易控在混凝土攪拌站自動控制系統中的應用

1.引言
在混凝土的生產中，各種配料的供給量精確與否直接影響混凝土的質量。由“易控（INSPEC）”實現的攪拌站自動化控制系統穩定、可靠，可以按照設定的生產任務單，自動、連續的控制物料計量、投料、攪拌、出料等各個生產環節，克服了傳統混凝土攪拌站控制系統的缺點，實現了控制過程的高度自動化，在保證產品質量的同時，大大提高了生產效率和科學化管理水平。


2.混凝土生產過程工藝流程


圖1 混凝土生產過程工藝流程圖
混凝土攪拌站的工藝流程圖如圖1所示。整個控制系統可分為四部分，物料倉、物料秤、骨料斗以及攪拌機。其中物料倉和物料秤為配料系統，負責將原料按照配方中設定的值精確投放，骨料斗和攪拌機為攪拌系統，負責混凝土攪拌及出料。
由“易控（INSPEC）”實現的混凝土攪拌站自動控制系統，對混凝土生產過程中的各個環節實現精確連續的控制。首先物料倉按照配方中設定的配料值自動將物料投放到物料秤上，系統通過物料秤采集到的重量值自動停止放料，物料秤向骨料斗放料時同樣根據傳送帶電子秤采集到的重量值自動停止放料，兩次放料保證配料量的精確。同時，系統采用在線計算沖量的方法，根據實際情況實時調節沖量大小，再次保證了配料量的精確。根據實際值和設定值計算出多余的物料將會留在物料秤上，參與到下一盤配料。
所有投料完成以后開始計算攪拌定時，由電鈴通知生產完成。
3.易控（INSPEC）”實現的攪拌站自動控制系統設計
3.1與硬件的連接
“易控（INSPEC）”提供了多種便捷的與下位設備的連接方式，可以通過串口、以太網或其它網卡等多種方式與硬件設備相連。與下位設備的連接是通過“易控（INSPEC）”提供的“IO通信”功能實現的，在設置通信參數過程中，開發人員只需知道設備的類型、廠家、基本的連接參數以及通信的內容等即可實現上位控制系統與現場硬件設備之間的數據交換，軟件提供的硬件連接向導可以幫助開發人員完成“易控（INSPEC）”與硬件的通信設置。與以往傳統的組態軟件相比，“易控（INSPEC）”在IO通信上為用戶提供了更多功能，如能動態啟動或停止和一臺或多臺設備的通信、支持結構數據以及設備的歷史數據、可以快速批量配置設備中的變量信息、嵌入網關功能、開放通信程序框架等一系列更加方便用戶的功能。
目前商品混凝土生產采用的信號采集設備主要有兩種，可編程序控制器PLC或者數據采集板卡，“易控（INSPEC）”自帶的驅動庫中包含目前市場上大部分的PLC和板卡產品的驅動，用戶只需簡單設置一些接口參數即可實現上位機與下位機的通信。
3.2畫面設計
監控系統的畫面使操作人員能夠更加準確直觀的了解實際現場的工作狀態，“易控（INSPEC）”具有專業級的圖形處理能力。通過“易控（INSPEC）”組態的混凝土攪拌站生產畫面，能夠準確全面的體現攪拌站的控制流程，并能實時顯示現場參數，實現了畫面與生產過程的同步。組態完成的生產畫面如圖2所示：


圖2 由“易控（INSPEC）”組態的混凝土攪拌站生產畫面
由“易控（INSPEC）”實現的攪拌站自動化控制系統提供了兩種生產方式，手動生產和自動生產。在自動生產模式下，用戶可以通過生產畫面中的“生產登記”按鈕，選擇已經填寫好的生產任務單（如圖3所示），之后點擊“開始生產”按鈕，系統就會按照任務單中包含的混凝土的信息自動的進行生產，整個生產過程不需要用戶手動操作。在手動生產模式下，用戶可以通過點擊畫面中的各個倉門來實現放料配料的過程，各個倉門之間存在著邏輯互鎖，操作員的所有操作都在畫面的日志記錄區中顯示，保證了生產過程的安全。



圖3 生產登記內容
在生產過程中，各個配料倉的倉體處顯示當前生產任務使用的配合比和原料用量，除此之外，畫面同樣涵蓋了工程信息，包括正在生產產品的任務單編號、項目名稱、施工部位、混凝土品種等信息，這些信息使得操作人員方便快速的掌握當前的生產情況。
3.3配方管理
為了滿足產品多樣化的要求，由“易控（INSPEC）”實現的攪拌站自動化控制系統與外部數據庫連接，用數據庫來管理不同品種混凝土的配方數據，不僅可存儲配方的數量增大很多，還可隨時對配方內容進行編輯。配方管理功能提供了新增、刪除、修改、查詢等功能。編輯完成的配方保存在與易控相連的數據庫中，在填寫生產任務單時可供操作員選擇。


圖4 配方管理功能
3.4工程管理
針對不同客戶對混凝土的型號及數量的要求，由“易控（INSPEC）”實現的攪拌站自動化控制系統集成了混凝土攪拌站ERP信息的管理，囊括了攪拌站生產管理相關的所有過程，包括任務單管理、配方管理、倉庫管理、原材料管理、車隊管理、操作員管理及運送記錄管理等各個環節的管理，同時提供大量的綜合查詢及生成日報表、月報表的功能。
針對每次生產任務，填寫相應的生產任務單，生產任務單中包含任務單編號、任務單狀態、合同編號、混凝土品種、運送車隊等基本信息。任務單管理功能提供了新增、刪除、修改、查詢等功能。編輯完成的生產任務單保存在與易控相連的數據庫中，用戶可通過生產畫面的“生產登記”按鈕進行選擇。


圖5 任務單管理功能
由“易控（INSPEC）”實現的攪拌站自動化控制系統包含的倉庫管理、原材料管理、車隊管理、操作員管理及運送記錄管理，提供了新增、刪除、修改、查詢等功能，編輯完成的信息存儲在與易控相連的數據庫中。


4.結束語
由“易控（INSPEC）”實現的攪拌站自動化控制系統，不僅實現了混凝土攪拌站工作的完全自動化，而且使得該系統與同類型產品相比，具有成本適中、操作方便、維護簡單等優點，其可靠性、工作效率及安全性也得到了極大的提高。通過“易控（INSPEC）”組態的人機界面具有強大的自動控制和數據管理功能，保障了控制系統安全可靠，除此之外該系統還集成了混凝土攪拌站的ERP信息和基礎管理信息，為用戶提供了全方位的信息化解決方案。