PLC在大型沥青混凝土搅拌站中的应用

吴刚

【摘 要】沥青混凝土搅拌站，专门用于拌制沥青混凝土，搅拌站运行中，控制系统属于核心的设计，用于提高搅拌站的控制水平，满足混凝土的配比需求。因此，沥青混凝土搅拌站设计，提高了对控制系统的重视度，规范搅拌站控制系统的使用。在实际施工过程中，PLC系统的应用大大提高了搅拌站的控制水平，本文将进行分析。

【关键词】PLC 沥青混凝土 搅拌 应用

1 前言

随着城市化进程的不断加快，促使社会对公路的需求量越来越大，同时在一定程度上导致国家对高速公路的主要建筑材料———沥青的需求量越来越大，这也进一步的导致国家对沥青混合料搅拌机的工作效率有了更高的要求。

2 我国的沥青混合料搅拌设备的现状

随着我国的发展节奏逐渐加快，对交通的便捷程度有了更加严苛的要求，这也就进一步导致了国内公路的建设数量逐渐增多，导致沥青混合料搅拌机长时间处于工作状态，而为了提高工作效率，这也就对沥青混合料搅拌设备的质量提出了更高的要求，但是迄今为止，我国的沥青混合料搅拌设备任然存在一定的问题，导致在实际工作中，沥青混合料搅拌设备的工作效率不能达到需求，在一定程度上制约了高速公路的建设速度，影响了经济的发展和贸易的往来。

笔者认为之所以出现上述情况主要是由以下几种因素所导致的。由于多数操作沥青混合料搅拌设备的工作人员的知识含量不高，专业知识不够，这就导致在实际的工作中，工作人员经常出现技术上的问题，操作不当致使沥青混合料搅拌设备的实际工作效率极低；更有一些操作人员缺乏相应的责任心，经常不按照规章制度操作，为施工安全埋下隐患，拖慢了高速公路建设的施工进度。而且由于施工团队的管理制度并不能面面俱到，这就导致了一些施工人员钻制度的漏洞，从而导致在施工过程中，不仅拖慢了施工的进度，还在一定程度上，拉低了沥青混合料搅拌设备的工作效率。有很多因素都会导致沥青混合料搅拌设备的效率不及预期，拖慢施工进度，其中很重要的一点便是设备不善的原因。如果设备出厂时就有一些零件是损坏的，这就会导致设备的利用效率不高的同时还会埋下安全隐患。而且设备在工作时总会出现各样的问题，导致多搅拌的沥青等原料并不达标，这就在一定程度上拖慢了施工进度。而设备的效率之所以不及预期不仅是因为出厂时本身存在问题和操作问题，还有施工环境的影响以及原料配比等因素，而这些问题会在一定程度上限制我国沥青混合料搅拌设备的发展，进而影响我国的发展。

3 PLC在沥青混凝土搅拌站控制系统的应用

3.1 总体设计

沥青混凝土搅拌站控制系统，是将沥青混凝土的各项物料，按照配比称量，送到搅拌站内。搅拌站控制系统的设计，需要配合动态称量系统，解决配料的非线性、时变性问题，禁止出现超差的情况，通过控制系统，规范配料的精度、速度，维护沥青混凝土的性能。控制系统的总体设计，重点考虑配料精度的需求，搅拌站配料的过程中，冲击力、空中落差，属于影响搅拌站控制系统设计的两大因素，例如：空中落差因素，混凝土的某一项配料，如水泥、粉煤灰、矿粉，搅拌站的计量装置，受到控制系统的指示，当该配料的配比达到设计值时，控制系统会对计量装置发送关闭的指令，此时出料口、称斗之间，仍旧存在一部分物料，属于计量装置统计以外的，此部分属于空中落差的范畴。因此，混凝土搅拌站控制系统内，提出模糊控制+PID算法，优化搅拌站控制系统的运行环境。模糊控制+PID算法的模式，表现出了混合型算法的特征，对控制系统的期望值实行模式化的处理，有效调节超调量，同时将其作为控制系统的输入变量，输入后，获取反馈值、期望值的偏差，经过百分比进行模糊化处理，将其作为另外一个输入量，控制系统在此类模式的作用下，检测偏差百分比，当百分比处于切换标准时，采用PID控制，利用迭代自学习的方式，提前预测出空中的落差，解决落差的问题。

3.2 配置与算法

沥青混凝土搅拌站控制系统的配置，是指搅拌电机、水泵电机以及电动传动和附属部分。控制系统配置设计，选择PLC控制，按照功能布置指示灯、开关等。搅拌站控制系统的核心是PLC硬件，分析配置设计，如：（1）中央处理装置，基于PLC的搅拌站控制系统中央处理装置，可以采用S7-300设备，做为控制的重点，监督现场的运行设备，辅助传感器，实行数据采集；（2）I/O系统，其为控制系统的输入输出，在PLC的控制下进行远程的设备操作，构建ET200从站，Profibus总线，控制I/O数据，完成收集与控制输出；（3）HMI部分，设计两套同配置的HMI服务器，提高搅拌站控制系统的可靠性，而且两套服务器，按照一供一备的方式运行，即使搅拌站控制系统的HMI服务器出现故障，也能投运备用服务器，确保控制系统的正常运行。

沥青混凝土搅拌站控制系统的算法，实现过程依赖于PLC编程软件。配合上述硬件及组态，安排PLC编程软件的运行。例如：沥青混凝土搅拌站控制系统算法中，采用西门子STEP7，连接PLC的硬件、软件，完成程序化的操作。分析STEP7作用下的功能，如：（1）综合管理控制系统内的数据、设备；（2）配置通信数据和编程符号，规范控制功能；（3）设计PLC的硬件参数，保障其可配合软件的功能；（4）编辑多功能的语言程序；（5）诊断PLC硬件系统的故障，维护运行的可靠性。

3.3 监控系统

沥青混凝土搅拌站控制系统的监控部分，用于监督现场的搅拌工艺以及设备的运行，全面掌握搅拌系统的运行。搅拌站控制方面，工控机操作选用WINDOWSXPSP3，利用WinCC构建人-机界面，设计两台供备工控机，而且工控机上均安装监控软件，实时监督搅拌站现场的运行情况，记录好工况参数。

4 结语

总之，随着经济的发展，现有的公路数量不足以满足获取运输的需求，这就导致公路的建设越来越迫在眉睫，也因此致使沥青混合料搅拌设备的工作强度逐渐增大，提升沥青混凝土的拌和效率至关重要。通过PLC系统的应用能够有效实现自动化拌和，大大提高的拌和效率。

参考文献：

[1]张建文，徐琼，冯林.PLC控制系统工作方式的分析和研究[J].华东地质学院学报，2014（3）：298-300.

[2]张兆武.基于PLC的混凝土搅拌站控制系统设计[J].机械，2015（08）：49-51.