1 引言

混凝土在水利行业混凝土施工中发挥着重要的作用，其生产能力的大小、质量的好坏直接影响工程质量，因此在施工中对混凝土搅拌设备的生产工艺和控制技术的要求越来越高。混凝土搅拌站系统是一套复杂的施工设备，生产环境极其恶劣，目前大部分搅拌站控制系统大都采用上位监控+PLC，或者采用上位监控+PLC+配料仪表模式。以上配置因为存在通信滞后与数据采集功能不够强大、数据报表记录不够及时、界面动画美观、可配置性和灵活性不够等一系列问题，生产工艺和生产技术就更难发挥企业的能力，经济效益就无从谈起。基于组态软件开发的混凝土搅拌站配料系统，可以实现生产参数、配合比、配方设定、报表打印等一系列符合生产需求的功能。

2 系统硬件配置

120m3混凝土搅拌站配料系统主要由工控机、数据采集板卡、驱动设备及与配料软件相结合的计算机监控系统组成，系统结构如图1所示。

2.1工控机

为了保证整个控制系统的可靠性，选用研华工控机作为上位机，内装模拟量数据采集板卡采集各种生产称量的传感信号，数字采集板卡作为输入信号检测和控制输出，通过开发的混凝土搅拌站配料系统，从而实现从配料、卸料、搅拌、出料、记录的全过程控制。模拟量信号采集采用研华PCI总线隔离高速模拟量输入卡，状态信号的输入、输出采用研华PCI总线隔离数字量I/0卡，配料监控管理软件通过计算机高速采集现场信号进行自动控制，按预先设定的方案自动精确地配置各种物料，具有动态监控、实时报警和误差修正功能，确保产品质量的稳定。同时，该系统还提供了后台数据管理功能，包括用户管理、配方管理、报表管理、称量校准等功能。

2.2操作台及配电柜

由空气开关、接触器、热继电器等组成的强电控制柜能实现各种没备电动机运转的驱动和短路保护、电动机过载保护。操作台上，有自动／手动转换开关、各种功能按钮和开关及各种急停按钮。整个操作台上的各种按钮和开关组成了一个工艺流程台，自动操作时各种设备和生产流程由工控机软件控制，操作台上的工艺流程台具有显示设备运行状态的功能。手动操作时操作台可用来调试设备或手动生产。

3系统软件设计

3.1软件选择

由于混凝土搅拌站数据采集量大、点数多、报表及画面复杂，自行设计配料控制系统周期较长、难度较大，因此上位机配料监控软件采用国内先进的紫金桥组态软件Realinfo6.5进行开发。紫金桥组态软件集成了多种PLC、DCS、智能仪表、板卡、智能模块等设备驱动，用户无须编程即可完成数据的读取和设置。该软件可提供图形组态工具，具有强大的脚本系统、报表系统和监控系统，大大缩短了开发周期，并能保证混凝土搅拌站配料所需的功能。

3.2画面设计

采用紫金桥组态软件实现的混凝土搅拌站配料控制系统，主要步骤为配置设备、建立变量、数据库组态、画面没计、报表设计、脚本代码设计。系统画面由标题栏、生产流程监控区、状态栏组成。监控系统的画面使操作人员能够更加准确、直观地了解实际现场的工作状态，通过混凝土搅拌站生产画面，形象地模拟了搅拌站的现场工艺流程，操作人员能够在控制室的计算机屏幕上了解搅拌站的全部运行状况，包括各种报警、生产流程画面，见图2。

3.3 系统主要功能

(1)用户管理：维护系统用户。

(2)秤管理：秤维护，增加、删除、修改秤信息。

(3)料仓管理：料仓维护，增加、修改料仓信息。

(4)参数定义：基本信息维护，如工地名称、客户资料、施工部位、输送车号、参数设置、输入开关检测、输出开关检测、调零、校秤。 因此采用软件自动调整零点的方法，以消除称量黏滞物

(5)配方管理：如增加、删除、修改配方。

(6)生产计划：计划列表维护，增加、删除、修改计划。

(7)配料报表：对历史数据的查询、保存、导人、报表打印。

3，4精度与效率的控制措施

在软件设计中，从可靠性、称量标定、称量精度、数据处理等各方面综合考虑，以提高生产效率和控制精度。

3. 4.1数字滤波

在称重模拟量信号输入中由于受机械振动、电气干扰等影响，信号失真较为严重，软件先对采样的数据信号进行滤波，消除抑制干扰信号，采用对落差跟踪式调整，在生产过程中可以自动修正，这样能保证骨料误差在±2%以内，而其他粉料误差在±1%内。通过对数据的预先处理，在连续生产中可提前称料来提高效率，称量时先高速给料，达到设定值的90%左右后开始进入抖动补料，实现精称。

3.4.2称量标定

称量标定的粗调由硬件完成，称量标定的微调由软件完成，以避免称量标定微调时零点迁移和增益幅值在硬件电路中的互相牵制问题，提高标定效率和标定精度。

3.4.3自动调零

由于称量物质可能黏滞在称量斗上而影响称量精度，因此采用软件自动调整零点的方法，以消除称量黏滞物对重复称量精度的影响。

3.4 4落差修正

配料过程是动态称量过程，称量物质以自由落体的形式落到称量斗上。当达到称量值时，由于机械动作延时的离散性造成藩差的随机性，影响动态称量的精度。

4 结束语

采用组态软件开发的120m3，混凝土搅拌站配料系统，充分利用了组态软件强大的数据处理和图形表现的能力，融合了自动化技术、计算机技术、通信技术、故障诊断技术和软件技术，具有可靠性高、操作简单、维护容易等特点，大大提高了混凝土大型搅拌站的生产效率和精度。

 

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