基于以太網的瀝青混合料攪拌設備控制系統

郭柏甫

摘 要：瀝青混合料攪拌設備涉及到物料輸送、除塵、燃燒控制、計量控制、成品料存儲等多個工序，且這些過程控制要求嚴格、準確，因此瀝青混合料攪拌設備的控制系統設計必須高度自動化。而隨著當前網絡技術的發展，瀝青混合料攪拌設備的使用單位不僅要求能遠程監控生產情況，還要求攪拌設備具備故障診斷、報警功能、ERP管理等功能，這就要求瀝青混合料攪拌設備控制系統能快速的采集和傳輸大量的基礎數據，基于以太網的瀝青混合料攪拌設備控制系統能很好的滿足上述要求。

關鍵詞：以太網；監控站；通信服務器

1概述

隨著自動化技術的不斷進步，瀝青混合料攪拌設備控制系統出現了串口設備、CAN總線等智能設備，這些設備的使用讓瀝青混凝土攪拌設備更加智能化、人性化。傳統的瀝青混合料攪拌設備控制系統結構方式如，操作按鈕——PLC、觸摸屏—PLC、計算機——PLC雖然能夠完成對瀝青混合料攪拌設備的正常生產控制，但是存在通信速率低、擴展性差等缺點，已經無法滿足大量數據實時傳輸、故障診斷報警、遠距離控制、ERP管理等要求。以太網是當前應用最普遍的局域網技術，它很大程度上取代了其他局域網標準，其數據傳輸速度高達100Mbit/s甚至10Gbit/s，因此基于以太網的瀝青混合料攪拌設備控制系統平臺更高、擴展更靈活、功能更強大。

2 系統架構

基于以太網的瀝青混合料攪拌設備控制系統采用了如下技術方案，系統架構如下圖所示，包括監控站、主控制站以及通信服務器等。

其中上位機、通信服務器與主控制站用以太網連接，且所有網絡設備處于同一個網段內。

3 功能設計

3.1 監控站

監控站上位機為裝有控制程序的計算機，具備以太網通信功能，通過屏蔽雙絞網線連接到以太網交換機，從而接入控制網絡中。該上位機不僅可以進行生產狀況實時監控，還具有數據存儲和統計、智能故障診斷分析等功能，是瀝青混合料攪拌設備的管理計算機。

3.2 通信服務器

通信服務器包括工業交換機和協議轉換器。控制站和監控站分別通過雙絞屏蔽線與工業交換機連接進行以太網通信，協議轉換器連接具有串口、CAN總線等通信功能的智能設備，實現智能設備與監控站和控制站的以太網通信。

3.3 控制站

主控制站包括以太網通信模塊（連接工業交換機實現與監控站及智能設備的以太網通信）、電源模塊、數字量輸入模塊（連接開關量傳感器、數字量輸出模塊（連接電磁閥、接觸器等）、模擬量輸入模塊（連接模擬量傳感器）、模擬量輸出模塊（連接執行器）。控制站具有完整的過程控制功能，完成瀝青混合料攪拌設備流程控制、稱重計量控制、燃燒過程控制，各流程具有嚴格的聯鎖關系，保證設備的安全、正確運轉。

智能設備，包括冷料電機驅動器、電流采集模塊、油泵電機驅動器等，這些設備不僅能完成相關的控制和檢測功能，同時還能將設備當前的狀態信息和故障信息通過以太網傳送到監控站。

3.4 現場設備

開關量傳感器包括成品料輸送系統、反吹機構用于檢測位置的行程開關，檢測熱骨料倉門、稱門及拌鍋門等開關到位的接近開關以及各電機運行狀態的輔助觸點；模擬量傳感器包括骨料、瀝青、燃油溫度傳感器、稱重傳感器、壓力傳感器、風門位置傳感器等；電磁閥、接觸器、繼電器用于驅動各料門氣缸、各裝置工作部位電機等；執行器主要包括燃燒器油門伺服執行器、引風機風門執行器等。這些設備完成對設備現場工況的檢測和執行控制站的控制指令，從而完成對整機設備的控制。

4 擴展應用

4.1監控站擴展

由于采用了以太網作為信息傳輸的通道，在實際使用過程中，可以根據需要設置多個監控上位機。這些監控上位機連接到以太網交換機上分別與控制站獨立通信，實現多機多控功能，滿足不同級別、不同區域的監控需求。

4.2網絡擴展

基于以太網的瀝青混合料攪拌設備控制系統，保證了大量實時數據能快速地在網內進行傳輸，這為控制系統實現更多的功能提供了基礎。將上位監控計算機通過路由器接入互聯網，即可實現遠程監控、ERP管理、遠程調試等功能，進一步提高瀝青混合料攪拌設備的信息化水平。

5 結語

基于以太網的瀝青混合料攪拌設備具有快速的網內數據傳輸處理能力，提高了網內控制的可靠性和穩定性，為實現瀝青混合料攪拌設備深層次的智能化、信息化功能提供了基礎。

參考文獻：

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