混凝土攪拌站最初是以單機的形式出現，各工地自拌自用，隨著基礎設施建設大規模的開展，尤其在高速鐵路的建設中，混凝土的使用逐漸增大。

隨著 PLC 技術的飛速發展，硬件配置、軟件編程、通訊聯網功能以及模擬量控製等方麵均取得了長足的進步，從而為工業自動化控製注入了前所未有的生機和活力，基於 PLC＋觸摸屏的混凝土攪拌站控製係統的設計與應用，己經成為現代生產過程自動化的一個主要發展趨勢。

1 係統硬件結構及組成

混凝土攪拌站工作環境惡劣，而且是一個受多環節製約的複雜係統，有多台大功率電機及不平衡重量衝擊，電網電壓波動很大，為達到足夠的計量精度，對數字量輸入輸出端采取光電隔離及繼電器隔離技術，將計算機係統和電氣係統隔離開來，同時采用實時控製係統進行計量控製和時序控製。大量的現場數據通過 I/O 接口直接輸入，輸出控製信號也直接輸出至各通道上，完成這些周期性運行的輸入和輸出任務，硬件應具有以下功能:

（1）周期性的采集輸入通道，周期性地將輸出控製信號輸至通道上；

（2）實時監控顯示；

（3）周期性的采集儀表數據；

（4）生成數據報表並打印。

以三種骨料、三種水泥、兩種添加劑和水作為標準配製， 根據整個攪拌站的工藝流程及實際需求，硬件由 PLC、觸摸屏、智能儀表、打印機、傳感器及電器元件組成。硬件各部分說明如下：

（1）PLC 作為現場控製部分， 在整個係統控製中起重要作用。目前生產 PLC 的廠家較多，如日本的三菱、歐姆龍、鬆下、發那科，，美國通用電氣集團公司和法國施耐德等。PLC 具有係統配置既固定又靈活、編程簡單、備件可自由選擇、豐富品種、令人放心的高性能、高速運算、使用於多種特殊用途、外部機器通訊簡單化和共同的外部設備等特點，滿足攪拌站控製係統的需要。

選用產品，同時考慮輸入、輸出點的數量，具體為：①57－226CPU 模塊 1 塊，24 路數字量輸入、 16 路數字量輸出； ②EM221 擴展模塊 1 塊，8 路數字量輸入模塊，功耗 2 W；③EM222 擴展模塊 1 塊，8 路數字量輸出模塊，功耗 2 W；④EM231擴展模塊 1 塊，4 路模擬量輸入點，輸入電壓有 0～10 V、 0～5 V、 ±5 V和±2.5 V， 輸入電流0～20 mA。

（2）電子稱重係統由承重和傳力機構、稱重傳感器、稱重變送器、電子測量顯示儀表和電源等部分組成， 其中稱傳感器及其變送器是電子秤的核心。采用低端 TSB 型稱重傳感器，它雖然精度較低，但結構緊湊、 安裝方便、 性價比較高， 同時， 基於 DBZ-3型變送器的功能電子秤采用了數字化技術，集成度高，而且具有自動回零功能，方便操作。

（3）觸摸屏監控器是 20 世紀 90 年代出現的，是顯示器和觸摸開關一體型的可編程終端，簡稱PT，是新一代高科技人機界麵產品，由觸摸檢測部件和觸摸屏控製器組成，專為 PLC 應用而設計；觸摸屏集主機和輸人輸出設備於一體，適合在惡劣的工業環境中使用（防護等級達 IP65）；用它作為人機界麵，具有交互性好、可靠性高、編程簡單以及與連接簡便等優點。主要有如下功能：

①主要用於實時顯示設備或係統在操作狀態方麵的實時信息；

②觸摸屏上的觸摸按鈕可產生相應的開關信號，或輸入數值、字符給 PLC 進行運算處理；

③可多幅畫麵重疊或切換顯示，顯示圖形、字符串、報警信息、曆史記錄、趨勢圖等。

（4）其它人機接口：單台 PLC 的小型開關量控製係統一般使用指示燈、報警器、按鈕和操作開關等用來做人機接口。對於要求較高的大中型控製係統，可選用較高檔的操作員接口，本係統繼電器選用日本歐姆龍產品，操作按鈕、接觸器及斷路器選用法國施耐德產品。控製電源回路中，電櫃電源和 PLC 電源通過二級隔離變壓器完全隔離，儀表經二級隔離供電，並加以濾波，電源波動超過±10%時，必須使用電源穩壓器穩定電源。

2 係統軟件設計

根據混凝土攪拌站的總體控製要求，確定用戶程序的基本結構，畫出程序流程圖或開關量控製係統的順序功能圖，采用順序控製設計法進行設計。

主要包括初始化過程、模塊檢查、人機對話、設置程空（零位範圍）、程滿（量程範圍）、數據和字符轉換、配方選擇、模擬量處理、落差計算、生產打印等。

用戶界麵設計是程序設計中最困難也是最重要的部分，構造一個用戶界麵最有效的辦法是先構造一個能完成所有必要功能及動作的原型，即進行原型設計，本係統可以在屏幕上看到配方值、實際配料淨值、秤的毛重，同時顯示物料名稱；采取多任務控製方式，在配料同時，可以選擇下一個任務；配料所有參數可以進行修改，調整配方、去皮、攪拌時間等參數，也可以禁止骨料斜皮帶上料、儲料鬥向攪拌機投料，還可以控製攪拌機放料門的開、關。從而盡可能方便係統的人機交互，主要包括歡迎畫麵、工作主畫麵、參數設置畫麵、落差設置畫麵、配方管理畫麵、配方輸入畫麵、運行監控顯示參數畫麵、設定係統時鍾畫麵、調整配方畫麵、幫助畫麵、報警信息畫麵的設計等。

3 技術措施

3.1 增強可靠性的措施

（1）PLC 采用單獨供電且接地線單獨接地；

（2）要求整個係統接地電阻小於 1 Ω；

（3）交流接觸器全部安裝阻容吸收；

（4） 中間繼電器線包全部安裝二極管吸收回路；

（5）各種弱電傳輸電纜全部采用屏蔽線，並且屏蔽層單端接地。

3.2 提高稱量精度的措施

（1） 采用神經網絡算法補償稱重係統測量結果中的靜態非線性誤差和動態滯後誤差，以實現精確計量；

（2）對水泥、粉煤灰采用變速給料來減少衝量影響。稱量時，先高速給料，達到設定值的 90%左右後自動變為低速配料，實現精稱；

（3）對骨料（石、砂）采用大小雙料倉；

（4） 對水加注時采用粗、 細管， 實現K8凯发登录入口精稱。

4 結語

基於PLC的混凝土攪拌站控製係統充分利用了PLC 控製具有可靠性高、功能完善、產品標準化、開發性日益增強以及編程簡單直觀等優點，能夠有效彌補繼電器控製和單片機控製在可靠性方麵的缺陷，與觸摸屏配合易於實現操作與管理的結合。

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