1.概述
沥青搅拌设备主要用于高速公路的建设和维护, 是一种复杂的综合配套设备,独立运转部件多,工艺流程复杂。特别是用于高等级公路的设备,对沥青、骨料、粉料的计量精度和温度要求高,设备由于在野外作业,工作环境恶劣,因此对该设备控制系统性能相对要求也较高。综合考虑上述因素,采取必要的设计措施,才能满足高等级公路施工的要求。
沥青混合料搅拌设备主要包括供料控制,温度控制,计量控制,除尘控制,成品仓控制等。其控制系统的任务是按照工艺流程顺序控制各部设备,按生产配方自动进行计量拌料。目前控制系统基本采用PC+PLC的控制模式,上位机PC主要用于下发控制指令进行生产监控与数据管理;下位机PLC负责全部的过程控制。
2.可编程序控制器( PLC )在搅拌楼控制中的应用特点
2.1 通用特点
PLC作为沥青混凝土搅拌设备控制的核心元件,其性能直接影响整机的性能,因此PLC选型应注意以下几点:
• 动态计量要求PLC运算速度快,扫描周期应在10ms以内
• 设备控制点多,要求PLC内存要大,要有一定余量
• 通讯速度要快,上位机画面刷新速度应大于5次/秒
• 选用模块化PLC,便于系统扩展.
• 在整机性能满足要求的前提下,尽量简化系统,降低成本,提高整机的性能价格比。
2.2 特点比较
目前控制系统大多采用的西门子PLC,其中S7-400(S7-412)是大型PLC,CPU速度快,内存大,性能优异,但价格较贵。S7-300(S7-314C,S7-315)成本较低,但是性能有差距。
VIPA推出的300S系列PLC是完全兼容西门子S7-300/400 PLC的高性能PLC,其特点是:CPU运行速度快、内存大(2MB)、通讯接口多(具有PROFIBUS-DP主站、MPI、内置以太网接口等,并且集成了高速模拟量输入,高速计数器等端口)、编程与STEP7完全兼容,程序无需修改可直接运行,其I/O模块和附件与S7-300可直接互换使用。
为了提高设备性能,降低成本,我们选用了VIPA的可编程控制器,先后设计了集中式控制系统与分布式总线控制系统:

2.3集中式控制系统
选用VIPA-300S PLC,系统的组成为:
• 300S-CPU:VIPA 314-6CF02
• 300V数字量输出模板:VIPA 322-1BL00
• 300V数字量输入模板:VIPA 321-1BL00
• 300V模拟量输入模板:VIPA 331-1KF01
• 300V模拟量输出模板:VIPA 332-5HD01

2.4分布式控制系统
选用VIPA-515S 板卡式CPU为主站, 安装在控制室的工控机内:


现在系统的组成为:
• 500S-CPU: VIPA 515-2AJ00
• 200V-DP模板: VIPA 253-1DP01
• 200V数字量输出模板: VIPA 221-1BF00
• 200V数字量输入模板:VIPA 222-1HF00
• 200V模拟量输入模板:VIPA 231-1BD53
• 200V模拟量输出模板:VIPA 232-1BD51
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