關(guān)于混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

郭　彬（中鐵十一局集團(tuán)橋梁有限公司，江西　鷹潭　335000）

關(guān)于混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

郭彬
（中鐵十一局集團(tuán)橋梁有限公司，江西鷹潭335000）

混凝土攪拌站，專門用于拌制混凝土，攪拌站運(yùn)行中，控制系統(tǒng)屬于核心的設(shè)計(jì)，用于提高攪拌站的控制水平，滿足混凝土的配比需求?；炷翑嚢枵驹O(shè)計(jì)，提高了對(duì)控制系統(tǒng)的重視度，規(guī)范攪拌站控制系統(tǒng)的使用。因此，本文重點(diǎn)分析混凝土攪拌站控制系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)計(jì)內(nèi)容。

混凝土；攪拌站；控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

隨著混凝土應(yīng)用規(guī)模的擴(kuò)大，攪拌站在控制系統(tǒng)上，提出了新的要求，目的是規(guī)范攪拌站的控制功能，避免增加混凝土攪拌的壓力，生產(chǎn)高質(zhì)量、高性能的混凝土，體現(xiàn)攪拌站控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)，全面落實(shí)混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的各項(xiàng)設(shè)計(jì)，提高攪拌站控制系統(tǒng)的運(yùn)行水平。

1　混凝土攪拌站控制系統(tǒng)分析

混凝土攪拌站控制內(nèi)，比較常用的方案是工控機(jī)+PLC+觸摸屏控制。工控機(jī)，根據(jù)混凝土配置的需求，對(duì)攪拌站控制系統(tǒng)規(guī)劃指令，要求控制系統(tǒng)的生產(chǎn)過程，能夠按照標(biāo)準(zhǔn)的指令進(jìn)行。PLC，用于控制攪拌站控制系統(tǒng)的流程、過程，監(jiān)督并控制生產(chǎn)動(dòng)作，PLC的模擬量模塊，具有程序化處理的要求，實(shí)行程序化的處理，保證攪拌站控制系統(tǒng)的邏輯化［1］。觸摸屏監(jiān)控器，提供人機(jī)界面的終端服務(wù)，維護(hù)攪拌站控制的可靠性，利用觸摸屏簡(jiǎn)化控制操作。

2　混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)

2.1總體設(shè)計(jì)

混凝土攪拌站控制系統(tǒng)，是將混凝土的各項(xiàng)物料，按照配比稱量，送到攪拌站內(nèi)。攪拌站控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，需要配合動(dòng)態(tài)稱量系統(tǒng)，解決配料的非線性、時(shí)變性問題，禁止出現(xiàn)超差的情況，通過控制系統(tǒng)，規(guī)范配料的精度、速度，維護(hù)混凝土的性能?？刂葡到y(tǒng)的總體設(shè)計(jì)，重點(diǎn)考慮配料精度的需求，攪拌站配料的過程中，沖擊力、空中落差，屬于影響攪拌站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的兩大因素，例如：空中落差因素，混凝土的某一項(xiàng)配料，如水泥、粉煤灰、礦粉，攪拌站的計(jì)量裝置，受到控制系統(tǒng)的指示，當(dāng)該配料的配比達(dá)到設(shè)計(jì)值時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)對(duì)計(jì)量裝置發(fā)送關(guān)閉的指令，此時(shí)出料口、稱斗之間，仍舊存在一部分物料，屬于計(jì)量裝置統(tǒng)計(jì)以外的，此部分屬于空中落差的范疇。因此，混凝土攪拌站控制系統(tǒng)內(nèi)，提出模糊控制+PID算法，優(yōu)化攪拌站控制系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境。

模糊控制+PID算法的模式，表現(xiàn)出了混合型算法的特征，對(duì)控制系統(tǒng)的期望值實(shí)行模式化的處理，有效調(diào)節(jié)超調(diào)量，同時(shí)將其作為控制系統(tǒng)的輸入變量，輸入后，獲取反饋值、期望值的偏差，經(jīng)過百分比進(jìn)行模糊化處理，將其作為另外一個(gè)輸入量，控制系統(tǒng)在此類模式的作用下，檢測(cè)偏差百分比，當(dāng)百分比處于切換標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，采用PID控制，利用迭代自學(xué)習(xí)的方式，提前預(yù)測(cè)出空中的落差，解決落差的問題。

2.2配置與算法

混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的配置，是指攪拌電機(jī)、水泵電機(jī)以及電動(dòng)傳動(dòng)和附屬部分［2］。控制系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)，選擇PLC控制，按照功能布置指示燈、開關(guān)等。攪拌站控制系統(tǒng)的核心是PLC硬件，分析配置設(shè)計(jì)，如：（1）中央處理裝置，基于PLC的攪拌站控制系統(tǒng)中央處理裝置，可以采用S7-300設(shè)備，做為控制的重點(diǎn)，監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備，輔助傳感器，實(shí)行數(shù)據(jù)采集；（2）I/O系統(tǒng)，其為控制系統(tǒng)的輸入輸出，在PLC的控制下進(jìn)行遠(yuǎn)程的設(shè)備操作，構(gòu)建ET200從站，Profi bus總線，控制I/O數(shù)據(jù)，完成收集與控制輸出；（3）HMI部分，設(shè)計(jì)兩套同配置的HMI服務(wù)器，提高攪拌站控制系統(tǒng)的可靠性，而且兩套服務(wù)器，按照一供一備的方式運(yùn)行，即使攪拌站控制系統(tǒng)的HMI服務(wù)器出現(xiàn)故障，也能投運(yùn)備用服務(wù)器，確?？刂葡到y(tǒng)的正常運(yùn)行。

混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的算法，實(shí)現(xiàn)過程依賴于PLC編程軟件。配合上述硬件及組態(tài)，安排PLC編程軟件的運(yùn)行［3］。例如：混凝土攪拌站控制系統(tǒng)算法中，采用西門子STEP7，連接PLC的硬件、軟件，完成程序化的操作。分析STEP7作用下的功能，如：（1）綜合管理控制系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)、設(shè)備；（2）配置通信數(shù)據(jù)和編程符號(hào)，規(guī)范控制功能；（3）設(shè)計(jì)PLC的硬件參數(shù)，保障其可配合軟件的功能；（4）編輯多功能的語言程序；（5）診斷PLC硬件系統(tǒng)的故障，維護(hù)運(yùn)行的可靠性。

2.3監(jiān)控系統(tǒng)

混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的監(jiān)控部分，用于監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)的攪拌工藝以及設(shè)備的運(yùn)行，全面掌握攪拌系統(tǒng)的運(yùn)行。攪拌站控制方面，工控機(jī)操作選用WINDOWS XP SP3，利用WinCC構(gòu)建人-機(jī)界面，設(shè)計(jì)兩臺(tái)供備工控機(jī)，而且工控機(jī)上均安裝監(jiān)控軟件，實(shí)時(shí)監(jiān)督攪拌站現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行情況，記錄好工況參數(shù)。

3　混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的注意事項(xiàng)

首先注意混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可靠性，PLC裝置，采取單獨(dú)接地處理的方式，而且接地的電阻，不能超過1Ω［4］。為了維護(hù)控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性，接觸器位置，要安裝阻容吸收的裝置，繼電器線路上，采用二極管運(yùn)行?？刂葡到y(tǒng)的電纜結(jié)構(gòu)，尤其是弱電系統(tǒng)，設(shè)計(jì)一層屏蔽線，屏蔽層要實(shí)行單端接地處理，保護(hù)攪拌站控制系統(tǒng)的運(yùn)行。

第二是稱量精度控制方面的注意事項(xiàng)，針對(duì)攪拌站控制系統(tǒng)內(nèi)的誤差，不論是靜態(tài)還是動(dòng)態(tài)誤差，都采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法實(shí)行補(bǔ)償，保障系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的精準(zhǔn)性，以免影響攪拌站控制系統(tǒng)的運(yùn)行。配料的稱量操作，考慮到精度控制的需求，先安排高速給料，給料量達(dá)到90%左右，更改為低速配料，符合精稱的標(biāo)準(zhǔn)。骨料的精稱，啟動(dòng)大、小雙料倉(cāng)，水分控制，使用粗管、細(xì)管，全面控制稱量的精度。

4　結(jié)束語

混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，關(guān)系到混凝土攪拌的實(shí)際情況，全面落實(shí)攪拌站控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，注意設(shè)計(jì)中的特殊事項(xiàng)，輔助提高混凝土攪拌站的工作水平，規(guī)范其在混凝土攪拌中的應(yīng)用，進(jìn)而體現(xiàn)攪拌站設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì)和價(jià)值，完善混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的運(yùn)行過程。

［1］韓景云.混凝土攪拌站控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)［D］.鄭州大學(xué)，2010.

［2］張兆武.基于PLC的混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械，2010（08）：49-51.

［3］庫(kù)祥臣，王文騫，岳陽(yáng).攪拌站智能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.自動(dòng)化與儀表，2014（10）：50-53.

［4］李俊華，彭力，曹紅亮，李彥榮.瀝青混凝土攪拌控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用［J］.微計(jì)算機(jī)信息，2008（25）：45-46+55.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.123

郭彬（1981-），男，河北保定人，本科，研究方向：設(shè)備管理。