1 引言

混凝土在水利行業混凝土施工中發揮著重要的作用，其生產能力的大小、質量的好壞直接影響工程質量，因此在施工中對混凝土攪拌設備的生產工藝和控製技術的要求越來越高。混凝土攪拌站係統是一套複雜的施工設備，生產環境極其惡劣，目前大部分攪拌站控製係統大都采用上位監控+PLC，或者采用上位監控+PLC+配料儀表模式。以上配置因為存在通信滯後與數據采集功能不夠強大、數據報表記錄不夠及時、界麵動畫美觀、可配置性和靈活性不夠等一係列問題，生產工藝和生產技術就更難發揮企業的能力，經濟效益就無從談起。基於組態軟件開發的混凝土攪拌站配料係統，可以實現生產參數、配合比、配方設定、報表打印等一係列符合生產需求的功能。

2 係統硬件配置

120m3混凝土攪拌站配料係統主要由工控機、數據采集板卡、驅動設備及與配料軟件相結合的計算機監控係統組成，係統結構如圖1所示。

2.1工控機

為了保證整個控製係統的可靠性，選用研華工控機作為上位機，內裝模擬量數據采集板卡采集各種生產稱量的傳感信號，數字采集板卡作為輸入信號檢測和控製輸出，通過開發的混凝土攪拌站配料係統，從而實現從配料、卸料、攪拌、出料、記錄的全過程控製。模擬量信號采集采用研華PCI總線隔離高速模擬量輸入卡，狀態信號的輸入、輸出采用研華PCI總線隔離數字量I/0卡，配料監控管理軟件通過計算機高速采集現場信號進行自動控製，按預先設定的方案自動精確地配置各種物料，具有動態監控、實時報警和誤差修正功能，確保產品質量的穩定。同時，該係統還提供了後台數據管理功能，包括用戶管理、配方管理、報表管理、稱量校準等功能。

2.2操作台及配電櫃

由空氣開關、接觸器、熱繼電器等組成的強電控製櫃能實現各種沒備電動機運轉的驅動和短路保護、電動機過載保護。操作台上，有自動／手動轉換開關、各種功能按鈕和開關及各種急停按鈕。整個操作台上的各種按鈕和開關組成了一個工藝流程台，自動操作時各種設備和生產流程由工控機軟件控製，操作台上的工藝流程台具有顯示設備運行狀態的功能。手動操作時操作台可用來調試設備或手動生產。

3係統軟件設計

3.1軟件選擇

由於混凝土攪拌站數據采集量大、點數多、報表及畫麵複雜，自行設計配料控製係統周期較長、難度較大，因此上位機配料監控軟件采用國內先進的紫金橋組態軟件Realinfo6.5進行開發。紫金橋組態軟件集成了多種PLC、DCS、智能儀表、板卡、智能模塊等設備驅動，用戶無須編程即可完成數據的讀取和設置。該軟件可提供圖形組態工具，具有強大的腳本係統、報表係統和監控係統，大大縮短了開發周期，並能保證混凝土攪拌站配料所需的功能。

3.2畫麵設計

采用紫金橋組態軟件實現的混凝土攪拌站配料控製係統，主要步驟為配置設備、建立變量、數據庫組態、畫麵沒計、報表設計、腳本代碼設計。係統畫麵由標題欄、生產流程監控區、狀態欄組成。監控係統的畫麵使操作人員能夠更加準確、直觀地了解實際現場的工作狀態，通過混凝土攪拌站生產畫麵，形象地模擬了攪拌站的現場工藝流程，操作人員能夠在控製室的計算機屏幕上了解攪拌站的全部運行狀況，包括各種報警、生產流程畫麵，見圖2。

3.3 係統主要功能

(1)用戶管理：維護係統用戶。

(2)秤管理：秤維護，增加、刪除、修改秤信息。

(3)料倉管理：料倉維護，增加、修改料倉信息。

(4)參數定義：基本信息維護，如工地名稱、客戶資料、施工部位、輸送車號、參數設置、輸入開關檢測、輸出開關檢測、調零、校秤。 因此采用軟件自動調整零點的方法，以消除稱量黏滯物

(5)配方管理：如增加、刪除、修改配方。

(6)生產計劃：計劃列表維護，增加、刪除、修改計劃。

(7)配料報表：對曆史數據的查詢、保存、導人、報表打印。

3，4精度與效率的控製措施

在軟件設計中，從可靠性、稱量標定、稱量精度、數據處理等各方麵綜合考慮，以提高生產效率和控製精度。

3. 4.1數字濾波

在稱重模擬量信號輸入中由於受機械振動、電氣幹擾等影響，信號失真較為嚴重，軟件先對采樣的數據信號進行濾波，消除抑製幹擾信號，采用對落差跟蹤式調整，在生產過程中可以自動修正，這樣能保證骨料誤差在±2%以內，而其他粉料誤差在±1%內。通過對數據的預先處理，在連續生產中可提前稱料來提高效率，稱量時先高速給料，達到設定值的90%左右後開始進入抖動補料，實現精稱。

3.4.2稱量標定

稱量標定的粗調由硬件完成，稱量標定的微調由軟件完成，以避免稱量標定微調時零點遷移和增益幅值在硬件電路中的互相牽製問題，提高標定效率和標定精度。

3.4.3自動調零

由於稱量物質可能黏滯在稱量鬥上而影響稱量精度，因此采用軟件自動調整零點的方法，以消除稱量黏滯物對重複稱量精度的影響。

3.4 4落差修正

配料過程是動態稱量過程，稱量物質以自由落體的形式落到稱量鬥上。當達到稱量值時，由於機械動作延時的離散性造成藩差的隨機性，影響動態稱量的精度。

4 結束語

采用組態軟件開發的120m3，混凝土攪拌站配料係統，充分利用了組態軟件強大的數據處理和圖形表現的能力，融合了自動化技術、計算機技術、通信技術、故障診斷技術和軟件技術，具有可靠性高、操作簡單、維護容易等特點，大大提高了混凝土大型攪拌站的生產效率和精度。

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