1  混凝土攪拌站概述

混凝土攪拌站係由攪拌機、秤、配料係統、卸料係統、倉儲係統和電控係統構成的用於自動生產建築用或水泥製品用混凝土的生產設備。

首先，由電控係統向配料係統發出一個配料指令，配料係統收到該指令後，將倉儲係統中的有關各種原料源源不斷地送人各自的相應秤裏進行稱量；每台秤在稱量過程中，要連續不斷把稱量值輸送給電控係統。電控係統據此判斷各種原料的配料是否結束。

    所有的原料都配畢後，電控係統就向卸料係統發一個卸料指令，使卸料係統將各台秤中的原料都卸入攪拌機中進行攪拌；最後，攪拌機根據電控係統中事先設置好的攪拌時間攪拌畢後卸砼（混凝土）。

    倉儲係統一般包括骨料倉、粉料筒倉和液體箱等；配料係統一般包括氣缸、螺旋機和泵等；秤一般包括骨料秤、粉料秤、液體秤、K8凯发登录入口計和時間計數器等；卸料係統一般包括皮帶機、提升料鬥、氣缸、閥和泵等。

    對於大型攪拌站而言，攪拌主機的卸砼門一般為雙開門。通常，單開一扇門時我們稱之為半開門，兩扇門都打開時我們稱之為全開門。

2  電控係統構成

  電控係統由PLC、觸摸麵板、智能元件、傳感器、中間繼電器和執行機構等構成。

    PLC和TP均采用SIMATIC係列產品。它們具有兼容性好和可靠性高的特點，為攪拌站的整個電控係統帶來了高質高品的性能，也有利於用戶今後對攪拌站的更新與擴展。

    TP是混凝土攪拌站在自動工作狀態下的一個低層終端單元。它通過一條MPI（多點接口）電纜與PLC連接，以達到和PLC進行串行通信之目的。

    智能元件主要是指集顯示、變送和控製於一體的配料控製器。它有一個0~5V的模擬輸出接口板，其模擬部分精度適合於0.2%、0.1%、0.05%包裝秤使用。

    傳感器主要包括稱重傳感器和行程開關等。

3  PLC編程

    不論是從功能上講，還是從結構上講，PLC程序都可以分成兩大部分：生產控製程序段和數據處理程序段。

3.1生產控製程序段

    生產控製程序段對速度要求很高，尤其是在關骨料倉門時，耽誤1秒鍾，就會有幾十公斤骨料落人秤中，從而大大地影響了配料精度，甚至使生產控製難以正常進行。

    因此，在程序設計過程中，我們采取了以下措施以提高該段程序的運行速度：

    (1)生產控製程序段放在主程序中，並且考慮到落差和配水量是在混凝土生產中不斷變更的兩個參數，因此主程序中除包括生產控製程序段外，還包括計算落差和水調整兩個小程序段，除此而外，主程序不再包括任何一個程序段，從而大大縮短了PLC的掃描周期。

    (2)主程序中（主要是指計算落差和水調整這兩個小程序段）盡量少用甚至不用諸如除法和乘法這樣的時鍾周期比較長的指令，以減少主程序的執行時間。

(3)避開在配料過程中執行計算落差和水調整這兩個小程序段。

(4)避開在生產混凝土過程中調用任何子程序，也就是說子程序調用隻能在沒有自動啟動的情況下進行。事實上，我們已經把程序設計成了隻要自動工作指示燈熄滅，就可調

用一個子程序——數據處理子程序。

(5)實際生產過程是具有明確定義的步驟順序的周期性進程（參見第一部分“混凝土攪拌站概述”中的論述），因此，生產控製程序段采用PLC的順控功能，從而大大地減少了眾多的邏輯判斷指令，即縮短了PLC的掃描周期，也減少了主程序的執行時間，並且使程序設計更加簡單明了。

    1)自動啟動的初始條件

    自動啟動的初始條件包括如下10項：

    *係統在“自動”工作模式下；

    *攪拌主機正常運轉；

    *罐數已設置且秤已標定；

    *所有的門均關好；

    *斜皮帶機沒跑偏；

    *集料鬥是空的；

    *所有的秤是空的和配料量不全為零；

    *攪拌機沒在攪拌混凝土且PLC無任何輸出動作；

    *PLC擴展模塊無故障；

    *按了“自動啟動”按鈕。

    對於一台自動化程度比較高的混凝土攪拌站一般都具有手動、電腦、停止和自動等4種工作模式。對此，操作麵板上通常裝有一個4位選擇開關用以選擇這4種工作模式。

    手動係指操作員在操作麵板上通過操作按鈕和有關開關等操作元件來打灰；電腦控製又包括電腦自動和電腦手動兩種工作方式；當4位選擇開關打在“停止”位時，電控係統中的控製回路就被切斷，致使操作員手動也無法操作，自動也啟動不了；自動係指PLC自動控製係統被允許。

    在PLC自動控製係統被啟動前，攪拌主機必須正常運轉。否則即使係統啟動了攪拌站也生產不出合格的混凝土。

    所謂的秤的標定，就是輸入每台秤的最大稱量公斤值。這些最大稱量值的輸入要與配料控製器(例如CB920)的倍數（小數點選擇）和最大量程參數設置對應，同時還要求配料控製器的單位參數設置成公斤( kg)。

    例如，當配料控製器的倍數設置成l倍（小數點0位），最大量程設置成3000時，該秤的最大稱量值一定要設置成3000kg；又如，當配料控製器的倍數設置成0.1倍（小數點l位），最大量程設置成500時，該秤的最大稱量值一定要設置成50kg。由此可推導出秤的最大稱量值計算公式：

    秤的最大稱量值=配料控製器的倍數×配料控製器的最大量程     (l)

    秤的標定是在TP的“秤標定”畫麵中完成的。秤標定畫麵不僅可以標定每台秤的最大稱量值，也可以標定含水率最大量程。因此該畫麵實際上是對所有采集模擬信號的傳感器的標定。換句話說，如果有一個采集模擬信號的傳感器沒有被標定過，那麽係統就無法啟動。

    罐數也是需操作員在TP上事先設置的參數。

為得到各個原料的配料量，至少需要在TP上設置配方、每罐攪拌方數、含水率和水調節值等4個參數。

如果含水率自動補償被使能，則那些帶有含水率測試儀的骨料的含水率設置值就無效，其含水率值取實際測試值，而那些不帶含水率測試儀的骨料的含水率設置值仍然有效。

    攪拌站上的門有攪拌機卸料門、集料鬥門、骨料倉門、骨料秤門、粉料秤門和液體秤門等，所有的門均裝有門關行程開關，也有的裝有門開行程開關。

    斜皮帶機是否跑偏也是通過行程開關測得。

    PLC本身具有自動診斷功能，隻要係統一通電，TP進入Start畫麵（亦稱啟動畫麵）後，就開始按如下內容識別PLC擴展模塊：

    *模塊有無：有模塊；無模塊

    *模塊類型：非智能；智能

    *1/0類型：開關量；模擬量

    *輸入點數：

    無輸入；

    2點模擬量輸入或08點開關量輸入；

    4點模擬量輸入或16點開關量輸入；

    8點模擬量輸入或32點開關量輸入。

    *輸出點數：

    無輸出；

    2點模擬量輸出或08點開關量輸出；

    4點模擬量輸出或16點開關量輸出；

    8點模擬量輸出或32點開關量輸出。

    與此同時，測試各個擴展模塊是否有如下錯誤：

    *配置錯誤

    *總線錯誤或校驗錯誤

    *超範圍錯誤

    *無用戶電源錯誤

    *熔斷器錯誤

    *端子塊鬆錯誤

    識別和測試結果在畫麵的最底部以灰底黑字的走馬燈的形式提示。用戶可以按提示的內容進行及時檢修或通知製造商。

    2)掃描周期

    PLC是以掃描的方式執行其內部程序的。對應於PLC的第一個掃描周期，其內部的一個特殊存儲器位——SMO.1就被置位，而對於非第一個的其它掃描周期，SMO.I就被複位。我們借此來調用數據處理子程序以初始化係統。

      3)順控功能

請看下麵的一段程序：

      NETWORK 34

      LSCR SO.O

      NETWORK 35

       …

      NETWORK 38

SCRE

  該段程序就是一個順序控製程序段。

  對於某一個掃描周期，當SO.O為1時，LSCR（裝載順序控製繼電器）和SCRE（順序控製繼電器結束）之間的程序段在該掃描周期內就被激活而執行之，若為O就不被執行。這裏SO.O被稱之為順序控製繼電器。

    在一個掃描周期內，可以有幾個順控程序段被激活，如各個配料順控程序段或卸料順控程序段。這種編程技巧被稱之為分流，與之對應的另一個編程技巧是匯流，如程序可以從攪拌、卸粉料和卸液體等順控程序段裏匯流到卸砼順控程序段。

3.2數據處理程序段

    數據處理程序段對速度的要求並不如生產控製程序段那樣高，因此我們在設計過程重點考慮節省存儲器容量。

    該段程序是以子程序形式編寫的，主要是對設置參數（如配方和攪拌量等）與原始數據（配水量和落差等）進行處理，處理的主要內容就是進行數據轉換。

    PLC所涉及的數據類型有兩種：人機界麵數和模數轉換數。

    操作員在TP上所輸入的數據和PLC在TP上所顯示的數據都是人機界麵數，PLC通過模擬量擴展模塊所采集來的數據（如重量和含水率等）都是模數轉換數。而這兩種數據之間的轉換是通過傳感器標定係數來進行轉換的。

    例如，你如果在TP上輸入了骨料秤l的零位值，按下確認按鈕後，PLC就要把這個人機界麵數通過傳感器標定係數轉換成相應的模數轉換數，以便和PLC在模擬量擴展模塊中采集來的骨料秤l中的骨料的重量進行比較來判斷骨料秤1中的骨料是否卸幹淨。

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