車(chē)載攪拌機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

楊帆

摘要：隨著我國(guó)十二五計(jì)劃的推廣國(guó)內(nèi)的對(duì)建筑材料的需求與日俱增，對(duì)混凝土等一系列建筑材料的要求也越來(lái)越高，極大地刺激了我國(guó)房地產(chǎn)行業(yè)，因此對(duì)攪拌機(jī)等工地施工器材也有了更高水平的要求。但是，與國(guó)外美國(guó)，德國(guó)等工業(yè)強(qiáng)國(guó)相對(duì)比我國(guó)的工業(yè)水平還存在巨大的落差，因此政府加大了對(duì)民辦企業(yè)的扶持力度，大力推動(dòng)科技的進(jìn)步，努力縮小我國(guó)與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。

實(shí)踐結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的基于PLC的攪拌機(jī)控制系統(tǒng)具有精度高、效率高、控制效果優(yōu)越等特點(diǎn)，減少了在惡劣的施工環(huán)境的工作，保證了工人的人身安全。同時(shí)，提高了工業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，大大提高了工人的時(shí)間利用率，完成推廣實(shí)用可以帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)收益。

關(guān)鍵詞：智能控制;PLC;攪拌機(jī);車(chē)載

1 緒論

隨著十二五等強(qiáng)國(guó)計(jì)劃的實(shí)施，國(guó)內(nèi)房地產(chǎn)行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，對(duì)施工的安全性以及高效率都提出來(lái)要求，智能攪拌機(jī)已成為現(xiàn)代施工不可缺少的一部分，過(guò)去的攪拌機(jī)核心是繼電器，響應(yīng)速度慢，可靠性過(guò)低，不符合要求為克服以上劣勢(shì)，目前使用更先進(jìn)的可編程控制器來(lái)修改傳統(tǒng)的繼電器控制方式，大大提高了控制的靈活性和安全系數(shù)。智能攪拌機(jī)的核心改為PLC后，使得控制的靈活性和安全可靠性以及工作狀態(tài)下的高效性都得到了極大的提升，解決了在天氣以及人為條件下的難以施工問(wèn)題，保證了工人的人身安全。同時(shí)，提高了工業(yè)生產(chǎn)中的自動(dòng)化水平，提高了人力資源的利用率，完成推廣實(shí)用可以帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)收益。

本文通過(guò)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外智能攪拌機(jī)發(fā)展的現(xiàn)狀以及發(fā)展前景的進(jìn)行詳細(xì)的考慮分析，設(shè)計(jì)PLC多檔位攪拌機(jī)，對(duì)原料攪拌的更加充分，為了攪拌機(jī)的有效運(yùn)行，料艙內(nèi)的頁(yè)面達(dá)到指定高度時(shí)，接收器會(huì)收集到當(dāng)前信息并且將其轉(zhuǎn)變?yōu)槿觞c(diǎn)信號(hào)傳輸?shù)娇刂浦行模悄苤行膶?duì)接受到的信號(hào)進(jìn)行分析同時(shí)對(duì)電磁閥門(mén)等控制裝置下達(dá)任務(wù)。對(duì)控制系統(tǒng)的硬件需求進(jìn)行分析，選用適合本系統(tǒng)的硬件設(shè)備，設(shè)計(jì)符合控制要求的主電路和控制電路。

2 智能攪拌機(jī)原理

將骨料從儲(chǔ)的料箱中逐一排入計(jì)的量料斗，然后分別或的累計(jì)計(jì)量。測(cè)量完的成后，皮帶開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)，物料被的排放到始終運(yùn)行的傾斜皮帶中。傾斜的皮帶會(huì)將額測(cè)得的骨料送入屋頂?shù)墓橇隙分?。原料倉(cāng)將原料通過(guò)的各種計(jì)量加入料斗中，輸送機(jī)將水和添加的劑泵料倉(cāng)中，然后對(duì)各種原料的配比進(jìn)行測(cè)算，測(cè)算結(jié)果正常下，出料口打開(kāi)，攪拌機(jī)在短時(shí)間內(nèi)不反應(yīng)，接著開(kāi)始進(jìn)行工作，將主機(jī)的混凝土的混合物排料口排的入攪拌機(jī)中，完成一個(gè)工的作周期。

先要確定智能攪拌機(jī)的社會(huì)地位，這是工程上的應(yīng)用，然后PLC的工作性質(zhì)就比較好，PLC要對(duì)占空比進(jìn)行掃描，項(xiàng)目的表現(xiàn)不宜居，干凈清晰 對(duì)于單片機(jī)的安全性，安全性是工程中要考慮的首要因素，PLC也完全可以勝任，相反，PLC的安全性更強(qiáng)，抗干擾性更好。

最后是兩者的使用的性能符合實(shí)際，PLC完成后后期的維護(hù)比MCU更方便更合適，并且MCU的穩(wěn)定性和PLC的穩(wěn)定性根據(jù)比較和經(jīng)驗(yàn)是壟斷的，以PLC為控制器的智能攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)非常的實(shí)用。

3 智能攪拌機(jī)的設(shè)計(jì)

控制的工具是變頻器，驅(qū)動(dòng)的方式和驅(qū)動(dòng)過(guò)程中的安全設(shè)計(jì)。以上是本章主要說(shuō)明的設(shè)計(jì)點(diǎn)。使用轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)器，性能可以滿(mǎn)足攪拌機(jī)的需求，同時(shí)，其建造和維護(hù)成本低，符合實(shí)際情況就可以滿(mǎn)足平穩(wěn)安全運(yùn)行，確保攪拌機(jī)本身運(yùn)作。

國(guó)家通常在電氣自動(dòng)化工程的基本圖形符號(hào)（GB4728）上使用思想過(guò)程設(shè)計(jì)，設(shè)備安裝操作和維護(hù)保養(yǎng)服務(wù)來(lái)編寫(xiě)文字和其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對(duì)于方案的編寫(xiě)，我們需要著重注意安全性與可靠性，其次減少設(shè)備成本，也要考慮從手動(dòng)控制到自動(dòng)控制，從仿真到微機(jī)控制的新技術(shù)產(chǎn)品，通過(guò)一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)功能，使系統(tǒng)完善。

在本文中，工業(yè)控制系統(tǒng)的改善升級(jí)須盡可能的利用舊系統(tǒng)中的元器件。對(duì)于視覺(jué)感管頁(yè)面操作模式更應(yīng)與改造前相大致相同，這樣可以使用操作人員快速熟悉。故改完后的系統(tǒng)要求可靠性要高。視覺(jué)感官頁(yè)面相似，擁有將收集到的信息進(jìn)行歸納總結(jié)的天賦。

主電路的最主要的組成是控制電動(dòng)機(jī)，為了控制電動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行我們需要工業(yè)380V用電。同時(shí)為了安全起見(jiàn)采用三相交流電。

4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)要求

三個(gè)傳感裝置：SL1為高位傳感設(shè)備，SL2為中位傳感設(shè)備，SL3為底位傳感設(shè)備，當(dāng)液位達(dá)到某傳感設(shè)備位置時(shí)，該傳感設(shè)備就會(huì)發(fā)出“是”信號(hào)，如果低于傳感設(shè)備位置，傳感設(shè)備就將不運(yùn)行。

三個(gè)電磁閥門(mén)的作用：電磁們T1是為了A原料的添加，電磁閥門(mén)T2為控制B原料的添加，T3則是為了AB混合原料C的卸載而設(shè)計(jì)。電動(dòng)機(jī)M是整個(gè)設(shè)計(jì)的動(dòng)能中心，當(dāng)其運(yùn)行時(shí)，開(kāi)始攪拌原料。停止后，攪拌機(jī)工作同時(shí)暫停。

沒(méi)有工作的時(shí)候：電動(dòng)機(jī)不進(jìn)行使用，容器內(nèi)沒(méi)有任何的原料，各閥門(mén)的未開(kāi)，傳感的設(shè)備SL1等于SL2等于SL3為“不”狀態(tài)，攪拌的電動(dòng)機(jī)M同樣是“不”狀態(tài)。

操作流程：當(dāng)M開(kāi)始的工作時(shí)，第一步按下啟動(dòng)的按鈕，打開(kāi)閥門(mén)T1A原料開(kāi)始加入艙中，當(dāng)傳感的設(shè)備SL3被液面覆蓋時(shí)，SL3為打開(kāi)的狀態(tài)，A的原料繼續(xù)注入艙內(nèi)，直到液位達(dá)到SL2，SL2同樣為打開(kāi)狀態(tài)，也就是說(shuō)關(guān)閉的閥門(mén)T1停止加入A原料，打開(kāi)的閥門(mén)T2，B的原料開(kāi)始的加入的倉(cāng)，液位的到達(dá)SL1時(shí)，閥門(mén)T2關(guān)閉，電動(dòng)機(jī)開(kāi)始的運(yùn)行，60秒后，觀察原料是否的均勻，達(dá)到要求的攪拌停止，電動(dòng)機(jī)的關(guān)閉，閥門(mén)的T3開(kāi)啟，混合的原料C放入。等待的液體低于SL3的時(shí)，五秒后，C的原料全部放出倉(cāng)，閥門(mén)的T3關(guān)閉，系統(tǒng)按程序開(kāi)始下一循環(huán)，如果在操作過(guò)程中，不小心按下暫停開(kāi)關(guān)，工作狀態(tài)依舊不會(huì)退出，等到當(dāng)前周期程序運(yùn)行完畢后要做才能夠暫停，換言之，不管怎樣操作攪拌機(jī)都停止的在初始狀態(tài)。

5 實(shí)驗(yàn)仿真及數(shù)據(jù)分析

該系統(tǒng)采用上午網(wǎng)絡(luò)激勵(lì)函數(shù)的樣本的選擇和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的參數(shù)選擇，采用Sigmoid函數(shù)，考慮到訓(xùn)練學(xué)習(xí)率的初值選擇的為0.1，動(dòng)量系數(shù)的選擇為0.95，最大的訓(xùn)練數(shù)設(shè)置為10000。

數(shù)據(jù)預(yù)處理的智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)被應(yīng)用于具體的配料控制的問(wèn)題，原始的數(shù)據(jù)的訓(xùn)練網(wǎng)絡(luò)中，不同的變量往往處于不同的計(jì)量單位，如時(shí)間，重量等，量級(jí)差也大，例如，因?yàn)闀r(shí)間通常在1.0分鐘至2.5分鐘之間，而傳感器的測(cè)量的重量變化通常在50千克至1800千克之間。

采用S型曲線(xiàn)表達(dá)法，其結(jié)果在（0，1）或（1，1），特別是在外部 該范圍的值是所需的輸出，原始數(shù)據(jù)會(huì)的導(dǎo)致神經(jīng)元飽和，因此預(yù)處理歸一化處理（Noralization）是最常用的方法，[0，1]間隔是基于線(xiàn)性變換的。

分析和比較中可以看出，混凝土攪拌機(jī)的配料控制模擬的材料質(zhì)量，訓(xùn)練的精度和收斂的速度的結(jié)果是基因的算法，在優(yōu)化的仿真中，不難看出使用優(yōu)化后的基因算法加藥和智能控制系溫床統(tǒng)的混凝土攪拌站誤差補(bǔ)償違法處罰精度在0.1%?0.8%的土壤變化中，變化的熱風(fēng)槍原因是直徑和物料尺寸均勻，而無(wú)法尺寸的補(bǔ)償 在砂處理過(guò)程中相對(duì)于其他去不均勻的高精度材料明顯。

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（作者單位：河北科技學(xué)院）