廣州周立功單片機發(fā)展有限公司

應(yīng)用背景

隨著政府對高速公路、鐵路、縣鄉(xiāng)公路和城市建設(shè)投資力度的加大，勢必會刺激各種混凝土或瀝青攪拌機的需求。

然而，市場上現(xiàn)有的攪拌機大多為人工操作，物料的混合比例和攪拌機的轉(zhuǎn)動必須依靠人為設(shè)定和控制，使得混合比例精度差，攪拌出來的混合物質(zhì)量不穩(wěn)定。

解決方案描述

為了提高攪拌機的精確控制程度，需要對系統(tǒng)進行自動化改造。

在本方案中，使用交流異步電機控制混合物兩種物料的管道流量，將流量傳感器采集到的數(shù)據(jù)反饋回控制器，并采用PID算法調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)物料流量的精確控制。圖1是使用了PID調(diào)節(jié)的自動比例控制的攪拌機系統(tǒng)框圖。

圖1比傳統(tǒng)的攪拌機系統(tǒng)增加了2個可控的電機(電機A、電機B)，控制物料A和物料B的管道流量，代替繁瑣的人工填料；電機C控制攪拌機的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速。3個電機均使用了PID算法實現(xiàn)轉(zhuǎn)速和方向的控制，提高了配料比例的精確度，攪拌的過程完全可控。

通過上述方案的理論分析，改進后的攪拌機控制系統(tǒng)完全可以達到提高配料的比例精確度、降低人為操作成分和提高生產(chǎn)效率的目的。下面將提出一個具體的實現(xiàn)方案。

為了能夠?qū)嚢铏C運行狀況進行穩(wěn)定的控制與實時的監(jiān)控，本方案采用廣州致遠電子有限公司的MiniHMI-1000人機界面作為人機交互平臺，通過RS-485總線連接EPCM-2640控制器。使用控制器的板載模擬量輸入端口對各種傳感器數(shù)據(jù)進行采集，并通過計數(shù)端口實時采集電機轉(zhuǎn)速。采用PID算法計算輸出參數(shù)后通過控制變頻器調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)對電機的閉環(huán)控制。人機界面的監(jiān)控畫面采用與MiniHMI-1000配套的組態(tài)軟件HMI Developer Suite(簡稱HDS)進行編輯。

在操作現(xiàn)場，工作人員通過人機界面的[運行監(jiān)控]畫面實時了解系統(tǒng)運行狀態(tài)、電壓／電流過載、各種物料的流量、當(dāng)前工作配方等信息。高權(quán)限等級的工作人員(例如工廠管理員)通過驗證身份(用戶名／密碼)進入[設(shè)置頁面]，修改運行狀況和當(dāng)前工作配方。

為保證系統(tǒng)安全運行，使用HDS報警組件中實現(xiàn)預(yù)設(shè)報警的功能。當(dāng)系統(tǒng)運行出現(xiàn)異常情況時，人機界面將滾動顯示報警信息，并通過觸發(fā)器腳本自動完成報警決策與錯誤處理。

運行過程中，工作人員可能需要通過改變物料的流量搭配比例實現(xiàn)對混合物屬性的改變。本方案使用HDS的配方管理功能預(yù)設(shè)3種配方，只需輕觸屏幕上的相關(guān)按鈕即可改變物料配方。系統(tǒng)實現(xiàn)框圖如圖2所示。