PK2000型沥青混凝土拌和机监控系统技术改造

发表于2008-07-27     1102人浏览     1人跟帖     总热度:10  

PK2000型沥青混凝土拌和机监控系统技术改造
[文] 秦 伟
[摘 要]
针对引进的沥青混凝土拌和机原监控系统电器老化,配件逐渐淘汰,计量精度不够准确等问题。提出自行设计、自行改造原监控系统的方案。经技术改造后的监控系统技术性能和控制精度均满足生产的需要。
[关键词]
沥青混凝土拌和机 监控系统 硬件 软件
一、设备概况及原监视控制系统的情况
pk2000型沥青混凝土拌和机1987年为由英国引进。其控制器单片机加继电器组成,由于单片机使用了多年其稳定性较差,易受干扰,故障率较高,备件已被淘汰,因此必须对其原系统进行改造。
二、监视控制系统改造的技术方案
1、原电脑控制系统的单片机控制改为plc控制。
2、称量控制,监控,操作有计算机实现。
3、程序要求能够进行拌和级配的输入、储存、调出、更改、维护等功能。
4、能在生产同时打印出每次拌和的详细资料(包括称量、温度等)。
5、能够具有一定的统计功能,储存一段时期内的生产数量,各种材料的消耗资料。
6、在拌和过程中能通过简便的方法微调沥青的用量。
7、沥青称量采用两次称量,以提高称量的准确性。
三、监控系统硬件的改造及其特点
沥青混凝土拌和机的监控系统是由称量传感器、工业控制计算机、plc控制系统及其他外部信号所组成的。
1、工控级计算机作为监控系统的核心
工控计算机主要功能是进行信号采集、称量管理、数据处理、数据管理、操作管理及远程通讯管理,并通过串行接口和plc通讯,交换数据。根据技术要求配置了一台研华mic-3365工控机, cpu为pentium300
采用工控机的优点在于:
(1)、全钢化工业机箱,增强了其的抗电磁干扰能力。
(2)、采用总线结构和模块化设计技术。cpu及各功能模块皆使用插板式结构,并带有压杆软锁定,提高了抗冲击、抗振动能力。
(3)、机箱内装有双风扇,正压对流排风,并装有滤尘网用以防尘。
(4)、配有高度可靠的工业电源,并有过压、过流保护。
(5)、电源及键盘均带有电子锁开关,可防止非法开、关和非法键盘输入。
(6)、具有自诊断功能。
(7)、可视需要选配i/o模板。
(8)、设有"看门狗"定时器,在因故障死机时,无需人的干预而自动复位。
(9)、开放性好,兼容性好,吸收了pc机的全部功能,可直接运行pc机的各种应用软件。
(10)、可配置实时操作系统,便于多任务的调度和运行。
(11)、可采用无源母板(底板),方便系统升级。
2、plc的控制功能
plc(可编程序控制器programmable logic controller)的作用是外部执行机构的控制功能,并在监控计算机和执行机构之间起到电气隔离的作用,以提高系统的抗干扰能力。pk2000型沥青拌和机的拌和部分一共有4个模拟量信号输入、34个数字量输入、22个输出信号所以我们采用了三菱公司的fx2n-80mr plc控制系统并配有rs232c串行接口。一共带有40个输入接口和40个输出接口。具有信号采集速度快、精度高和全隔离的优点,并具有可扩展性。
plc较继电器控制有以下特点:
①编程方便,可现场修改程序;
②维修方便,采用插件式结构;
③可靠性高于继电器控制装置;
④体积小于继电器控制盘;
⑤数据可直接送入管理计算机;
⑥扩展时原系统改变最少。
为了保证称量系统的精度,在硬件选择了高精度放大器、a/d转换芯片。并对信号传输线采取了屏蔽措施,以达到将外界的干扰减到最小的目的。系统将强弱电控制组合在同一个控制台中,强弱电之间通过日本三菱plc控制器过渡。该系统与传统的混凝土自动称量控制系统比较,在硬件控制上更具可靠性、简洁性。
监视控制系统的硬件部分通过改造之后,已能够满足改造的技术要求,并增加了系统的稳定性抗干扰性而且改造后的硬件采用的是市场通用的成熟的工控产品,方便于维护和备件的采购。
四、监视控制系统的软件改造和特点
1、软件环境
为了满足系统可靠性和生产的要求且易于操作和管理,软件环境为:操作系统:windows 2000; 组态软件: kingview6.2;编程软件:visual basic6.0。
2、逻辑过程控制要求
沥青混合料的生产过程中称量是生产过程中的关键因数,沥青混合料称量有三把称,分别是石料,矿粉,沥青。其中石料为4种材料的叠加称,包括热料通过震动筛筛分出来的4种规格,石料的称量有电磁阀控制。矿粉为石粉和回收粉的叠加称,其称量由电动机控制。沥青称为单一称量称,由于沥青的多少是直接影响产品质量的重要因数,所以沥青的称量采取两次称量完成,先称设定量的70%-80%。待到石料和石粉称量完成后,再根据配方中的设定百份比进行计算后再称足剩余的量。
为了防止沥青称量时外部执行机构电磁阀失灵,在系统中设有溢满紧急停止信号,在电磁阀失去作用的时候停止沥青供油泵的工作。
在称量全部完成后,拌缸门处于闭合状态下进行放料,放料的顺序为石料-沥青-石粉。在放料完毕后系统自动进行下一循环的称量。
各种原材料在搅
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