易控在混凝土搅拌站自动控制系统中的应用

1.引言
在混凝土的生产中，各种配料的供给量精确与否直接影响混凝土的质量。由“易控（INSPEC）”实现的搅拌站自动化控制系统稳定、可靠，可以按照设定的生产任务单，自动、连续的控制物料计量、投料、搅拌、出料等各个生产环节，克服了传统混凝土搅拌站控制系统的缺点，实现了控制过程的高度自动化，在保证产品质量的同时，大大提高了生产效率和科学化管理水平。


2.混凝土生产过程工艺流程


图1 混凝土生产过程工艺流程图
混凝土搅拌站的工艺流程图如图1所示。整个控制系统可分为四部分，物料仓、物料秤、骨料斗以及搅拌机。其中物料仓和物料秤为配料系统，负责将原料按照配方中设定的值精确投放，骨料斗和搅拌机为搅拌系统，负责混凝土搅拌及出料。
由“易控（INSPEC）”实现的混凝土搅拌站自动控制系统，对混凝土生产过程中的各个环节实现精确连续的控制。首先物料仓按照配方中设定的配料值自动将物料投放到物料秤上，系统通过物料秤采集到的重量值自动停止放料，物料秤向骨料斗放料时同样根据传送带电子秤采集到的重量值自动停止放料，两次放料保证配料量的精确。同时，系统采用在线计算冲量的方法，根据实际情况实时调节冲量大小，再次保证了配料量的精确。根据实际值和设定值计算出多余的物料将会留在物料秤上，参与到下一盘配料。
所有投料完成以后开始计算搅拌定时，由电铃通知生产完成。
3.易控（INSPEC）”实现的搅拌站自动控制系统设计
3.1与硬件的连接
“易控（INSPEC）”提供了多种便捷的与下位设备的连接方式，可以通过串口、以太网或其它网卡等多种方式与硬件设备相连。与下位设备的连接是通过“易控（INSPEC）”提供的“IO通信”功能实现的，在设置通信参数过程中，开发人员只需知道设备的类型、厂家、基本的连接参数以及通信的内容等即可实现上位控制系统与现场硬件设备之间的数据交换，软件提供的硬件连接向导可以帮助开发人员完成“易控（INSPEC）”与硬件的通信设置。与以往传统的组态软件相比，“易控（INSPEC）”在IO通信上为用户提供了更多功能，如能动态启动或停止和一台或多台设备的通信、支持结构数据以及设备的历史数据、可以快速批量配置设备中的变量信息、嵌入网关功能、开放通信程序框架等一系列更加方便用户的功能。
目前商品混凝土生产采用的信号采集设备主要有两种，可编程序控制器PLC或者数据采集板卡，“易控（INSPEC）”自带的驱动库中包含目前市场上大部分的PLC和板卡产品的驱动，用户只需简单设置一些接口参数即可实现上位机与下位机的通信。
3.2画面设计
监控系统的画面使操作人员能够更加准确直观的了解实际现场的工作状态，“易控（INSPEC）”具有专业级的图形处理能力。通过“易控（INSPEC）”组态的混凝土搅拌站生产画面，能够准确全面的体现搅拌站的控制流程，并能实时显示现场参数，实现了画面与生产过程的同步。组态完成的生产画面如图2所示：


图2 由“易控（INSPEC）”组态的混凝土搅拌站生产画面
由“易控（INSPEC）”实现的搅拌站自动化控制系统提供了两种生产方式，手动生产和自动生产。在自动生产模式下，用户可以通过生产画面中的“生产登记”按钮，选择已经填写好的生产任务单（如图3所示），之后点击“开始生产”按钮，系统就会按照任务单中包含的混凝土的信息自动的进行生产，整个生产过程不需要用户手动操作。在手动生产模式下，用户可以通过点击画面中的各个仓门来实现放料配料的过程，各个仓门之间存在着逻辑互锁，操作员的所有操作都在画面的日志记录区中显示，保证了生产过程的安全。



图3 生产登记内容
在生产过程中，各个配料仓的仓体处显示当前生产任务使用的配合比和原料用量，除此之外，画面同样涵盖了工程信息，包括正在生产产品的任务单编号、项目名称、施工部位、混凝土品种等信息，这些信息使得操作人员方便快速的掌握当前的生产情况。
3.3配方管理
为了满足产品多样化的要求，由“易控（INSPEC）”实现的搅拌站自动化控制系统与外部数据库连接，用数据库来管理不同品种混凝土的配方数据，不仅可存储配方的数量增大很多，还可随时对配方内容进行编辑。配方管理功能提供了新增、删除、修改、查询等功能。编辑完成的配方保存在与易控相连的数据库中，在填写生产任务单时可供操作员选择。


图4 配方管理功能
3.4工程管理
针对不同客户对混凝土的型号及数量的要求，由“易控（INSPEC）”实现的搅拌站自动化控制系统集成了混凝土搅拌站ERP信息的管理，囊括了搅拌站生产管理相关的所有过程，包括任务单管理、配方管理、仓库管理、原材料管理、车队管理、操作员管理及运送记录管理等各个环节的管理，同时提供大量的综合查询及生成日报表、月报表的功能。
针对每次生产任务，填写相应的生产任务单，生产任务单中包含任务单编号、任务单状态、合同编号、混凝土品种、运送车队等基本信息。任务单管理功能提供了新增、删除、修改、查询等功能。编辑完成的生产任务单保存在与易控相连的数据库中，用户可通过生产画面的“生产登记”按钮进行选择。


图5 任务单管理功能
由“易控（INSPEC）”实现的搅拌站自动化控制系统包含的仓库管理、原材料管理、车队管理、操作员管理及运送记录管理，提供了新增、删除、修改、查询等功能，编辑完成的信息存储在与易控相连的数据库中。


4.结束语
由“易控（INSPEC）”实现的搅拌站自动化控制系统，不仅实现了混凝土搅拌站工作的完全自动化，而且使得该系统与同类型产品相比，具有成本适中、操作方便、维护简单等优点，其可靠性、工作效率及安全性也得到了极大的提高。通过“易控（INSPEC）”组态的人机界面具有强大的自动控制和数据管理功能，保障了控制系统安全可靠，除此之外该系统还集成了混凝土搅拌站的ERP信息和基础管理信息，为用户提供了全方位的信息化解决方案。