PLC在大型瀝青混凝土攪拌站中的應用

吳剛

【摘 要】瀝青混凝土攪拌站，專門用于拌制瀝青混凝土，攪拌站運行中，控制系統屬于核心的設計，用于提高攪拌站的控制水平，滿足混凝土的配比需求。因此，瀝青混凝土攪拌站設計，提高了對控制系統的重視度，規范攪拌站控制系統的使用。在實際施工過程中，PLC系統的應用大大提高了攪拌站的控制水平，本文將進行分析。

【關鍵詞】PLC 瀝青混凝土 攪拌 應用

1 前言

隨著城市化進程的不斷加快，促使社會對公路的需求量越來越大，同時在一定程度上導致國家對高速公路的主要建筑材料———瀝青的需求量越來越大，這也進一步的導致國家對瀝青混合料攪拌機的工作效率有了更高的要求。

2 我國的瀝青混合料攪拌設備的現狀

隨著我國的發展節奏逐漸加快，對交通的便捷程度有了更加嚴苛的要求，這也就進一步導致了國內公路的建設數量逐漸增多，導致瀝青混合料攪拌機長時間處于工作狀態，而為了提高工作效率，這也就對瀝青混合料攪拌設備的質量提出了更高的要求，但是迄今為止，我國的瀝青混合料攪拌設備任然存在一定的問題，導致在實際工作中，瀝青混合料攪拌設備的工作效率不能達到需求，在一定程度上制約了高速公路的建設速度，影響了經濟的發展和貿易的往來。

筆者認為之所以出現上述情況主要是由以下幾種因素所導致的。由于多數操作瀝青混合料攪拌設備的工作人員的知識含量不高，專業知識不夠，這就導致在實際的工作中，工作人員經常出現技術上的問題，操作不當致使瀝青混合料攪拌設備的實際工作效率極低；更有一些操作人員缺乏相應的責任心，經常不按照規章制度操作，為施工安全埋下隱患，拖慢了高速公路建設的施工進度。而且由于施工團隊的管理制度并不能面面俱到，這就導致了一些施工人員鉆制度的漏洞，從而導致在施工過程中，不僅拖慢了施工的進度，還在一定程度上，拉低了瀝青混合料攪拌設備的工作效率。有很多因素都會導致瀝青混合料攪拌設備的效率不及預期，拖慢施工進度，其中很重要的一點便是設備不善的原因。如果設備出廠時就有一些零件是損壞的，這就會導致設備的利用效率不高的同時還會埋下安全隱患。而且設備在工作時總會出現各樣的問題，導致多攪拌的瀝青等原料并不達標，這就在一定程度上拖慢了施工進度。而設備的效率之所以不及預期不僅是因為出廠時本身存在問題和操作問題，還有施工環境的影響以及原料配比等因素，而這些問題會在一定程度上限制我國瀝青混合料攪拌設備的發展，進而影響我國的發展。

3 PLC在瀝青混凝土攪拌站控制系統的應用

3.1 總體設計

瀝青混凝土攪拌站控制系統，是將瀝青混凝土的各項物料，按照配比稱量，送到攪拌站內。攪拌站控制系統的設計，需要配合動態稱量系統，解決配料的非線性、時變性問題，禁止出現超差的情況，通過控制系統，規范配料的精度、速度，維護瀝青混凝土的性能。控制系統的總體設計，重點考慮配料精度的需求，攪拌站配料的過程中，沖擊力、空中落差，屬于影響攪拌站控制系統設計的兩大因素，例如：空中落差因素，混凝土的某一項配料，如水泥、粉煤灰、礦粉，攪拌站的計量裝置，受到控制系統的指示，當該配料的配比達到設計值時，控制系統會對計量裝置發送關閉的指令，此時出料口、稱斗之間，仍舊存在一部分物料，屬于計量裝置統計以外的，此部分屬于空中落差的范疇。因此，混凝土攪拌站控制系統內，提出模糊控制+PID算法，優化攪拌站控制系統的運行環境。模糊控制+PID算法的模式，表現出了混合型算法的特征，對控制系統的期望值實行模式化的處理，有效調節超調量，同時將其作為控制系統的輸入變量，輸入后，獲取反饋值、期望值的偏差，經過百分比進行模糊化處理，將其作為另外一個輸入量，控制系統在此類模式的作用下，檢測偏差百分比，當百分比處于切換標準時，采用PID控制，利用迭代自學習的方式，提前預測出空中的落差，解決落差的問題。

3.2 配置與算法

瀝青混凝土攪拌站控制系統的配置，是指攪拌電機、水泵電機以及電動傳動和附屬部分?？刂葡到y配置設計，選擇PLC控制，按照功能布置指示燈、開關等。攪拌站控制系統的核心是PLC硬件，分析配置設計，如：（1）中央處理裝置，基于PLC的攪拌站控制系統中央處理裝置，可以采用S7-300設備，做為控制的重點，監督現場的運行設備，輔助傳感器，實行數據采集；（2）I/O系統，其為控制系統的輸入輸出，在PLC的控制下進行遠程的設備操作，構建ET200從站，Profibus總線，控制I/O數據，完成收集與控制輸出；（3）HMI部分，設計兩套同配置的HMI服務器，提高攪拌站控制系統的可靠性，而且兩套服務器，按照一供一備的方式運行，即使攪拌站控制系統的HMI服務器出現故障，也能投運備用服務器，確?？刂葡到y的正常運行。

瀝青混凝土攪拌站控制系統的算法，實現過程依賴于PLC編程軟件。配合上述硬件及組態，安排PLC編程軟件的運行。例如：瀝青混凝土攪拌站控制系統算法中，采用西門子STEP7，連接PLC的硬件、軟件，完成程序化的操作。分析STEP7作用下的功能，如：（1）綜合管理控制系統內的數據、設備；（2）配置通信數據和編程符號，規范控制功能；（3）設計PLC的硬件參數，保障其可配合軟件的功能；（4）編輯多功能的語言程序；（5）診斷PLC硬件系統的故障，維護運行的可靠性。

3.3 監控系統

瀝青混凝土攪拌站控制系統的監控部分，用于監督現場的攪拌工藝以及設備的運行，全面掌握攪拌系統的運行。攪拌站控制方面，工控機操作選用WINDOWSXPSP3，利用WinCC構建人-機界面，設計兩臺供備工控機，而且工控機上均安裝監控軟件，實時監督攪拌站現場的運行情況，記錄好工況參數。

4 結語

總之，隨著經濟的發展，現有的公路數量不足以滿足獲取運輸的需求，這就導致公路的建設越來越迫在眉睫，也因此致使瀝青混合料攪拌設備的工作強度逐漸增大，提升瀝青混凝土的拌和效率至關重要。通過PLC系統的應用能夠有效實現自動化拌和，大大提高的拌和效率。

參考文獻：

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