公告信息：
随着国家基础设施的不断投入，城市建设的不断发展，公路、桥梁、楼房的建造正以较快的速度进行，因而对混凝土生产的需求量逐渐增大。具有自动控制的混凝土搅拌站以其产品质量优良稳定、生产成本低、环保性能良好等特点，成为混凝土生产的主流。它不仅能生产出高质量的混凝土，而且能满足不同工程的需求。
我们研制的混凝土搅拌站由计算机控制系统、操作台及配电柜三部分组成。计算机控制系统以日本三菱FX2N-128系列PLC为控制核心，配合上位监控计算机和CB920配料仪表及现场称量传感器共同构成。现场传感器采集的称重信号经称量仪表CB920传送至PLC，由PLC根据操作指令和用户配方对混凝土的整个配料拌和过程进行全面的控制。用户可以通过监控计算机进行生产过程的控制和监视、系统参数设定、配方管理和统计报表打印等功能。同时，也可以脱离计算机监控系统，通过操作台的控制面板来对整个配料过程进行控制。
1 系统硬件结构
系统硬件结构如图1所示
搅拌站控制系统 搅拌站配料仪表
1.1监控计算机
为了保证整个控制系统的可靠性，我们选用研华工控机作为监控计算机（上位机）。采用RS-232通讯协议，将用户配方通过RS-232接口传送给PLC。工控机另接一台EPSON300K24针打印机，用于打印统计报表。
1.2配料仪表及PLC
配料仪表采用高速、高精度的配料显示仪表CB920，具有称重功能、存贮功能、串行数据接口功能、并行输入／输出接口功能等。它将现场传感器采集的称重信号传送至PLC，由PLC根据操作指令和用户配方输出开关量信号至中间继电器，由中间继电器驱动各种交流接触器来驱动各种大功率的负载。如电机、搅拌机等。
1.3操作台及配电柜
由空气开关、接触器、热继电器等组成的强电控制柜能实现各种设备电运转的驱动和短路保护、电机过载保护。操作台上，有自动／手动转换开关、各种功能按钮、开关、指示灯及急停按钮。整个操作台上的各种功能按钮和开关组成了一个工艺流程模拟屏，自动操作时各种设备和生产流程由PLC控制，操作台上的工艺流程模拟屏具有显示设备的运行状态的功能。手动操作时操作台可用来调试设备或手动生产。
2 系统软件设计
2.1上位机
上位机软件在Windows NT环境下，采用组态王软件6.0版编写，实现全汉化用户界面。程序由运行监控、参数设定、配方管理、物料管理、客户管理、工程项目管理及各种统计报表打印等模块组成。具有界面友好、操作简单、功能强大等特点。
·运行监控：通过运行监控界面用户可以在计算机屏幕上直观地看到现场的生产运行情况。系统得电后，将“自动／手动”旋钮转至“自动”状态，即可通过点击此屏蔽上的“启动”按钮来启动系统，进入自动运行。屏幕上将动态显示各料斗中的配料量和其他设备如：皮带、拌缸、螺旋机的运行情况。
·参数设定：参数设定界面主要目的是方便用户对系统运行过程中的一些重要参数进行修改。包括各延时时间的设定。拌缸搅拌参数设定和配料参数的设定等等。此外，在参数设定界面中还包括了对秤的称量范围进行标定的功能。
·配方管理：在配方管理界面中，用户可以根据需要来对配料过程中可能用到的配方进行“选择”、“增加”、“修改”、“删除”等一系列的操作。可预设和管理多达一万个配方。
·物料管理：管理物料进料和进行物料用量统计。
·客户管理：可进行用户管理，记录客户信息、统计客户混凝土用量等。供搅拌站管理人员使用。
·工程项目管理：可按工程项目进行管理，统计客户的某一个工程混凝土用量等，供搅拌站管理人员使用。
·统计报表打印：统计报表打印功能主要方便用户对运行过程中的归档数据，如生产记录，配料详细记录和物料消耗情况进行打印输出。
2.2下位机
下位机主要是由配料仪表及PLC组成。
配料仪表主要是通过仪表键盘设定一些参数，完成对各种物料的称重。并同时将物料的净重传送给PLC。
可编程控制器PLC具有很强的抗干扰能力，可在各种恶劣的工业条件环境下工作。PLC内部采用了各种滤波，CPU与I/O光电隔离。它是整个控制系统核心。完成对自动配料系统控制方法的设计及实现。其控制流程见图2
搅拌站控制系统 搅拌站配料仪表
由于料斗门或螺旋给料器的动作滞后和空中余料（冲量）的随机变化，造成配料的误差。为了保证配料精度，必须采取落差控制。所谓落差，简单说就是从发出关闭命令开始、到秤稳定所增加了的物料重量。对于落差稳定的配料对象可以记录下落差值，在下次配料过程中加以修正。对于落差不稳定且偏差较大时，可以用振动下料减小落差，再少量补料的方法。由于配料对象的不同，实现落差控制的方法也有许多，这是配料精度的重要环节。
本系统采用的落差控制方法是开关乒乓控制，理论上当采样值与设定值相等时关阀门。实际控制要考虑落差的影响。
N+ △Nn-1×δ%≥Ns
其中N实际采样值，△N上次落差值，δ%落差修正因子，Ns设定值。这是一种特殊的开关控制方法，△Nn×δ%类似微分环节，代表控制上的提前量。δ%是一个很重要的参数，根据不同控制对象要做适当的调整。△N要在上面不等式成立后取得。为了得到较准确
的落差值，需加适当的稳称时间。
△Nn= Ns － N
在上面采用的方法控制精度还不够理想时，可以增加补料控，即设定一个误差允许范围，在一次落差控制以后，落差值还大于误差允许值时，取新的落差值再做一次落差控制。如此循环若干次，就能达到较理想的配料精度。
3提高可靠性的措施
为了提高系统的可靠性，在设计中采取了如下措施：
·工控机、配料仪表及PLC等弱电部分采用单独供电。
·PLC的控制输出及输入信号采用隔离技术，有效防止外部干扰信号。
·交流接触器全部安装阻容吸收。
·中间继电器线包全部安装二级管吸收回路。
实践证明以上措施是行之有效的，对保证系统正常可靠的运行起了很大作用。
4结束语
我们研制的这一套自动配料控制系统，由于使用的高可靠的PLC为核心及有效的自动配料控制方法，使系统的运行符合要求，已经应用在混凝土搅拌站，且运行稳定可靠。生产出的混凝土可满足不同工程的需要。
混凝土搅拌站自动控制系统的研制
来源：环球粮机网发布时间：2015-04-27 13:19:49
