早期工業自動化控製係統功能簡單 ,可靠性差 ,運行極不穩定,嚴格地說隻能稱其為電路係統, 而不具備真正意義上的自動化控製係統。20 世紀 70 年代末以來,隨著以電子計算機為基礎的電子信息技術的發展,單片機、計算機和目前國際上先進的可編程控製器( PLC) 廣泛應用於工業自動化控製領域。而在公路交通領域,廣泛應用和最為重要的自動化控製係統就是瀝青攪拌設備微機控製係統。

以單片機為主體架構的工業自動化控製係統在一般的工業和民用領域有著優異的表現。但是對於大型機械設備的控製 ,其控製精度、可靠性、穩定性都無法達到實際需求。例如瀝青攪拌設備 ,其機械結構複雜,並有複雜的電氣電路係統 , 現場環境惡劣、幹擾大; 其自動化控製係統實現難度高, 牽涉電氣電路控製、溫度控製、物料計量控製等 ; 對於產品質量有著特殊的要求,瀝青混合料配比精度直接影響公路的使用壽命 、 路麵性能等。這就要求係統必須具備控製精度高 、 性能穩定、可靠性高等基本條件 。目前單片機無法滿足大型機械設備的控製要求, 其係統構造複雜 , 接插件較多,耦合性高,客觀上增大了故障率 ; 程序設計繁瑣 、 冗長,增加了係統開發周期, 降低了係統可擴展性 ; 在物料計量精度的控製上很難達到國家相關技術規範要求,無法勝任高等級路麵的鋪設。

可編程控製器是目前國際上先進的自動化控製設備,其性能非常可靠 ,抗幹擾能力強 ,運行穩定 ,控製精度高, 數據輸入輸出處理精確、可靠 。能夠完成 I/O 操作、 A/D 轉換 、 D/A 轉換、溫度控製等功能 。目前國際上廣泛采用可編程控製器作為大型機械設備自動化控製係統的主體架構已是公認標準。目前瀝青攪拌設備微機控製係統主要有 3 種。

1　 計算機為主控設備的體係結構

采用該體係結構的控製係統以計算機作為中央控製中心 ,信號采集使用內置 ISA 總線 AD 卡來實現 ,計算機對 AD卡采樣信號進行綜合識別處理後作出執行動作判斷並發出相應的控製指令給自製開關量板( 帶CPU 由單片機構成) , 自製開關量板輸出開關量用以驅動外部執行機構動作 。

該體係結構缺點是係統編程複雜 , 既要對 AD 卡采樣、信號濾波和計算機及 AD 卡間的相互通訊進行編程 ,又要對計算機與自製開關量板間的相互通訊及指令協調進行編程 ,大大增加了係統的實現難度。自製的開關量板穩定性很差 , 故障率高 ,極易損壞 ,且難維修,板卡損壞後用戶不得不重新更換。內置 AD 卡故障不但影響信號采集和通訊, 還有可能導致計算機故障而使整個係統處於癱瘓狀態。計算機與自製開關量板和 AD卡間較高的耦合性造成了整個係統的高故障率和不穩定性 ,若發生故障 ,其後果難以預料。

總體上,采用該體係結構的控製係統耦合性高 ,安裝調試複雜,可靠性差,性能不穩定 ,故障率高 ,可擴展性差 ,係統升級改造困難 ,通用性差 。由於該係統抗幹擾能力差 ,誤動作多 ,控製精度低, 死機現象嚴重, 因此不適合用於大型機械設備控製 。

2　 計算機 + 儀表秤 +自製開關量板( 或 PLC) 的體係結構

采用該體係結構的控製係統也是以計算機為核心進行通訊和指令控製 ,以儀表秤作為信號通訊模塊 ; 以自製開關量板或 PLC 實現開關量的輸入輸出 。

該係統以計算機為控製中心進行通訊和指令控製,這一點與體係結構 1相同,一旦計算機出現故障將導致整個係統的癱瘓, 造成無法彌補的損失 。開關量輸出若采用自製開關量板亦將增加係統的故障率, 降低係統穩定性。儀表秤價格昂貴, 維護費用高昂, 一旦損壞則必須更換新設備 ; 而且儀表秤作為儀表其性能已經固化 ,無法根據實際需求進行更改 ,標定複雜; 可擴展性差 ,目前最多隻有 4 個輸出點 。

總之,該係統以計算機為核心的架構無法從根本上解決其高故障率、編程複雜、耦合性高、穩定性差等缺點,即便使用 PLC 也隻能提高其局部穩定性, 整體性能不會有太大改善; 另外,該係統雖然采用了 PLC 和儀表秤,但係統整合性不強,外部接插件較多, 係統連接複雜,整個係統協調工作難; 某一部分的損壞都將不得不更換新的設備 ,維護性較差; 要從根本上提高其整體性能則必須徹底改變以計算機為核心的體係結構。

3　 計算機+PLC 的體係結構

該體係結構的控製係統采用國際上先進的高性能PLC 為主控設備,PLC 與計算機之間連接鬆散, 耦合性低,且 PLC 可獨立於計算機運行; 信號采集使用 PLC擴展的AD模塊, 其性能非常穩定, 當通道損壞時不必更換新的 AD 模塊 , 因為其有備用的通道可供使用。PLC 輸入輸出點的損壞也不影響 PLC 和整個係統的運行,隻需要更換輸入輸出點即可。

可編程控製器作為控製係統的主控設備, 用以實現模擬量輸入處理和開關量輸入輸出處理, 保證了數據輸入輸出處理精確、可靠。輸入輸出點從理論上講是可以無限擴展的 ,如此增強了係統的可擴展性 。中央監控計算機與 GOT 作為整個係統的監控設備, 用以實時監控 PLC 的工作狀態,修改 PLC 工作參數 。要注意的是二者是兩套相互獨立的係統,它們之間互不依賴。

中央監控計算機采用了 Windows 98 平台 ,監控軟件用Microsoft Visual Basic 開發 ,並以Microsoft Access為後台數據庫,監控係統界麵友好、 運行穩定、 操作簡單。係統監控界麵實時顯示主要工作參數, 操作人員可以直觀地監視外部設備的工作狀況, 及時發現問題, 實時修改工作參數; 中央監控計算機還可以完成生產數據存儲 、 報表打印任務 ,充分發揮了計算機的數值計算和數據處理能力; 另外 , 運用計算機強大的圖形處理功能,監控軟件可以生動、 直觀地模擬設備工作狀況並及時進行報警提示 ,使得係統操作更為簡便直觀 ,作為係統操作人員所需關注的就是整個係統及設備的管理。

觸摸屏的作用和計算機大體相同, 不同的是它的操作非常簡便快捷。計算機需要專業人員操作而它無需具備計算機專業知識 , 所有操作隻需用手指輕鬆點觸畫麵就可完成 。作為與 PLC 相匹配的外部擴展模塊,其優越的可靠性和穩定性大大增強了係統的工作性能 。

以可編程控製器為主控設備的控製係統 ,配料秤輸出點可任意擴展, 實現二次補償 ,以確保配料精確可靠,計量精度高 。可編程控製器的采用保證了係統功能強大 、 可靠性高 、控製精度高。體係結構采用模塊式,各控製單元由統一的標準模塊組成 ,可編程控製器的采用,保證了數據輸入輸出處理精確 、 可靠 。

4　 瀝青攪拌設備微機控製係統示例

以西安漢道交通科技有限責任公司與中國建築第七工程局機械廠聯合開發的 LB 係列瀝青攪拌設備微機控製係統為例詳述自動化控製係統。

4. 1　 係統組成

( 1)中央監控計算機 ;

( 2)可編程控製器( PLC) ;

( 3)A/D 模塊 ;

( 4)高性能變送器;

( 5)圖形操作終端( 觸摸屏/GOT) ;

( 6)稱重傳感器 ;

( 7)打印機 ;

( 8)不間斷穩壓電源( UPS) 。

4. 2　 係統功能

( 1)全自動與手動工作模式;

( 2)計算機全程監控 ;

( 3)圖形操作終端( 觸摸屏) 監控;

( 4)石料稱重、配料動作;

( 5)瀝青稱量、配料動作;

( 6)粉料稱量、配料動作;

( 7)配料自動補償;

( 8)成品料提升機動作及保護 ;

( 9)主要生產過程參數顯示;

( 10)熱骨料溫度監控 ;

( 11)各主要電機電流監控 ;

( 12)故障報警提示;

( 13)存儲生產過程參數;

( 14)打印生產過程報告。

4. 3　 係統特性

( 1)基於Windows98 操作係統 , 界麵友好 ,易於操作,運行穩定;

( 2)以 Visual Basic 為開發工具,Microsoft Access為後台數據庫;

( 3)雙獨立監控係統( 計算機監控、觸摸屏監控係統) ;

( 4)連接線簡單 ;

( 5) 易於維護和調試;

( 6) 高可靠性 ;

( 7) 高精度控製;

( 8) 標定方便( 采用軟件標定) ;

( 9) 操作簡單 。

4. 4　 微機控製界麵設計內容

係統微機控製軟件以 Windows 為平台 , 使用 Mi-crosoft Visual Basic 開發工具設計, 並以Microsoft Access為後台數據庫, 界麵友好 ,操作簡便 ,運行穩定 。

界麵設計風格遵循 Windows 標準 , 您可以看到類似Windows98 界麵的菜單、命令按鈕 、狀態條、工具條等。界麵頂端為菜單 ,有配方表、 報表打印、 衝量設置、標定等菜單項。底部為狀態條 ,顯示配方設定值、實際值、 係統狀態參數及幫助信息。中間是模擬動畫監控區域 ,畫有機械設備示意圖形 ,可以生動形象地看到運行部件的工作狀況, 物料計量過程和生產流程 、 故障報警提示等 。

微機控製軟件是 PLC 的前台監控係統 , 用以監控PLC 工作狀態,修改 PLC 工作參數。其主要功能為 :

( 1)設置係統工作參數, 主要是配方的設置 ,包括石料、瀝青、粉料含量設定以及拌和的時間 、放料時間的設定;

( 2)實時顯示係統工作參數 ,包括各物料秤的動態稱值、 配方設定值 、 實際稱量值、溫度曲線圖 、 電流曲線圖 、 熱料倉和粉料倉料位指示等 ;

( 3)存儲和處理生產數據 ,報表打印 ;

( 4)進行係統設置,如衝量設置和物料秤標定 ,它們直接影響係統控製精度和穩定性 。

4. 5　 係統的標定

基於單片機架構的係統之標定非常繁瑣 ,往往標定時間都在數小時以上, 既費時又費力, 而且精度較差。基於儀表秤的係統標定較為複雜, 須係統工程師才可完成 ,精度也較差,不能實現智能控製。標定精度將直接影響整個係統的控製精度, 最終影響瀝青混合料配合比 ,標定精度是係統之關鍵所在 。

基於 PLC 外加計算機架構的係統標定一改以往之繁瑣,不需要專業技術人員就可完成 ,操作簡便 。其不需要通過調節硬件模塊來調整物料秤稱值 ,可以通過界麵控製軟件填入初始化數值, 計算機將自動調整采樣值。下麵以 LB2000 瀝青攪拌設備微機控製係統為例對其進行說明。

係統的標定是指物料的標定, 一般情況下 ,在係統初始運行時電子秤計算機顯示值和實際稱量值是不一致的 ,標定的目的是為了使顯示值和實際稱量值一致。

LB係列瀝青攪拌設備微機控製係統的標定是通過軟件來實現的 ,在軟件標定窗口隻需填寫初始參數,計算機就會自動調整顯示值使之與實際值一致。標定所需初始參數有“額定配重”、“當前采樣值”和“調整值” 。

標定初始參數的含義為:

( 1)“額定配重”為當前物料秤所掛砝碼重量額定值。

( 2)“當前采樣值”為當前物料秤額定配重下之計算機采樣值。

( 3)“調整值”為當前額定配重下需經計算機調整的采樣值 。

標定時先確定標定砝碼重量, 填入額定配重欄 ,將砝碼放置在物料秤上,“當前采樣值”顯示當前計算機采樣值,將之填入調整值一欄 ,確認即可 。

4. 6　 觸摸屏監控的操作

觸摸屏作為 PLC 的圖形操作終端( GOT) 與計算機處於同等地位, 通過 RS-422端口與 PLC 進行通信用以監控 PLC 的工作狀態,修改 PLC 工作參數。觸摸屏內置多個畫麵 ,用以實現各種監控功能 ,其操作簡單 ,無須任何外部操作設備 ,用手指點觸畫麵激活區域就可完成相應操作 。

GOT 作為 PLC 的擴展模塊, 與 PLC 有著較強的整合性 ,加之自身性能可靠、穩定, 在穩定性方麵優於計算機 ; 因此即便不使用計算機 ,也絲毫不影響係統的工作性能。

觸摸屏主要功能: 過程參數顯示、 稱值、 係統設定 、配料設定 、 時間設定、 衝量設定等,觸摸屏與計算機之間是相互獨立,互不依賴的關係,並且它們與 PLC 之間也是相互獨立,互不依賴的。觸摸屏除不能存儲生產記錄、 打印報表外能完成計算機所能完成的所有工作 。

5　 結語

通過對常見三種瀝青攪拌設備微機控製係統體係架構的介紹,以及係統可靠性 、 穩定性、控製精度、耦合性和可擴展性的分析比較 ,我們得出以下結論 :

以PLC 作為係統控製核心的體係結構徹底擺脫了以往以計算機為核心的架構束縛, 從根本上解決了可靠性差 、 穩定性低 、 控製精度不高和可擴展性差的弊端,提高了係統的整體性能。

現將 LB 係列瀝青攪拌設備微機控製係統的性能概括如下 :

( 1)基於 PLC 為主控設備的控製係統, 其係統整合性較強 ,其它係統需要較多外部接插件來完成的工作PLC 自身都可以完成, 既降低了係統的連接複雜性,又提高了係統可靠性 。

( 2)PLC 與計算機 、 AD 模塊和GOT 間的耦合性較低,計算機僅作為 PLC 外部設備承擔管理和監控工作,也就是說, 除 AD 模塊外 ,PLC 可獨立於其它外部設備( 如計算機) 運行 ,確保了係統的穩定性, 大大降低了故障率 。

( 3)采用高性能的AD 模塊,保證了數據輸入輸出的可靠性及通訊的穩定和信號采樣的精確可靠 ,從而確保了係統的可靠性 。

( 4)PLC 強大的功能可以實現配料的二次計量,二次補償使得物料秤動態計量精度和配比精度有著顯著的提高 ,在眾多瀝青攪拌設備微機控製係統中處於領先地位 。早期工業自動化控製係統功能簡單 ,可靠性差 ,運行極不穩定,嚴格地說隻能稱其為電路係統, 而不具備真正意義上的自動化控製係統。20 世紀 70 年代末以來,隨著以電子計算機為基礎的電子信息技術的發展,單片機、計算機和目前國際上先進的可編程控製器( PLC) 廣泛應用於工業自動化控製領域。而在公路交通領域,廣泛應用和最為重要的自動化控製係統就是瀝青攪拌設備微機控製係統。

以單片機為主體架構的工業自動化控製係統在一般的工業和民用領域有著優異的表現。但是對於大型機械設備的控製 ,其控製精度、可靠性、穩定性都無法達到實際需求。例如瀝青攪拌設備 ,其機械結構複雜,並有複雜的電氣電路係統 , 現場環境惡劣、幹擾大; 其自動化控製係統實現難度高, 牽涉電氣電路控製、溫度控製、物料計量控製等 ; 對於產品質量有著特殊的要求,瀝青混合料配比精度直接影響公路的使用壽命 、 路麵性能等。這就要求係統必須具備控製精度高 、 性能穩定、可靠性高等基本條件 。目前單片機無法滿足大型機械設備的控製要求, 其係統構造複雜 , 接插件較多,耦合性高,客觀上增大了故障率 ; 程序設計繁瑣 、 冗長,增加了係統開發周期, 降低了係統可擴展性 ; 在物料計量精度的控製上很難達到國家相關技術規範要求,無法勝任高等級路麵的鋪設。

可編程控製器是目前國際上先進的自動化控製設備,其性能非常可靠 ,抗幹擾能力強 ,運行穩定 ,控製精度高, 數據輸入輸出處理精確、可靠 。能夠完成 I/O 操作、 A/D 轉換 、 D/A 轉換、溫度控製等功能 。目前國際上廣泛采用可編程控製器作為大型機械設備自動化控製係統的主體架構已是公認標準。目前瀝青攪拌設備微機控製係統主要有 3 種。

1　 計算機為主控設備的體係結構

采用該體係結構的控製係統以計算機作為中央控製中心 ,信號采集使用內置 ISA 總線 AD 卡來實現 ,計算機對 AD卡采樣信號進行綜合識別處理後作出執行動作判斷並發出相應的控製指令給自製開關量板( 帶CPU 由單片機構成) , 自製開關量板輸出開關量用以驅動外部執行機構動作 。
瀝青攪拌站控製係統

該體係結構缺點是係統編程複雜 , 既要對 AD 卡采樣、信號濾波和計算機及 AD 卡間的相互通訊進行編程 ,又要對計算機與自製開關量板間的相互通訊及指令協調進行編程 ,大大增加了係統的實現難度。自製的開關量板穩定性很差 , 故障率高 ,極易損壞 ,且難維修,板卡損壞後用戶不得不重新更換。內置 AD 卡故障不但影響信號采集和通訊, 還有可能導致計算機故障而使整個係統處於癱瘓狀態。計算機與自製開關量板和 AD卡間較高的耦合性造成了整個係統的高故障率和不穩定性 ,若發生故障 ,其後果難以預料。

總體上,采用該體係結構的控製係統耦合性高 ,安裝調試複雜,可靠性差,性能不穩定 ,故障率高 ,可擴展性差 ,係統升級改造困難 ,通用性差 。由於該係統抗幹擾能力差 ,誤動作多 ,控製精度低, 死機現象嚴重, 因此不適合用於大型機械設備控製 。

2　 計算機 + 儀表秤 +自製開關量板( 或 PLC) 的體係結構

采用該體係結構的控製係統也是以計算機為核心進行通訊和指令控製 ,以儀表秤作為信號通訊模塊 ; 以自製開關量板或 PLC 實現開關量的輸入輸出 。
瀝青攪拌站控製係統 

該係統以計算機為控製中心進行通訊和指令控製,這一點與體係結構 1相同,一旦計算機出現故障將導致整個係統的癱瘓, 造成無法彌補的損失 。開關量輸出若采用自製開關量板亦將增加係統的故障率, 降低係統穩定性。儀表秤價格昂貴, 維護費用高昂, 一旦損壞則必須更換新設備 ; 而且儀表秤作為儀表其性能已經固化 ,無法根據實際需求進行更改 ,標定複雜; 可擴展性差 ,目前最多隻有 4 個輸出點 。

總之,該係統以計算機為核心的架構無法從根本上解決其高故障率、編程複雜、耦合性高、穩定性差等缺點,即便使用 PLC 也隻能提高其局部穩定性, 整體性能不會有太大改善; 另外,該係統雖然采用了 PLC 和儀表秤,但係統整合性不強,外部接插件較多, 係統連接複雜,整個係統協調工作難; 某一部分的損壞都將不得不更換新的設備 ,維護性較差; 要從根本上提高其整體性能則必須徹底改變以計算機為核心的體係結構。

3　 計算機+PLC 的體係結構

該體係結構的控製係統采用國際上先進的高性能PLC 為主控設備,PLC 與計算機之間連接鬆散, 耦合性低,且 PLC 可獨立於計算機運行; 信號采集使用 PLC擴展的AD模塊, 其性能非常穩定, 當通道損壞時不必更換新的 AD 模塊 , 因為其有備用的通道可供使用。PLC 輸入輸出點的損壞也不影響 PLC 和整個係統的運行,隻需要更換輸入輸出點即可。
瀝青攪拌站控製係統 

可編程控製器作為控製係統的主控設備, 用以實現模擬量輸入處理和開關量輸入輸出處理, 保證了數據輸入輸出處理精確、可靠。輸入輸出點從理論上講是可以無限擴展的 ,如此增強了係統的可擴展性 。中央監控計算機與 GOT 作為整個係統的監控設備, 用以實時監控 PLC 的工作狀態,修改 PLC 工作參數 。要注意的是二者是兩套相互獨立的係統,它們之間互不依賴。

中央監控計算機采用了 Windows 98 平台 ,監控軟件用Microsoft Visual Basic 開發 ,並以Microsoft Access為後台數據庫,監控係統界麵友好、 運行穩定、 操作簡單。係統監控界麵實時顯示主要工作參數, 操作人員可以直觀地監視外部設備的工作狀況, 及時發現問題, 實時修改工作參數; 中央監控計算機還可以完成生產數據存儲 、 報表打印任務 ,充分發揮了計算機的數值計算和數據處理能力; 另外 , 運用計算機強大的圖形處理功能,監控軟件可以生動、 直觀地模擬設備工作狀況並及時進行報警提示 ,使得係統操作更為簡便直觀 ,作為係統操作人員所需關注的就是整個係統及設備的管理。

觸摸屏的作用和計算機大體相同, 不同的是它的操作非常簡便快捷。計算機需要專業人員操作而它無需具備計算機專業知識 , 所有操作隻需用手指輕鬆點觸畫麵就可完成 。作為與 PLC 相匹配的外部擴展模塊,其優越的可靠性和穩定性大大增強了係統的工作性能 。

以可編程控製器為主控設備的控製係統 ,配料秤輸出點可任意擴展, 實現二次補償 ,以確保配料精確可靠,計量精度高 。可編程控製器的采用保證了係統功能強大 、 可靠性高 、控製精度高。體係結構采用模塊式,各控製單元由統一的標準模塊組成 ,可編程控製器的采用,保證了數據輸入輸出處理精確 、 可靠 。

4　 瀝青攪拌設備微機控製係統示例

以西安漢道交通科技有限責任公司與中國建築第七工程局機械廠聯合開發的 LB 係列瀝青攪拌設備微機控製係統為例詳述自動化控製係統。

4. 1　 係統組成

( 1)中央監控計算機 ;

( 2)可編程控製器( PLC) ;

( 3)A/D 模塊 ;

( 4)高性能變送器;

( 5)圖形操作終端( 觸摸屏/GOT) ;

( 6)稱重傳感器 ;

( 7)打印機 ;

( 8)不間斷穩壓電源( UPS) 。

4. 2　 係統功能

( 1)全自動與手動工作模式;

( 2)計算機全程監控 ;

( 3)圖形操作終端( 觸摸屏) 監控;

( 4)石料稱重、配料動作;

( 5)瀝青稱量、配料動作;

( 6)粉料稱量、配料動作;

( 7)配料自動補償;

( 8)成品料提升機動作及保護 ;

( 9)主要生產過程參數顯示;

( 10)熱骨料溫度監控 ;

( 11)各主要電機電流監控 ;

( 12)故障報警提示;

( 13)存儲生產過程參數;

( 14)打印生產過程報告。

4. 3　 係統特性

( 1)基於Windows98 操作係統 , 界麵友好 ,易於操作,運行穩定;

( 2)以 Visual Basic 為開發工具,Microsoft Access為後台數據庫;

( 3)雙獨立監控係統( 計算機監控、觸摸屏監控係統) ;

( 4)連接線簡單 ;

( 5) 易於維護和調試;

( 6) 高可靠性 ;

( 7) 高精度控製;

( 8) 標定方便( 采用軟件標定) ;

( 9) 操作簡單 。

4. 4　 微機控製界麵設計內容

係統微機控製軟件以 Windows 為平台 , 使用 Mi-crosoft Visual Basic 開發工具設計, 並以Microsoft Access為後台數據庫, 界麵友好 ,操作簡便 ,運行穩定 。

界麵設計風格遵循 Windows 標準 , 您可以看到類似Windows98 界麵的菜單、命令按鈕 、狀態條、工具條等。界麵頂端為菜單 ,有配方表、 報表打印、 衝量設置、標定等菜單項。底部為狀態條 ,顯示配方設定值、實際值、 係統狀態參數及幫助信息。中間是模擬動畫監控區域 ,畫有機械設備示意圖形 ,可以生動形象地看到運行部件的工作狀況, 物料計量過程和生產流程 、 故障報警提示等 。

微機控製軟件是 PLC 的前台監控係統 , 用以監控PLC 工作狀態,修改 PLC 工作參數。其主要功能為 :

( 1)設置係統工作參數, 主要是配方的設置 ,包括石料、瀝青、粉料含量設定以及拌和的時間 、放料時間的設定;

( 2)實時顯示係統工作參數 ,包括各物料秤的動態稱值、 配方設定值 、 實際稱量值、溫度曲線圖 、 電流曲線圖 、 熱料倉和粉料倉料位指示等 ;

( 3)存儲和處理生產數據 ,報表打印 ;

( 4)進行係統設置,如衝量設置和物料秤標定 ,它們直接影響係統控製精度和穩定性 。

4. 5　 係統的標定

基於單片機架構的係統之標定非常繁瑣 ,往往標定時間都在數小時以上, 既費時又費力, 而且精度較差。基於儀表秤的係統標定較為複雜, 須係統工程師才可完成 ,精度也較差,不能實現智能控製。標定精度將直接影響整個係統的控製精度, 最終影響瀝青混合料配合比 ,標定精度是係統之關鍵所在 。

基於 PLC 外加計算機架構的係統標定一改以往之繁瑣,不需要專業技術人員就可完成 ,操作簡便 。其不需要通過調節硬件模塊來調整物料秤稱值 ,可以通過界麵控製軟件填入初始化數值, 計算機將自動調整采樣值。下麵以 LB2000 瀝青攪拌設備微機控製係統為例對其進行說明。

係統的標定是指物料的標定, 一般情況下 ,在係統初始運行時電子秤計算機顯示值和實際稱量值是不一致的 ,標定的目的是為了使顯示值和實際稱量值一致。

LB係列瀝青攪拌設備微機控製係統的標定是通過軟件來實現的 ,在軟件標定窗口隻需填寫初始參數,計算機就會自動調整顯示值使之與實際值一致。標定所需初始參數有“額定配重”、“當前采樣值”和“調整值” 。

標定初始參數的含義為:

( 1)“額定配重”為當前物料秤所掛砝碼重量額定值。

( 2)“當前采樣值”為當前物料秤額定配重下之計算機采樣值。

( 3)“調整值”為當前額定配重下需經計算機調整的采樣值 。

標定時先確定標定砝碼重量, 填入額定配重欄 ,將砝碼放置在物料秤上,“當前采樣值”顯示當前計算機采樣值,將之填入調整值一欄 ,確認即可 。

4. 6　 觸摸屏監控的操作

觸摸屏作為 PLC 的圖形操作終端( GOT) 與計算機處於同等地位, 通過 RS-422端口與 PLC 進行通信用以監控 PLC 的工作狀態,修改 PLC 工作參數。觸摸屏內置多個畫麵 ,用以實現各種監控功能 ,其操作簡單 ,無須任何外部操作設備 ,用手指點觸畫麵激活區域就可完成相應操作 。

GOT 作為 PLC 的擴展模塊, 與 PLC 有著較強的整合性 ,加之自身性能可靠、穩定, 在穩定性方麵優於計算機 ; 因此即便不使用計算機 ,也絲毫不影響係統的工作性能。

觸摸屏主要功能: 過程參數顯示、 稱值、 係統設定 、配料設定 、 時間設定、 衝量設定等,觸摸屏與計算機之間是相互獨立,互不依賴的關係,並且它們與 PLC 之間也是相互獨立,互不依賴的。觸摸屏除不能存儲生產記錄、 打印報表外能完成計算機所能完成的所有工作 。

5　 結語

通過對常見三種瀝青攪拌設備微機控製係統體係架構的介紹,以及係統可靠性 、 穩定性、控製精度、耦合性和可擴展性的分析比較 ,我們得出以下結論 :

以PLC 作為係統控製核心的體係結構徹底擺脫了以往以計算機為核心的架構束縛, 從根本上解決了可靠性差 、 穩定性低 、 控製精度不高和可擴展性差的弊端,提高了係統的整體性能。

現將 LB 係列瀝青攪拌設備微機控製係統的性能概括如下 :

( 1)基於 PLC 為主控設備的控製係統, 其係統整合性較強 ,其它係統需要較多外部接插件來完成的工作PLC 自身都可以完成, 既降低了係統的連接複雜性,又提高了係統可靠性 。

( 2)PLC 與計算機 、 AD 模塊和GOT 間的耦合性較低,計算機僅作為 PLC 外部設備承擔管理和監控工作,也就是說, 除 AD 模塊外 ,PLC 可獨立於其它外部設備( 如計算機) 運行 ,確保了係統的穩定性, 大大降低了故障率 。

( 3)采用高性能的AD 模塊,保證了數據輸入輸出的可靠性及通訊的穩定和信號采樣的精確可靠 ,從而確保了係統的可靠性 。

( 4)PLC 強大的功能可以實現配料的二次計量,二次補償使得物料秤動態計量精度和配比精度有著顯著的提高 ,在眾多瀝青攪拌設備微機控製係統中處於領先地位 。

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