沥青混凝土称量装置说明书PLC控制系统设计

课程设计说明书

沥青混凝土配料称量 PLC控制系统设计

目录

第一节 混凝土称量装置工作原理

1-1 混凝土称量装置简介………………………………（2） 1-2 混凝土称量装置工作原理………………………………（2） 1-3 总体方案的选择………………………………………（4） 1-4 PLC选型………………………………………………（4）

第二节 控制程序设计

2-1 输入/输出端口及内部元件安排………………………(5) 2-2 PLC控制功能流程图（SFC）………………………（6） 2-3 梯形图…………………………………………………（8） 2-4 指令表………………………………………………（12）

第三节 心得体会

……………………………………………………（18）

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第一节 混凝土称量装置工作原理

1-1、称量装置的简介

配料称量装置是沥青混凝土拌合生产线的主要组成部分，有三个悬浮的称料口和与其配套的电子称量系统与三种原材料（石料、沥青和粉料）的传送系统组成。称量前各材料传送系统工作分别将石料、石粉和沥青送入各自的料仓和保温储存罐。由电子称量系统控制各料仓门的开闭，实现石料、石粉和沥青的称量，并按一定比例和一定温度范围内均匀拌合。为提高生产效率，三种材料同时称量，达到要求后按一定顺序放入拌缸，在拌合同时又进行下一拌料的称重工作，如此循环。四种不同规格石料采用累计称量方法，在同一料斗内完成各自的称量要求。考虑到石料称量控制过程中存在的误差，为保证油石比例的精确性，沥青称量分两步进行，沥青量的80%与石料同时称量，剩余20%根据石料称量偏差在进行修正量计算后依修正量再补充其重量。三种材料按比例要求称量完毕，先将石料放入拌缸，延时t1放入沥青，再延时t2放入石粉，在拌缸中搅拌一定时间后放入小车。 1-2、工作原理

系统称量分三路：石料、石粉，沥青。当系统启动，若三个料斗都处于关门状态，三种材料根据工程配方开始称量：石料称斗先称取1#石料，当称量值到，关闭1#石料仓口，接着称料斗开始称2#石料，直到2#石料值到，关闭2#石料仓口，接着称量3#石料，直到3#石料值到，关闭3#料仓门，接着称量4#石料，直到4#石料值到，关闭4#料仓门；在称

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石料的同时，粉料斗与沥青料斗也开始称量。粉料斗称量过程与石料类同，而沥青斗称料做了技术处理：沥青称量分两步进行，第一步与石料、

配料石料1石料2石料3石料4沥青石粉称石料斗称沥青斗称石粉斗拌 缸石粉同步称量，称沥青所需量的80%，余下20%等石料称量结束后，根据石料称量偏差对沥青称量作修正，经第二次称量，实际加入沥青量的百分比为：

0.8X+0.2X+ (石料实际称量直-石料理论称量值)X/石料理论称量值 式中X为沥青在拌料中的百分比。

这种称料方法对提高产品油石比精度是十分有效的。当三种原料称料完

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毕，将石料放入拌缸，延时&t1放入沥青，再延时&t2放入石粉。三个称料斗放完料后再次下一循环称料，而拌缸中的料经搅拌一段时间后放入小车，系统按上述工作节拍周而复始的工作。 1-3、总体方案的选择

⑴物料的称量由三种料斗下的重量传感器来检测数据，传入PLC，由PLC的FX-4AD模块进行A/D转换处理。

⑵物料仓的开关及料斗的开关由液压控制阀控制，为便于控制，采用电磁阀，阀的开闭由PLC控制。

⑶搅拌机及液压泵的开闭也由PLC控制。液压泵在开机就要启动而搅拌机在所有物料都放入搅拌缸后启动。

⑷各种料仓及称斗仓和搅拌缸的开闭程度都由行程开关控制。 ⑸温度的显示由七段数码管显示。 ⑹由电源指示灯显示机器是否带电。 ⑺有运行指示灯显示PLC的工作状态。 ⑻电动机采用热继电器实现过载保护。 ⑼整机的连续与单调工作有转换开关选择。 ⑽主电路由熔断器进行短路保护。 1-4、PLC的选型

系统信号分析：简化后的系统输入开关量信号是10个，输出开关量信号是21个，模拟信号量是4个，即石料、沥青和石粉的重量信号以及成品的红外测温信号。

为此，所选用的PLC必须可配置A/D模块和通信模块，功能模块和数

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据运算需要PLC模块较丰富的特殊功能指令和数据处理指令。综上所述，选用日本三菱公司FX-48MR中档可编程序控制器并配置FX-4AD（四通道12位A/D转换模块）和SC-03通信模块。

第二节 控制程序设计

2-1、输入/输出端口及内部元件安排

按照安全和布线原则考虑输入/输出端口的安排，沥青混凝土称量系统输入/输出和内部元件地址见下表：

输入 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 功能 启动 停止 石料称斗开限位 石料称斗关限位 沥青称斗开限位 沥青称斗关限位 石粉称斗开限位 Y5 Y6 Y7 Y4 输出 功能 S状态 S0 功能 初始化设置 称石料1 称石料2 称石料3 称石料4 计算沥青修正值 开石料称斗 关石料称斗 称80%沥青 补称沥青 开沥青称斗 S21 S22 S23 关沥青称斗 称石粉 开石粉称斗 5

数据寄存器 D1 D1 D3 D4 D5 D6 D10 D11 D12 D13 D14 D20 D21 D22 功能 存石料1的数据 计时器 T1 Y0 PLC运行显示 Y1 Y2 Y3 石料1仓S11 开/关 石料仓2开/关 石料仓3开/关 石料仓4开/关 沥青仓开/关 石粉仓开/关 石料称斗开 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S14 S12 S13 存石料1+2的数据 T2 存石料1+2+3的数据 存石料1+2+3+4的数据 存沥青的数据 存石粉的数据 存CH1石料值 存CH2沥青值 存CH3石粉值 中间值 存A/D识别码 T5 T6 T7 T8 T9 T3 T4 X10 石粉称斗关限位 X11 I/O连续/Y10 石料称斗单调 关 X12 拌缸关门 Y11 沥青称斗开 Y12 沥青称斗关 Y13 石粉称斗开 Y14 石粉称斗关 Y15 搅拌泵口开/关 存石料1的给定值 存石料1+2的给定值 存石料1+2+3的给定值

Y20 搅拌泵 Y21 液压泵 Y30 数码管位输出 Y31 数码管位输出 Y32 数码管位输出 Y33 数码管位输出 Y34 数码管位选通 Y35 数码管位选通 Y36 数码管位选通 Y37 数码管位选通 S24 S25 S26 S27 关石粉称斗 开搅拌泵延时关 开搅拌泵口 关搅拌泵口 D23 D24 D25 D26 存石料1+2+3+4的给定值 存80%沥青给定值 存100%沥青给定值 存石粉的给定值 2-2、PLC控制功能流程图

根据称量控制要求，设计沥青混凝土称量系统控制程序流程图，当系统开始称料，石料、石粉和沥青三种料同时称取。其中沥青分两步进行：第一步称取总量的80%；第二步称量必须必须在石料称量完成后根据石料实际称量的偏差，对沥青第二次称量理论称取值作修正后进行，整个过程按条件分布完成。因而，步进指令十分适合本控制需求。下图即为称量系统控制程序流程图：

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2-3、梯形图

称量系统控制程序流程图如下：

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2-4、指令表如下：

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第三节 心得体会

通过这次设计实践。对PLC的工作原理和使用方法也有了更深刻的理解。在对理论的运用中，提高了我们的工程素质，在没有做实践设计以前，我们对知道的撑握都是思想上的，对一些细节不加重视，当我们把自己想出来的程序与到PLC中的时候，问题出现了，不是不能运行，就是运行的结果和要求的结果不相符合。能过解决一个个在调试中出现的问题，我们对PLC的理解得到加强，看到了实践与理论的差距。

通过合作，我们的合作意识得到加强。合作能力得到提高。上大学后，很多同学都没有过深入的交流，在设计的过程中，我们用了分工与合作

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的方式，每个人互责一定的部分，同时在一定的阶断共同讨论，以解决分工中个人不能解决的问题，在交流中大家积极发言，和提出意见，同时我们还向别的同学请教。在此过程中，每个人都想自己的方案得到实现，积极向同学说明自己的想法。能过比较选出最好的方案。在这过程也提高了我们的表过能力。通过此次课设，让我了解了plc梯形图、指令表、顺序功能图有了更好的了解，也让我了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最合适的设计方法。虽然本次课程设计是要求自己完成，但是，彼此还是脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，这样，我们可以尽可能的统一思想，这样就不会使自己在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题在设计的过程中我们还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学者殆。做事要学思结合。

在此衷心感谢老师们的辅导和帮助！

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