摘要
        混凝土攪拌站控制系統(tǒng)是將砂石、水泥、水以及外加劑等原料按一定比例混合顿肺、攪拌，自動生產(chǎn)出混凝土的控制系統(tǒng)渣蜗⊥雷穑混凝土生產(chǎn)的關(guān)鍵步驟就是按照一定比例混合生產(chǎn)原料，投料精度對于生產(chǎn)出的混凝土質(zhì)量有著重要影響耕拷。目前搭建混凝土攪拌站控制系統(tǒng)主要有兩種方式讼昆，一種是采用工控機(jī)搭配數(shù)據(jù)采集、控制等板卡作為系統(tǒng)硬件骚烧，用C++等編程軟件制作上位機(jī)操作界面浸赫。還有一種就是采用PLC作為系統(tǒng)控制器，用組態(tài)軟件編寫上位機(jī)操作系統(tǒng)止潘。PLC以其靈活掺炭、可靠等特點越來越多的應(yīng)用在混凝土攪拌站系統(tǒng)中，和利時公司的LK系列PLC也以其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)采集以及處理能力凭戴，在混凝土攪拌行業(yè)中有著很好的應(yīng)用涧狮。

1 引言
        早期的混凝土主要由建筑工地自行生產(chǎn)，此種生產(chǎn)方式效率低逆酣、勞動強(qiáng)度大刹越、生產(chǎn)環(huán)境惡劣，生產(chǎn)出的混凝土質(zhì)量不容易控制殖锹，對生產(chǎn)工人的身體也有較大的危害靡循。隨著我國對混凝土的需求量越來越大，對其質(zhì)量要求也越來越高席磕，傳統(tǒng)生產(chǎn)方式已經(jīng)滿足不了需求铣滥。對此在90年代后我國的混凝土攪拌站技術(shù)有了快速的發(fā)展，目前搭建混凝土攪拌站控制系統(tǒng)主要有兩種方式照窥，一種是采用工控機(jī)搭配數(shù)據(jù)采集肃萍、控制等板卡作為系統(tǒng)硬件，用C++等編程軟件制作上位機(jī)操作界面羹李。采用這種方式在初期投入成本上有一些優(yōu)勢股航，但是工控機(jī)以及采集卡在惡劣環(huán)境下長時間工作的可靠性較差，后期維護(hù)成本較高猖驹，C++編程翠节、修改也比較復(fù)雜店溢，系統(tǒng)的可擴(kuò)展性與開放性也有很大的局限性厅缺。還有一種就是采用PLC作為系統(tǒng)控制器，用組態(tài)軟件編寫上位機(jī)操作系統(tǒng)眶蹈。PLC以其靈活性删铃、可靠性聞名属缚，編程易于學(xué)習(xí)跟掌握辨图，組態(tài)軟件使用簡單并有豐富的圖庫蒂破，可以方便的編制出功能強(qiáng)大的上位機(jī)操作系統(tǒng)。為了保證混凝土的生產(chǎn)質(zhì)量芬失，需要控制器有強(qiáng)大的模擬量處理能力以及快速的模擬量采集能力，和利時公司的LK PLC繼承了和利時DCS模擬量處理能力強(qiáng)的優(yōu)點匾灶，同時還有全通道（6通道）采樣周期小于50ms的模擬量采集模塊棱烂，這些為生產(chǎn)出高質(zhì)量的混凝土提供了保障。下面就詳細(xì)介紹一下采用和利時公司的LK系列PLC搭建的混凝土攪拌站控制系統(tǒng)阶女。
2 混凝土攪拌站工藝
        混凝土的原料一般包括砂石颊糜、水泥、礦粉秃踩、粉煤灰衬鱼、膨脹劑、水酿萄、外加劑等序机。在攪拌站控制系統(tǒng)中各原料按照給定的配比進(jìn)行稱重配料，然后卸料至攪拌機(jī)進(jìn)行混合攪拌争峭，攪拌設(shè)定時間后出砼寥只，最后由運輸車運走。其生產(chǎn)工藝如圖2-1所示：

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3 混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設(shè)計
? 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
        此系統(tǒng)采用和利時公司的LK系列PLC作為控制器∮遣啵控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖3-1所示堵沈，在控制層配置一個控制站，負(fù)責(zé)與現(xiàn)場的I/O信號進(jìn)行通訊据篇，同時負(fù)責(zé)整個批次處理過程的控制便晶；在操作層采用了1個操作員站（兼工程師站），用于操作攪拌站控制系統(tǒng)担泥，同時又采用了一個15寸觸摸屏作為系統(tǒng)備份润跟，當(dāng)操作員站出現(xiàn)故障時，可以使用觸摸屏對系統(tǒng)進(jìn)行操作辜辰，從而不會影響正常生產(chǎn)约粒。操作員站、觸摸屏與現(xiàn)場控制站通過工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換束敦，打印機(jī)負(fù)責(zé)打印日常報表侨直。

圖  3-1  攪拌站控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

? PLC硬件配置
        為提高系統(tǒng)的可靠性，本系統(tǒng)采用支持冗余的CPU LK210組成冗余控制系統(tǒng)匾瓣，以及高速模擬量采集模塊LK412靠婴，其全通道（6通道）采樣周期小于50ms，并且通道之間是隔離的袱耽。高速模擬量采集對于提高攪拌站控制系統(tǒng)的投料精度至關(guān)重要杀餐，也是提高混凝土質(zhì)量的保障。PLC控制系統(tǒng)硬件清單如下：
        表  3-1 PLC控制系統(tǒng)硬件清單

? 上位機(jī)操作系統(tǒng)
        上位機(jī)操作系統(tǒng)采用和利時公司的FacView進(jìn)行開發(fā)，實現(xiàn)對PLC控制站的監(jiān)視與控制。通過連接SQL2000數(shù)據(jù)庫進(jìn)行配方數(shù)據(jù)設(shè)置钻蹬、讀群鹨稀；生產(chǎn)任務(wù)问欠、生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄等工作肝匆。整個混凝土的生產(chǎn)流程如圖3-2所示，從圖中可以看出從下生產(chǎn)訂單到混凝土生產(chǎn)顺献，直至最后的生成生產(chǎn)報表都可以自動完成旗国，系統(tǒng)的自動化程度非常高，操作很方便灭西。

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4 應(yīng)用特點
        基于LK PLC的混凝土攪拌站系統(tǒng)具有如下特點：
        可靠性
        可靠性是攪拌站系統(tǒng)的關(guān)鍵跨略，本系統(tǒng)采用LK冗余控制系統(tǒng)進(jìn)一步保證了系統(tǒng)的可靠性，當(dāng)主CPU出現(xiàn)故障時柿患，從CPU會在一個掃描周期（50ms）之內(nèi)完成切換烁犀，從而保證系統(tǒng)不間斷運行。不僅如此系統(tǒng)還支持以太網(wǎng)冗余森枪，DP總線冗余视搏，以太網(wǎng)冗余保證了LK與上位機(jī)通訊的可靠性，DP總線冗余保證了本地背板與擴(kuò)展背板通訊的可靠性县袱。上位機(jī)系統(tǒng)采用PC與觸摸屏互備浑娜，觸摸屏作為PC機(jī)的備用，當(dāng)PC機(jī)出現(xiàn)問題的時候可以使用觸摸屏控制攪拌站系統(tǒng)式散，從而不會耽誤生產(chǎn)筋遭，可以看出本系統(tǒng)在控制層與管理層都有相當(dāng)高的可靠性。
        系統(tǒng)功能強(qiáng)
        LK系列PLC可靠性高暴拄，運算速度快漓滔，邏輯控制容量大，還可進(jìn)行在線調(diào)試揍移、支持增量下載次和，支持多種語言混合編程反肋，特別適合混凝土攪拌站這樣邏輯比較復(fù)雜，要求數(shù)據(jù)運算速度快的系統(tǒng)踏施。增量下載功能能夠在完成程序的修改同時不會影響系統(tǒng)的現(xiàn)有狀態(tài)石蔗，為系統(tǒng)調(diào)試帶來很大方便⊥匠混凝土攪拌站系統(tǒng)屬于比較典型的順序控制系統(tǒng)轮拼，并且邏輯比較復(fù)雜，本系統(tǒng)采用順序功能圖（SFC）安芋、梯形圖（LD）以及結(jié)構(gòu)化文本語言（ST）混合編程的方式實現(xiàn)了系統(tǒng)邏輯才延，骨料、粉料以及液體料劑投料的過程采用SFC編程實現(xiàn)售芳，手動控制等邏輯采用LD實現(xiàn)陈园，一些比較復(fù)雜的控制算法采用ST實現(xiàn)，整個程序可讀性強(qiáng)易于修改肿犁。
        投料精度高
        系統(tǒng)模擬量采集速度對于混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的投料精度以及產(chǎn)出的混凝土品質(zhì)有著至關(guān)重要的影響湘志，本系統(tǒng)采用高速模擬量采集模塊（6通道采樣周期小于50ms），為保證系統(tǒng)的投料精度以及混凝土品質(zhì)提供了保障整空。
        數(shù)據(jù)庫記錄完善
        上位機(jī)操作系統(tǒng)采用Facview組態(tài)軟件以及SQL2000數(shù)據(jù)庫搭建羽抒，可以實現(xiàn)系統(tǒng)監(jiān)控以及生產(chǎn)數(shù)據(jù)記錄等功能，觸摸屏作為上位機(jī)的備用同樣有系統(tǒng)監(jiān)控以及數(shù)據(jù)記錄等功能偶凝，在上位機(jī)出現(xiàn)故障的時候可以單獨使用進(jìn)行生產(chǎn)蝶锋。
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