基于PLC在混凝土搅拌站中的应用设计 (2)

基于PLC在混凝土搅拌站中的应用设计
心
基于PLC在混凝土搅拌站中的应用设计
一、控制目的
根据混凝土搅拌站控制系统的要求，设计一控制系统，该系统应保证安全、可靠运行的情况，实现计算机自动监控。

二、控制要求
图1 混凝土搅拌站的工艺流程图
(1) 配料开始，先打开1#骨料仓的阀门，将物料放入其下的骨料秤中，通过传感器采集到称重信号送往配料控制器，待达到配方设定值后向PLC发出信号关闭1#骨料仓，开始2#骨料仓的配料，过程同上。

（2）待所有骨料全部按配方配好开启骨料秤阀门，物料落入其下的传送皮带上，送入提升斗中，卸料完成后PLC发出信号，关闭骨料秤阀门；同时提升斗上升至搅拌机入料口处停止，并打开放料阀门放料至搅拌机中。

（3）接到启动信号水泥仓阀门也同时打开，水泥通过螺旋输送机送到水泥秤，当到达配方设定值后开启水泥秤阀门，放料至搅拌机中；同时，水管阀门也打开往水箱中放水，至配方设定值后开启水箱阀门，往搅拌机中加水。

（4）整个过程中搅拌机一直处于搅拌状态，待所有物料投入搅拌机开始计时，到达配方设定的搅拌时间后开启搅拌机放料阀门，将成品混凝土放入其下的搅拌车中。

三、总体方案设计
(1).混凝土搅拌站的控制要求分析，采用PLC控制原理，设计出总体控制原理图，画出硬件电路图。

(2).西门子编程语言LAD、FBD或STL 编制控制程序，完成其控制要求。

(3).利用InTouch组态监控界面，实现控制过程的动态监控。

(4).控制系统实现自动控制。

图2 混凝土搅拌站总体方案设计
四、硬件设计
根据控制要求，主控设备选用PLC，它具有强大的数据处理功能，同时也可作为开关量的输入、输出控制。

并且其输入、输出具有光电隔离，抗干扰性能较强，同时可以扩展多个特殊模块。

输出采用继电器隔离，通过继电器控制电机的接触器，控制电机的启动和停止。

人机界面的操作，选用触摸屏，具有良好的人机界面和简单的界面编辑功能。

硬件电路图如图3、4所示：
混凝土搅拌机
提升斗
传送皮
带
螺旋输
送机
仓阀门仓阀门仓阀门阀门阀门阀门阀门门阀门图3 混凝土搅拌站硬件电路主电路图
1L N
L
Q1.7
Q0.5Q0.4Q0.3Q0.2Q0.1Q0.0Q1.6Q1.5Q1.4Q1.3Q1.2Q1.1Q1.02L Q0.7Q0.6M
I0.3
I0.2I0.1I0.01M L
S7---200 PLC
SB1SB2SB3SB4
SB0
FU23
FU22
L N
KA1
KA2KA3KA4KA5KA6KA7
KA8KA9KA10KA11KA12KA13KA14KA15
KA10KA11KA12KA13KA14
FR1FR2FR4FR3FR4
KM1KM2KM3KM5
KM424V
图4 混凝土搅拌站PLC S7-200硬件电路图
五、 软件设计
PLC 程序编写：采用梯形图（LAD ）来完成混凝土搅拌站运行的程序。

梯形图的优点是看起来易懂,非常直观,根据控制要求，使用专用编程软件，编写PLC 控制程序。

(混凝土搅拌站PLC 梯形图附录1所示)
六、 组态界面设计
利用InTouch 组态软件设计出混凝土搅拌站的组态界面如下图图5所示：
图5 混凝土搅拌站的组态界面图
七、安装调试过程
1．首先打开PLC梯形图，编译程序，没错误后下载到PLC S7-200中。

2．打开MODBUS设置自定义名称和InTouch中访问名“jiaobanzhan”一致，打开InTouch监控画面，远行InTouch程序。

调试运行图如下所示：
图6 按下启动按钮后，骨料仓、水泥仓、水管阀门打开
图7 骨料秤、水泥秤、水箱阀门打开
图8 提升斗上升到一定高度停止卸料
图9 提升斗下降，开始记录搅拌时间
混凝土搅拌站在InTouch中的标志记如下表1所示
表1 InTouch中的标志名
混凝土搅拌站调试程序流程图如图11示:
图11混凝土搅拌站调试程序流程图
八、调试中遇到的问题及解决方法
1．调试中可能会出现PLC与InTouch组态软件连接问题。

这要通过MODBUS 协议来完成他们的连接，使他们间的访问名设置要一致。

2.在PLC程序编写的时候，出现了双线圈，导致程序运行时执行的是后一个线圈的状态，最后控制线圈的时间继电器并联，有效的解决了这一问题。

九、测试结果分析
按下启动按钮后，搅拌机开始搅拌，骨料仓、水泥仓、水管阀门打开开始放料，当骨料和水泥达到配料控制器所设定的数值后，骨料秤和水泥秤阀门打开，通过传送皮带和螺旋输送机分别送往提升斗和混凝土搅拌机中，同时水箱的阀门打开往搅拌机中注水，水泥和水放完后关闭水泥秤和水箱阀门，提升斗上升到指定高度并开始卸料，卸完后提升斗下降。

当所有配料都已卸到搅拌机中时，开始记录搅拌时间，当搅拌时间达到设定值后，计数器加一，之后又循环开始。

当计数器数值达到设定值后，搅拌机停止工作。

十、心得体会
经过一个月的ASEA培训,让我掌握了许多在课本上学不到的知识，大大增强了自己独立发现和解决实际问题的能力，提高了自己的动手能力，把我所学到的知识运用到实际的操作当中，加深了对理论知识的理解和运用。

使我对InTouch 组态软件的使用更加的熟练，对PLC各系列有了更深的了解，能够独立的编写一些PLC程序。

还有就是最后的测试，虽然这个测试与真正的项目相比还有很大差别,但是它让我了解到做一个项目，不仅需要付出时间和汗水,更重要的是要细心。

对我而言，知识上的收获重要，精神上的丰收更加可喜。

让我知道了学无止境的道理。

我们每一个人永远不能满足于现有的成就，人生就像在爬山，一座山峰的后面还有更高的山峰在等着你。

挫折是一份财富，经历是一份拥有。

这次的ASEA培训必将成为我人生旅途上一个非常美好的回忆!
附录一:混凝土搅拌站PLC梯形图如下图所示。