混凝土攪拌站畢業(yè)設(shè)計(jì)定稿

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上摘 要混凝土攪拌站是隨著水泥的誕生而產(chǎn)生和發(fā)展的。它是建筑、橋梁、道路、大壩等工程施工中的必備設(shè)備，它由貯料、配料、放料等機(jī)構(gòu)部件組成，是一個(gè)受多環(huán)節(jié)制約的復(fù)雜系統(tǒng)。而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的高速發(fā)展，綜合國(guó)力不斷增強(qiáng)，國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)建設(shè)的投資力度加大，拉動(dòng)了城市商品混凝土的高速發(fā)展，同時(shí)，使混凝土攪拌站有了較大的發(fā)展空間，最初攪拌站僅以單機(jī)的形式出現(xiàn)，混凝土自拌自用，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大規(guī)模的開(kāi)展，產(chǎn)生了很大的商品混凝土市場(chǎng)，攪拌站的需求越來(lái)越大，計(jì)量要求越來(lái)越高，于是出現(xiàn)了各種形式帶有計(jì)量裝置的攪拌站，從而產(chǎn)生了現(xiàn)代的混凝土攪拌站。本文針對(duì)PLC和配料控制控制器結(jié)合控制的

2、攪拌站來(lái)設(shè)計(jì)其控制及監(jiān)控程序設(shè)計(jì)中主要完成的任務(wù)有系統(tǒng)構(gòu)造、PLC的I/O分配、工作流程圖及PLC程序的編寫(xiě)。關(guān)鍵詞：混泥土攪拌站；I/O分配；PLC；自動(dòng)控制ABSTRACTConcrete mixing stations were produced and developed with the birth of cement. It is the construction of the necessary equipment for buildings, bridges, roads, dams and other projects. Its constructed from storag

3、e materials, ingredients, stirring, discharge, and other structural components, and it is a subject to the constraints of the complex multi-link system. As China's economic construction and the rapid development, Comprehensive national strength constantly enhance the state's infrastructure c

4、onstruction investment increased to boost the city's rapid development of ready-mixed concrete, so that the concrete mixing stations have larger space for development, the initial Mixing station only in the form of stand-alone, self-mix concrete-occupied, with the construction of infrastructure

5、facilities for large-scale, a lot of ready-mixed concrete market was developed, the demand for mixing stations are larger and larger, and measures are increasingly demanded, so the mixing stations with various forms of measurement devices were developed, thereby the modern concrete mixing station wa

6、s created.This paper for PLC and the combination of ingredients controller to control the mixing station will design its controlling and monitoring program. In the main text I must complete a systematic structure, the I/O distribution of PLC，the work flow chart and PLC program.KEY WORDS: concrete mi

7、xing station; the I/O distribution; PLC; automatic control目錄專心-專注-專業(yè)第一章 緒論1.1 選題背景及意義可編程邏輯控制器（PLC）自它誕生以來(lái)至今，以其極高的性價(jià)比以及一系列人所共識(shí)的優(yōu)點(diǎn)，受到越來(lái)越多的工程技術(shù)人員的重視，它現(xiàn)在被廣泛用于汽車(chē)生產(chǎn)、石油生產(chǎn)、IT制造、家電制造廠等工業(yè)控制場(chǎng)所，是現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展的重要技術(shù)之一。它對(duì)工業(yè)的生產(chǎn)提供了良好的控制系統(tǒng)，它的廣泛使用才使得人民不斷增長(zhǎng)的物質(zhì)需求得到有力保障。1969年美國(guó)DEC公司研制的第一臺(tái)PDP-14型PLC。隨后，在二十世紀(jì)七十至八十年代一直簡(jiǎn)稱PC。由于到90年代

8、，個(gè)人計(jì)算機(jī)發(fā)展起來(lái)，也簡(jiǎn)稱為PC；可編程序范圍很大，所以美國(guó)AB公司首次將可編程序控制器定名為可編程序邏輯控制器（Programmable Logic Controller）,簡(jiǎn)稱為PLC。PLC在控制領(lǐng)域的應(yīng)用時(shí)保持了廣泛的增長(zhǎng)趨勢(shì)?；炷翑嚢枵咀畛跏且詥螜C(jī)的形式出現(xiàn)，各工地自拌自用，隨著基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)大規(guī)模的開(kāi)展，商品混凝土的銷(xiāo)售逐漸增大。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和測(cè)控技術(shù)的發(fā)展，高可靠、高自動(dòng)化的自動(dòng)控制系統(tǒng)便成了混凝土攪拌站的發(fā)展方向。在混凝土攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)中，系統(tǒng)的穩(wěn)定性、數(shù)據(jù)采集處理的精確性直接影響到混凝土的質(zhì)量。而在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈的今天，攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)的性價(jià)比也與企業(yè)的生存緊密的

9、聯(lián)系在一起。因此，研究一種低成本、高可靠性的新型攪拌站自動(dòng)控制系統(tǒng)，具有極為廣闊的市場(chǎng)前景。隨著城市現(xiàn)代化建設(shè)及其大型水利等工程的不斷發(fā)展,以往那種由工地自行生產(chǎn)混凝土的方式由于其質(zhì)量難以保證、噪聲及粉塵污染大,因而必將為自動(dòng)控制的混凝土攪拌站所取代。自動(dòng)控制的混凝土攪拌站具有產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)良穩(wěn)定、生產(chǎn)成本低、環(huán)保性能良好等特點(diǎn),正在成為混凝土生產(chǎn)的主流。因此，混凝土生產(chǎn)過(guò)程中攪拌設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)日益受到人們的重視?？删幊炭刂破鳎≒LC）具有可靠性高、功能完善、編程簡(jiǎn)單直觀，能夠有效地彌補(bǔ)繼電器控制系統(tǒng)的缺陷。121.2 混凝土攪拌站的現(xiàn)狀及發(fā)展方向1.2.1混凝土攪拌站的現(xiàn)狀從1903年德國(guó)建造

10、世界上第一座混凝土攪拌站以來(lái)，商品混凝土作為獨(dú)立的產(chǎn)業(yè)已有100多年的歷史。隨后，美國(guó)于1913年，法國(guó)于1933年建立了自己的攪拌站。二戰(zhàn)后，尤其是60年代到70年代，由于各國(guó)抓緊發(fā)展經(jīng)濟(jì)，醫(yī)治戰(zhàn)爭(zhēng)的創(chuàng)傷，混凝土攪拌站得到了快速的發(fā)展。目前，德國(guó)、美國(guó)、意大利、日本等國(guó)的攪拌站在技術(shù)水平和可靠性方面處于領(lǐng)先地位。國(guó)外生產(chǎn)的攪拌站一般生產(chǎn)率在50m3/h300m3/h，對(duì)于混凝土生產(chǎn),攪拌站應(yīng)用比較普遍，尤其在大型工程中被采用。我國(guó)混凝土攪拌站的研制是從50年代開(kāi)始的，在其發(fā)展過(guò)程中，型式的選擇和主要技術(shù)參數(shù)基本上是根據(jù)用戶要求和參考國(guó)外的自由狀態(tài)，國(guó)標(biāo)GB10171-88（混凝土攪拌站分類(lèi)）

11、和GB10172-88（混凝土攪拌站技術(shù)條件）頒布實(shí)施，將混凝土攪拌站的研制和生產(chǎn)納入了標(biāo)準(zhǔn)管理的軌道，為其發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和攪拌混凝土標(biāo)準(zhǔn)的要求中，對(duì)于混凝土攪拌站的技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平由于我國(guó)的城市化進(jìn)程不斷向前推進(jìn)，商品混凝土在全國(guó)大中城市得到了迅速發(fā)展和推廣應(yīng)用，混凝土攪拌站（樓）也得到了高速發(fā)展。目前我國(guó)混凝土攪拌站生產(chǎn)企業(yè)眾多，產(chǎn)品已形成系列化，但技術(shù)水平參差不齊，只有部分產(chǎn)品接近國(guó)際先進(jìn)水平，有些技術(shù)已經(jīng)超過(guò)進(jìn)口混凝土攪拌站的水平，其中部分產(chǎn)品具有自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)能力高、稱量精度高、投資少、攪拌質(zhì)量好，能實(shí)現(xiàn)多倉(cāng)號(hào)、多配合比、不間斷地連續(xù)生產(chǎn)以及主機(jī)及其主要元

12、器件的國(guó)產(chǎn)化程度等優(yōu)點(diǎn)，但我國(guó)的混凝土攪拌站（樓）還存在著整體技術(shù)含量不高、普及率不高、地區(qū)差異較大、智能化程度不高和環(huán)保性能低等缺點(diǎn)。在“十二五”期間，我國(guó)要建設(shè)一大批大型煤礦、油田。電站、機(jī)場(chǎng)、港口、高速鐵路、高等級(jí)公路等重點(diǎn)工程，同時(shí)也要進(jìn)行大量的城市道路、城鎮(zhèn)住宅的開(kāi)發(fā)與建設(shè)，這都需要大量的混凝土。所以現(xiàn)在正是大力發(fā)展混凝土機(jī)械的大好時(shí)機(jī)，作為“一站三車(chē)”中的一站，混凝土攪拌站（樓）占有舉足輕重的地位。121.2.2 混凝土攪拌站的發(fā)展方向 智能化智能化是所有機(jī)械設(shè)備的最終發(fā)展方向，攪拌站也不例外。當(dāng)前多數(shù)制造商在這方面都有很大的投入，但只能說(shuō)還處于一種比較低的智能化狀態(tài)，在這方面，要

13、以更高一種完全意義的智能化為出發(fā)點(diǎn)。 環(huán)?；壳拔覈?guó)混凝土攪拌站的低環(huán)保性要從粉塵、噪聲和污染三個(gè)方面加以改進(jìn)和提高。在粉塵方面要在粉料的輸送途徑中加以控制，如水泥筒倉(cāng)上采用進(jìn)口的除塵器、主樓加裝除塵器、螺旋機(jī)送料改為風(fēng)槽送料以及整個(gè)站的封閉等都可將粉塵降低到最低程度；可通過(guò)提高主機(jī)的性能并采取隔音板之類(lèi)的材料將噪聲減少到最低；在污染方面要通過(guò)多種途徑進(jìn)行，如修建廢水沉淀池以及二次循環(huán)過(guò)濾裝置和骨料的二次使用。另外所有的粉狀物料從上料、配料、計(jì)量、投料到攪拌出料都在密閉狀態(tài)下進(jìn)行。攪拌機(jī)蓋、水泥計(jì)量倉(cāng)、粉煤灰計(jì)量倉(cāng)的排塵管均與除塵器相連，骨料加注口設(shè)置阻塵板從而降低粉塵排放量。全封閉的攪拌主樓

14、及皮帶輸送機(jī)結(jié)構(gòu)極大地降低了粉塵和噪聲對(duì)環(huán)境的污染。采用負(fù)壓除塵及特種纖維濾布使投料時(shí)產(chǎn)生的灰塵完全進(jìn)入除塵器而不向周?chē)鷶U(kuò)散，而收集到的粉塵又可方便地回收再利用，有效地保護(hù)環(huán)境。 高精度化高精度化主要指骨料、水泥、水和外加劑的計(jì)量精度，目前精度還有較大的提升空間。計(jì)量的高精度化是我國(guó)攪拌站的奮斗目標(biāo)和發(fā)展方向，只有提高了計(jì)量精度才能生產(chǎn)出更高標(biāo)號(hào)的高強(qiáng)混凝土來(lái)，如何提高計(jì)量裝置的精確度是值得探討的一個(gè)問(wèn)題。 標(biāo)準(zhǔn)化攪拌站的標(biāo)準(zhǔn)化是其最終的一個(gè)發(fā)展方向，任何設(shè)備都有標(biāo)準(zhǔn)，全球有國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，我國(guó)也有自己的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。標(biāo)準(zhǔn)化可從根本上降低產(chǎn)品成本，節(jié)約大量的能耗資源，面對(duì)當(dāng)前緊張的自然資源和高能耗低產(chǎn)出

15、的形勢(shì)，我們呼吁相關(guān)行業(yè)主管部門(mén)以及大型企業(yè)來(lái)推動(dòng)這項(xiàng)事業(yè)。我國(guó)雖然有攪拌站的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，但遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)當(dāng)前攪拌站的發(fā)展速度，標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)滯后，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)在一定程度上沒(méi)有起到引導(dǎo)作用，眾多的生產(chǎn)廠家百家爭(zhēng)鳴，一家一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的情況，造成市場(chǎng)混亂，使廣大使用單位投資浪費(fèi)。 國(guó)產(chǎn)化前幾年國(guó)產(chǎn)主機(jī)的性能不穩(wěn)定，尤其是主機(jī)的軸端密封漏油問(wèn)題不能很好解決，從而長(zhǎng)期制約著國(guó)產(chǎn)主機(jī)的進(jìn)一步提高。近幾年來(lái)我國(guó)多家攪拌站生產(chǎn)廠家利用吸收國(guó)外主機(jī)技術(shù)相繼開(kāi)發(fā)了多個(gè)品牌的主機(jī)，如具有意大利技術(shù)的西門(mén)主機(jī)、仕高瑪主機(jī)、德國(guó)BHS技術(shù)的主機(jī)等，在一定程度上解決了我國(guó)目前攪拌主機(jī)困繞多年的質(zhì)量缺陷而得不到解決的局面。主要元器件方面目

16、前多采用中外合資或國(guó)外獨(dú)資制造的電器和液壓元件，如托利多、施耐德、西門(mén)子、歐姆龍和力士樂(lè)等元器件都已相對(duì)較穩(wěn)定，從而使國(guó)產(chǎn)站的成本有了大幅度降低，而質(zhì)量上和穩(wěn)定性上并不亞于進(jìn)口攪拌站。341.3 本論文的主要工作1.3.1 混凝土攪拌站系統(tǒng)簡(jiǎn)介根據(jù)控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路對(duì)混凝土攪拌站的組成、電控系統(tǒng)的構(gòu)成、稱重傳感器等硬件進(jìn)行詳細(xì)的分析、選型和設(shè)計(jì)，以便對(duì)混凝土攪拌站的硬件系統(tǒng)有一個(gè)大概的了解。1.3.2 混凝土攪拌站系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)根據(jù)混凝土攪拌站的工藝流程畫(huà)出程序流程圖、進(jìn)行PLC型號(hào)的選擇、I/O端口的分配及寫(xiě)梯形圖程序，實(shí)現(xiàn)混凝土攪拌站控制系統(tǒng)對(duì)整個(gè)混凝土生產(chǎn)過(guò)程的可靠控制。1.3.3 程

17、序的編譯通過(guò)STEP7-Micro/WIN3.2編程軟件對(duì)主程序及報(bào)警子程序進(jìn)行編譯和修改，使得程序更加符合設(shè)計(jì)的要求。第二章 混凝土攪拌站系統(tǒng)概述2.1 混凝土攪拌站的組成一個(gè)全套的攪拌裝置是由許多臺(tái)主機(jī)和一些輔助設(shè)備組成，它是最基本的組成部分有以下五個(gè)：運(yùn)輸設(shè)備、料斗設(shè)備、稱量設(shè)備、攪拌設(shè)備和輔助設(shè)備，如圖2.1。 圖2.1 混凝土攪拌站示意圖1） 運(yùn)輸設(shè)備運(yùn)輸設(shè)備包括骨料運(yùn)輸設(shè)備、水泥輸送設(shè)備以及水泵等。骨料運(yùn)輸設(shè)備有皮帶機(jī)、拉鏟、抓斗和裝載機(jī)等，其中皮帶機(jī)是攪拌裝置中最常用的骨料運(yùn)輸設(shè)備。水泥輸送設(shè)備和添加劑輸送設(shè)備由斗式提升機(jī)和螺旋輸送機(jī)組成。2） 料斗設(shè)備料斗設(shè)備由貯料斗、卸料設(shè)備

18、（閥門(mén)、給料機(jī)等）和一些其它附屬裝置組成。料斗設(shè)備在生產(chǎn)中起著中間倉(cāng)庫(kù)的作用，用來(lái)平衡生產(chǎn)。在混凝土攪拌裝置中，用料斗設(shè)備配合自動(dòng)秤進(jìn)行配料。所以，它是工藝設(shè)備的組成部分，并不是大宗物料的貯存場(chǎng)所。給料機(jī)和閘門(mén)都是貯料斗的卸料設(shè)備。閘門(mén)控制貯料斗卸料口的開(kāi)啟和關(guān)閉的，大多是氣動(dòng)的，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，卸料能力大，但是只有當(dāng)物料是完全松散狀態(tài)時(shí)，才能比較均勻地控制料流。而采用給料機(jī)卸料，就比較容易控制均勻地卸料，給料機(jī)都是電動(dòng)的。閘門(mén)的類(lèi)型很多，但在混凝土攪拌裝置中最常見(jiàn)的是扇形閘門(mén)，它由壓縮空氣缸來(lái)操縱，骨料（石子和沙）都是采用閘門(mén)給料。3） 稱量設(shè)備稱重配料設(shè)備是混凝土生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)重要工藝設(shè)備，

19、它控制著各種混合料的配比，稱量配料的精度對(duì)混凝土的強(qiáng)度有很大的影響。因此精確、高效的稱重設(shè)備不僅能提高生產(chǎn)率，而且是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)混凝土的可靠保證。一套完整的稱量設(shè)備包括貯料斗、給料設(shè)備（閘門(mén)和給料機(jī)）和稱量設(shè)備等。對(duì)稱量設(shè)備的要求，首先是準(zhǔn)確，其次是快速。攪拌設(shè)備即一般的混凝土攪拌機(jī)，沒(méi)有提升機(jī)裝置和供水裝置。其設(shè)計(jì)技術(shù)成熟，在攪拌站設(shè)計(jì)中，一般采用標(biāo)準(zhǔn)攪拌機(jī)。例如，目前國(guó)內(nèi)廠家基本都使用雙臥軸強(qiáng)制式攪拌機(jī)，此攪拌機(jī)攪拌能力強(qiáng)，攪拌均勻、迅速，生產(chǎn)率高，對(duì)于干硬性、塑性及各種配比的混凝土，均能達(dá)到良好的攪拌效果。42.2 電控系統(tǒng)的構(gòu)成電控系統(tǒng)由PLC、智能元件、傳感器、中間繼電器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)等

20、構(gòu)成，如圖2.2。 圖2.2 電控系統(tǒng)的構(gòu)成1. PLC采用德國(guó)西門(mén)子SIMATIC系列產(chǎn)品。它具有兼容性好和可靠性高的特點(diǎn)，為攪拌站的整個(gè)電控系統(tǒng)帶來(lái)了高品質(zhì)的性能，也有利于用戶今后對(duì)攪拌站的更新與擴(kuò)展，作者設(shè)計(jì)的混凝土攪拌機(jī)的PLC外部接線圖如圖2.3。圖2.3 PLC外部接線圖2. 智能元件主要是指集顯示、變送和控制于一體的配料控制器，它有一個(gè)05V的模擬輸出接口板，其模擬部分精度適用于0.2%，0.1%，0.05%包裝秤使用。3. 傳感器主要包括稱重傳感器和行程開(kāi)關(guān)等。4. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括骨料放料電磁法閥、水泥放料電磁法閥、水泵閥門(mén)、添加劑放料電磁閥、送料電機(jī)、攪拌電機(jī)等。2.3 稱重傳

21、感器的選擇混凝土攪拌站控制系統(tǒng)主要采集的是各種物料的重量信號(hào)，故本系統(tǒng)選用的是壓力傳感器。壓力傳感器是稱重系統(tǒng)中的重要組成部分，由各種壓力敏感元件將被測(cè)物重量信號(hào)轉(zhuǎn)換成容易測(cè)量的電信號(hào)輸出，給稱重儀表顯示重量值，供控制或報(bào)警等使用。影響稱重傳感器選型的因素：稱重傳感器選型應(yīng)考慮過(guò)負(fù)荷因素；可靠性；傳感器的防護(hù)等級(jí)；攪拌站的規(guī)模和工作類(lèi)型；稱重傳感器的準(zhǔn)確度。稱重傳感器的選型應(yīng)充分考慮以上一些因素外，還應(yīng)盡可能兼顧結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、價(jià)格便宜、易于維修、易于更換等條件。工程機(jī)械攪拌設(shè)備用稱重傳感器的選型既要考慮混凝土攪拌樓站稱重系統(tǒng)的基本要求，又要兼顧稱重傳感器的運(yùn)行環(huán)境，還要削弱那些對(duì)稱

22、重傳感器有重要影響的因素，合理地選擇使用傳感器。根據(jù)不同類(lèi)型和規(guī)模的攪拌設(shè)備選用相應(yīng)的傳感器?；炷翑嚢枵疽蟮膫鞲衅黝~定載荷從1kg4000kg不等，骨料傳感器的稱量范圍最大，一般為50kg4500kg;外加劑傳感器的額定載荷最小，一般不超過(guò)50kg。綜合分析了傳感器的量程和范圍、線性度、靈敏度和分辨率后，并且根據(jù)攪拌站中稱重傳感器的運(yùn)行環(huán)境，選用的是ZHSB型懸臂梁稱重傳感器，如圖2.4。圖2.4 ZHSB型懸臂梁稱重傳感器 ZHSB型傳感器具有0.05%F.S的精度等級(jí)、2±0.002mv/v的靈敏度、0.1%F.S的非線性、±0.05%F.S/30min的蠕變和蠕變

23、恢復(fù)、0.05%F. S的滯后和重復(fù)性、0.02%F. S/10的零點(diǎn)輸出溫度影響和額定輸出溫度影響、15V (DC)的最大工作電壓，其額定載荷則為0.325T。ZHSB型傳感器采用剪切結(jié)構(gòu)，抗偏載、抗側(cè)向能力強(qiáng)，具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、綜合精度高、防塵、防潮、防水性能好的特點(diǎn)。特別適合于惡劣環(huán)境，如建筑、水利、化工、電力、港口等行業(yè)的工程機(jī)械，如攪拌站、打樁機(jī)、配料秤、料斗秤等。52.4 小結(jié)本章對(duì)混凝土攪拌站的組成、電控系統(tǒng)的構(gòu)成以及傳感器的選型做了論述，使讀者對(duì)混凝土攪拌站的硬件系統(tǒng)有了一個(gè)大概的了解。第三章 混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則與主要內(nèi)容3.1.1 設(shè)計(jì)

24、的基本原則任何一種電氣控制系統(tǒng)都是為了實(shí)現(xiàn)被控制對(duì)象（生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程）的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，在設(shè)計(jì)PLC控制系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則：（1） PLC的選擇除了應(yīng)滿足技術(shù)指標(biāo)的要求外，應(yīng)盡量選擇主流機(jī)型；（2） 最大限度的滿足被控對(duì)象的控制要求,設(shè)計(jì)前，應(yīng)深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，搜索資料，并與機(jī)械部分的設(shè)計(jì)人員和實(shí)際操作人員密切配合，共同擬訂電氣控制方案，協(xié)同解決設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的各種問(wèn)題；（3） 在滿足控制要求的前提下，力求使控制系統(tǒng)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，使用及維修方便；（4） 保證控制系統(tǒng)的安全、可靠；（5） 考慮到生產(chǎn)的發(fā)展和工藝的改進(jìn)，在選擇PLC容量時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有裕量。73.

25、1.2 設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容PLC控制系統(tǒng)是由PLC與用戶輸寫(xiě)、輸出設(shè)備連接而成的，用以完成預(yù)期的控制目的與相應(yīng)的控制要求。因此，PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本內(nèi)容應(yīng)包括：（1） 根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備或生產(chǎn)過(guò)程的工藝要求，以及所提出的各項(xiàng)控制指標(biāo)與經(jīng)濟(jì)預(yù)算，首先進(jìn)行系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。（2） 根據(jù)控制要求基本確定數(shù)字I/O點(diǎn)和模擬量通道數(shù)，進(jìn)行I/O點(diǎn)初步分配，繪制I/O使用資料圖。（3）進(jìn)行PLC系統(tǒng)配置設(shè)計(jì)，主要為PLC的選擇。PLC是PLC控制系統(tǒng)的核心部件，正確選擇PLC對(duì)于保證整個(gè)控制系統(tǒng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能指標(biāo)起著重要的作用。選擇PLC應(yīng)包括機(jī)型的選擇、容量的選擇、I/O模塊的選擇、電源模塊的選擇等。（4）選擇

26、用戶輸入設(shè)備（按扭、操作開(kāi)關(guān)、限位開(kāi)關(guān)、傳感器等）、輸出設(shè)備（繼電器、接觸器、信號(hào)燈執(zhí)行元件）以及由輸出設(shè)備驅(qū)動(dòng)的控制對(duì)象（電動(dòng)機(jī)、電磁閥等），這些設(shè)備屬于一般的電器元件，其選擇的方法在其他有關(guān)書(shū)籍中已有介紹。（5）設(shè)計(jì)控制程序。在深入了解與掌握控制要求、主要控制的基本方式以及完成的動(dòng)作、自動(dòng)工作循環(huán)的組成、必要的保護(hù)和連鎖等方面情況之后，對(duì)較復(fù)雜的控制系統(tǒng)，可用狀態(tài)流程圖形式全面表達(dá)出來(lái)。必要時(shí)還可將控制任務(wù)分成幾個(gè)獨(dú)立部分，這樣可化繁為簡(jiǎn)，有利于編程和調(diào)試。程序設(shè)計(jì)主要包括繪制控制系統(tǒng)流程圖、編制語(yǔ)句表達(dá)程序清單?？刂瞥绦蚴强刂普麄€(gè)系統(tǒng)工作的條件，是保證系統(tǒng)工作正常、安全、可靠的關(guān)鍵。因此

27、，控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)必須經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)試、修改，直到滿足要求為止。73.1.3 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖確定控制對(duì)象和控制任務(wù)PLC型號(hào)與編程軟件的選擇I/O及監(jiān)控地址分配軟件設(shè)計(jì)及模擬調(diào)試聯(lián)機(jī)調(diào)試修改軟件或硬件符合控制要求？編程技術(shù)文章現(xiàn)場(chǎng)安裝調(diào)試交付使用電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)硬件組裝通電實(shí)驗(yàn)正確？NNYY圖3.1 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖3.2 PLC系統(tǒng)軟件及工作過(guò)程PLC的系統(tǒng)軟件是PLC工作所必須的軟件。只有在系統(tǒng)軟件的支持下，PLC才能對(duì)用戶編寫(xiě)的應(yīng)用程序進(jìn)行解釋，并加以執(zhí)行，直到用戶程序結(jié)束，然后返回到程序的起始又開(kāi)始新一輪的循環(huán)。PLC的這種工作方式稱為循環(huán)掃描工作方式。了解掃描工作方式的工作過(guò)

28、程對(duì)我們編制更合理的用戶程序有很好的幫助。下面將簡(jiǎn)要介紹這種工作方式，然后探討一下在編制程序時(shí)的相應(yīng)的注意事項(xiàng)。PLC的掃描工作方式主要包括以下幾個(gè)步驟：(1) 掃描前的自檢。PLC在每次掃描前由系統(tǒng)軟件安排一次自檢，如果發(fā)現(xiàn)故障則發(fā)出報(bào)警故障及報(bào)警性質(zhì)。若為一般故障，PLC報(bào)警，但不停機(jī)；若為嚴(yán)重故障，則停止運(yùn)行用戶程序。(2) I/O狀態(tài)的刷新。包括兩種操作：一是采樣輸入信號(hào)。PLC的輸入是生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)經(jīng)過(guò)輸入端子，進(jìn)行光電隔離以提高抗干擾能力后送入輸入緩沖器，當(dāng)PLC進(jìn)行輸入采樣時(shí)緩沖器中的內(nèi)容才送到PLC的輸入映像寄存器，每次采樣PLC從輸入映像寄存器中讀取到各輸入點(diǎn)的狀態(tài)，因此輸入映

29、像寄存器只有在采樣時(shí)才會(huì)與輸入信號(hào)一致，其他時(shí)間輸入映像寄存器的內(nèi)容將保持不變；二是刷新輸出信號(hào)。PLC接收輸入后執(zhí)行用戶程序，將運(yùn)算結(jié)果送至輸出映像寄存器，在每次用戶程序結(jié)束后進(jìn)行刷新，將輸出映像寄存器中的運(yùn)算結(jié)果送至輸出鎖存器，再通過(guò)輸出驅(qū)動(dòng)電路送到輸出端子驅(qū)動(dòng)負(fù)載。與輸入相類(lèi)似，只有在輸出刷新時(shí)輸出狀態(tài)才改變，刷新后的狀態(tài)要保持到下次刷新為止。由于通常來(lái)說(shuō)PLC掃描周期很短(依賴于程序長(zhǎng)短和掃描速度)，每次I/O刷新間隔很小，所以可以認(rèn)為其輸入輸出是及時(shí)的。(3) 用戶程序的執(zhí)行。用戶程序執(zhí)行時(shí)，按順序從零步開(kāi)始逐步執(zhí)行直至程序結(jié)束。執(zhí)行時(shí)有監(jiān)視定時(shí)器進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)掃描出現(xiàn)異常而超時(shí)，發(fā)出

30、報(bào)警并禁止所有輸出。(4) 執(zhí)行外設(shè)指令。每次用戶程序執(zhí)行完后，如果外設(shè)有中斷請(qǐng)求，PLC就進(jìn)入中斷服務(wù)程序,否則PLC自動(dòng)進(jìn)行循環(huán)掃描。上述便是PLC的工作過(guò)程。從其工作過(guò)程可見(jiàn)：掃描工作方式，輸入、輸出原理上存在滯后，而且掃描周期越長(zhǎng)，滯后越嚴(yán)重；掃描周期除了用戶程序執(zhí)行時(shí)間還包括PLC自檢時(shí)間和中斷服務(wù)時(shí)間；程序合理設(shè)計(jì)可以很好降低輸入輸出的滯后時(shí)間。因此，設(shè)計(jì)程序時(shí)要多加考慮程序的合理性，在PLC應(yīng)用程序編制時(shí)，不僅要盡量使用最少的語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)相同的功能還要力求程序結(jié)構(gòu)和語(yǔ)句順序的合理性。PLC采用循環(huán)掃描的工作方式，其掃描過(guò)程如圖3.2所示。圖3.2 PLC循環(huán)掃描工作方式3.3 可編程

31、控制器的選用進(jìn)行PLC選型是，應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。1） I/O點(diǎn)數(shù)問(wèn)題當(dāng)控制對(duì)象I/O點(diǎn)在60點(diǎn)以內(nèi)，I/O點(diǎn)數(shù)比為3:2時(shí)選用整體式（小型）PLC較為經(jīng)濟(jì)；當(dāng)控制對(duì)象I/O點(diǎn)在100-300點(diǎn)左右，選用中小型模塊式的較為合理；當(dāng)控制對(duì)象I/O點(diǎn)在500點(diǎn)以上是就選用大型PLC。2） 對(duì)象I/O類(lèi)型問(wèn)題I/O類(lèi)型也是決定PLC選型的重要因素之一，一般而言，多數(shù)小型PLC只具有開(kāi)關(guān)量I/O；PID、A/D、D/A、位控功能一般只有大、中型PLC才有。3） 聯(lián)網(wǎng)通信問(wèn)題聯(lián)網(wǎng)通訊是影響PLC選型的重要因素之一，一般而言，小型PLC沒(méi)有通訊功能。而大型PLC一般都有各種標(biāo)準(zhǔn)的通信模塊可供選擇。4

32、） 系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間問(wèn)題系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間也是影響PLC選型的重要因素之一，一般而言，小型PLC掃描時(shí)間為10-20ms/kb；中型PLC掃描時(shí)間在10ms/kb一下；大型PLC掃描時(shí)間在1ms/kb以下，而系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間約為2倍的掃描周期。5） 可靠性問(wèn)題應(yīng)從系統(tǒng)可靠性角度，決定PLC的類(lèi)型和組網(wǎng)形式，比如對(duì)可靠性要求極高的系統(tǒng)，可考慮用雙CPU型PLC或冗余控制系統(tǒng)/熱備用系統(tǒng)。6） 程序存貯器問(wèn)題在PLC選型過(guò)程中，PLC內(nèi)存容量、型式也是必須考慮的重要因素。通常的計(jì)算方法是：I/O點(diǎn)數(shù)*8（開(kāi)關(guān)量）+100*模擬量通道數(shù)（模擬量）+120*（1+采樣點(diǎn)數(shù)*0.25）（多路采樣控制）。進(jìn)行PLC選型

33、時(shí)，不要盲目地追求過(guò)高的性能指標(biāo)。另外，I/O點(diǎn)數(shù)，存貯容量應(yīng)留有一定的余量以便實(shí)際工作中的調(diào)整。確定PLC的型號(hào)后，就必須對(duì)各種模塊進(jìn)行選型，開(kāi)關(guān)量模塊的選型主要涉及到如下幾個(gè)問(wèn)題：外部接線方式問(wèn)題。I/O模塊一般分為獨(dú)立式、分組式和匯點(diǎn)式。通常，獨(dú)立式的點(diǎn)均價(jià)格較高，如果實(shí)際系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)之間不需要隔離可考慮選擇后兩種。點(diǎn)數(shù)問(wèn)題。前面所說(shuō)，點(diǎn)數(shù)是影響PLC選型的重要因素，同樣在進(jìn)行1/0模塊的選型時(shí)也必須根據(jù)具體點(diǎn)數(shù)的多少選擇恰當(dāng)?shù)?/0模塊。一般而言，點(diǎn)數(shù)多的點(diǎn)均價(jià)就低。開(kāi)關(guān)量輸入模塊。通常的開(kāi)關(guān)量輸入模塊類(lèi)型有有源輸入、無(wú)源輸入、光電接近傳感器等輸入。進(jìn)行開(kāi)關(guān)量輸入模塊的選型時(shí)必

34、須根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行中的要求綜合考慮。開(kāi)關(guān)量輸出模塊。通常的開(kāi)關(guān)量輸出模塊類(lèi)型有繼電器輸出、可控硅輸出和晶體管輸出。在開(kāi)關(guān)量輸出模塊的選型過(guò)程中，必須根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行要求及要求輸出的電壓等級(jí)進(jìn)行相應(yīng)的選型。本系統(tǒng)中的稱重系統(tǒng)主要為電子秤，它們所提供的模擬量和其它一些安全監(jiān)測(cè)傳感器所提供的開(kāi)關(guān)量，作為PLC準(zhǔn)確控制的依據(jù)。模擬輸入量包括沙料、石料等重量。開(kāi)關(guān)輸入量有：系統(tǒng)開(kāi)關(guān)按鈕；攪拌機(jī)（翻斗門(mén)）的上限位、下限位；沙料箱、石料箱閘門(mén)開(kāi)關(guān)；各種機(jī)器故障；報(bào)警消鈴；手動(dòng)回零等。PLC的開(kāi)關(guān)量輸出有：攪拌機(jī)、石料輸送機(jī)、沙料輸送機(jī)、水泥螺旋輸送機(jī)、水泵、添加劑螺旋輸送機(jī)、翻斗機(jī)、傳送帶等。這些信號(hào)經(jīng)功率

35、放大后驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。本系統(tǒng)需要配置的1/0點(diǎn)如下：2個(gè)模擬量輸入, 19個(gè)開(kāi)關(guān)量輸入,22個(gè)開(kāi)關(guān)量輸出。根據(jù)對(duì)上述控制任務(wù)的分析，本項(xiàng)目選擇了西門(mén)子的模塊化中小型PLC系統(tǒng)S7-200，它能滿足中等性能要求的應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛。其模塊化、無(wú)排風(fēng)扇結(jié)構(gòu)和易于實(shí)現(xiàn)分布，易于用戶掌握等特點(diǎn)使得S7-200成為各種從小規(guī)模到中等性能要求控制任務(wù)的方便又經(jīng)濟(jì)的方案。S7-200系列所具有的多種性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в性S多方便功能的1/0擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇合適的模塊。當(dāng)任務(wù)規(guī)模擴(kuò)大并且愈加復(fù)雜時(shí)，可隨時(shí)使用附加的模塊對(duì)PLC進(jìn)行擴(kuò)展。SIMATIC S7-200所具備

36、的高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng)，抗沖擊性，更使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。 此外，S7-200系列PLC還具有模塊點(diǎn)數(shù)密度高，結(jié)構(gòu)緊湊，性價(jià)比高，性能優(yōu)越，裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。3.4 編程軟件的選擇及編程語(yǔ)言軟件開(kāi)發(fā)采用與S7-200PLC配套的STEP7-Micro/WIN32編程軟件。該軟件功能強(qiáng)大，界面友好，并有方面的聯(lián)機(jī)幫助功能。用戶可利用該軟件開(kāi)發(fā)PLC應(yīng)用程序，同時(shí)也可實(shí)時(shí)監(jiān)控用戶程序的執(zhí)行狀態(tài)。該軟件采用與電氣控制電路圖相呼應(yīng)的梯形圖語(yǔ)言編寫(xiě)控制程序，信號(hào)流清晰明了，便于工作人員閱讀。在設(shè)計(jì)輸入輸出點(diǎn)采用集中管理，大大簡(jiǎn)化了程序，也有利于軟件的后續(xù)升級(jí)和維護(hù)。3.4.1 PLC的應(yīng)用軟件應(yīng)

37、用軟件是指為完成實(shí)際的控制任務(wù)而編寫(xiě)的各種軟件。它與具體的生產(chǎn)工藝緊密相關(guān)，隨著生產(chǎn)工藝的不同而不同。因此，在應(yīng)用軟件的編寫(xiě)之前編程人員必須深入現(xiàn)場(chǎng)，然后嚴(yán)格按照生產(chǎn)工藝的要求來(lái)編制控制程序。此外，應(yīng)用軟件與硬件密不可分，他們共同合作，互相彌補(bǔ)來(lái)完成生產(chǎn)工藝所要求的控制功能，在進(jìn)PLC控制系統(tǒng)的研究時(shí)同樣要求行軟、硬件的劃分，合理的劃分能使系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠、成本低而且便于維護(hù)?？傊粋€(gè)系統(tǒng)控制效果和性能的好壞不單單取決于硬件或軟件而是兩者共同作用的結(jié)果。3.4.2 編程工具軟件與編程語(yǔ)言PLC有多種編程語(yǔ)言：梯形圖、助記符語(yǔ)言、邏輯功能圖、布爾代數(shù)語(yǔ)言和某些高級(jí)語(yǔ)言(如Basic、C語(yǔ)言等)。由

38、于梯形圖是沿用電氣控制電路的符號(hào)所組合而成的圖形語(yǔ)占，具有易學(xué)易用、簡(jiǎn)單明了、直觀的優(yōu)點(diǎn)被廣大的工程技術(shù)人員所接受。因此它是現(xiàn)在使用最為廣泛的編程語(yǔ)言之一，幾乎所有廠家的PLC都支持梯形圖編程(雖然各廠家的梯形圖略有差異，但原理和方法都差不多)。由于各廠家的PLC在功能、結(jié)構(gòu)上存在較大差別，在應(yīng)用軟件的編譯上也大不相同。因此沒(méi)有適合于各個(gè)廠家PLC的編程工具軟件?，F(xiàn)在世界上各個(gè)PLC廠家都研制了自己的PLC編程支持工具軟件，用戶可以根據(jù)自己所選的PLC來(lái)選擇相應(yīng)的編程支持工具軟件。此次課題研究選的是西門(mén)子S7-200PLC，因此在進(jìn)行應(yīng)用軟件的編制時(shí)使用的是與S7-200PLC配套的STEP7

39、-Micro/WIN32編程軟件，該軟件支持三種編程語(yǔ)言輸入即：梯形圖（LAD）語(yǔ)言、語(yǔ)句表（STL）語(yǔ)言、功能塊（FBD）圖，而且這三種語(yǔ)言還可以通過(guò)該編程軟件進(jìn)行相互轉(zhuǎn)換。使用梯形圖語(yǔ)言和順序功能圖語(yǔ)言時(shí)只需將所需的編程語(yǔ)言元素拖到工作區(qū)便可組成所需的程序，其界面如圖3.3。圖 3.3 編程工具軟件的界面3.5 混凝土攪拌站PLC程序設(shè)計(jì)3.5.1 混凝土攪拌站PLC程序設(shè)計(jì)思想為了使PLC完成混凝土攪拌站整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)控制功能，PLC需要采集各秤的重量信號(hào)及其它傳感器和行程開(kāi)關(guān)提供的開(kāi)關(guān)量信號(hào)，并對(duì)此進(jìn)行處理后，輸出對(duì)電磁閥、電動(dòng)機(jī)等各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制信號(hào)，其具體細(xì)節(jié)如下：（1） 石料

40、斗秤、沙料斗秤等由稱重傳感器感應(yīng)的信號(hào)分別經(jīng)稱重變送器進(jìn)入PLC。由于變送器輸出的是并行BCD碼，所以需經(jīng)過(guò)程序轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼，儲(chǔ)存于PLC的數(shù)據(jù)寄存器中，然后經(jīng)過(guò)PLC程序處理。（2） 各秤斗稱量時(shí)，達(dá)到設(shè)定值時(shí)停止給料。（3） 由于秤斗上粘附的原料使稱重產(chǎn)生偏差，所以需要進(jìn)行去皮處理。去皮時(shí)，PLC記下此時(shí)的重量，此重量即為基準(zhǔn)零點(diǎn)。在稱量時(shí)用總重量減去基準(zhǔn)零點(diǎn)值，得到的就是原料的準(zhǔn)確重量。（4） 考慮到有可能因突然停電造成配料停止，為了不使已經(jīng)配好的原料浪費(fèi)，己經(jīng)配好的原料的重量需要具有停電保護(hù)功能，所以在程序中，把這些重量信號(hào)存在可斷電保持的數(shù)據(jù)寄存器中。（5） 由于攪拌站運(yùn)行過(guò)程中，

41、送料機(jī)及攪拌機(jī)等難免不出故障，因此，應(yīng)設(shè)計(jì)故障報(bào)警程序。83.5.2 混凝土攪拌站工作原理攪拌站進(jìn)行混凝土生產(chǎn)時(shí)，首先將骨料分別裝入各自料倉(cāng)，然后打開(kāi)石料和沙料的給料閥門(mén)分別將骨料投入到秤斗進(jìn)行稱量，秤斗中的骨料不斷增加直到電子秤指示到所要求的重量才控制下料閥門(mén)停止投料，然后啟動(dòng)平皮帶和斜皮帶將骨料卸入集料斗。在骨料配料的同時(shí)，攪拌機(jī)也開(kāi)始攪拌，因?yàn)橥瑫r(shí)在利用定時(shí)器進(jìn)行水泥、所需水及添加劑的計(jì)量。在混凝土所需的各種材料計(jì)量完畢后，控制集料斗和各秤斗開(kāi)門(mén)，以把各種材料裝入攪拌機(jī)進(jìn)行攪拌。在攪拌機(jī)運(yùn)行了規(guī)定的時(shí)間后，打開(kāi)攪拌機(jī)的門(mén)進(jìn)行卸料（攪拌站的門(mén)先半開(kāi)，再全開(kāi)），完成混凝土生產(chǎn)的一個(gè)循環(huán)。3.

42、5.3 混凝土攪拌裝置的工藝流程攪拌站在石料、沙料的稱重計(jì)量時(shí)，系統(tǒng)用分別控制兩個(gè)門(mén)進(jìn)行快速粗略和慢速精確的計(jì)量，以減少稱量時(shí)間和稱量精度。同理，對(duì)水的計(jì)量亦采用水粗稱閥和水精稱閥進(jìn)行控制，而水泥、粉煤灰和防凍劑等添加劑則由計(jì)量螺旋機(jī)從各自料倉(cāng)送入各自秤斗進(jìn)行計(jì)量。由于整臺(tái)設(shè)備生產(chǎn)的連續(xù)性較強(qiáng)，控制系統(tǒng)中，每一個(gè)動(dòng)作的前后時(shí)序性都有嚴(yán)格的要求，且到達(dá)某個(gè)狀態(tài)時(shí)，必須保證與這一狀態(tài)有關(guān)的動(dòng)作全部完成，才可以進(jìn)入下一個(gè)狀態(tài)，因此必須通過(guò)設(shè)備上安裝的限位開(kāi)關(guān)和傳感器對(duì)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。3.5.4 系統(tǒng)初始化程序及主程序設(shè)計(jì) 根據(jù)工作流程的要求，PLC控制程序執(zhí)行輸出動(dòng)作時(shí)，計(jì)算機(jī)必須己經(jīng)處于

43、數(shù)據(jù)的采集與處理狀態(tài)，因此，需要設(shè)定內(nèi)部輔助繼電器標(biāo)志。只有當(dāng)計(jì)算機(jī)復(fù)位該標(biāo)志時(shí)，PLC才能確認(rèn)計(jì)算機(jī)已處于所要求的狀態(tài)，否則必須關(guān)斷所有輸出負(fù)載，進(jìn)入等待。同理，結(jié)束時(shí)，判斷停止條件，所有門(mén)、所有閥均已關(guān)閉，集料斗和秤斗均為空，本批攪拌結(jié)束且PLC無(wú)輸出動(dòng)作等，主程序流程圖見(jiàn)圖3.4。圖3.4 主程序流程 續(xù)圖3.4 主程序流程圖3.5.5 報(bào)警電路的設(shè)計(jì)由于條件有限，報(bào)警電路的設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，利用I2.1I2.7作為各電動(dòng)機(jī)故障信號(hào)。程序運(yùn)行流程圖如圖3.5所示。圖3.5 報(bào)警程序運(yùn)行流程圖3.5.6 斷電保護(hù)程序設(shè)計(jì)由于整個(gè)設(shè)備的工作流程是連續(xù)循環(huán)進(jìn)行的，因此斷電之后再起動(dòng)必須仍然恢復(fù)斷電

44、前的狀態(tài)。程序設(shè)計(jì)選擇具有斷電保護(hù)的內(nèi)部輔助保持繼電器和數(shù)據(jù)，將氣缸、電磁閥或電機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行保存，實(shí)現(xiàn)斷電保護(hù)，如圖3.6。圖3.6 斷電保護(hù)程序流程圖3.5.7 I/0分配表和模擬量輸入地址表3.1 數(shù)字量輸入/輸出地址表I/O分配表輸 入輸 出I0.0啟動(dòng)Q0.0循環(huán)開(kāi)始信號(hào)燈 I0.1手動(dòng)開(kāi)始Q0.1攪拌機(jī)I0.2執(zhí)行完本次循環(huán)后停止Q0.2石料輸送機(jī)I0.3緊急停止Q0.3沙料輸送機(jī)I0.4攪拌機(jī)下限位Q0.4水泥螺旋輸送機(jī)I0.5攪拌機(jī)上限位Q0.5水泵I0.6石料箱閘門(mén)狀態(tài)Q0.6添加劑螺旋輸送機(jī)I0.7沙料箱閘門(mén)狀態(tài)Q0.7翻斗機(jī)下翻I1.5石料箱放料完成Q1.0翻斗機(jī)

45、上翻I1.6沙料箱放料完成Q1.1傳送帶I1.7報(bào)警電路試燈、試鈴Q1.2石料箱放料閘門(mén)線圈I2.0消鈴按鈕Q1.3沙料箱放料閘門(mén)線圈I2.1攪拌機(jī)故障Q1.4所有配料都放入攪拌機(jī)指示I2.2石料輸送機(jī)故障Q1.5一次循環(huán)結(jié)束指示燈I2.3沙料輸送機(jī)故障Q2.0報(bào)警鈴聲I2.4水泥螺旋輸送機(jī)故障Q2.1攪拌機(jī)故障指示燈I2.5水泵故障Q2.2石料輸送機(jī)故障指示燈I2.6添加劑螺旋輸送機(jī)故障Q2.3沙料輸送機(jī)故障指示燈I2.7翻斗機(jī)故障Q2.4水泥螺旋輸送機(jī)故障指示Q2.5水泵故障指示燈Q2.6添加劑螺旋輸送機(jī)故障指Q2.7翻斗機(jī)故障指示燈表3.2 模擬量輸入地址AIW2AIW4石料重量（石料重

46、量傳感器輸入）沙料重量（沙料重量傳感器輸入）根據(jù)I/0點(diǎn)數(shù)及其特性，配置如表3.3所示。表3.3 CPL及模塊配置表模塊名稱設(shè)備×數(shù)量輸入輸出點(diǎn)數(shù)CPUCPU226x124I/16O擴(kuò)展模塊EM222x1 8點(diǎn)DC24V輸出8OEM23lxl 4路模擬量輸入4AIW統(tǒng)計(jì)CPU模塊l塊擴(kuò)展模塊2塊數(shù)字量輸入24路（冗余5路）數(shù)字量輸出24路（冗余2路）模擬量輸入4路（冗余2路）該配置滿足系統(tǒng)需要配置的1/0點(diǎn)。3.5.8 位存儲(chǔ)區(qū)(M)的使用概況表3.4 位存儲(chǔ)區(qū)(M)的使用概況位存儲(chǔ)區(qū)控制信號(hào)位存儲(chǔ)區(qū)控制信號(hào)M0.1石料箱放料完信號(hào)M1.0添加劑輸送完畢信號(hào)M0.2沙料箱放料完信號(hào)M

47、1.1所有物料配制完畢信號(hào)M0.3關(guān)閉傳送帶信號(hào)M1.3完成一次循環(huán)指示燈信號(hào)M0.4沙料和石料都放入攪拌機(jī)信號(hào)M3.0閃爍信號(hào)M0.5水泥輸送完畢信號(hào)M3.1攪拌機(jī)故障消鈴信號(hào)M0.6水泵停止送水信號(hào)M3.2石料輸送機(jī)故障消鈴信號(hào)M3.3沙料輸送機(jī)故障消鈴信號(hào)M3.4水泥螺旋輸送機(jī)故障消鈴信號(hào)M3.5水泵故障消鈴信號(hào)M3.6添加劑螺旋輸送機(jī)故障消鈴信號(hào)M3.6翻斗機(jī)故障消鈴信號(hào)以上表格中列出了程序編寫(xiě)過(guò)程中使用到的主要位存儲(chǔ)區(qū)及其控制的信號(hào)。3.5.9 定時(shí)器(T)的使用概況S7-200PLC的定時(shí)器類(lèi)型有三種：接通延時(shí)定時(shí)器（TON）、有記憶接通延時(shí)定時(shí)器（TONR）、斷開(kāi)延時(shí)定時(shí)器（TO

48、F）。定時(shí)器分辨率（時(shí)基）有三種：1ms、10ms、100ms。定時(shí)器的分辨率由定時(shí)器號(hào)決定。本設(shè)計(jì)選用的是接通延時(shí)定時(shí)器（TON），且分辨率均為100ms。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選用的定時(shí)器的使用概況如表3.5所示。表3.5 定時(shí)器（T）的使用概況定時(shí)器號(hào)定時(shí)器意義定時(shí)時(shí)間T37添加劑螺旋輸送機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)間定時(shí)器0.5分鐘T38水泥螺旋輸料機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)間定時(shí)器3分鐘T39水泵電機(jī)開(kāi)機(jī)時(shí)間定時(shí)器5分鐘T40攪拌機(jī)攪拌時(shí)間定時(shí)器5分鐘T41配料完畢指示燈亮的時(shí)間定時(shí)器10秒T42卸料時(shí)間定時(shí)器2分鐘T43一次循環(huán)指示燈亮的時(shí)間定時(shí)器10秒3.6 小結(jié) 本章主要進(jìn)行混凝土攪拌站系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。首先分析和探討了

49、PLC的軟件構(gòu)成、PLC程序掃描過(guò)程以及PLC應(yīng)用程序的編制方法和編程工具。然后按照上述方法先進(jìn)行整個(gè)軟件的總體設(shè)計(jì)，然后分別設(shè)計(jì)軟件的各個(gè)程序模塊，這樣按照從總體到局部的從上而下的設(shè)計(jì)方法完成了整個(gè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)。第四章 軟件編程本人使用的是西門(mén)子公司開(kāi)發(fā)的STEP7-Micro/WIN3.2編程軟件進(jìn)行編程的。4.1 主程序及報(bào)警子程序語(yǔ)句表4.1.1 主程序語(yǔ)句表Network 1 / 啟動(dòng)LD I0.0O Q0.0AN I0.2AN I0.3= Q0.0Network 2 / 手動(dòng)開(kāi)始LD I0.1O M0.0A I0.5A I0.6A I0.7A Q0.0= M0.0Network

50、3 / 攪拌機(jī)起?？刂芁D Q1.4O M1.6AN T43= M1.6Network 4 LD M0.0O Q0.1AN M1.6AN I0.3= Q0.1Network 5 / 石料輸送機(jī)起停控制LD SM0.0AW>= AIW2, +32000= M2.0Network 6 LD M2.0O M1.4AN T43AN I0.3= M1.4Network 7 LD M0.0O Q0.2AN I0.3AN M1.4= Q0.2Network 8 / 沙料輸送起?？刂芁D SM0.0AW>= AIW4, +32000= M2.1Network 9 LD M2.1O M1.5AN T

51、43AN I0.3= M1.5Network 10 LD M0.0O Q0.3AN I0.3AN M1.5= Q0.3Network 11 LD T42O M1.7AN T43= M1.7Network 12 / 水泥輸輸送機(jī)啟?？刂芁D M0.0O Q0.4LPSAN T38AN I0.3AN M1.7= M0.4LPPTON T38, +1800Network 13 / 水泵起停控制LD M0.0O Q0.5LPSAN T39AN I0.3AN M1.7= Q0.5LPPTON T39, +3000Network 14 / 添加劑螺旋輸送機(jī)啟?？刂芁D M0.0O Q0.6LPSAN T37AN I0.3AN M1.7= Q0.6LPPTON T37, +300Network 15 / 石料箱閘門(mén)開(kāi)關(guān)控制LD I1.3O Q1.2AN I0.3AN I1.5= Q1.2Network 16 / 石料箱閘門(mén)開(kāi)關(guān)控制LD I1.4O Q1.3AN I0.3AN I1.6= Q1.3Network 17 / 石料箱放料完LD I1.5O M0.1AN I0.3AN T43= M0.1Network 18 / 沙料箱放料完LD I1.6O M0.2AN I0.3AN T43= M0.2Network 19 /