混凝土搅拌站控制方案

来源:二三四五机械网    作者:Jack Zeng    人气:    发布时间:2019-03-17    

在混凝土的生产质量和生产效率中,混凝土搅拌站控制系统的优劣至关重要。也体现了整套设备自动化程度的高低,本文主要介绍了目前混凝土搅拌站控制系统采用常见的4种软硬件结合的自动控制方式构成及特点,从而为选择搅拌站控制方式提供了多方面的选择。

 

混凝土搅拌站控制方案


混凝土搅拌站的控制系统最初是用继电器按顺序纯手动控制生产,随着70、80年代单片机技术的应用逐步进入智能化自动控制的时代,90年代以后随着计算机技术的高速发展,控制系统多采用计算机全自动控制,主要有以下优点:能实现生产过程的自动化,提高生产率;能贮存大量的配比,供用户实际生产计划调用,调用、修改配比都十分方便;能实现根据骨料的含水率动态修正配比值,自动减水加沙,保证混凝土稠度值的一致性;能够根据上盘次配料误差对下盘次物料自动补偿;能直观的模拟显示混凝土搅拌站整个工艺流程状态,实现实时监控,自动记录存储各类数据和制表打印,实现最优控制。混凝土搅拌站自动控制系统的具体控制方式,根据控制方式的不同,可分为以下几种:

1 工控机+配料称重仪表控制方式:

工控机+配料称重仪表这种控制方式中,工控机主要负责自动运行的协调工作;利用串口按照仪表的通信协议将被控物料的目标值、点动量、稳秤时间等控制参数进行设置,发出配料信号,各种门限位直接连锁在配料仪表输出回路中。该系统脱开工控机后仍是一个独立的仪表控制系统(可能会缺失某些功能),该控制系统要求仪表有一定的智能化要求,除了基本的重量采集和显示功能外,还要有自动物料配料功能(累加或者累减)。各个物料的配料流程由各自的配料仪表完成,工控机只用判断该物料处于哪个配料阶段,是否配料完毕,是否超差等位信号,配料算法在仪表内固化,只需调整相应的配料参数。

2 工控机+板卡控制方式:
工控机 +板卡控制方式根据重量采集方式不同又可细分为2种:

1)工控机 +板卡+称重模块。这种控制方式中各物料秤斗的称重传感器接入称重模块,称重模块的输出信号接入工控机的模数板(A/D),由工控机软件计算物料重量并在上位机软件界面显示;通过数字量输入输出板卡(I/O)监控各配料机构的启停等状态, 其输入端接控制面板上各个按钮和各种限位信号,输出接中间继电器,再控制配料机构。由于该控制方式中整个控制核心为工控机,控制软件设计对抗干扰等因素要求较高,一旦工控机系统出故障,由于重量信息无法显示,故整个系统就会瘫痪无法生产。

2)工控机 +板卡+称重仪表。这种控制方式中各物料秤斗的称重传感器接入称重仪表,由相应称重仪表进行称重显示,控制软件通过串口读取各仪表的物料重量,进行再计算;通过数字量输入输出板卡(I/O)监控各配料机构的启停等状态, 其输入端接控制面板上各个按钮和各种限位信号,输出接中间继电器,再控制配料机构。该控制方式在工控机出故障时可转为全手动生产,缺点是输入输出板卡(I/O)限制了物料种类,不宜扩展。

3 工控机+PLC+称重仪表控制方式:

工控机+PLC+称重仪表这种控制方式根据控制重心在工控机还是在PLC又可细分为偏软和偏PLC解决方案:

3.1、偏软件解决方案。

控制逻辑由工控机的上位机软件完成,PLC输入端接各种限位和按钮,同时和工控机一直保持通信,告诉软件现在什么物料什么状态,工控机通过串口直接读各个物料秤的实时值,发出计量信号,启动、点动、停止……,相比第一种控制方式,软件要模拟仪表实现读秤、配料(不仅仅是加法、减法)、通信、数据统计分析、归档打印等诸多功能。用什么算法去实现配料过程,怎么实现?是否高效可靠的实现?等等这些都对软件编写者有很高的要求。但是这种控制的优点是显而易见的,基于工控机的强大的硬件优势秒杀称重仪表和PLC,再多的需求不是问题,可能最后的问题是:需用最可靠的方式实现算法的最优化。

3.2、偏PLC解决方案。

PLC为工业控制而生,有很高的可靠性。称重仪表连接传感器采集秤值同时与PLC连接实现自动控制,由PLC控制各个执行机构动作,上位机从PLC统一采集运行信息,完成生产监视、数据管理功能。这里上位机实现的方式很多,可以基于Windows编程语言来实现,也可以根据选用的PLC配合组态软件二次开发。但是一般PLC都不带显示功能,脱离工控机无法实现运行过程的监视。

4 工控机+远程I/O模块控制方式:

相比较与前面的控制方式,这种控制方式将“控制权”下放给各个身处“现场”的I/O模块,I/O模块是可编程控制的,里面的程序也决定了哪些情况I/O模块可以自己决定怎么处理,哪些问题需要“上报”给主控工控机征求“上面”意见来处理,I/O模块直接放置在各控制现场,采集信息准确,受到的干扰小。除了必须有高可靠性的I/O功能硬件外,通信技术也是直接影响系统性能的关键因素之一。可以选择以太网(EtherNet)方式,各现场采集站只需用双绞线连接集线器(HUB)就可与远程的主控进行联网通讯。这种方式适用于距离180米以内的控制系统。也可借助于光电转换器将电气信号转换成光信号经光纤向外传输,另一端也安装一个光电转换器,将光信号解析成电气信号,通讯距离可达40公里。这种控制方式在空间跨度很大的生产区域内尤为适用,因为各个联络点的通讯只需要一根屏蔽双绞线(光纤)即可完成,大大减小布线强度与成本。

 

混凝土搅拌站控制方案


上述四种控制形式从成本、实现的优越性多方面来说各有不同,根据不同的侧重需求才能决定哪种是更好的方案,笔者认为工控机+PLC+称重仪表结构的控制方式最适合混凝土搅拌站,由于工业现场环境恶劣,工控机抗震、抗粉尘和耐压波动性较好,而PLC控制具有可靠性高,功能完善,编程简单的优点,PLC厂商也越来越注重网络接口的实现,与工控机易于实现操作和管理的配合。一旦工控机出现故障,临时也可用PLC+称重仪表进行半手动生产。

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责任编辑:Jack Zeng

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