基于PLC的混凝土攪拌控制系統的設計

王艷秋

沈陽工學院信息與控制學院

基于PLC的混凝土攪拌控制系統的設計

王艷秋

沈陽工學院信息與控制學院

混凝土攪拌控制系統采用西門子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每個原料倉內原料進行稱重，當滿足設定值時即全部投入攪拌機進行攪拌，若系統發生故障時，會啟動報警系統，以便提醒現場工作人員進行檢查和修復。本設計實現了混凝土攪拌過程的全自動控制,運行安全可靠。通過與計算機通訊實現人機界面操作,能夠很好的完成了故障的診斷和處理、混凝土攪拌的配比、混凝土產量的統計等工作。

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

大型基礎設施的大規模建設對混凝土攪拌設備的需求越來越大、越來越高，提高混凝土的質量和產量已經十分必要。因而，混凝土生產過程中攪拌設備自動控制系統日益受到人們的重視。

PLC具有可靠性高，功能完善，編程簡單等特點，可以有效地彌補混凝土攪拌站常規繼電器控制系統的缺陷、與工控機相結合，混凝土攪拌站控制系統采用上位機進行管理，下位機PLC進行控制與監視，實現從配料計量、攪拌、到出料生產全過程的自動化、智能化。以提高配料精度，提高產品質量和產量，降低成本。

混凝土攪拌控制系統采用西門子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每個原料倉內原料進行稱重，當滿足設定值時即全部投入攪拌機進行攪拌，若系統發生故障時，會啟動報警系統，以便提醒現場工作人員進行檢查和修復。本設計實現了混凝土攪拌過程的全自動控制,運行安全可靠。通過與計算機通訊實現人機界面操作,能夠很好的完成了故障的診斷和處理、混凝土攪拌的配比、混凝土產量的統計等工作。

2 混凝土攪拌控制系統硬件設計

2.1 混凝土攪拌控制系統工藝流程

混凝土攪拌控制系統是把計量好的骨料、粉料、水、外加劑等原材料在攪拌機內進行攪拌均勻，形成達到規定強度的成品混凝土。因為混凝土配合比的設計是按細骨料恰好填滿粗骨料的間隙，而水泥膠質又均勻地分布在粗細骨料的表面，所以只有將配合料攪拌得均勻才能獲得最密實的混凝土。

混凝土攪拌系統的工藝流程圖如圖1所示：

圖1 混凝土攪拌系統的工藝流程圖

2.2 混凝土攪拌控制系統的組成

混凝土攪拌控制系統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、檢測單元和通訊單元。PLC 不斷地掃描檢測各種輸入信號的狀態,并且通過程序發出指令,控制相應的氣缸、控制閥和電機,從而完成混凝土攪拌的過程,與此同時還顯示相應的信號,實現混凝土攪拌過程的自動控制和跟蹤顯示。混凝土攪拌控制系統結構框圖如圖2所示：

圖2 混凝土攪拌控制系統結構框圖

3 PLC控制

CPU是PLC的核心，起神經中樞的作用，每套PLC至少有一個CPU，它按PLC的系統程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數據，用掃描的方式采集由現場輸入裝置送來的狀態或數據，并存入規定的寄存器中，同時，診斷電源和PLC內部電路的工作狀態和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，從用戶程序存貯器中逐條讀取指令，經分析后再按指令規定的任務產生相應的控制信號，去指揮有關的控制電路。

4 結論

隨著城市現代化建設及其大型水利工程的不斷發展，混凝土攪拌技術已得到了快速的發展。由PLC 和工控機共同組成的控制系統實現了混凝土攪拌工作流程的自動控制。該控制系統具有工作穩定、攪拌的混凝土質量好,故障率低,生產量大,能耗低以及操作簡便等優點,可廣泛應用于建筑工程、公路工程、橋梁工程等。PLC + 工控機的控制是目前控制領域最流行的控制模式, PLC 與工控機通訊構成的網絡還可以實現多套攪拌系統的群控。

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

[3]方承遠.工廠電氣控制技術.北京：機械工業出版社，2000：77-91

[4]賀洪江，黃爾烈．水泥生產配料的微機控制系統[J]．自動化儀表，2002：101-132

王艷秋，1955年10月出生，女，漢族，遼寧人，沈陽工學院教授，博士，研究方向：電力電子與電力傳動；智能控制理論及應用。