连续式混凝土搅拌楼控制系统设计

连续式混凝土搅拌楼控制系统设计

高科

广东华路交通科技有限公司广东广州510550

摘要：针对混凝土搅拌楼的软硬件调试和生产率提高的复杂性，介绍了几种常用的混凝土搅拌楼控制系统，并对各种控制方案的优缺点进行了分析。

关键词：搅拌楼；模拟控制

混凝土搅拌楼的控制系统种类繁多，一般来说。它可分为以下三类：

（1）工业控制机+智能配料仪表+可编程控制器（以下简称PLC）的控制方式。该方案将控制任务分为三个部分，各部分由工控机、智能仪表和PLC完成。工控机主要负责PLC和仪表、配方管理生产任务，数据采集仪配料存储管理，采集PLC状态动画显示、报警、打印报表；智能仪表接收启动信号输入公式数据和工控机负责配料过程控制传感器，直接访问返回信号的仪器。该仪器将模拟信号放大并转换成显示重量；PLC负责生产经营全过程的控制，从一开始就接受信号的IPC和外部开关输入开关信号，设备运行信号、逻辑控制仪器操作、搅拌时间和搅拌控制门。控制原理框图如图1所示。这种控制方式为1个指挥中心——工控机，2个控制中心——仪表与PLC，仪表完成配料控制，PLC完成除配料以外的其它控制，中间继电器、电磁阀、电机接触器等为执行中心。

优点：成分，显示仪表、计算机故障的情况下通过显示仪表及操作按钮手动完成生产控制过程中，系统的稳定性相对较好；PLC完成开关控制，配料过程的所有仪表，用于制备简单程序，技术人员相对较低

缺点：从控制原理图的分析来看，控制流程复杂，这就意味着电气控制、布线比较复杂，中间继电器由一些仪表控制，有些PLC用户在控制中，检修故障比较困难，对维修人员素质要求很高。除PLC外，各仪表均应与工控机通信，并正确设置各仪表的地址和通信速率。如果RS232通讯的使用，然后每个仪器需要一个独立的串行端口与PC机通信，需要扩大计算机的串口，一旦重装后电脑系统损坏，你还需要安装扩展的串口驱动程序，通信仪表正常，大量的维护工作，和更高的要求的用户级。如果采用RS485方式进行通信，需要有RS232／485转换模块。由于RS485是半双工通信模式，行访问速度较慢。当仪表数较大时，速度差非常明显。混凝土搅拌楼一般有8～10个测量尺，需要8～10个仪表。根据各仪器400500ms的需要，所有仪器的采样周期需要3秒。因此，如果仪器的数量比较多，它一般用于扩大工业控制机串口实现一到仪表和工业控制机的RS232通信。目前，该方案在混凝土搅拌设备控制系统中占有一定的市场份额，通常是在搅拌设备厂和仪表厂开发控制系统时，或用户在配备配料仪表时有特殊要求时。

（2）工业控制机+智能板的控制方式。

该程序是不是一个按钮，没有工具，没有PLC，控制任务主要集中在工业控制机、自动操作由计算机程序完成，在小鼠的工业计算机点击手动操作的按钮来完成计算机仿真，除了管理功能的完成，也参与生产的全过程控制。在工控机的扩展槽各种卡，实现模拟量采集、开关量输入输出控制，输出信号可直接驱动24V直流中间继电器。

这种控制方式的指挥控制中心是工控机，中间继电器、电磁阀、电机接触器等都是执行中心。优点：由于所有控制都是在IPC中完成的，所以它不与外部设备通信，并且排除了通信的不稳定因素。数据采集、存储和报表处理均由工控机完成，程序协调性良好。与方案（1）相比，控制流程相对简单，方向单一。所有中间继电器均由工控机输出板控制，接线比较简单。

缺点：所有功能均在工控机上完成，编程比较复杂，控制系统对IPC的依赖性达100%，是其致命的缺点。在站控系统的故障率，掺入混凝土中，排在第一的电脑故障，一旦故障无法在短时间内恢复，将导致关机，关机；因为它没有出现，没有按钮，没有手动操作；板的各种参数，参数设置不合理，程序可以不能正常运行；所有卡的控制参数，电子秤校准数据存储在计算机中，一旦计算机操作系统由于病毒或意外断电造成的系统文件丢失，重新安装操作系统后还需要重新安装网卡驱动程序，甚至需要重新配置板参数和所有的电子秤校准。对操作人员和维修人员的要求很高。

所有控制任务的工业计算机完成的解决方案，以及计算机的故障率也很高，所以稳定性很低，不适合于高速铁路、公路的建设，具有很高的稳定性，搅拌楼的桥梁和隧道，一旦关闭将对工程造成巨大损失。

（3）工业控制机+触摸屏的控制方式。

控制任务分为两个部分，每个部分工控机、PLC、工控机主要负责PLC和配方管理，存储管理的生产任务，数据采集PLC配料采集PLC状态动画显示、报警、打印报表；PLC负责控制整个过程的材料和生产的作用。传感器返回信号通过模拟信号放大板放大到PLC模拟模块，处理成重量显示；接受公式数据和启动信号，IPC输入外部开关输入限位开关信号，设备操作信号，逻辑控制的生产操作。触摸屏显示器是20世纪90年代发展起来的一种新型可编程终端，是新一代的高科技产品人机界面，适用于恶劣的工业环境，可取代工控机作为人机界面，交互性好，可靠性高，编程简单，连接方便，PLC可编程控制器。触摸屏的主要功能是：

（1）更换仪器，实时读取PLC数据，显示各刻度的重量。触摸按钮可产生相应的开关信号，控制系统或设备的运行，完成辅助仓库的手动操作和振动功能。

（2）可设定公式、生产参数，并用模拟操作图，在上位机故障时启动全自动生产。

优点：从控制原理图的分析，控制流是相对简单和清晰；触摸屏取代插件表来实现数据的显示功能，同时减少沟通的中间环节，触摸屏模拟按钮替换操作按钮，所有的手动控制可在触摸屏上通过通信电缆和PLC交换数据，大大简化了系统布线，控制和减少维修工作量；相同的成分

在PLC内部协调程序，生产过程中可以减少在任何时候水；PLC是生产的中心，由于PLC的稳定性比IPC高很多，没有系统的故障，问题，病毒感染，基本免维护；触摸屏作为辅助控制，在同时，计算机控制，两与PLC进行数据交换，双控制，同步显示，大大提高了系统的稳定性。

缺点：PLC有2个通信端口，分别与工控机和触摸屏通信同时进行，RS232和通信距离有限，超过1500米会造成通信速度和通信状态的不稳定，所以工业计算机、触摸屏和PLC的距离不太远。

上述方案是混凝土搅拌楼控制中常用的几种方案，有许多其他的方案，因为它们不占主流，所以不详细。三种方案各有优缺点，但笔者认为，在实现相同的功能，保证系统的稳定性、控制系统硬件和软件的使用更简单，更方便，更能适应不同层次、不同级别的用户，在出现问题时维修或通过电话以方便用户引导用户维护，以减少压力的客户服务

参考文献：

[1]周秀君.基于PLC的混凝土搅拌楼控制系统设计[D].广东工业大学,2008.

[2]汪立.混凝土搅拌楼自动控制系统[D].中南大学,2006.

[3韩景云.混凝土搅拌楼控制系统软件设计[D].郑州大学,2010.

[4]曾潇.混凝土搅拌楼嵌入式控制系统设计[D].西华大学,2007.