本文格式為Word版，下載可任意編輯——基于PLC的混凝土攪拌站控制及監(jiān)控程序設(shè)計(jì)洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

基于PLC的混凝土攪拌站控制及監(jiān)控程序設(shè)計(jì)

摘要

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展，大量大型的基礎(chǔ)工程及建筑工程相繼開(kāi)工。建設(shè)優(yōu)質(zhì)的工程需要高品質(zhì)的混凝土，而且隨著人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，為了減少城市噪音和污染，交通和建筑管理部門要求施工用的混凝土集中生產(chǎn)和管理。這樣，不僅要求混凝土的配料精度高，而且要求生產(chǎn)速度快，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?？删幊炭刂破骶哂锌煽啃愿?、功能完善、編程簡(jiǎn)單且直觀，能夠有效地彌補(bǔ)繼電器控制系統(tǒng)的缺陷?；谏鲜鲈?，我設(shè)計(jì)了基于的商品混凝土攪拌設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)。

常見(jiàn)的混凝土攪拌站控制方式有繼電器直接控制、PLC和計(jì)算機(jī)結(jié)合以及PLC和配料控制器結(jié)合3種控制方式。采用PLC和配料控制器結(jié)合控制的攪拌站性能可靠、性價(jià)比高，可以保證混凝土的質(zhì)量，提高混凝土生產(chǎn)效率。作為混凝土攪拌站的核心，控制及監(jiān)控程序在計(jì)量確切、控制可靠、管理便利等方面的要求也日益提高。

本文針對(duì)PLC和配料控制器結(jié)合控制的攪拌站來(lái)設(shè)計(jì)其控制及監(jiān)控程序設(shè)計(jì)中主要要完成的任務(wù)有系統(tǒng)構(gòu)造、PLC的I/O分派、工作流程圖及PLC程序的編寫。

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取和主要技術(shù)參數(shù)基本上是根據(jù)用戶要求和參考國(guó)外產(chǎn)品的自由狀態(tài)。國(guó)標(biāo)GB10171-88((混凝土攪拌站(樓)分類》和GB10172-88((混凝土攪拌站(樓)技術(shù)條件》的公布實(shí)施，將混凝土攪拌站(樓)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)和預(yù)拌混凝土標(biāo)準(zhǔn)的要求中，對(duì)于混凝土攪拌站(樓)的技術(shù)指標(biāo)己達(dá)到發(fā)達(dá)國(guó)家水平。當(dāng)今國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的混凝土攪拌站質(zhì)量迅速提高，逐步取代了進(jìn)口攪拌站，在國(guó)內(nèi)已經(jīng)占主導(dǎo)地位，其控制系統(tǒng)也得到快速發(fā)展。國(guó)內(nèi)大型混凝土攪拌站生產(chǎn)廠商包括:三一重工、珠海志美、上海華建、南方路機(jī)等。自八十年代以來(lái)，我國(guó)混凝土機(jī)械有兩次戰(zhàn)略性產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，對(duì)行業(yè)的發(fā)展起到了舉足輕重的作用：一是八十年代初期混凝土攪拌機(jī)的升級(jí)換代，由雙錐反轉(zhuǎn)型、立軸和臥軸強(qiáng)制式混凝土攪拌機(jī)替代鼓筒型攪拌機(jī)，現(xiàn)在這三大系列產(chǎn)品的技術(shù)性能己達(dá)到國(guó)外同類機(jī)型的先進(jìn)水平，從質(zhì)量到數(shù)量上基本滿足了國(guó)內(nèi)需求;二是八十年代末到九十年代初“發(fā)展一站三車(即混凝土攪拌樓(站)、混凝土攪拌輸送車、臂架式混凝土泵車和散裝水泥車)，把我國(guó)商品混凝土機(jī)械搞上去〞的戰(zhàn)略，推動(dòng)了混凝土機(jī)械行業(yè)的其次次產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，反映了混凝土機(jī)械行業(yè)穩(wěn)定、持續(xù)、全面發(fā)展的深層次要求。經(jīng)過(guò)科研院所和生產(chǎn)企業(yè)的共同開(kāi)發(fā)，適時(shí)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的混凝土泵和混凝土攪拌輸送車技術(shù)，使我國(guó)在商品混凝土機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造能力和水平都有了很大提高，一些產(chǎn)品已有批量生產(chǎn)，其技術(shù)水平與當(dāng)今世界水平同步，減少了進(jìn)口，儉約了外匯，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。在“十五〞乃至2023年期間，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)馬路等重點(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〞中的一站，混凝土攪拌樓(站)占有舉足輕重的地位。

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第1章混凝土攪拌站系統(tǒng)概述

1.1混凝土攪拌站的組成

一個(gè)全套的攪拌裝置是由大量臺(tái)主機(jī)和一些輔助設(shè)備組成，它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1-1：

沙料輸送機(jī)石料輸送機(jī)沙料重量傳感器石料重量傳感器添加劑螺旋輸料機(jī)水泥螺旋輸料機(jī)水泵電機(jī)沙料箱石料箱放料閘門傳送帶攪拌機(jī)上料時(shí)上限位翻斗倒成品時(shí)下限位

圖1-1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

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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(閘門、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)備協(xié)同自動(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。

根據(jù)制作貯料斗所用的材料不同，貯料斗分為鋼貯斗、鋼筋混凝土貯斗、木貯斗等;從外形上分，常用的有方形和圓形。圓形貯斗又叫筒倉(cāng)。

給料機(jī)和閘門都是貯料斗的卸料設(shè)備。閘門控制貯料斗卸料口的開(kāi)啟和關(guān)閉的，大多是氣動(dòng)的，其構(gòu)造簡(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)卸料時(shí)，就比較簡(jiǎn)單控制均勻地卸料，給料機(jī)都是電動(dòng)的。閘門的類型好多，但在混凝土攪拌裝置中最常用的是扇形閘門，它由壓縮空氣缸來(lái)操縱，骨料(石子和砂)都是采用閘門給料。

3）稱量設(shè)備

稱量配料設(shè)備是混凝土生產(chǎn)過(guò)程中的一項(xiàng)重要工藝設(shè)備，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)度有著很大的影響。因此，確切、高效的稱量設(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(閘門或給料機(jī))和稱量設(shè)備等。對(duì)稱量設(shè)備的要求，首先是確鑿，其次是快速。稱量的不確切將對(duì)混凝土的強(qiáng)度產(chǎn)生很大的影響，同時(shí)又要滿足一定的生產(chǎn)率。稱量設(shè)備從構(gòu)造上可分為杠桿秤和電子秤等，其中，杠桿秤已經(jīng)被淘汰。為了適應(yīng)各種不同的物料，秤斗在構(gòu)造上略有不同。水泥秤斗是圓形的，骨料秤斗是長(zhǎng)方形的，而水等液體的秤斗是圓形的，斗門設(shè)有橡皮墊，以保證密封。傳感器的裝設(shè)，電子秤的秤斗采用三點(diǎn)懸掛，在每套懸掛裝置的中部各裝有一個(gè)傳感器。

4）攪拌設(shè)備

即一般的混凝土攪拌機(jī)，沒(méi)有提升裝置和供水裝置。其設(shè)計(jì)技術(shù)很成熟，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

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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。

1.2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)等構(gòu)成，如圖1-2：

傳感器智能元件混凝土攪拌站執(zhí)行機(jī)構(gòu)中間繼電器PLCRS-232打印機(jī)PC

圖1-2電控系統(tǒng)構(gòu)成

1、PLC采用三菱FX2n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)了高質(zhì)高品的性能，也有利于用戶今后對(duì)攪拌站的更新與擴(kuò)展，我設(shè)計(jì)的混凝土攪拌機(jī)的PLC外部接線圖如圖1-3：

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圖1-3PLC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)0～5V的模擬輸出接口板，其模擬部分精度適合于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、添加劑放料電磁閥、送料電機(jī)、攪拌電機(jī)等。

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隔離，即使輸入信號(hào)發(fā)生變化，其映像寄放器的內(nèi)容也不發(fā)生變化，只有在下一個(gè)掃描周期的輸入處理階段才能被讀入信息。

②程序執(zhí)行

根據(jù)PLC梯形圖程序掃描原則，按先左后右先上后下的步序，逐句掃描，執(zhí)行程序。但遇到程序跳轉(zhuǎn)指令，則根據(jù)跳轉(zhuǎn)條件是否滿足來(lái)決定程序的跳轉(zhuǎn)地址。從用戶程序涉及到輸入輸出狀態(tài)時(shí)，PLC從輸入映像寄放器中讀出上一階段采入的對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從輸出映像寄放器讀出對(duì)應(yīng)映像寄放器的當(dāng)前狀態(tài)，根據(jù)用戶程序進(jìn)行規(guī)律運(yùn)算，運(yùn)算結(jié)果再存入有關(guān)器件寄放器中，對(duì)每個(gè)器件而言，器件映像寄放器中所寄放的內(nèi)容，會(huì)隨著程序執(zhí)行過(guò)程而變化。

③程序處理

程序執(zhí)行完以后，將輸出映像寄放器，即器件映像寄放器中的Y寄放器的狀態(tài)，在輸出處理階段轉(zhuǎn)存到輸出鎖存器，通過(guò)隔離電路，驅(qū)動(dòng)功率放大電路，使輸出端子向外界輸出控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載。

PLC的掃描既可按固定的順序進(jìn)行，也可按用戶程序所指定的可變順序進(jìn)行。這不僅由于有的程序不需要每掃描一次就執(zhí)行一次，而目也由于在一些大系統(tǒng)中需要處理的I/O點(diǎn)數(shù)多，通過(guò)安排不同的組織模塊，采用分時(shí)分批掃描的執(zhí)行方法，可縮短循環(huán)掃描的周期和提高控制的實(shí)時(shí)響應(yīng)性。

循環(huán)掃描的工作方式是PLC的一大特點(diǎn)，也可以說(shuō)PLC是“串行〞工作的，這和傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)“并行〞工作有質(zhì)的區(qū)別。PLC的串行工作方式避免了繼電器控制系統(tǒng)中觸點(diǎn)競(jìng)爭(zhēng)和時(shí)序失配的問(wèn)題。

由于PLC是掃描工作過(guò)程，在程序執(zhí)行階段即使輸入發(fā)生了變化，輸入狀態(tài)映像寄放器的內(nèi)容也不會(huì)變化，要等到下一周期的輸入處理階段才能改變。暫存在輸出映像寄放器中的輸出信號(hào)，等到一個(gè)循環(huán)周期終止，CPU集中將這些輸出信號(hào)全部輸送給輸出鎖存器。由此可以看出，全部輸入輸出狀態(tài)的改變需要一個(gè)掃描周期。換言之，輸入輸出的狀態(tài)保持一個(gè)掃描周期。

掃描周期是PLC一個(gè)很重要的指標(biāo)，小型PLC的掃描周期一般為十幾毫秒到幾十毫秒。PLC的掃描時(shí)間取決于掃描速度和用戶程序長(zhǎng)短。毫

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秒級(jí)的掃描時(shí)間對(duì)于一般工業(yè)設(shè)備尋常是可以接受的，PLC的響應(yīng)滯后是允許的。但是對(duì)某些I/O快速響應(yīng)的設(shè)備，則應(yīng)采取相應(yīng)的措施。如選用高速CPU，提高掃描速度，采用快速響應(yīng)模塊、高速計(jì)數(shù)模塊以及不同的中斷處理等措施減少滯后時(shí)間。影響I/O滯后的主要原因有:輸入濾波器的慣性;輸出繼電器接點(diǎn)的慣性;程序執(zhí)行的時(shí)間;程序設(shè)計(jì)不當(dāng)?shù)母郊佑绊懙取?/p>

2.3可編程控制器的選用及編程調(diào)試軟件選擇

2.3.1可編程控制器的選用

進(jìn)行PLC選型時(shí)，應(yīng)當(dāng)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)之內(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)以上時(shí)就必需選用大型PLC。

2)I/O類型問(wèn)題

I/O類型也是決定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，多數(shù)小型機(jī)提供較簡(jiǎn)單的RS-232通訊口，少數(shù)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)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以下;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)的可靠性角度，決定PLC的類型和組網(wǎng)形式，譬如對(duì)可靠性要求極高的系統(tǒng)，可考慮選用雙CPU型PLC或冗余控制系統(tǒng)/熱備用系

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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、型式也是必需考慮的重要因素。尋常的計(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)以后，就必需對(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:

①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。尋常，獨(dú)立式的點(diǎn)均價(jià)格較高，假使實(shí)際系統(tǒng)中開(kāi)關(guān)量輸入信號(hào)之間不需隔離可考慮選擇后兩種。

②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I/O模塊的選型時(shí)也必需根據(jù)具體點(diǎn)數(shù)的多少選擇恰當(dāng)?shù)腎/O模塊。一般而言，點(diǎn)數(shù)多的點(diǎn)均價(jià)就低。

③開(kāi)關(guān)量輸入模塊。尋常的開(kāi)關(guān)量輸入模塊類型有有源輸入、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)必需根據(jù)實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行中的要求綜合考慮。

④開(kāi)關(guān)量輸出模塊。尋常的開(kāi)關(guān)量輸出模塊類型有繼電器輸出、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，必需根據(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確鑿控制的依據(jù)。

模擬輸入量包括砂料、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）的上限位、下限位；沙料箱、石料箱閘門開(kāi)關(guān);各種機(jī)器故障；報(bào)警銷鈴；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I/O點(diǎn)如下:

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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)目選擇了微軟公司研發(fā)的的模塊化中小型PLC系統(tǒng)FX2n，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，易于用戶把握等特點(diǎn)使得它成為各種從小規(guī)模到中等性能要求控制任務(wù)的便利又經(jīng)濟(jì)的方案。FX2n系列所具有的多種性能遞增的CPU和豐富的且?guī)в写罅勘憷δ艿腎/O擴(kuò)展模塊，使用戶可以完全根據(jù)實(shí)際應(yīng)用選擇適合的模塊。當(dāng)任務(wù)規(guī)模擴(kuò)大并且愈加繁雜時(shí)，可隨時(shí)使用附加的模塊對(duì)PLC進(jìn)行擴(kuò)展。FX2n所具備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，F(xiàn)X2n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，裝卸便利等優(yōu)點(diǎn)。

2.3.2編程調(diào)試軟件選擇

GXDeveloper是三菱PLC的編程軟件。適用于Q、QnU、QS、QnA、AnS、AnA、FX等全系列可可編程控制器。支持梯形圖、指令表、SFC、ST及FB、Label語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)，網(wǎng)絡(luò)參數(shù)設(shè)定，可進(jìn)行程序的線上更改、監(jiān)控及調(diào)試，具有異地讀寫PLC程序功能。

GXDeveloper的特點(diǎn)：

1.軟件的共通化GXDeveloper能夠制作Q系列，QnA系列，A系列（包括運(yùn)動(dòng)控制（SCPU））,FX系列的數(shù)據(jù),能夠轉(zhuǎn)換成GPPQ,GPPA格式的文檔。此外，選擇FX系列的狀況下，還能變換成FXGP(DOS),FXGP(WIN)格式的文檔。2.利用Windows的優(yōu)越性，使操作性飛躍上升能夠?qū)xcel,Word等作成的說(shuō)明數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)制，粘貼，并有效利用。3.程序的標(biāo)準(zhǔn)化(1)標(biāo)號(hào)編程用標(biāo)號(hào)編程制作可編程控制器程序的話，就不需要認(rèn)識(shí)軟元件的號(hào)碼而能夠根據(jù)標(biāo)示制作成標(biāo)準(zhǔn)程序。用標(biāo)號(hào)編程做成的程序能夠依據(jù)匯編從而作為實(shí)際的程序來(lái)使用。(2)功能塊（以下，略稱作FB）FB是以提高順序程序的開(kāi)發(fā)效率為目的而開(kāi)發(fā)的一種功能。把開(kāi)發(fā)順序程序時(shí)反復(fù)使用的順序程序回路塊零件化，使得順序程序的開(kāi)發(fā)變得

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簡(jiǎn)單。此外，零件化后，能夠防止將其運(yùn)用到別的順序程序時(shí)的順序輸入錯(cuò)誤。(3)宏只要在任意的回路模式上加上名字（宏定義名）登錄（宏登錄）到文檔，然后輸入簡(jiǎn)單的命令就能夠讀出登錄過(guò)的回路模式，變更軟元件就能夠靈活利用了。4.能夠簡(jiǎn)單設(shè)定和其他站點(diǎn)的鏈接由于連接對(duì)象的指定被圖形化而構(gòu)筑成繁雜的系統(tǒng)的狀況下也能夠簡(jiǎn)單的設(shè)定。5.能夠用各種方法和可編程控制器CPU連接(1)經(jīng)由串行通訊口(2)經(jīng)由USB(3)經(jīng)由MELSECNET/10(H)計(jì)算機(jī)插板(4)經(jīng)由MELSECNET(Ⅱ)計(jì)算機(jī)插板(5)經(jīng)由CC-Link計(jì)算機(jī)插板(6)經(jīng)由Ethernet計(jì)算機(jī)插板(7)經(jīng)由CPU計(jì)算機(jī)插板(8)經(jīng)由AF計(jì)算機(jī)插板6.豐富的調(diào)試功能(1)由于運(yùn)用了梯形圖規(guī)律測(cè)試功能，能夠更加簡(jiǎn)單的進(jìn)行調(diào)試作業(yè)。(a)沒(méi)有必要再和可編程控制器連接。(b)沒(méi)有必要制作條使用的順序程序。(2)在幫助中有CPU錯(cuò)誤，特別繼電器/特別寄放器的說(shuō)明，所以對(duì)于在線中發(fā)生錯(cuò)誤，或者是程序制作中想知道特別繼電器/特別寄放器的內(nèi)容的狀況下提供十分大的便利。。(3)數(shù)據(jù)制作中發(fā)生錯(cuò)誤況時(shí)，會(huì)顯示是什么原因或是顯示消息，所以數(shù)據(jù)制作的時(shí)間能夠大幅度縮短。

GXDeveloper的安裝：

要安裝這個(gè)軟件，先要開(kāi)啟GX編程軟件MELSOFT\\EnvMEL\\里的SETUP這個(gè)程序。這個(gè)安裝程序是共通部件。并且要注意一下幾點(diǎn)：1：去掉文件夾名稱中的中文字符。2：先安裝GXDeveloper\\EnvMEL里的環(huán)境包。3：開(kāi)啟GXDeveloper里的SETUP.EXE這個(gè)安裝文件，開(kāi)始安裝，中間會(huì)要你輸入ID序列號(hào)，最好安裝時(shí)候關(guān)閉殺毒軟件，完成后再開(kāi)啟。注意安裝時(shí)不要選擇監(jiān)控模式，假使有不明白的，就用默認(rèn)的，直接點(diǎn)擊下一步就可以了。三菱的8.52的軟件有的存在這個(gè)問(wèn)題，和WIN系統(tǒng)有關(guān)，可以把缺少的文件從8.26的復(fù)制到8.52的里面，這個(gè)我試過(guò)，能行。注意只復(fù)制8.52沒(méi)有的就行?；蛘呦劝惭b好8.26的，不用卸載，直接安裝8.52的也可以的。我親自安裝過(guò)的。注意最好不要用GHOST的系統(tǒng)，由于這樣的系統(tǒng)精簡(jiǎn)掉了好多東西，特別是用在工控方面，在安裝軟件或應(yīng)用的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)好多莫名其妙的問(wèn)題。

1:使用WindowsVista系統(tǒng)時(shí)，最少需要15GB的可用空間。2:使用WindowsVista系統(tǒng)時(shí)，建議使用分辯率為1024×768像素或

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更高。

當(dāng)使用微軟WindowsXP或者WindowsVista時(shí)，不能使用新功能。假使使用了新功能，有可能導(dǎo)致本產(chǎn)品運(yùn)行不正常。

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第3章混凝土攪拌站PLC程序設(shè)計(jì)

3.1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，存儲(chǔ)在PLC的數(shù)據(jù)寄放器中。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)中止給料。

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記錄下來(lái)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，得到的就是原料的確鑿重量。

4)考慮到有可能因突然停電造成配料中止，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)寄放器中。

5)由于攪拌站運(yùn)行過(guò)程中,各送料機(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.

3.2混凝土攪拌裝置的工藝流程

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)，然后開(kāi)啟石料和砂料的給料閥門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中止投料，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,由于同時(shí)在利用定時(shí)器進(jìn)行水泥、所需水及外加劑的計(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，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，開(kāi)啟攪拌機(jī)的門進(jìn)行卸料(攪拌站的門先半開(kāi)，再全開(kāi))，完成混凝土生產(chǎn)的一個(gè)循環(huán)。

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在石料、砂料的稱重計(jì)量時(shí)，系統(tǒng)用分別控制兩個(gè)門進(jìn)行快速粗略和慢速確切的計(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)，必需保證與這一狀態(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)，因此必需通過(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。

3.3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)必需己經(jīng)處于數(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)，否則必需關(guān)斷所有輸出負(fù)載，進(jìn)入等待。

同理，終止時(shí)，判斷中止條件:所有門、所有閥均己關(guān)閉;集料斗和秤斗均為空；本批攪拌終止且PLC無(wú)輸出動(dòng)作等，系統(tǒng)初始化程序及主程序流程圖見(jiàn)圖3-3：

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啟動(dòng)4循環(huán)開(kāi)始指示燈手動(dòng)開(kāi)始NY5攪拌機(jī)在上限位且石料箱和沙料箱放料閘門關(guān)？NY攪加拌劑機(jī)螺開(kāi)旋輸料機(jī)開(kāi)泥螺旋輸料機(jī)開(kāi)泵電機(jī)開(kāi)料輸送機(jī)開(kāi)料輸送機(jī)開(kāi)開(kāi)始計(jì)時(shí)0.5分鐘開(kāi)始計(jì)時(shí)3分鐘開(kāi)始計(jì)時(shí)5分鐘沙料稱量完畢？石料稱量完畢？閘門開(kāi)啟，傳送帶啟動(dòng)閘門開(kāi)啟，傳送帶啟動(dòng)0.5分鐘到？3分鐘到？5分鐘到？沙料箱放料石料箱放料1所有配料都放入攪拌機(jī)？閘門關(guān)閉閘門關(guān)閉開(kāi)始記錄攪拌時(shí)間5分鐘，配料完畢指示燈亮，10秒后自動(dòng)滅傳送帶上沒(méi)有物料？攪拌時(shí)間到？傳送帶關(guān)閉攪拌機(jī)中止，翻斗機(jī)下翻卸混21

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圖3-3主程序流程圖

3.4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I2.1～I(xiàn)2.7作為各電動(dòng)機(jī)故障信號(hào)。程序運(yùn)行流程圖如圖3-4所示:

故障產(chǎn)生故障指示燈亮，報(bào)警電鈴響按下試燈、試鈴按鈕按消鈴按鈕關(guān)閉電鈴，報(bào)警指示燈變?yōu)槌Ａ料收蠄?bào)警燈熄滅

圖3-4報(bào)警程序運(yùn)行流程圖

3.5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)必需依舊恢復(fù)斷電前的狀態(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

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電保護(hù)，如圖3-5：

系統(tǒng)初始化原始配方及控制參數(shù)初始化是否執(zhí)行斷電恢復(fù)？N5Y調(diào)入斷電時(shí)的狀態(tài)接上次斷電時(shí)狀態(tài)運(yùn)行一次循環(huán)結(jié)束4圖3-5斷電保護(hù)程序流程圖

3.6I/O分派表和模擬量輸入地址

表2-1數(shù)字量輸入/輸出地址表

I/O分派表輸入X000X001啟動(dòng)手動(dòng)開(kāi)始I/O分派表和模擬量輸入地址X002執(zhí)行完本次循環(huán)后中止X003X004緊急中止攪拌機(jī)下限位Y003Y00422

輸出Y000Y001循環(huán)開(kāi)始信號(hào)燈攪拌機(jī)Y002石料輸送機(jī)沙料輸送機(jī)水泥螺旋輸送機(jī)洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

X005X006X007X010X011X012X015X016攪拌機(jī)上限位石料箱閘門狀態(tài)沙料箱閘門狀態(tài)Y005Y006Y007Y010Y011Y012Y013Y014水泵添加劑螺旋輸送機(jī)翻斗機(jī)下翻翻斗機(jī)上翻傳送帶石料箱放料閘門線圈沙料箱放料閘門線圈所有配料都放入攪拌機(jī)指示燈X017報(bào)警電路試燈、試鈴Y015一次循環(huán)終止指示燈X020X021X022X023X024消鈴按鈕攪拌機(jī)故障石料輸送機(jī)故障沙料輸送機(jī)故障水泥螺旋輸送機(jī)故障Y020Y021Y022Y023Y024報(bào)警玲聲攪拌機(jī)故障指示燈石料輸送機(jī)故障指示燈沙料輸送機(jī)故障指示燈水泥螺旋輸送機(jī)故障指示燈X025X026添加劑螺旋輸送機(jī)故障Y025Y026水泵故障指示燈添加劑螺旋輸送機(jī)故障指示燈X027翻斗機(jī)故障Y027翻斗機(jī)故障指示燈

表2-2模擬量輸入地址

X040石料重量（石料重量傳感器輸入）X041沙料重量（沙料重量傳感器輸入）

根據(jù)I/O分派表設(shè)計(jì)的控制面板簡(jiǎn)圖如圖3-6所示：

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圖3-6控制面板簡(jiǎn)圖

該控制面板的上一排為各輸出顯示,下邊一排為各輸入按鈕.

3.7位存儲(chǔ)區(qū)（M）的使用概況

表2-4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)M1M2M3石料箱放料完信號(hào)沙料箱放料完信號(hào)關(guān)閉傳送帶信號(hào)M10M11M13添加劑輸送完畢信號(hào)所有物料配制完畢信號(hào)完成一次循環(huán)指示燈信號(hào)M4沙料和石料都放攪拌機(jī)信號(hào)24

控制信號(hào)M30閃爍信號(hào)洛陽(yáng)理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

M5M6水泥輸送完畢信號(hào)水泵中止送水信號(hào)M31M32攪拌機(jī)故障消鈴信號(hào)石料輸送機(jī)故障消鈴信號(hào)M33沙料輸送機(jī)故障消鈴信號(hào)M34水泥螺旋輸送機(jī)故障消鈴信號(hào)M35水泵故障消鈴信號(hào)M36添加劑螺旋輸送機(jī)故障消鈴信號(hào)M37翻斗機(jī)故障消鈴信號(hào)

以上表格中列出了程序編寫過(guò)程中使用到的主要位存儲(chǔ)區(qū)及其控制的信號(hào)。

3.8小結(jié)

本章對(duì)作為控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)控制站的PLC的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了介紹，并對(duì)PLC進(jìn)行選型;結(jié)合攪拌站的控制流程，設(shè)計(jì)了PLC程序流程圖和梯形圖程序等，并以GxDeveloper軟件為平臺(tái)，進(jìn)行工控機(jī)監(jiān)控軟件的設(shè)計(jì)。

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第4章程序調(diào)試

由于條件限制，本人無(wú)法購(gòu)買PLC，使得運(yùn)行GXdeveloperversion7-Micro/WIN的計(jì)算機(jī)與PLC之間無(wú)法建立起通信。只能使用仿真模擬軟件來(lái)進(jìn)行模擬調(diào)試。

4.1模擬調(diào)試的準(zhǔn)備工作

梯形圖程序編輯好之后，要進(jìn)行編譯。在GXdeveloperversion7-Micro/WIN3.2編程軟件中文件菜單點(diǎn)開(kāi)啟，調(diào)入設(shè)計(jì)程序。輸入完畢后，程序進(jìn)入待運(yùn)行狀態(tài)，再按下梯形圖規(guī)律測(cè)試起動(dòng)按鈕，寫入PLC，如圖4-1:

圖4-1調(diào)入設(shè)計(jì)程序

4.2仿真調(diào)試

4.2.1系統(tǒng)初始化程序及主程序調(diào)試

第一步：測(cè)試程序的起停是否符合要求。在仿真軟件中寫入程序后，

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點(diǎn)擊工具欄的藍(lán)色矩形按鈕，可切換到運(yùn)行模式。在運(yùn)行模式下，點(diǎn)擊X000(啟動(dòng)按鈕)，則Y000（循環(huán)開(kāi)始指示燈）的LED亮,如圖4-2:

圖4-2主程序部分調(diào)試

點(diǎn)擊X001（手動(dòng)開(kāi)始），各電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)燈沒(méi)有亮，這是由于不具備開(kāi)始條件：攪拌機(jī)在上限位且石料箱和沙料箱放料閘門關(guān)，點(diǎn)擊X005（攪拌機(jī)上限位）\\X006（石料箱閘門）\\X007（沙料箱放料閘門），使其閉合，則各電機(jī)啟動(dòng)信號(hào)燈亮。如圖4-3:

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圖4-3主程序部分調(diào)試

程序繼續(xù)運(yùn)行，點(diǎn)擊X002（運(yùn)行完本次循環(huán)后中止），程序繼續(xù)運(yùn)行，受干擾；點(diǎn)擊X003（緊急中止），則所有輸出信號(hào)燈滅。如圖4-4：

圖4-4主程序部分調(diào)試

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從而可以看出起停符合要求。

其次步：測(cè)試各電機(jī)的起停是否符合要求。點(diǎn)擊手動(dòng)開(kāi)始按鈕，并適時(shí)點(diǎn)擊各行程開(kāi)關(guān)及閘門狀態(tài)開(kāi)關(guān)，測(cè)試各個(gè)電機(jī)是否能夠正常起停。

第三步：產(chǎn)生“所有配料都放入攪拌機(jī)〞信號(hào)的程序調(diào)試。該信號(hào)的產(chǎn)生對(duì)攪拌站的正常運(yùn)行有著極其關(guān)鍵的作用，該信號(hào)的調(diào)試可使用內(nèi)存監(jiān)視來(lái)實(shí)現(xiàn)。圖4-5為使用仿真軟件中的內(nèi)存監(jiān)視功能實(shí)現(xiàn)調(diào)試：

圖中M4、M5、M6、M0都是用相應(yīng)電機(jī)信號(hào)的下降沿實(shí)現(xiàn)置位，用M11信號(hào)實(shí)現(xiàn)復(fù)位。

4.2.2報(bào)警程序的調(diào)試

第一步：按下X017（試燈、試鈴按鈕），則Y020（報(bào)警玲聲）、Y021（攪拌機(jī)故障指示燈）……Y027（翻斗機(jī)故障指示燈）全部變亮，否則為錯(cuò)誤，須進(jìn)行修改。測(cè)試結(jié)果如圖4-5:

圖4-5報(bào)警程序的部分調(diào)試

其次步：第一步調(diào)試正確的狀況下，按下相應(yīng)的模擬故障按鈕，看對(duì)應(yīng)的指示燈是否閃爍、Y020（報(bào)警玲聲）是否亮，否則為錯(cuò)誤，須進(jìn)一步

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修改。

第三步：其次步