摘要：摘要混凝土攪拌站控制系統(tǒng)是將砂石、水泥、水以及外加劑等原料按一定比例混合、攪拌，自動(dòng)生產(chǎn)出混凝土的控制系統(tǒng)?；炷辽a(chǎn)的關(guān)鍵步驟就是按照一定比例混合生產(chǎn)原料，投料精度對(duì)于生產(chǎn)出的混凝土質(zhì)量有著重要影響。目前搭建混凝土攪拌站控制系統(tǒng)主要有兩種方式，一種是采用工控機(jī)搭配數(shù)據(jù)采集、控制等板卡作為系統(tǒng)硬件，用C++等編程軟件制作上位機(jī)操作界面。還有一種就是采用PLC作為系統(tǒng)控制器，用組態(tài)軟件編寫(xiě)上位機(jī)操作系統(tǒng)。PLC以其靈活、可靠等特點(diǎn)越來(lái)越多的應(yīng)用在混凝土攪拌站系統(tǒng)中，和利時(shí)公司的LK系列PLC也以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集以及處理能力，在混凝土攪拌行業(yè)中有著很好的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：LKPLC；混凝土攪拌系統(tǒng)

1引言

早期的混凝土主要由建筑工地自行生產(chǎn)，此種生產(chǎn)方式效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)環(huán)境惡劣，生產(chǎn)出的混凝土質(zhì)量不容易控制，對(duì)生產(chǎn)工人的身體也有較大的危害。隨著我國(guó)對(duì)混凝土的需求量越來(lái)越大，對(duì)其質(zhì)量要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)生產(chǎn)方式已經(jīng)滿足不了需求。對(duì)此在90年代后我國(guó)的混凝土攪拌站技術(shù)有了快速的發(fā)展，目前搭建混凝土攪拌站控制系統(tǒng)主要有兩種方式，一種是采用工控機(jī)搭配數(shù)據(jù)采集、控制等板卡作為系統(tǒng)硬件，用C++等編程軟件制作上位機(jī)操作界面。采用這種方式在初期投入成本上有一些優(yōu)勢(shì)，但是工控機(jī)以及采集卡在惡劣環(huán)境下長(zhǎng)時(shí)間工作的可靠性較差，后期維護(hù)成本較高，C++編程、修改也比較復(fù)雜，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性與開(kāi)放性也有很大的局限性。還有一種就是采用PLC作為系統(tǒng)控制器，用組態(tài)軟件編寫(xiě)上位機(jī)操作系統(tǒng)。PLC以其靈活性、可靠性聞名，編程易于學(xué)習(xí)跟掌握，組態(tài)軟件使用簡(jiǎn)單并有豐富的圖庫(kù)，可以方便的編制出功能強(qiáng)大的上位機(jī)操作系統(tǒng)。為了保證混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量，需要控制器有強(qiáng)大的模擬量處理能力以及快速的模擬量采集能力，和利時(shí)公司的LKPLC繼承了和利時(shí)DCS模擬量處理能力強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還有全通道（6通道）采樣周期小于50ms的模擬量采集模塊，這些為生產(chǎn)出高質(zhì)量的混凝土提供了保障。下面就詳細(xì)介紹一下采用和利時(shí)公司的LK系列PLC搭建的混凝土攪拌站控制系統(tǒng)。

2混凝土攪拌站工藝

混凝土的原料一般包括砂石、水泥、礦粉、粉煤灰、膨脹劑、水、外加劑等。在攪拌站控制系統(tǒng)中各原料按照給定的配比進(jìn)行稱重配料，然后卸料至攪拌機(jī)進(jìn)行混合攪拌，攪拌設(shè)定時(shí)間后出砼，最后由運(yùn)輸車運(yùn)走。其生產(chǎn)工藝如圖2-1所示：

圖2-1混凝土攪拌站工藝流程

砂石等骨料的配料稱重裝置由給料閥門(mén)與計(jì)量斗組成，按照給定的配料比例，系統(tǒng)先將骨料投入到計(jì)量斗中，然后再將骨料卸放到傳輸皮帶上，提升料斗將傳輸皮帶上的骨料提升至骨料倉(cāng)中等待卸料，卸料條件滿足后將骨料倉(cāng)中的骨料卸放到攪拌主機(jī)中。

水泥、礦粉、粉煤灰以及膨脹劑等粉料，按給定配比通過(guò)螺旋輸送機(jī)加入到計(jì)量斗中，再通過(guò)計(jì)量斗把粉料卸放到攪拌機(jī)中。

外加劑與水都是通過(guò)水計(jì)量斗輸送到攪拌主機(jī)中的，首先按設(shè)定比例配好水跟外加劑，然后通過(guò)外加劑計(jì)量斗把外加劑輸送到水計(jì)量斗中，最后外加劑與水一起加入到攪拌主機(jī)中。攪拌站工藝示意圖如圖2-2所示。

圖 2-2攪拌站工藝示意圖

為保證配料精度，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)原料投入計(jì)量斗中的量去執(zhí)行補(bǔ)料或扣料功能。當(dāng)原料投入量在配料落差范圍內(nèi)，并且配料誤差大于配料誤差允許值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)執(zhí)行補(bǔ)料功能，補(bǔ)料功能是以點(diǎn)動(dòng)的方式開(kāi)啟投料裝置，緩慢加入原料使其投入量滿足配料精度要求；當(dāng)原料投入計(jì)量斗中的投入量大于配料設(shè)定值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)在卸料的過(guò)程中執(zhí)行扣料功能，扣料功能是以點(diǎn)動(dòng)的方式開(kāi)啟卸料閥門(mén)，扣除多余原料供下一批次生產(chǎn)使用。

3混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

此系統(tǒng)采用和利時(shí)公司的LK系列PLC作為控制器。控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示，在控制層配置一個(gè)控制站，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場(chǎng)的I/O信號(hào)進(jìn)行通訊，同時(shí)負(fù)責(zé)整個(gè)批次處理過(guò)程的控制；在操作層采用了1個(gè)操作員站（兼工程師站），用于操作攪拌站控制系統(tǒng)，同時(shí)又采用了一個(gè)15寸觸摸屏作為系統(tǒng)備份，當(dāng)操作員站出現(xiàn)故障時(shí)，可以使用觸摸屏對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行操作，從而不會(huì)影響正常生產(chǎn)。操作員站、觸摸屏與現(xiàn)場(chǎng)控制站通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，打印機(jī)負(fù)責(zé)打印日常報(bào)表。

圖 3-1攪拌站控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

PLC硬件配置

為提高系統(tǒng)的可靠性，本系統(tǒng)采用支持冗余的CPULK210組成冗余控制系統(tǒng)，以及高速模擬量采集模塊LK412，其全通道（6通道）采樣周期小于50ms，并且通道之間是隔離的。高速模擬量采集對(duì)于提高攪拌站控制系統(tǒng)的投料精度至關(guān)重要，也是提高混凝土質(zhì)量的保障。PLC控制系統(tǒng)硬件清單如下：

表3-1PLC控制系統(tǒng)硬件清單