基于PLC的混凝土搅拌站电气控制系统设计

徐珊珊

摘要：在PLC技术日益发展的今天，软件编程、硬件配置、通讯网络功能和模拟量控制都有了很大的发展，在各自的领域和综合信息机械化时代有了很大的建树。对于混凝土搅拌站的电气控制而言，选择一款合适的可编程控制器是非常影响今后的工作效率的。我们力求提供一种总结系统软硬件设计要点的理论。

关键词：PLC;混凝土搅拌站;电气控制系统设计

现代经济的发展推动了建筑业的发展，过去采用的现场自动控制混凝土，现在出现了基于PLC的全自动对于混凝土的基本原料供应、自动称量、卸料等各个环节。此外，PLC可靠性强、编程简单、功能齐全，可以弥补混凝土搅拌站现有控制系统的不足。与工控机结合时，通过以下方式进行管理：上位机和副机PLC监控并确保整个过程自动化。实现生产控制、提高贴装精度以及提高产品质量和产量对成本控制具有积极意义。加强PLC与工控计算机相结合的混凝土搅拌站电气控制系统的设计与研究。

1、设计方案确定

我们在设计方案的确定中选择了混凝土搅拌站分别由上下两个位机组成，各司其职完成综合作业，上位机完成整体系统的管理，下位机对于PLC控制单元完成控制，通过PLC通讯装置与计算机相连。Communicate是用于监控计算机程序执行情况的PLC，可直接获取区域数据的内部数据。

2、搅拌站控制系统硬件设计

2.1下位机硬件设计

PLC对于型号的要求：对于三菱FX2N系列PLC我们在大型控制系统使用频率还是很大的。FX2N系列的PLC一般采用。基本单元输入继电器最大量程为X0-X7，共64点。展开后为X0。X267有184点。系统控制方式：系统包括手动控制和自动控制。在手动模式下，主要用于系统维护和软件调试。我们会在安装过程中选择安装两种按钮，手动按钮和自动按钮，但是一般来说用的最多的也就是自动按钮，方便快捷高效就是最大的优点。按钮灯在系统不能正常工作时及时处理错误。对于各类信号的控制是有自己的调节余地的，在使用操作过程中，以有效控制其行为（例如，控制点击序列、批量设备的启动和停止）。启停控制等）。一般的混凝土搅拌站分规模的大小对于下位机的硬件的选择就会有很大的不同，下位机硬件的选择直接影响着整个系统的稳定输出性能的高低，硬件和上位机的软件相互配合，使得整个流水线能在高效的混凝土施工过程中得到较高质量的混泥土，达到期望值。再者，根据称重信号和生产公式，可以获得电子秤控制信号、螺旋喂料器等。动态监控称重期间出现的问题。称重显示设备与PLC快速高效通讯，输出单片机开关量输出的1/0。PLC输入，达到控制的目的。

2.2称重仪表的硬件设计

传感器和外围和放大器电路设计使用传感器进行电路检测。依旧是在电阻大的地方分的电压就大，我们的传感器选择上一定要选择过滤别的信号较强的，也就是自身比较稳定的。对于整个电路的安装和设计上，尤其是在安装上使用了运算放大器，以防止一般用户设计的差分放大器的增益调节电阻Rg系统受到干扰。

A/D转换芯片及AT89S52单片机接口电路设计AD574是美国ADI公司生产的12位单片机A/D转换器。选择连续逼近A/D转换器并选择最大转换。时间设置为25us。由于0.05%是转换精度，所以最好尝试使用高精度、高速转换采样系统。

2.3上位机选择

上位机的选择上我们尽量选择串口数量较多的，能加入可选择功能且有利于维护和更换。上位机的作用是在不同的状态下显示参数并发出控制命令来调整控制参数。高端电脑由组态王6.51开发，能够创建强大、稳定的显示模块。组态王6.51这是一款在工业上使用很频繁的模拟仿真软件。

3、混凝土搅拌站控制系统软件设计

在软件设计过程中，首先根据实现的功能需求绘制控制流程图，然后将整个运行过程根据技术流程划分为其他功能模块，创建控制程序。

3.1 PLC的I/O配置

PLC的I/O配置：依据现实的混凝土搅拌站的控制系统所需输入输出点数，合理分派PLC的I/O端口。

遵循I/O点数及其特征如下分析：

CPU： CPU226，输入输出点数为24I/16O;

扩展模块：EM231，输入输出点数为4AIW;

3.2系统组态

在自控系统中，可以让用户快速构建工业自控系统监控特性的工具有着广泛的应用，主要是电力系统、石油、化工等领域的数据功能，就是收集和控制，过程监控。混凝土搅拌站控制系统配置使用组态王工具，以符合具体浇筑厂的控制系统。其组态图画如下图3.2所示：

在设置界面，可以对混凝土搅拌站的操作系统进行监控，通过动画、图形等方式向用户展示控制器的运行状态，方便的包含各种设备驱动程序。配置方法、连接、数据和其他功能。控制变量在本文中设计了两个：输入输出和容量的变量。这个设计中的输入输出量并不一定都是来自最初设定的初始值，也有来自其他的外界的数据量。

3.3控制系統程序分析

3.3.1程序控制流程图

根据生产流程，PLC通过程序采集输入端口的信息，数据分析、处理后，控制输出动作，完成混凝土搅拌站开关阀、电机等元器件动作。

4.3.2运行程序设计

混凝土搅拌站运行过程中，首先启动输送带，打开道尔顿、砂箱和水泥桶的开关阀，使骨料依次装入称量斗1进行称量。称重完成后，添加称重。配重斗1的卸料阀通过皮带输送机将骨料输送到混合箱。完成后，分别打开水泵和加水泵。将水和液体添加剂放入计量斗2，称量完成后，打开计量斗2的出料阀，将水输送至输送管道。

4、上位机设计

为了保证通信的准确性，子母计算机必须遵守一致的通信协议并设置通信参数（例如传输速度、数据位等）。通讯方式主要选择主从式，从主机发出信号，在过程中完成数字信号与模拟信号的转化。对于上位机的设计，不一样的操作流程对于最终的结果可能在时间上会有重合和相似。

5、总结

PLC和工业控制计算机对于整个混凝土控制是全自动化的，所以整个过程只要在程序输入环境稳定的情况下是没问题的。整个系统生产得到的混凝土高效质量好，整体工作方便，可积极宣传应用到混凝土生产中。后续研究将不断研究和完善，使系统更加完善。

参考文献

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