物料的稱重、進料、混合和出料。同時，本系統(tǒng)的軟件還具有財務(wù)管理、生產(chǎn)統(tǒng)計、誤差分析、原材料消耗統(tǒng)計等一系列管理功能。此外，在混凝土攪拌站自動控制系統(tǒng)的開發(fā)過程中，也強調(diào)了如何提高系統(tǒng)的可靠性和準確性的問題。
2.系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)。
通過PLC通訊單元實現(xiàn)與計算機的通訊。計算機可以采集和處理數(shù)據(jù)，并將其傳輸?shù)娇删幊炭刂破鞯臄?shù)據(jù)區(qū)。計算機還可以直接在PLC的數(shù)據(jù)區(qū)讀寫數(shù)據(jù)，還可以監(jiān)控程序執(zhí)行狀態(tài)。可見，通過PLC與計算機的通訊，可以方便地完成混凝土配比參數(shù)的選擇，PLC控制系統(tǒng)的調(diào)試可以摒棄缺少直觀、不方便的編程器。調(diào)試、參數(shù)修改、故障處理都實現(xiàn)了人機操作對話，控制系統(tǒng)更加完善。這是目前自動控制領(lǐng)域最理想的控制方式，即以工控機作為數(shù)據(jù)管理層，以PLC作為數(shù)據(jù)控制層，PLC與計算機進行通信，形成控制網(wǎng)絡(luò)管理站點的分布式控制系統(tǒng)?；炷翑嚢枵緶y控系統(tǒng)主要由上位機監(jiān)控管理部分、下位機可編程控制器現(xiàn)場控制部分和傳感器稱重計量部分組成。
因此，硬件由可編程控制器(包括數(shù)字輸入/輸出模塊和模擬輸入模塊)、工控機、電子稱重系統(tǒng)、打印機和幾個電氣元件組成。每個部分描述如下:
(1)作為現(xiàn)場控制部分，可編程控制器在整個系統(tǒng)控制中起著重要的作用。從GEFanuc系列中選擇90-30系列PLC。90-30系列PLC由一系列控制器、I/O模塊和各種專用模塊組成。該系列PLC具有成本低、性能高、編程先進的特點，易于配置和安裝，可以方便地將簡單的繼電器替換為復(fù)雜的中型自動化應(yīng)用系統(tǒng)。90-30系列CPU功能強大，內(nèi)置PID、結(jié)構(gòu)化編程、中斷控制、間接尋址、各種功能模塊，可以完成復(fù)雜運算。而且有功能強大的專用模塊可供選擇，包括軸定位模塊、高速計數(shù)器模塊、BASIC和C語言協(xié)處理器模塊、Genius通訊模塊。此外，它還具有豐富的開關(guān)輸入/輸出和模擬輸入/輸出，簡化的啟動和故障自診斷
(2)上位機采用西門子公司生產(chǎn)的PC670系列工控計算機(每個部件只通過96h不間斷測試，一般為24h)，與PLC系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸和交換，將外部輸入?yún)?shù)寫入PLC系統(tǒng)，也可以將PLC系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)讀入工控機。
(3)電子稱重系統(tǒng)由承重傳力機構(gòu)、稱重傳感器、稱重變送器、電子計量顯示儀和電源組成，其中稱重傳感器及其變送器是電子秤的核心。采用低端TSB稱重傳感器，結(jié)構(gòu)緊湊，安裝方便，性價比高。同時，基于DBZ-3變送器的功能電子秤采用數(shù)字化技術(shù)，集成度高，具有自動調(diào)零功能，操作方便。
(4)打印機選用EPSON300K24針打印機，連接工控機，用于打印報表和票據(jù)。
(5)其他電氣元件:向PLC系統(tǒng)提供輸入信號，執(zhí)行PLC系統(tǒng)的輸出，控制電機的啟動和停止。
系統(tǒng)硬件設(shè)計滿足骨料和水泥稱量精度小于1%，水稱量精度小于0.5%，添加劑稱量精度小于0.1%的要求。
3.系統(tǒng)軟件設(shè)計。
下位機(可編程邏輯控制器)程序采用Windows操作系統(tǒng)下通用的PLC梯形圖編程軟件Versapro作為開發(fā)工具，對程序進行在線或離線的檢查、調(diào)試、監(jiān)控等操作，方便可靠地實現(xiàn)攪拌站的現(xiàn)場控制。PLC需要采集每個秤的重量信號以及其他傳感器和行程開關(guān)提供的開關(guān)信號，并對這些信號進行處理后，輸出電磁閥、電機等各種執(zhí)行器的控制信號。
根據(jù)工作流程的要求，當(dāng)PLC控制程序執(zhí)行輸出動作時，計算機必須已經(jīng)處于數(shù)據(jù)采集處理狀態(tài)，因此需要設(shè)置內(nèi)部輔助繼電器標志。只有當(dāng)計算機復(fù)位此標志時，PLC才能確認計算機處于所需狀態(tài)，否則，必須關(guān)閉所有輸出負載并等待。
同樣，到最后，判斷停止條件:所有的門和閥門都已關(guān)閉；收集料斗和稱重料斗都是空的；這批攪拌完畢，PLC沒有輸出動作。
上位機(工控機)采用功能強大、界面友好的iFix組態(tài)軟件，利用標準的OPC接口實現(xiàn)iFix與GEFanuc的90-30系列PLC的連接和通訊。同時，利用VBA數(shù)據(jù)庫管理數(shù)據(jù)，利用人機界面提供的圖形對象顯示和監(jiān)控數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)緊密結(jié)合攪拌站的生產(chǎn)過程和管理，實現(xiàn)了攪拌站整個混凝土生產(chǎn)、控制和管理的自動化。
上位機采用面向工作流的設(shè)計方法，圖形化表達整個攪拌站的加料系統(tǒng)和攪拌過程。監(jiān)控程序作為上位機軟件系統(tǒng)的控制臺，可以根據(jù)系統(tǒng)的不同結(jié)構(gòu)組成，改變系統(tǒng)可視化控制臺的顯示圖形。系統(tǒng)控制臺顯示當(dāng)前系統(tǒng)的運行狀態(tài)，便于監(jiān)控工作過程。整個系統(tǒng)要有良好的人機交流方式和直觀方便的用戶界面(比如各種操作都是通過中文菜單提示完成，不需要復(fù)雜的鍵盤操作，盡量減少漢字輸入的操作等。)，從而實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的高度智能化控制和管理。同時，上位機監(jiān)控軟件的各個程序應(yīng)具有以下特點:跨平臺，支持多數(shù)據(jù)庫，提供開放的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)接口；系統(tǒng)穩(wěn)定，控制準確可靠，生產(chǎn)數(shù)據(jù)得到備份，提高了數(shù)據(jù)安全性。
4技術(shù)措施。
4.1提高可靠性的措施。
(1)PLC采用獨立電源，接地線單獨接地。
(2)工控機和弱電部分采用在線500Wusp供電，既凈化了弱電電源，又保證了工控機不會因為突然斷電而丟失數(shù)據(jù)。
(3)整個系統(tǒng)的接地電阻要求小于1M。
(4)工控機和稱重儀表的控制輸出和報警輸入采用光電隔離技術(shù)，有效防止外界干擾信號進入。
(5)安裝所有交流接觸器，用于電阻和電容吸收。
(6)所有中間繼電器包都配有二極管吸收電路。
(7)各種弱電傳輸電纜采用屏蔽線，屏蔽層一端接地。
4.2提高稱重精度的措施。
(1)利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對稱重系統(tǒng)測量結(jié)果中的靜態(tài)非線性誤差和動態(tài)滯后誤差進行補償，實現(xiàn)精確測量。
(2)水泥和粉煤灰采用變速給料，減少沖擊的影響。稱重時先高速進料，達到設(shè)定值的90%左右后自動轉(zhuǎn)為低速配料，實現(xiàn)精確稱重。
(3)骨料(石頭和沙子)應(yīng)存放在大小筒倉中。
(4)注水時，用粗細管準確稱量流量。

5.結(jié)論。
基于PLC和工控機的混凝土攪拌站控制系統(tǒng)，充分利用了PLC控制的可靠性高、功能完善、產(chǎn)品標準化、開發(fā)性強、編程簡單直觀等優(yōu)點，可以有效彌補繼電器控制和單片機控制在可靠性上的不足，與工控機配合使用，易于實現(xiàn)操作和管理的結(jié)合。具有強大數(shù)據(jù)處理和圖像表示能力的組態(tài)軟件的應(yīng)用結(jié)合了先進的自動化技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)和軟件技術(shù)，具有可靠性高、操作簡單、易于維護的特點。PLC和工控機結(jié)合在城市建設(shè)和水利工程的攪拌站控制中取得了良好的效果。

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