基于plc触摸屏和变频器的混凝土搅拌设计

基于plc触摸屏和变频器的混凝土搅拌设计内容摘要：

大的影响。 因此，精确、高效的称量设备不仅能提高生 产率，而且是生产优质高强混凝土的可靠保证。 一套完整的称量设备包括储料斗、给料设备 (闸门或给料机 )和称量设备等。 基于 PLC 触摸屏和变频器的混凝土搅拌系统设计 9 3）物料输送系统 物料输送由三个部分组成： 一、目前搅拌站输送有料斗输送和皮带输送两种方式。 料斗提升的优点是占地面积小、结构简单。 皮带输送的优点是输送距离大、效率高、故障率低。 皮带输送主要适用于有骨料暂存仓的搅拌站，从而提高搅拌站的生产率。 二、粉料输送：混凝土可用的粉料主要是水泥、粉煤灰和矿粉。 本设计采用的粉料输送方式是螺旋输送机输送，优点是结构简单、成本低、使用可靠。 三、液体输送主要指水 和液体外加剂，它们是分别由水泵输送的 4）物料贮存系统 料斗设备由贮料斗、卸料设备 (闸门、给料机等 )和一些其它附属装置组成。 料斗设备在生产中起着中间仓库的作用，用来平衡生产。 电控系统的构成 控系统由 PLC、触摸屏、传感器、中间继电器和执行机构等构成 : PLC 采用三菱 FX2N 系列产品。 它具有兼容性强和可靠性高的特点，为搅拌站的整个电控系统带来了高质高品的性能，也有利于用户今后对搅拌站的更新与扩展，本设计的混凝土搅拌机 由 PLC 作为控制核心。 触摸屏 触摸屏监控器适于在恶劣的工业环境中应用， 在触摸屏中直接设定目标值与理论值进行比拟。 并可实时监控到系统中实际值的大小，实现报警、诊断等功能。 传感器主要包括称重传感器和行程开关等。 执行机构包括骨料放料电磁法阀、水泵、添加剂螺旋运输机、送料电机、搅拌电机等。 变频器是应用变频技术与微电子技术，通过改变电机工作电源频率方式来控制交流电动机的电力控制设备。 变频器还有很多的保护功能，如过流、过压、过载保护等。 基于 PLC 触摸屏和变频器的混凝土搅拌系统设计 10 第三章 搅拌站电控制设计方案 控制系统设计的基本原则及基本步骤 基本原则 基本 原则：任何一种电气控制系统都是为了实 现生产设备或生产过程的控制要求和工艺需要，从而提高产品质量和生产效率。 因此，在设计 PLC 应用系统时，应遵循以下基本原则： 1．充分发挥 PLC 功能，最大限度地满足被控对象的控制要求。 2．在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用及维修方便。 3．保证控制系统安全可靠。 4．应考虑生产的发展和工艺的改进，在选择 PLC 的型号、 I／ O 点数和存储器容量等内容时，应留有适当的余量，以利于系统的调整和扩充。 设计步骤 1．分析被控对象，提出控制要求。 2. 确定输入、输出设备。 3．确定 PLC 的 I/O 点数，选择 PLC 机型。 4．分配 I/O 点数，绘制 PLC 控制系统输入、输出端子接线图。 5．程序设计，绘制工作循环图或状态转移图。 1）初始化程序； 2）控制程序； 3）检测、故障诊断和显示等程序；4）保护和互锁程序。 6．程序调试。 先进行模拟调试，再进行现场联机调试；先进行局部、分段调试，再进行整体、系统调试。 7．调试过程结束，整理技术资料，投入使用 电气元件的选择 PLC 的工作原理及选择 [1] PLC 采用循环扫描的工作方式，其扫描过程如图 32 所示。 这个过程一般包括五个阶段：内部 处理、通信操作、输入扫描处理、执行用基于 PLC 触摸屏和变频器的混凝土搅拌系统设计 11 户程序、输出处理。 当 PLC 方式开关置于运行（ SUN）时，执行所有阶段；当 PLC 方式开关置于（ STOP）不执行后三个阶段，此时可进行通讯操作，对 PLC 编程等。 1 内部处理 CPU 检查主机硬件和所有的输入、输出模块等在运行模式下，还要检查用户程序存储器。 发现异常，则停止并显示错误。 如自珍正常，则继续向下扫描。 2 通信操作 在扫描周期的通信操作阶段， CPU 自检并处理各通信端口接收到的所有信息。 完成数据通信任务。 即检查是否有计算机、编程器的通讯要求，若有则进行相应的处理。 3 输入扫描处理 输入扫描又称输入采样。 在此阶段，顺序读入所有输入点的通断状态，并将读入的信息存入输入映像寄存器，输入寄存器将被刷新。 程序执行时，输入映像寄存器与外界隔离，即使外界信号变化，其内容也保持不变。 4 执行用户程序 用户程序在 PLC 中是顺序存放的。 在此阶段， CPU根据 PLC 用户程序从第一条指令开始顺序读取指令并执行，知道执行完最后一条指令结束。 执行 指令时，从输入映像寄存器读取各输入端的状态，执行指令对各数据经行算术运算或逻辑运算，然后将运算结果送输出映像寄存器，输出映像寄存器的内容会随着程序的运行而改变。 5 输出处理 执行程序完毕，将输出映像寄存器的状态存到输出寄存器，集中对输出点经行刷新，通过输出隔离电路，驱动功率放大器，使输出点向外界输出控制信号，驱动外部负载。 本设计根据 I/O 点数，运行环境，程序大小，开关量的输入输出综合考虑选择三菱 FX2N 系列 PLC，选用 FX2N48MR 型号。 具有以下特点：系统配置既稳定又灵活，编程简单，模块点数密度高， 结构紧凑，性价比高，性能优越，装卸方便等优点。 称重传感器的选择 [2] 混凝土搅拌站控制系统主要采集的是各种物料的重量信号，故本基于 PLC 触摸屏和变频器的混凝土搅拌系统设计 12 系统选用的是压力传感器。 压力传感器是称重系统中的重要组成部分，由各种压力敏感元件将被测物重量信号转换成容易测量的电信号输出，给称重仪表显示重量值，控制或报警等使用。 影响称重传感器选型的因素： ①称重传感器选型应考虑过负荷因素 ②可靠性 ③传感器的防护等级 ④搅拌站的规模和工作类型 ⑤称重传感器的准确度 称重传感器的选型应充分考虑以上一些因素外，还应尽可能兼顾结构简单、 体积小、重量轻、价格便宜、易于维修、易于更换等条件。 工程机械搅拌设备用称重传感器的选型既要考虑混凝土搅拌楼站称重系统的基本要求，又要兼顾称重传感器的运行环境，还要削弱那些对称重传感器有重要影响的因素，合理地选择使用传感器。 根据不同类型和规模的搅拌设备选用相应的传感器。 混凝土搅拌站要求的传感器额定载荷从 1kg～ 4000kg 不等，骨料传感器的称量范围最大，一般为 50kg～ 4500kg。 外加剂传感器的额定载荷最小，一般不超过 50kg。 综合分析了传感器的量程和范围、线性度、灵敏度和分辨率后，并且根据搅拌站中称重 传感器的运行环境，选用的是 HLF(1)型方悬臂梁高精度压力传感器，如图 322。 图 322 压力传感器 F 型 F 型传感。