摘要：摘要混凝土攪拌站控制系統是將砂石、水泥、水以及外加劑等原料按一定比例混合、攪拌，自動生產出混凝土的控制系統。混凝土生產的關鍵步驟就是按照一定比例混合生產原料，投料精度對于生產出的混凝土質量有著重要影響。目前搭建混凝土攪拌站控制系統主要有兩種方式，一種是采用工控機搭配數據采集、控制等板卡作為系統硬件，用C++等編程軟件制作上位機操作界面。還有一種就是采用PLC作為系統控制器，用組態軟件編寫上位機操作系統。PLC以其靈活、可靠等特點越來越多的應用在混凝土攪拌站系統中，和利時公司的LK系列PLC也以其強大的數據采集以及處理能力，在混凝土攪拌行業中有著很好的應用。

關鍵詞：LKPLC；混凝土攪拌系統

1引言

早期的混凝土主要由建筑工地自行生產，此種生產方式效率低、勞動強度大、生產環境惡劣，生產出的混凝土質量不容易控制，對生產工人的身體也有較大的危害。隨著我國對混凝土的需求量越來越大，對其質量要求也越來越高，傳統生產方式已經滿足不了需求。對此在90年代后我國的混凝土攪拌站技術有了快速的發展，目前搭建混凝土攪拌站控制系統主要有兩種方式，一種是采用工控機搭配數據采集、控制等板卡作為系統硬件，用C++等編程軟件制作上位機操作界面。采用這種方式在初期投入成本上有一些優勢，但是工控機以及采集卡在惡劣環境下長時間工作的可靠性較差，后期維護成本較高，C++編程、修改也比較復雜，系統的可擴展性與開放性也有很大的局限性。還有一種就是采用PLC作為系統控制器，用組態軟件編寫上位機操作系統。PLC以其靈活性、可靠性聞名，編程易于學習跟掌握，組態軟件使用簡單并有豐富的圖庫，可以方便的編制出功能強大的上位機操作系統。為了保證混凝土的生產質量，需要控制器有強大的模擬量處理能力以及快速的模擬量采集能力，和利時公司的LKPLC繼承了和利時DCS模擬量處理能力強的優點，同時還有全通道（6通道）采樣周期小于50ms的模擬量采集模塊，這些為生產出高質量的混凝土提供了保障。下面就詳細介紹一下采用和利時公司的LK系列PLC搭建的混凝土攪拌站控制系統。

2混凝土攪拌站工藝

混凝土的原料一般包括砂石、水泥、礦粉、粉煤灰、膨脹劑、水、外加劑等。在攪拌站控制系統中各原料按照給定的配比進行稱重配料，然后卸料至攪拌機進行混合攪拌，攪拌設定時間后出砼，最后由運輸車運走。其生產工藝如圖2-1所示：

圖2-1混凝土攪拌站工藝流程

砂石等骨料的配料稱重裝置由給料閥門與計量斗組成，按照給定的配料比例，系統先將骨料投入到計量斗中，然后再將骨料卸放到傳輸皮帶上，提升料斗將傳輸皮帶上的骨料提升至骨料倉中等待卸料，卸料條件滿足后將骨料倉中的骨料卸放到攪拌主機中。

水泥、礦粉、粉煤灰以及膨脹劑等粉料，按給定配比通過螺旋輸送機加入到計量斗中，再通過計量斗把粉料卸放到攪拌機中。

外加劑與水都是通過水計量斗輸送到攪拌主機中的，首先按設定比例配好水跟外加劑，然后通過外加劑計量斗把外加劑輸送到水計量斗中，最后外加劑與水一起加入到攪拌主機中。攪拌站工藝示意圖如圖2-2所示。

圖 2-2攪拌站工藝示意圖

為保證配料精度，系統會根據原料投入計量斗中的量去執行補料或扣料功能。當原料投入量在配料落差范圍內，并且配料誤差大于配料誤差允許值時，系統會執行補料功能，補料功能是以點動的方式開啟投料裝置，緩慢加入原料使其投入量滿足配料精度要求；當原料投入計量斗中的投入量大于配料設定值時，系統會在卸料的過程中執行扣料功能，扣料功能是以點動的方式開啟卸料閥門，扣除多余原料供下一批次生產使用。

3混凝土攪拌站控制系統設計

系統結構

此系統采用和利時公司的LK系列PLC作為控制器。控制系統結構如圖3-1所示，在控制層配置一個控制站，負責與現場的I/O信號進行通訊，同時負責整個批次處理過程的控制；在操作層采用了1個操作員站（兼工程師站），用于操作攪拌站控制系統，同時又采用了一個15寸觸摸屏作為系統備份，當操作員站出現故障時，可以使用觸摸屏對系統進行操作，從而不會影響正常生產。操作員站、觸摸屏與現場控制站通過工業以太網交換機進行數據交換，打印機負責打印日常報表。

圖 3-1攪拌站控制系統結構圖

PLC硬件配置

為提高系統的可靠性，本系統采用支持冗余的CPULK210組成冗余控制系統，以及高速模擬量采集模塊LK412，其全通道（6通道）采樣周期小于50ms，并且通道之間是隔離的。高速模擬量采集對于提高攪拌站控制系統的投料精度至關重要，也是提高混凝土質量的保障。PLC控制系統硬件清單如下：

表3-1PLC控制系統硬件清單