【毕业论文】基于PLC的混凝土配料控制系统毕业设计说明书

我国正处于经济高速发展的阶段，基础设施包括房屋桥梁隧道堤坝机场等的不完善在定程度上阻碍其发展，这些基础设施的建造速度成本和其质量无不与混凝土生产设备有关。

随着当今世界科技日新月异。

混凝土生产设备正朝着智能化信息化与商业化发展，研究高精度智能型的配料控制仪成为建筑等行业的研究热点问题。

在现在化的生产中，生产机械的自动化程度反映了工业生产发展的水平。

现代化的生产设备与系统已不再是传统意义上单纯的机械系统，而是机电体化的综合系统电气传动与控制系统已经成为现代生产机械的重要组成部分。

机与电，传动与控制已经成为不可分割的整体。

所谓的机电传动，是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统的总称，它的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动，停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要求，保证生产过程的正常进行。

机电传动控制系统所要完成的任务，从广义上讲，就是要使生产机械设备，生产线，车间，甚至整个工厂都实现自动化从狭义上讲，则指通过控制电动机驱动生产机械，实现生产产品数量的曾加，质量的提高，生产成本的降低，工人劳动的条件的改善的以及能量的合理利用。

机电传动以及控制系统总是随着社会生产的发展而发展的。

单就机电而言，它的发展大体上经历了成组拖动，单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。

所谓成组拖动，就是台电动机拖动根天轴，再由天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各生产机械，这种生产方式效率低，劳动条件差，旦电动机放生故障，将造成成组机械的停车所谓但电动机的拖动，就是用台电动机拖动台生产机械，它虽然较成组拖动前进了步，但当台生产机械的运动部件较多时，机械传动机构复杂多电动机拖动，即是台生产机械的每个运功部件分别由台电动机拖动，这种拖动的方式不仅大大的简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为生产机械的自动化提供了有利的条件，所以，现在化机电传动基本上均采用这种拖动形式。

随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，市场竞争激烈人工成本上涨，以往人工操作的搬运和固定式输送带为主的传统物件搬运方式，不但占用空间也不容易更变生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加生产成本，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。

减轻劳动强度，保障生产的可靠性安全性，降低生产成本，减少环境污染提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。

自动化技术广泛用于工业农业军事科学研究交通运输商业医疗服务和家庭等方面。

采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动部分脑力劳动以及恶劣危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。

因此，自动化是工业农业国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。

它集成自动控制技术计量技术新传感器技术计算机管理技术于体的机电体化产品充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视控制管理和分散控制充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化模块化系统化设计，配置灵活组态方便。

本设计就在机械控制上的应用作了详细阐述。

国内外的发展概况德国于年建立了世界上第个混凝土搅拌楼，随后，美国于年，法国于年，日本于年建立了搅拌楼。

年代到年代随着单片机的应用，搅拌楼进入了智能化时代。

进入年代混凝土生产发展到商用搅拌站阶段，也是搅拌设备发展最快的时期。

目前，德国美国日本意大利等国家生产搅拌设备的技术水平和可靠性方面处于领先地位。

现今同类产品中最为出色的是日本公司的美国托利多的，但其个控制盒同时称重多种物料的产品还难以可靠的对单通道进行启停卸料等操作，并且其称量精度还有迸步提升的空间。

我国自年代开始研究混凝土搅拌楼，主要用于水利工程。

年代中期开始生产小型混凝土搅拌楼，用于工业与民用建筑工程。

目前国内还处在混凝土搅拌楼的研发阶段，研发的配料机多数沿用提升上料，自落配料开环控制的设计模型。

国内专业的商用搅拌站还很少，并且国内少数的商用搅拌站大多采用国外的生产装置用。

现今国内配料搅拌控制仪大多是单通道，如果要对水泥泥沙水外添加剂进行同时称量，需要个控制盒，通过上微机协调控制。

显然这种状况制约了我国组建大型搅拌站。

并且国内生产的配料搅拌控制盒在精度和稳定性上与国外流水平还有相当大的距离。

混凝土配料设备的各阶段新技术及其特点如表所示表混凝土配料设备的各阶段特点年代引入的新技术特点年代以前配料搅拌机械手动机械配料精度低生产率低到年代单片机技术智能机械生产率提高精度提高单通道控制器年代信息技术大型配料系统生产率大幅提高管理方便商业化现今智能算法与机械改进大型系统精度大幅提高多通道控制器就技术工艺和设备的先进性而言，美国英国德国法国意大利日本等国家生产的混凝土搅拌设备在总体技术水平和运行性能方面处于世界前列，尤其在智能控制和运行可靠性方而更设计程序主要包括两部分主任务和中断任务。

主任务包括主程序和子程序等多个功能块，在主程序中不断地调用子程序完成控制任务。

主程序决定整个程序从开始到结束的每个时刻的任务，子程序主要包括对各个电机阀门的控制等。

中断主要是处理故障检测点的应急情况，旦发生故障立即中断配料过程并发出警报。

整个过程中采集行程开关和控制按钮等提供的开关量信号以及接收来自工控机的控制命令，并对此进行处理后，输出对电磁阀电动机等各个执行机构的控制信号。

其控制流程图如图所示图控制流程图系统初始化选择配方检测各个料斗的物料量物料加料个料斗开始加料水泥添加剂水分别开始加料集料仓有料称量结束料斗是否排空启动开关，延时打开料斗阀门称量结束集料仓石料卸料水泥添加剂水依次卸料搅拌机搅拌搅拌结束关闭料斗阀门，延时关闭传送带软件设计端子线图图混凝土配料系统端子线图顺序功能图••图混凝土配料系统顺序功能图配料部分由石料石料石粉石粉沥青的储料仓和称料斗组成。

种材料分别由各自的传感器脉冲信号计量放料数量。

配比为控制过程如下按下启动键后，同时开启石料石粉和沥青的料仓电磁阀。

并同时对三种材料计数当石料计满后关闭石料，开启石料当石粉计满后关闭石粉，开启石粉当种材料都称量完毕，开启石料料斗放入石料至其限位传感器接着开启石粉料斗放入石粉至其限位传感器最后开启沥青料斗放入沥青至限位传感器三个料斗都关闭后，同时开始搅拌分钟，然后开启搅拌缸阀门漏料至其限位传感器，关闭阀门，重新开始上述配料过程。

梯形图图三种控制程序梯形图手动控制转换开关切换至手动控制，启动其余手动控制开关，手动控制配料系统。

单周期控制转换开关切换至单周期控制，开启启动按钮，单周期控制配料系统。

连续控制转换开关转换至连续控制，开启启动按钮，关闭停止按钮，连续控制配料系统。

图初始条件程序梯形图初始条件装换开关转换至连续控制或单周期控制，启动其余配料设备，配料系统开始工作。

图石料放料计数控制程序梯形图放石料按下启动按钮，开启石料料斗按钮，石料电磁阀启动，石料储料仓放料。

计数石料通过石料脉冲计量传感器按照比例计数。

放石料按下启动按钮，开启石料料斗按钮，石料电磁阀启动，石粉储料仓放料。

计数石料通过石料脉冲计量传感器按照比例计数。

石料计量完毕通过石料料斗限位传感器控制石料料斗电磁阀的停止，关闭石料料斗的放料。

图石粉放料计数控制程序梯形图放石粉按下启动按钮，开启石粉料斗按钮，石粉电磁阀启动，石粉储料仓放料。

计数石粉通过石粉脉冲计量传感器按照比例计数。

放石粉按下启动按钮，开启石粉料斗按钮，石粉电磁阀启动，石粉储料仓放料。

石粉计数通过石粉脉冲计量传感器按照比例计数。

石粉计量完毕通过石粉料斗限位传感器控制石粉料斗电磁阀的停止，关闭石粉料斗的放料。

图沥青放料计数控制程序梯形图放沥青按下启动按钮，开启沥青料斗按钮，沥青电磁阀启动，沥青储料仓放料。

沥青计数通过沥青脉冲计量传感器控制沥青储料仓按照比例放料。

沥青计量完毕通过沥青料斗限位传感器控制沥青料斗电磁阀停止，关闭沥青料斗放料。

图各料斗控制程序梯形图开石料料斗石料数量为达到要求比例，石料限位传感器控制石料料斗电磁阀开启。

开石粉料斗石粉数量为达到要求比例，石粉限位传感器控制石料料斗电磁阀开启。

开沥青料斗沥青数量为达到要求比例，沥青限位传感器控制石料料斗电磁阀开启。

图搅拌阀门控制程序梯形图搅拌三个料斗电磁阀关闭，按下搅拌机按钮，搅拌缸电机启动，同时搅拌分钟。

开搅拌阀门搅拌完毕，开关关闭，搅拌缸电磁阀打开。

阀门限位控制放料搅拌完毕，阀门开关关闭，电磁阀打开。

循环次计数搅拌机开关打开，搅拌机电机启动，连续循环次。

声光报警程序梯形图声光报警连续工作时，搅拌机停止工作，声报警光报警启动，持续秒。

图各设备控制程序梯形图程序调试模拟调试的准备工作在或中新建个项目，输入程序，编译正确后在文件菜单中导出为文件，在西门子仿真软件中，点配置型号或在已有的图案上双击，在弹出的对话框中选择型号，点击程序载入程序或工具条中的第个按钮，会有个对话框，只选择逻辑块并选择的版本或，点击确定，将先前导出的文件打开。

仿真调试手动控制程序仿真图手动控制仿真连续控制程序仿真图连续控制程序仿真放石料程序仿真图放石料程序仿真放石粉程序仿真图放石粉程序仿真放沥青程序仿真图放沥青程序仿真报警程序图报警程序仿真小结本章通过仿真软件对手动控制程序和连续控制程序进行了仿真与调试，符合混凝土配料控制系统的设计要求。

结论与展望结论该混凝土配料控制系统充分利用了具有可靠性高完善产品标准化以及编程简单直观等优点，能够有效弥补继电器控制和单片机控制在可靠性方面的缺陷，与工控机配合易于实现操作与管理。

同时自动配料控制系统配料均匀，运行稳定可靠。

变速给料结合高精度电子称量，实现了高精度自动配料，达到全自动控制，大大提高了生产效率，降低了操作人员的劳动强度，节约了劳动成本，具有良好的经济效益。

足之处及未来展望当然，由于时间仓促和本人的水平有限，尽管本文的研究取得了初步的成果，但依然存在不少需要深入研究的工作，主要体现在工程经验，进步细化出不同机械性能设备不同物料对于配料控制精度算法的选择，优化参数已达到更好的配料控制精度。

产效率以及混凝土搅拌站高度信息化管理也是混凝土配料控制系统的个重要论题，更加合理的调度管理系统，融入到配料控制系统将是未来的