PLC技术在沥青拌和站控制系统中的应用

1 、硬件系统设计

　　1.1 系统配置与结构图

图1系统配置与结构图 

　　1.2 硬件选型

　　1.2.1 PLC 模块

　　PLC是 一种用作数字控制的专用电子计算机，能够按照用户自定义的指令安排以及现场信息的采集来执行相应的逻辑和数值运算，并在此基础上输出控制各种机构进行动作的指令来，这样一种控制系统的特点就是逻辑判断准确且功能丰富，除此之外稳定性和可靠性也比较高，完全能够满足一些野外施工运行时环境恶劣以及干扰性强的高要求，在整个系统下层当中都是非常关键的设备之一。我们在进行具体操作时选择的是西门子公司的S7-200系列，这主要是因为该型的PLC设计紧蹙且扩展性较好，有着相当强大的指令且运行的速度快，能够满足不同环境条件下自动化控制的实际需求。

　　1.2.2 EM231 模拟量的输出模块

　　考虑到PLC本机并不提供模拟量的输入，因此有必要额外的增加模拟量的输入模块，在这里选择的是EM231 AI4×12高速模块，其模拟量转换至数字量所需要的时间小于250μs，功率耗散则大约在2W左右。除此之外，EM231模块还可以设置利用DIP开关，并通过开关1、2、3来进行模拟输入范围的选择。在这里需要注意的一点就是在进行模拟量到数字量的转换时其数据的格式必须要保证左端对齐，否则一旦出现识别错误就会导致处理的中断，从而较大程度的降低实际工作的效率。

　　1.2.3 通讯设备

　　在这其中涉及到的通讯过程以及设备都比较简单，主要就是实现PLC与工业控制机之间的通讯，在这样一个过程当中，由于需要进行标准接口的转换，因此我们就选择使用了五开关隔离PC/PPI电缆，这样一种电缆一方面是能够较好的支持PPI协议，另一方面则是能够进行通讯速率以及通讯模式的设置。

　　1.2.4 数据采集设备

　　在进行数据采集的过程当中，我们希望能够较好的反应和控制住沥青拌和站生产过程当中各个物料的实际重量参数，针对于这样一种实际的状况，我们一方面是选择了与重量值相适应的压力传感器，另一方面就是选择了可靠度以及精度都比较高的称重显示器PT650D，它一方面是能够直接接受称重传感器传递来的称重信号并直接进行转换和显示，另一方面则还可以将其进行扩大以后送至扩展模块EM231，使得CPU226能够根据这样一系列的数据进行后续的算数以及逻辑运算。在沥青拌和站控制系统当中，模拟量并不仅仅只是压力信号，还包括现场的沥青温度信号等，这都是保证现场施工质量的重要参数，正是因为这样，我们就需要尽可能的获取准确有效的温度数据。

　　1.3 数据的采集与处理

　　1.3.1 开关量信号的采集与处理

　　一般情况下，各个开关量都是直接接受来自于控制面板的输入指示来进行相应的操作，而PLC的输出则可以较好的反应出现场各个电机以及电磁阀的实时开关状况。西门子CPU226 PLC本机能够提供16路的开关量输出和24路的开关量输入，也具有其固定的输入/输出地址，但是也可以进一步的将其进行扩展。在进行开关量信号的采集时则可以采用时间上的延迟来对软件滤波进行确认，且延迟的具体时间在一定的范围内可以自行进行选择，而这样一个延迟时间正确选择的意义就在于能够较好的滤除输入的噪声，这样就可以防范输入状态下一系列不可预测的变化，这对于系统本身可靠性的提高都是极有好处的。

　　1.3.2 模拟信号

　　模拟信号主要是由扩展模块EM231来进行必要的采集和处理，其能够在相当短的时间内完成模拟信号至数字值之间的转换，而这样一个转换过程就可以在程序访问模拟点的时候完成。通过上文中的分析和说明我们已经知道，EM231是高速模块，因此能够对内部以及外部噪声快速变化的模拟值进行跟踪和控制，且能够相应的通过软件滤波来减小由于噪声所引起的信号读数上的差异。在这里补充说明的一点就是软件滤波是PLC本身所具有的一项功能，因此就可以直接根据不同的模拟量来对软件滤波器进行选择。

2 、软件设计

　　2.1 软件开发工具

　　上文中已经给出了具体的说明，PLC程序采用S7-200的软件来进行开发，运行平台可以选择win95及以上版本的操作系统，这主要是因为其更能够被人们所普遍接受，且在学习的过程当中也更加的方便与学习和掌握，当在广大的施工人员当中进行推广和学习的时候就是非常有优势的。除此之外，很重要的一点就是其编程的语言较为丰富，因此设计人员只要掌握其中的多种或者是一种就能够顺利而良好的进行工作，在编程的过程当中还可以根据实际的需要来进行修改、编译或者是提调试。

　　2.2 软件设计

　　在主程序当中可以通过不同子程序的调用来对各种不同的事件进行处理，在这样一个过程当中，为更加充分有效的利用各种子功能的调用功能，我们还可以根据实际施工的过程或者是流程以及施工人员自身的经验来进行子程序的编程和使用，这样就能够较好的增强各个子程序在施工事故出现以后处理的强针对性，这对于系统本身可适应性的增强也是很有意义的。经简化以后的程序流程可以表示如下：(如图2)

简化以后的程序流程

3 、结语

　　本文主要是对PLC完成终端数据采集与处理的全过程进行了说明和分析，改造之后的系统明显具有称量度高、动作准确以及操作方式灵活等特点，且实际的生产状况以及工作参数都可以通过文字表格的形式来予以表现，这样就有利于工作人员在进行控制的过程当中对其进行在线的设定以及修改。再者就是PLC技术本身有着较为显著的优势，抗干扰能力强且可靠性比较高，因此将这样一种系统装配到沥青拌和站当中去对工作强度的降低以及劳动效率的提高都是有着积极的促进效果的。