基于PLC的攪拌站物料輸送系統設計

文/宋洋 遲彩闊，沈陽興華航空電器有限責任公司

1 混凝土攪拌站的組成

整個全套的攪拌裝置是由多臺主機和一些輔助設備組成，它最基本的組成部分有以下五個：輸送設備、稱量設備、攪拌設備、儲料設備及控制系統，本設計主要設計的是物料輸送過程，其工藝流程圖如圖1.1。

圖1.1 混凝土攪拌站示意圖

混凝土攪拌站主要由物料輸送設備、稱量設備、攪拌設備、儲料設備、和控制系統五大部分組成。

2 混凝土攪拌裝置的系統流程

混凝土攪拌站進行生產時，首先將水泥和粉煤灰由DB倉式氣力輸送泵輸送到一號攪拌器中，DB倉式氣力輸送泵由空壓機控制啟停，壓力小于設定值自動啟，壓力大于設定值自動停，一號攪拌的同時1號水泵啟動，達到其設定值電動閥開啟，進入1號攪拌器攪拌，延時攪拌5分鐘后放料閥開啟進入到2號攪拌器中。其次將骨料分別裝入各自的料倉，然后打開碎石料和機制砂料的給料閥門分別將骨料投入到秤斗進行稱量，秤斗中的骨料不斷增加直到電子秤指示到所設定的重量才控制下料閥門停止投料，然后啟動皮帶將骨料卸入2號攪拌器中。最后是另一部分的水和添加劑由水泵輸送到2號攪拌器中，進行最后的攪拌，延時攪拌5分鐘，放料閥開啟，卸料，完成整個生產過程。

3 混泥土攪拌站物料輸送控制系統的軟件設計

WPLSOFT2.12是臺達公司PLC的軟件編程、調試的工具程序，適用于臺達SS，ES，SX，SV等系列PLC，它可完成用戶程序的建立、編輯、檢查、調試以及監控，同時還具有完善的維護等功能，使得程序的開發及系統的維護更為簡單、快捷，系統的準確性比較高。WPLSOFT2.12編程軟件支持模塊化設計，在程序編寫時可以直接將編寫好的程序通過DVP32EH00R傳送到PLC來控制現場設備，WPL SOFT2.12編程軟件可以實現梯形圖或語句表的編程、編譯檢查程序、程序和數據的上載及下載、設置PLC的設定區、對PLC的運行狀態或內存數據進行監控和測試、打印程序清單、文檔管理等功能。可以說WPLSOFT2.12是臺達PLC的專業編程軟件。

3.1 PLC程序編程語言的選擇

PLC編程語言的選擇對本設計很重要，梯形圖語言、邏輯功能圖語言、助記符語言都是PLC的程序的編程語言。但使用最廣泛的還是梯形圖語言，這種語言能很簡單、很容易掌握、也很直觀的看到程序的執行的結果。而且在平時的上課老師教的一直就是梯形圖言語，因此比較熟悉，比起C語言和匯編語言等計算機語言，梯形圖語言邏輯性更強，它以圖形代替一成不變的指令，讓人更容易的記住，更容易理解。指令也更簡單明了化，不用過多的涉及計算機的原理和結構。所以即使對計算機原理與結構掌握不夠好，學習起梯形圖語言也不會有太大的障礙。所以本文選擇了梯形圖的編程方式。

3.2 控制系統I/O分配

數字量I/O模塊的選擇：數字量I/O模塊的不同，直接關系到I/O點數的多少，選擇時主要考慮輸入輸出點數、外部電路的性質和電壓的形式和距離等，在選擇時還應注意，模塊與外部接線的方式、輸出電壓的額定限度、外部輸出點同時接通的影響、選擇輸出方式等。本系統一共用到9個輸入，11個輸出。根據此點數選擇了EH32系列，一共有16輸入16輸出，滿足本設計點數。I/O地址分配目的是讓主CPU模塊能夠訪問其他的模塊，進行數據的交換。在進行I/O地址分配時，要特別注意不要產生地址沖突的錯誤。本設計的I/O分配如表3.1所示。

4 監控程序的設計

4.1 組態軟件選擇

組態軟件正在逐步代替各種計算機語言的軟件開發，簡單明了，得到工程開發人員的好評。最近幾年來DCS生產廠商和國內外的軟件開發商開發的組態軟件逐漸步入市場，如西門子公司的Win CC，研華公司的Genie，世紀長秋公司的世紀星，Intellution公司的F ix DMACS等等。開發組態系統的大多都是專門的軟件公司，這樣可以提高了系統的工作效率和準確性，大大減輕了工程開發人員工作量的負擔。

4.2 世紀星軟件組成

世紀星組態軟件是在PC機上開發的智能型人機接口軟件系統，它充分利用了Windows操作系統的優點，比如具有強大圖形功能、界面簡單形象、易學易用的特點。從而使世紀星組態可以更好體現出其功能的強大性。

4.3 組態圖形界面的設計

根據其工藝過程及工藝要求，本設計精心繪制了物料輸送控制系統流程畫面。實際的輸送過程和相應的輸送設備本設計都用簡單易懂的畫面表現出來，主要用來顯示各動態信息，特別是主要的工藝參數、以方便操作人員及時掌握現場情況，當發現問題時可以安全及時解決問題而不造成重大損失。本組態畫面完全符合自動控制要求，結合控制流程圖，畫出具體的物料輸送控制系統的動態畫面，本文設計的組態畫面不僅形象，還可使觀看者一目了然的明白其工作原理，在整體設計過程中按照提出問題，分析問題，解決問題的思想，對整個監控系統的設計工作做出了細致的闡述。但是因為本人才能所限，所以本設計難免會存在一些瑕疵，經過最后的檢查，發現本系統還存在著一些不足，如本設計的組態畫面不夠逼真等。因此，應該做進一步的學習，希望以后設計出更完善的攪拌站物料輸送系統。