基于PLC触摸屏和变频器的混凝土搅拌系统设计 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FX2N-48MR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。 3.2.2 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
11 基于PLC触摸屏和变频器的混凝土搅拌系统设计 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HL-F(1)型方悬臂梁高精度压力传感器，如图3-2-2。
图3-2-2 压力传感器F型
F型传感器，最大工作电压15V (DC，其额定载荷则为1～20T。F型传感器采用剪切结构，抗偏载、抗侧向能力强，具有动态响应快、综合精度高、防尘、防潮、防水性能好的特点。特别适合于恶劣环境，如建筑、水利、化工、电力、港口等行业的工程机械，如搅拌站、打
12 基于PLC触摸屏和变频器的混凝土搅拌系统设计 桩机、配料秤、料斗秤等。 3.2.3 变频器的选择[3] 根据混凝土搅拌机的电机负载较大，选择FR-A700型号的变频器。FR-A700产品适用于各类对负载要求较高的设备，如起重、电梯、印包、印染、材料卷取及其它通用场合。三菱FR-A700系列变频器具有高水准的驱动性能。它具有独特的无传感器矢量控制模式，在不需要采用编码器的情况下可以使用各式各样的机械设备在超低速区域高精度的运转。并且带转矩模式控制，并且在速度控制模式下可以使用转矩限制功能。 3.2.4 上位机的选择 采用DCS投资太大，设备浪费比较严重，所以通常采用PLC控制系统，但由于搅拌设备比较庞大，PLC无法显示生产设备的运行情况，操作人员经常要到现场去观察生产设备的运行是否正常，操作起来很不方便，工作效率很低，而且不能及时观测生产设备的运行情况。鉴于这种情况，提出基于MCGS的搅拌设备监控系统设计的构想。
MCGS(监视与控制通用系统)是北京昆仑通态自动化软件科技有限公司研发的一套基于Windows平台的，用于快速构造和生成上位机监控系统的组态软件系统，主要完成现场数据的采集与监测、前端数据的处理与控制，可运行于Microsoft Windows 95/98/Me/NT/2000/xp/等操作系统。
有功能完善、操作简便、可视性好、可维护性强的突出特点。通过与其他相关的硬件设备结合，可以快速、方便的开发各种用于现场采集、数据处理和控制的设备。用户只需要通过简单的模块化组态就可构造自己的应用系统，如可以灵活组态各种智能仪表、数据采集模块，无纸记录仪、无人值守的现场采集站、人机界面等专用设备。
简单灵活的可视化操作界面。MCGS嵌入版采用全中文、可视化、面向窗口的开发界面，符合中国人的使用习惯和要求。以窗口为单位，构造用户运行系统的图形界面，使得MCGS嵌入版的组态工作既简单直
13 基于PLC触摸屏和变频器的混凝土搅拌系统设计 观，又灵活多变。 3.3搅拌工艺流程 搅拌站开始进行混凝土生产时，首先将骨料已经分别装入各自料仓，打开石料和砂料的给料阀门分别将骨料投入到秤斗进行称量，秤斗中的骨料不断增加直到电子秤指示到所要求的重量才控制下料阀门停止放料，然后启动斜皮带将骨料卸入搅拌料斗。在骨料配料的同时,皮带轮也开始运行,搅拌机低速运行，同时在利用定时器进行水泥、所需水及外加剂的计量。在混凝土所需的各种材料计量完毕后，搅拌机进行高速搅拌。在搅拌机运行了规定的时间后，打开搅拌机的门进行卸料，完成混凝土生产的一个循环。
在石料、砂料的称重计量时，系统用分别控制两个门快达到关门预定值(配方值-落差)后关闭卸料门，称量斗在下料的是时候启动振动器，将粘附在料斗壁上的材料震掉，加强称量精度。水泥、添加剂和水等则由计量螺旋运输机和水泵从各自料仓直接送入搅拌机。
由于整台设备生产的连续性较强，控制系统中，每一个动作的前后时序性都有严格的要求，且到达某个状态时，必须保证与这一状态有关的动作全部完成，才可以进入下一个状态，因此必须通过设备上安装的限位开关和传感器对各执行机构的状态进行监控。 3.4混凝土搅拌站PLC程序设计思想 PLC要完成整个混凝土搅拌的过程控制，PLC就需要采集秤的重量信号及其它传感器和行程开关提供的开关量信号，并对此进行处理后，输出对电磁阀、电动机等各执行机构的控制信号，其具体细节如下:
1)石料斗秤、沙料斗秤等由称重传感器感应的信号分别经称重变送器进入PLC。由于变送器输出的是并行BCD码，所以需经过程序转换成二进制码，存储在PLC的数据寄存器中。然后经过PLC程序处理。本文使用计时器代替称重量。
2)秤斗称量时，快速达到关门值(配方值-落差)后关闭出料门停止给料。
14 基于PLC触摸屏和变频器的混凝土搅拌系统设计 3)由于秤斗上粘附的原料会使称重产生偏差，在秤量斗上加装振动器，使其完全下料。
4)考虑到有可能因突然停电造成配料停止，为了不使已经配好的原料浪费，己经配好的原料的重量需要具有停电保护功能，所以在程序中，把这些重量信号存在可断电保持的数据寄存器中。选择断电保持寄存器D200~D511，只要不改写其中的数据，原有的数据就会保持不变，电源接通或断开，PLC运行与否都不会改变其中的数据。
5)由于搅拌站运行过程中,各送料机及搅拌机等难免不出故障,因此,应设计故障报警程序。报警使用蜂鸣器。
6）物料搅拌完成，给予一个警铃，告诉控制人员和外面拉物料的车，物料已完成，准备放料了。
阀门未打开报警和完成铃声提示流程如图3-4-1：
物料阀门打开计时五秒中检测行程开关未闭合蜂鸣器报警完成搅拌时间铃声响3S结束铃声提示 提示和报警流程图3-4-1
混凝土搅拌整体流程如图3-4-2：
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