基于plc的混凝土搅拌机设计(编辑修改稿)

基于plc的混凝土搅拌机设计(编辑修改稿)内容摘要：

PLC 的扫描时间取决于扫描速度和用户程序长短。 毫秒级的扫描时间对于一般工业设备通常是可以接受的， PLC 的响应滞后是允许的。 但是对某些 I/O 快速响应的设备，则应采取相应的措施。 如选用高速 CPU，提高扫描速度，采用快速响应模块、高速计数模块以及不同的 中断处理等措施减少滞后时间。 影响 I/O 滞后的主要原因有 :输入滤波器的惯性。 输出继电器接点的惯性。 程序执行的时间。 程序设计不当的附加影响等。 可编程控制器的选用 进行 PLC 选型时，应该从以下几个方面进行考虑 : 1)I/O 点数问题 当控制对象 I/O 点在 60 点之内， I/O 点数比为 3:2 时选用整体式 (小型 )PLC 较为经济。 当控制对象 I/O 点在 100300 点左右，选用中小型模块式的较为合理。 当控制对象 I/O 点在500 点以上时就必 须选用大型 PLC。 2)I/O 类型问题 I/O 类型也是决定 PLC 选型的重要因素之一，一般而言，多数小型 PLC 只具有开关量 I/O。 PID, A/D, D/A、位控功能一般只有大、中型 PLC 才有。 3)联网通信问题 联网通讯是影响 PLC 选型的重要因素之一，多数小型机提供较简单的 RS232 通讯口，少数小型 PLC 没有通讯功能。 而大型 PLC 一般都有各种标准的通信模块可供选择。 4)系统响应时间问题 系统响应时间也是影响 PLC 选型的重要因素之一。 一般而言，小型 PLC 扫描时间为1020ms/kb。 中型 PLC 扫描 时间在 10ms/kb 以下。 大型 PLC 扫描时间在 1 ms/kb 以下，而系统响应时间约为 2 倍的扫描周期。 5)可靠性问题 应从系统的可靠性角度，决定 PLC 的类型和组网形式，比如对可靠性要求极高的系统，可考虑选用双 CPU 型 PLC 或冗余控制系统 /热备用系统。 6)程序存贮器问题 基于 PLC 的混凝土搅拌机设计 第 9 页 共 29 页 在 PLC选型过程中， PLC内存容量、型式也是必须考虑的重要因素。 通常的计算方法是 :I/O点数 8(开关量 )+100 模拟量通道数 (模拟量 )+120 (1+采样点数 )(多路采样控制 )。 进行 PLC 选型时，不要盲目地追求过高的性能指 标。 另外， I/O 点数，存贮容量应留有一定的余量以便实际工作中的调整。 确定 PLC 的型号以后，就必须对各种模块进行选型，开关量模块的选型主要涉及到如下几个问题 : ①外部接线方式问题。 I/O 模块一般分为独立式、分组式和汇点式。 通常，独立式的点均价格较高，如果实际系统中开关量输入信号之间不需隔离可考虑选择后两种。 ②点数问题。 前面所说，点数是影响 PLC 选型的重要因素，同样在进行 I/O 模块的选型时也必须根据具体点数的多少选择恰当的 I/O 模块。 一般而言，点数多的点均价就低。 ③开关量输入模块。 通常的开关量输入模块类型 有有源输入、无源输入、光电接近传感器等输入。 进行开关量输入模块的选型时必须根据实际系统运行中的要求综合考虑。 ④开关量输出模块。 通常的开关量输出模块类型有继电器输出、可控硅输出和晶体管输出。 在开关量输出模块的选型过程中，必须根据实际系统运行要求及要求输出的电压等级进行相应的选型。 本系统中的称重系统主要为电子秤，它们所提供的模拟量和其它一些安全监测传感器所提供的开关量，作为 PLC 准确控制的依据。 模拟输入量包括砂料、石料等重量。 开关输入量有 :系统开关按钮；搅拌机（翻斗门）的上限位、下限位；沙料箱、石料箱闸门开关。 各种机器故障；报警销铃；手动回零等。 PLC 的开关量输出有 : 搅拌机、石料输送机、沙料输送机、水泥螺旋输送机、水泵、添加剂螺旋输送机、翻斗机、传送带等。 这些信号经功率放大后驱动相应的执行机构。 本系统需要配置的 I/O 点如下 : 19 个开关量输入 ； 22 个开关量输出。 根据对上述控制任务的分析，本项目选择了微软公司研发的的模块化中小型 PLC 系统FX2n，它能满足中等性能要求的应用，应用领域相当广泛。 其模块化、无排风扇结构、和易于实 现分布，易于用户掌握等特点使得它成为各种从小规模到中等性能要求控制任务的方便又经济的方案。 FX2n 系列所具有的多种性能递增的 CPU 和丰富的且带有许多方便功能的 I/O扩展模块，使用户可以完全根据实际应用选择合适的模块。 当任务规模扩大并且愈加复杂时，可随时使用附加的模块对 PLC 进行扩展。 FX2n 所具备的高电磁兼容性和强抗振动，抗冲击性，更使其具有最高的工业环境适应性。 此外， FX2n 系列 PLC 还具有模块点数密度高，结构紧凑，性价比高，性能优越，装卸方便等优点。 基于 PLC 的混凝土搅拌机设计 第 10 页 共 29 页 第二章 混凝土搅拌站 PLC 程序设计 混凝土搅拌站 PLC程序设计思想 为了使 PLC 完成混凝土搅拌站整个生产过程的现场控制功能， PLC 需要采集各秤的重量信号及其它传感器和行程开关提供的开关量信号，并对此进行处理后，输出对电磁阀、电动机等各执行机构的控制信号，其具体细节如下 : 1)石料斗秤、沙料斗秤等由称重传感器感应的信号分别经称重变送器进入 PLC。 由于变送器输出的是并行 BCD 码，所以需经过程序转换成二进制码，存储在 PLC 的数据寄存器中。 然后经过 PLC 程序处理 . 2)各秤斗称量时，达到设定值时停止给料。 3)由于秤斗上粘附的原料使称重产生偏差， 所以需要进行去皮处理。 去皮时， PLC 记下此时的重量，此重量即为基准零点。 在称量时用总重量减去基准零点值，得到的就是原料的准确重量。 4)考虑到有可能因突然停电造成配料停止，为了不使已经配好的原料浪费，己经配好的原料的重量需要具有停电保护功能，所以在程序中，把这些重量信号存在可断电保持的数据寄存器中。 5)由于搅拌站运行过程中各送料机及搅拌机等难免不出故障，因此应设计故障报警程序。 混凝土搅拌装置的工艺流程 搅拌站进行混凝土生产时， 首先将骨料分别装入各自料仓，然后打开石料和砂料的给料阀门分别将骨料投入到秤斗进行称量，秤斗中的骨料不断增加直到电子秤指示到所要求的重量才控制下料阀门停止投料，然后启动平皮带和斜皮带将骨料卸入集料斗。 在骨料配料的同时 ,搅拌机也开始搅拌 ,因为同时在利用定时器进行水泥、所需水及外加剂的计量。 在混凝土所需的各种材料计量完毕后，控制集料斗和各秤斗开门，以把各种材料装入搅拌机进行搅拌。 在搅拌机运行了规定的时间后，打开搅拌机的门进行卸料 (搅拌站的门先半开，再全开 )，完成混凝土生产的一个循环。 在石料、砂料的称重计量时，系 统用分别控制两个门进行快速粗略和慢速精确的计量，以减少称量时间和称量精度。 同理，对水的计量亦采用水粗称阀和水精称阀进行控制，而水泥、粉煤灰和防冻剂等添加剂则由计量螺旋机从各自料仓送入各自秤斗进行计量。 由于整台设备生产的连续性较强，控制系统中，每一个动作的前后时序性都有严格的要求，且到达某个状态时，必须保证与这一状态有关的动作全部完成，才可以进入下一个状态，因此必须通过设备上安装的限位开关和传感器对各执行机构的状态进行监控。 混凝土搅拌站工作原理 混凝土搅拌站分为四个部分 :砂石给料、粉料 (水泥、粉 煤灰、膨胀剂等 ) 给料、水与外加剂给料、传输搅拌与存储 .其工作流程为 中的程序流程图 ,搅拌机控制系统上电后 ,进入。