1、精品文檔你我共享VIPA PLC在瀝青攪拌站上的應(yīng)用摘要：本文介紹 VIPA公司300S、500S PLC及200V從站系統(tǒng)在瀝青攪拌站上 的應(yīng)用，并將 VIPA公司PLC與同類PLC做了相應(yīng)的比較，闡述了 VIPA公司PLC的突出 優(yōu)勢。關(guān)鍵詞：瀝青攪拌站，VIPA PLC，300S，500S，200V從站系統(tǒng)1. 概述瀝青攪拌設(shè)備主要用于高速公路的建設(shè)和維護(hù)，是一種復(fù)雜的綜合配套設(shè)備，獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)部件多，工藝流程復(fù)雜。特別是用于高等級公路的設(shè)備，對瀝青、骨料、粉料的計(jì)量精度 和溫度要求高，設(shè)備由于在野外作業(yè)， 工作環(huán)境惡劣，因此對該設(shè)備控制系統(tǒng)性能相對要求 也較高。綜合考慮上述因素，采取必要的

2、設(shè)計(jì)措施，才能滿足高等級公路施工的要求。瀝青混合料攪拌設(shè)備主要包括供料控制，溫度控制，計(jì)量控制，除塵控制，成品倉控制等。其控制系統(tǒng)的任務(wù)是按照工藝流程順序控制各部設(shè)備，按生產(chǎn)配方自動進(jìn)行計(jì)量拌料。目前控制系統(tǒng)基本采用 PC+PLC的控制模式，上位機(jī) PC主要用于下發(fā)控制指令進(jìn)行生產(chǎn) 監(jiān)控與數(shù)據(jù)管理；下位機(jī) PLC負(fù)責(zé)全部的過程控制。2. 可編程序控制器（PLC ）在攪拌樓控制中的應(yīng)用特點(diǎn)2.1通用特點(diǎn)PLC作為瀝青混凝土攪拌設(shè)備控制的核心元件，其性能直接影響整機(jī)的性能，因此PLC選型應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：?動態(tài)計(jì)量要求PLC運(yùn)算速度快，掃描周期應(yīng)在 10ms以內(nèi)?設(shè)備控制點(diǎn)多，要求 PLC內(nèi)存要大，

3、要有一定余量?通訊速度要快，上位機(jī)畫面刷新速度應(yīng)大于5次/秒?選用模塊化PLC，便于系統(tǒng)擴(kuò)展.?在整機(jī)性能滿足要求的前提下，盡量簡化系統(tǒng)，降低成本，提高整機(jī)的性能價(jià)格比。2.2特點(diǎn)比較目前控制系統(tǒng)大多采用的西門子 PLC，其中S7-400 （ S7-412 ）是大型PLC，CPU 速度快，內(nèi)存大，性能優(yōu)異，但價(jià)格較貴。S7-300 （S7-314C，S7-315 ）成本較低，但是性能有差距。VIPA推出的300S系列PLC是完全兼容西門子 S7-300/400 PLC 的高性能PLC，其 特點(diǎn)是：CPU運(yùn)行速度快、內(nèi)存大（2MB ）、通訊接口多（具有 PROFIBUS-DP 主站、 MPI、內(nèi)

4、置以太網(wǎng)接口等，并且集成了高速模擬量輸入 ，高速計(jì)數(shù)器等端口）、編程與 STEP7 完全兼容，程序無需修改可直接運(yùn)行，其I/O模塊和附件與S7-300可直接互換使用。為了提高設(shè)備性能，降低成本，我們選用了 VIPA的可編程控制器，先后設(shè)計(jì)了集中式 控制系統(tǒng)與分布式總線控制系統(tǒng)：2.3集中式控制系統(tǒng)VIPA 322-1BL00VIPA 321-1BL00VIPA 331-1KF01VIPA 332-5HD01:VIPA 221-1BF00VIPA 222-1HF00VIPA 231-1BD53VIPA 232-1BD51程序設(shè)計(jì)了 6種石料計(jì)量、3種粉料計(jì)量、 計(jì)量精度，各計(jì)量程序中編制了落差自

5、動修正功能 為了提高油石比精度，瀝青計(jì)量采用二次計(jì)量方式 稱量完成后，經(jīng)過二次運(yùn)算，再按配方進(jìn)行噴灑。 采用變頻器調(diào)速控制，使計(jì)量級配更加準(zhǔn)確。1種瀝青計(jì)量、1種添加劑計(jì)量為了提高 ，計(jì)量中即有靜態(tài)修正又有動態(tài)修正控制 ； ，先按設(shè)定重量的120%稱量,待骨料、粉料 石料計(jì)量采用雙料門控制；粉料計(jì)量螺旋選用VIPA-300S PLC，系統(tǒng)的組成為:300S-CPU : VIPA 314-6CF02? 300V數(shù)字量輸出模板? 300V數(shù)字量輸入模板? 300V模擬量輸入模板? 300V模擬量輸出模板 2.4分布式控制系統(tǒng) 選用VIPA-515S 板卡式CPU為主站，安裝在控制室的工控機(jī)內(nèi):現(xiàn)系

6、統(tǒng)的組成為：500S-CPU : VIPA 515-2AJ00 ? 200V-DP 模板： VIPA 253-1DP01? 200V數(shù)字量輸出模板? 200V數(shù)字量輸入模板? 200V模擬量輸入模板? 200V模擬量輸出模板VIPA 200V 從站:采用200V I/O模塊，安裝在現(xiàn)場各控制箱中作為系統(tǒng)中的從站，對本單元設(shè)備進(jìn)行 采集與控制。系統(tǒng)采用PROFIBUS-DP 現(xiàn)場總線通訊，實(shí)現(xiàn)瀝青攪拌站過程控制。3. PLC的程序設(shè)計(jì)VIPA PLC采用西門子STEP7編程軟件進(jìn)行編程，程序用梯形圖和語句表方式編寫。 程序包括計(jì)量控制，溫度控制,成品倉控制等。3.1計(jì)量控制計(jì)量控制是攪拌站控制最

7、關(guān)鍵的部分，要求PLC A/D采集精度高，響應(yīng)迅速,稱量控制準(zhǔn)確.CPU-314ST中集成的4路AD單元，采集速度可達(dá)170次/秒,精度為12位，完全可以 滿足工藝要求，我們利用其對石料、粉料、瀝青等稱量值進(jìn)行動態(tài)采集,PLC根據(jù)生產(chǎn)配方對稱量信號運(yùn)算處理后，由輸出模塊自動控制石料秤門、粉料螺旋輸送機(jī)、瀝青泵等開啟停止進(jìn)行計(jì)量控制以及攪拌控制等。3.2溫度控制?瀝青混合料溫度控制是關(guān)鍵生產(chǎn)工藝。精確控溫需要燃燒器，除塵器的聯(lián)動配合。?石料采用燃燒器烘焙加熱，溫度高低由風(fēng)門大小調(diào)節(jié)同時(shí)受骨料含水量等外部條件影響。 PLC采用內(nèi)置的溫度調(diào)節(jié)功能塊進(jìn)行控溫。?除塵器負(fù)壓是燃燒器燃燒效率的關(guān)鍵因素之一

8、，PLC利用內(nèi)置PID功能塊對負(fù)壓進(jìn)行控 制。3.3成品倉控制?成品倉是瀝青攪拌站的重要組成部分，成品倉控制主要是運(yùn)料小車的卷揚(yáng)控制，運(yùn)料小車根據(jù)指令在規(guī)定的時(shí)間范圍內(nèi)將成品料運(yùn)送至不同的倉位。?小車卷揚(yáng)控制關(guān)鍵是小車的精確定位。功能的實(shí)現(xiàn)是利用 CPU-314ST中集成的4路高速計(jì)數(shù)單元配合編碼器和變頻器來實(shí)現(xiàn)。3.4功能擴(kuò)展與兼容?隨著道路施工工藝的不斷改進(jìn)更新，瀝青攪拌站外圍設(shè)備會不斷增加，一體化控制要求PLC具有較強(qiáng)的可擴(kuò)展性。CPU-314ST單機(jī)架32模塊的可擴(kuò)容量為攪拌站外圍設(shè)備的加 入提供了便利的操作和可靠的保證。?瀝青攪拌設(shè)備控制的智能化和人性化要求日益突出，過去生產(chǎn)的攪拌站

9、就面臨著一個(gè)控制系統(tǒng)改造的問題，對于舊的采用西門子PLC的控制系統(tǒng)應(yīng)用 VIPA PLC改造快捷方便，減少了硬件改動和軟件改動。4 上位機(jī)軟件設(shè)計(jì)上位機(jī)選用FameView 工業(yè)組態(tài)軟件，采用太網(wǎng)方式與 VIPA-PLC通訊（100MHz ）, 運(yùn)行在WINDOWS 2000 / XP 環(huán)境下。隨著客戶對攪拌站工藝要求的提高上位機(jī)組態(tài)系統(tǒng) 一般要求具有復(fù)雜的畫面功能，強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理功能和實(shí)時(shí)交互的配方報(bào)表，報(bào)警功能。上位機(jī)組態(tài)系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)依賴于與PLC的無障礙快速通訊。VIPA PLC的以太網(wǎng)通訊模式對實(shí)現(xiàn)上述功能提供了完美解決方案。a）主畫面：生產(chǎn)流程監(jiān)控和計(jì)量監(jiān)控；在生產(chǎn)過程中切換到其他

10、控制畫面。b）控制子畫面：供料控制，設(shè)備控制，加熱控制等。c） 生產(chǎn)設(shè)定：生產(chǎn)攪拌參數(shù)設(shè)定 ，存儲配方和調(diào)用配方，在此系統(tǒng)中設(shè)計(jì)了200個(gè)配方; 可隨意地以文件形式另存在硬盤或軟盤中。d）PLC狀態(tài)監(jiān)控：真實(shí)反映現(xiàn)場的I/O狀態(tài)，利于故障的檢查和排除；e）數(shù)據(jù)管理：隨時(shí)記錄每一循環(huán)的稱量數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)保存SQL Server 2000 大型數(shù)據(jù)庫，便于匯總查詢和打印打印：根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)表的內(nèi)容，可控制打印機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)逐行或逐頁打印；f）資料管理：主要是各種報(bào)警提示和維修保養(yǎng)相關(guān)的信息。5 結(jié)束語北京德基機(jī)械有限公司是生產(chǎn)瀝青攪拌站的專業(yè)廠家，原控制系統(tǒng)采用西門子S7-400系列PLC。兩個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行速度我們也進(jìn)行了對比，原S7-400系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的掃描周期為7毫秒，采用VIPA-314ST CPU 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的掃描周期為2毫秒，再者通訊方式由原來的MPI通訊（187.5KHZ ）改為以太網(wǎng)通訊（100MHz ），既提高了通訊速度又降低了 成本（省略了 5611通訊卡），上位機(jī)的動態(tài)監(jiān)控畫面也因此顯得更加流暢。能，使全系統(tǒng)的運(yùn)行更加安全、可靠、性能更優(yōu)異。沁園春雪由于本系統(tǒng)完全兼容 S7-300系列產(chǎn)品，其I/O模塊國內(nèi)市場占有量較高，技術(shù)成熟,既使生產(chǎn)過程中PLC控制系統(tǒng)硬件發(fā)生故障，也可以立即查明原因更換相應(yīng)器件，最大限 度的縮小在線維修時(shí)間，采用VIPA-300S