基于PLC的混凝土攪拌站電氣控制系統設計

徐珊珊

摘要：在PLC技術日益發展的今天，軟件編程、硬件配置、通訊網絡功能和模擬量控制都有了很大的發展，在各自的領域和綜合信息機械化時代有了很大的建樹。對于混凝土攪拌站的電氣控制而言，選擇一款合適的可編程控制器是非常影響今后的工作效率的。我們力求提供一種總結系統軟硬件設計要點的理論。

關鍵詞：PLC;混凝土攪拌站;電氣控制系統設計

現代經濟的發展推動了建筑業的發展，過去采用的現場自動控制混凝土，現在出現了基于PLC的全自動對于混凝土的基本原料供應、自動稱量、卸料等各個環節。此外，PLC可靠性強、編程簡單、功能齊全，可以彌補混凝土攪拌站現有控制系統的不足。與工控機結合時，通過以下方式進行管理：上位機和副機PLC監控并確保整個過程自動化。實現生產控制、提高貼裝精度以及提高產品質量和產量對成本控制具有積極意義。加強PLC與工控計算機相結合的混凝土攪拌站電氣控制系統的設計與研究。

1、設計方案確定

我們在設計方案的確定中選擇了混凝土攪拌站分別由上下兩個位機組成，各司其職完成綜合作業，上位機完成整體系統的管理，下位機對于PLC控制單元完成控制，通過PLC通訊裝置與計算機相連。Communicate是用于監控計算機程序執行情況的PLC，可直接獲取區域數據的內部數據。

2、攪拌站控制系統硬件設計

2.1下位機硬件設計

PLC對于型號的要求：對于三菱FX2N系列PLC我們在大型控制系統使用頻率還是很大的。FX2N系列的PLC一般采用。基本單元輸入繼電器最大量程為X0-X7，共64點。展開后為X0。X267有184點。系統控制方式：系統包括手動控制和自動控制。在手動模式下，主要用于系統維護和軟件調試。我們會在安裝過程中選擇安裝兩種按鈕，手動按鈕和自動按鈕，但是一般來說用的最多的也就是自動按鈕，方便快捷高效就是最大的優點。按鈕燈在系統不能正常工作時及時處理錯誤。對于各類信號的控制是有自己的調節余地的，在使用操作過程中，以有效控制其行為（例如，控制點擊序列、批量設備的啟動和停止）。啟?？刂频龋?。一般的混凝土攪拌站分規模的大小對于下位機的硬件的選擇就會有很大的不同，下位機硬件的選擇直接影響著整個系統的穩定輸出性能的高低，硬件和上位機的軟件相互配合，使得整個流水線能在高效的混凝土施工過程中得到較高質量的混泥土，達到期望值。再者，根據稱重信號和生產公式，可以獲得電子秤控制信號、螺旋喂料器等。動態監控稱重期間出現的問題。稱重顯示設備與PLC快速高效通訊，輸出單片機開關量輸出的1/0。PLC輸入，達到控制的目的。

2.2稱重儀表的硬件設計

傳感器和外圍和放大器電路設計使用傳感器進行電路檢測。依舊是在電阻大的地方分的電壓就大，我們的傳感器選擇上一定要選擇過濾別的信號較強的，也就是自身比較穩定的。對于整個電路的安裝和設計上，尤其是在安裝上使用了運算放大器，以防止一般用戶設計的差分放大器的增益調節電阻Rg系統受到干擾。

A/D轉換芯片及AT89S52單片機接口電路設計AD574是美國ADI公司生產的12位單片機A/D轉換器。選擇連續逼近A/D轉換器并選擇最大轉換。時間設置為25us。由于0.05%是轉換精度，所以最好嘗試使用高精度、高速轉換采樣系統。

2.3上位機選擇

上位機的選擇上我們盡量選擇串口數量較多的，能加入可選擇功能且有利于維護和更換。上位機的作用是在不同的狀態下顯示參數并發出控制命令來調整控制參數。高端電腦由組態王6.51開發，能夠創建強大、穩定的顯示模塊。組態王6.51這是一款在工業上使用很頻繁的模擬仿真軟件。

3、混凝土攪拌站控制系統軟件設計

在軟件設計過程中，首先根據實現的功能需求繪制控制流程圖，然后將整個運行過程根據技術流程劃分為其他功能模塊，創建控制程序。

3.1 PLC的I/O配置

PLC的I/O配置：依據現實的混凝土攪拌站的控制系統所需輸入輸出點數，合理分派PLC的I/O端口。

遵循I/O點數及其特征如下分析：

CPU： CPU226，輸入輸出點數為24I/16O;

擴展模塊：EM231，輸入輸出點數為4AIW;

3.2系統組態

在自控系統中，可以讓用戶快速構建工業自控系統監控特性的工具有著廣泛的應用，主要是電力系統、石油、化工等領域的數據功能，就是收集和控制，過程監控?；炷翑嚢枵究刂葡到y配置使用組態王工具，以符合具體澆筑廠的控制系統。其組態圖畫如下圖3.2所示：

在設置界面，可以對混凝土攪拌站的操作系統進行監控，通過動畫、圖形等方式向用戶展示控制器的運行狀態，方便的包含各種設備驅動程序。配置方法、連接、數據和其他功能?？刂谱兞吭诒疚闹性O計了兩個：輸入輸出和容量的變量。這個設計中的輸入輸出量并不一定都是來自最初設定的初始值，也有來自其他的外界的數據量。

3.3控制系統程序分析

3.3.1程序控制流程圖

根據生產流程，PLC通過程序采集輸入端口的信息，數據分析、處理后，控制輸出動作，完成混凝土攪拌站開關閥、電機等元器件動作。

4.3.2運行程序設計

混凝土攪拌站運行過程中，首先啟動輸送帶，打開道爾頓、砂箱和水泥桶的開關閥，使骨料依次裝入稱量斗1進行稱量。稱重完成后，添加稱重。配重斗1的卸料閥通過皮帶輸送機將骨料輸送到混合箱。完成后，分別打開水泵和加水泵。將水和液體添加劑放入計量斗2，稱量完成后，打開計量斗2的出料閥，將水輸送至輸送管道。

4、上位機設計

為了保證通信的準確性，子母計算機必須遵守一致的通信協議并設置通信參數（例如傳輸速度、數據位等）。通訊方式主要選擇主從式，從主機發出信號，在過程中完成數字信號與模擬信號的轉化。對于上位機的設計，不一樣的操作流程對于最終的結果可能在時間上會有重合和相似。

5、總結

PLC和工業控制計算機對于整個混凝土控制是全自動化的，所以整個過程只要在程序輸入環境穩定的情況下是沒問題的。整個系統生產得到的混凝土高效質量好，整體工作方便，可積極宣傳應用到混凝土生產中。后續研究將不斷研究和完善，使系統更加完善。

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