郭　彬（中鐵十一局集團橋梁有限公司，江西　鷹潭　335000）

關于混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的設計分析

郭彬
（中鐵十一局集團橋梁有限公司，江西鷹潭335000）

混凝土攪拌站，專門用于拌制混凝土，攪拌站運行中，控制系統(tǒng)屬于核心的設計，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計，提高了對控制系統(tǒng)的重視度，規(guī)范攪拌站控制系統(tǒng)的使用。因此，本文重點分析混凝土攪拌站控制系統(tǒng)相關的設計內(nèi)容。

混凝土；攪拌站；控制系統(tǒng)；設計

隨著混凝土應用規(guī)模的擴大，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)的設計優(yōu)勢，全面落實混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的各項設計，提高攪拌站控制系統(tǒng)的運行水平。

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+PLC+觸摸屏控制。工控機，根據(jù)混凝土配置的需求，對攪拌站控制系統(tǒng)規(guī)劃指令，要求控制系統(tǒng)的生產(chǎn)過程，能夠按照標準的指令進行。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)動作，PLC的模擬量模塊，具有程序化處理的要求，實行程序化的處理，保證攪拌站控制系統(tǒng)的邏輯化［1］。觸摸屏監(jiān)控器，提供人機界面的終端服務，維護攪拌站控制的可靠性，利用觸摸屏簡化控制操作。

2　混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的相關設計

2.1總體設計

混凝土攪拌站控制系統(tǒng)，是將混凝土的各項物料，按照配比稱量，送到攪拌站內(nèi)。攪拌站控制系統(tǒng)的設計，需要配合動態(tài)稱量系統(tǒng)，解決配料的非線性、時變性問題，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，維護混凝土的性能?？刂葡到y(tǒng)的總體設計，重點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)設計的兩大因素，例如：空中落差因素，混凝土的某一項配料，如水泥、粉煤灰、礦粉，攪拌站的計量裝置，受到控制系統(tǒng)的指示，當該配料的配比達到設計值時，控制系統(tǒng)會對計量裝置發(fā)送關閉的指令，此時出料口、稱斗之間，仍舊存在一部分物料，屬于計量裝置統(tǒng)計以外的，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，對控制系統(tǒng)的期望值實行模式化的處理，有效調(diào)節(jié)超調(diào)量，同時將其作為控制系統(tǒng)的輸入變量，輸入后，獲取反饋值、期望值的偏差，經(jīng)過百分比進行模糊化處理，將其作為另外一個輸入量，控制系統(tǒng)在此類模式的作用下，檢測偏差百分比，當百分比處于切換標準時，采用PID控制，利用迭代自學習的方式，提前預測出空中的落差，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、水泵電機以及電動傳動和附屬部分［2］?？刂葡到y(tǒng)配置設計，選擇PLC控制，按照功能布置指示燈、開關等。攪拌站控制系統(tǒng)的核心是PLC硬件，分析配置設計，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設備，做為控制的重點，監(jiān)督現(xiàn)場的運行設備，輔助傳感器，實行數(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的控制下進行遠程的設備操作，構建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，設計兩套同配置的HMI服務器，提高攪拌站控制系統(tǒng)的可靠性，而且兩套服務器，按照一供一備的方式運行，即使攪拌站控制系統(tǒng)的HMI服務器出現(xiàn)故障，也能投運備用服務器，確?？刂葡到y(tǒng)的正常運行。

混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的算法，實現(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)、設備；（2）配置通信數(shù)據(jù)和編程符號，規(guī)范控制功能；（3）設計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，維護運行的可靠性。

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)場的攪拌工藝以及設備的運行，全面掌握攪拌系統(tǒng)的運行。攪拌站控制方面，工控機操作選用WINDOWS XP SP3，利用WinCC構建人-機界面，設計兩臺供備工控機，而且工控機上均安裝監(jiān)控軟件，實時監(jiān)督攪拌站現(xiàn)場的運行情況，記錄好工況參數(shù)。

3　混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設計的注意事項

首先注意混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設計的可靠性，PLC裝置，采取單獨接地處理的方式，而且接地的電阻，不能超過1Ω［4］。為了維護控制系統(tǒng)運行的可靠性，接觸器位置，要安裝阻容吸收的裝置，繼電器線路上，采用二極管運行?？刂葡到y(tǒng)的電纜結構，尤其是弱電系統(tǒng)，設計一層屏蔽線，屏蔽層要實行單端接地處理，保護攪拌站控制系統(tǒng)的運行。

第二是稱量精度控制方面的注意事項，針對攪拌站控制系統(tǒng)內(nèi)的誤差，不論是靜態(tài)還是動態(tài)誤差，都采用神經(jīng)網(wǎng)絡算法實行補償，保障系統(tǒng)測量結果的精準性，以免影響攪拌站控制系統(tǒng)的運行。配料的稱量操作，考慮到精度控制的需求，先安排高速給料，給料量達到90%左右，更改為低速配料，符合精稱的標準。骨料的精稱，啟動大、小雙料倉，水分控制，使用粗管、細管，全面控制稱量的精度。

4　結束語

混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設計，關系到混凝土攪拌的實際情況，全面落實攪拌站控制系統(tǒng)的設計，注意設計中的特殊事項，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用，進而體現(xiàn)攪拌站設計的優(yōu)勢和價值，完善混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的運行過程。

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

［2］張兆武.基于PLC的混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設計［J］.機械，2010（08）：49-51.

［3］庫祥臣，王文騫，岳陽.攪拌站智能控制系統(tǒng)設計［J］.自動化與儀表，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)的設計與應用［J］.微計算機信息，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：設備管理。