文档包括:
说明书一份。50页。18900字左右。
开题报告一份。
计划周记进度检查表一份。
图纸共3张，如下所示
A1-接线图.dwg
A3-水泥料仓.dwg
A4-水泥罐车罐体.dwg
毕 业 设 计论 文 任 务 书
一、题目及专题：
1、题目 PLC在混凝土搅拌站中的应用 ,
2、专题， ,
二、课题来源及选题依据
自从60年代PLC问世以来经过50多年的发展PLC技术已经成功的运用到了工业领域，经过实践证明使用PLC操作系统可以提高生产效率、减少操作误差还能确保生产产品的质量。本课题研究内容是利用PLC技术，使混凝土搅拌站实现全自动地配制各种强度的混凝土 。 。
混凝土的强度不同是由于配制混凝土的原料的比例不同而配制，而PLC可以PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制混凝土生产过程。从而可以符合国家标准的混凝土。 ，
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：
①按混凝土标号的国家标准，在PLC预先输入不同标号混凝土的水泥、砂、石子和水的比例。 ，
②PLC根据预先在计算机中输入1m3的混凝土需要用到的水泥、砂子、石子和水的用量，再乘以用户指定混凝土的数量从而计算出水泥、砂、石子用量。PLC控制水泥料仓、配料站和电磁流量计（电磁阀）控制物料的重量。 ，
③PLC向水泥料仓中的螺旋输送机发出信号，螺旋输送机开始工作，输出指定量的水泥，同时配料站输出指定量的砂子、石子。材料通过皮带输送进混凝土搅拌机中。这时PLC开始控制水的注入，到达指定量后电磁阀关闭。混凝土搅拌机开始工作。时间到后混凝土搅拌机倒出搅拌好的混凝土。 ，
摘 要
混凝土搅拌站是随着水泥的诞生而产生和发展的。它是建筑、桥梁、道路、大坝等工程施工中的必备设备，它由贮料、配料、搅拌、放料等结构部件组成，是一个受多环节制约的复杂系统。而随着我国经济建设的高速发展，综合国力不断增强，国家对基础设施建设的投资力度加大，拉动了城市商品混凝土的高速发展，同时，使混凝土搅拌站有了较大的发展空间，最初搅拌站仅以单机的形式出现，混凝土自拌自用，随着基础设施建设大规模的开展，产生了很大的商品混凝土市场，搅拌站的需求越来越大，计量要求越来越高，于是出现了各种不同形式带有计量装置的搅拌站，从而产生了现代的混凝土搅拌站。
常见的混凝土搅拌站控制方式有继电器直接控制、PLC和计算机结合以及PLC和配料控制器结合3种控制方式。采用PLC和配料控制器结合控制的搅拌站性能可靠、性价比高，可以保证混凝土的质量，提高混凝土生产效率。作为混凝土搅拌站的核心，控制及监控程序在计量精确、控制可靠、管理方便等方面的要求也日益提高。
本文针对PLC和配料控制器结合控制的搅拌站来设计其控制及监控程序设计中主要要完成的任务有系统构造、PLC的I/O分配、工作流程图及PLC程序的编写。本程序通过控制发电机运转、皮带启动、螺旋输送机的运行等方面控制混凝土搅拌站的运行。
关键词：混凝土搅拌站；I/O分配；可编程控制器（PLC）；自动控制
ABSTRACT
Concrete mixing stations were produced and developed with the birth of cement. It is the construction of the necessary equipment for buildings, bridges, roads, dams and other projects. It’s constructed from storage materials, ingredients, stirring, discharge, and other structural components, and it is a subject to the constraints of the complex multi-link system. As China's economic construction and the rapid development, Comprehensive national strength constantly enhance the state's infrastructure construction investment increased to boost the city's rapid development of ready-mixed concrete, so that the concrete mixing stations have larger space for development, the initial Mixing station only in the form of stand-alone, self-mix concrete-occupied, with the construction of infrastructure facilities for large-scale, a lot of ready-mixed concrete market was developed, the demand for mixing stations are larger and larger, and measures are increasingly demanded, so the mixing stations with various forms of measurement devices were developed, thereby the modern concrete mixing station was created.
Common concrete mixing stations control ways may be the three kinds: Relay direct control, PLC and computer combination of ingredients and the PLC and controller combination. But PLC controller and a combination of ingredients control of the mixing station is reliable, cost-effective and can ensure the quality of concrete, increase the production efficiency. As the core of concrete mixing stations. The controlling and monitoring program in the measurement precise, reliable control, easy management and other aspects is increasingly demanded.
This paper for PLC and the combination of ingredients controller to control the mixing station will design its controlling and monitoring program . In the main text I must complete a systematic structure, the I / O distribution of PLC and prepare the work flow chart and PLC program.
Key words: concrete mixing station; the I / O distribution; programmable logic controller (PLC); automatic control
目 录
摘 要 III
ABSTRACT IV
1 绪论 1
1.1 本课题研究的内容和意义 1
1.2 国内研究以及混凝土搅拌机的现状和国内市场分析 1
1.2.1 国外PLC发展状况 1
1.2.2 国内PLC发展状况 2
1.3 本课题应达的要求: 2
2 混凝土搅拌站设备 3
2.1 水泥的运输、存储 3
2.1.1 水泥罐车 3
2.2 水泥料仓 5
2.2.1 粉料罐 5
2.2.2 仓顶收尘机 6
2.2.3 压力安全阀 6
2.2.4 吹灰管 6
2.2.5 料位指示器 6
2.2.6 手动蝶阀 7
2.2.7 粉料罐 7
2.2.8 破拱装置 7
2.2.9 检修梯子 7
2.2.10 仓体 7
2.2.11 支腿 7
2.3 水泥料仓的工作原理 8
2.4 配料站 8
2.4.1 粉料称量 8
2.4.2 称重传感器 9
2.5 物料输送系统 10
2.5.1 骨料输送 10
2.5.2 粉料输送 10
2.5.3 液体输送 10
2.6 混凝土搅拌机 11
3 混凝土搅拌站PLC程序设计 12
3.1 混凝土搅拌站接线图 12
3.2 电器控制构成 14
3.2.1 PLC的工作原理 15
3.2.2 可编程控制器的选用及组态软件的选择 17
3.3.2 模拟输入量包括砂子、石子等重量 17
3.2.4 I/O分配表 17
3.2.5 PLC接线图 18
3.2.6 智能元件 19
3.2.7 传感器 20
3.2.8 执行机构 20
3.3 混凝土搅拌站工作流程 20
3.4 系统初始化程序及主程序设计 20
3.5 断电保护程序设计 22
3.6 模拟量输入地址 23
3.7 位存储区（M）的使用概况 23
4 混凝土搅拌站控制系统设计 24
5 混凝土配合比计算 26
5.1 混凝土配制强度计算 26
5.2 水灰比计算 26
5.3 用水量计算 26
5.3.1 干硬性和塑性混凝土用水量的确定 27
5.3.2 流动性和大流动性混凝土的用水量宜按下列步骤计算 27
5.4 水泥用量计算 27
5.5 粗骨料和细骨料用量的计算 27
6 结论与展望 29
6.1 结论 29
6.2 不足与展望 29
致 谢 30
参考文献 31
附 录 32
课题来源
从1903年德国建造世界上第一座预拌混凝土搅拌站以来，商品混凝土作为独立的产业己有100多年的历史。随后，美国于1913年，法国于1933年建立了自己的搅拌站。二次大战后，尤其是60年代到70年代，由于各国抓紧发展经济，医治战争的创伤，混凝土搅拌站得到了快速发展。在70年代左右出现的可编程控制器采用计算机储存程序和顺序执行的原理，使得人们很容易地学习使用。将混凝土搅拌站和PLC控制程序相结合可以大大的减少劳动强度和工作时间。
科学依据
1、课题的科学意义
在建筑行业中使用最多的材料是各种强度的混凝土。不同强度的混凝土是由不同比例的水泥、砂子、石子和水混合搅拌而成。本课题研究内容是利用PLC技术，使混凝土搅拌站实现全自动地配制各种强度的混凝土。现在国内的混凝土的运算制作大部分是由人工完成的，理论上PLC可以代替人工运算混凝土的配合比以及对原材料的称重。使用PLC技术不仅可以提高生产效率，而且还能减轻工人劳动强度，并确保生产的混凝土符合国家标准。
2、PLC应用在混凝土搅拌站研究状况及其发展前景
随着我国经济建设的飞速发展，许多大型的基础工程及建筑工程相继开工。在工地上需要用到大量的优质的混凝土，而且人们的环保意识日益增强，为了配合和谐社会的建设、减少城市噪声污染，政府会要求施工使用的混凝土进行集中的生产和管理。这样会使混凝土的配料精度提高，并且要求生产速度要快质量要好。因此混凝土生产过程中搅拌设备的自动控制系统越来越受到人们的重视。可编程控制器具有可靠性高、功能完善、编程简单直观等优点可以有效的弥补继电器控制系统的缺失。
国外生产的搅拌站一般生产率在50m3/ h～300m3/h，对于商品混凝土生产，搅拌站形式应用比较普遍，尤其在大型工程中被采用。我国混凝土搅拌站的研制是从50年代开始的，在其发展过程中，型式的选取和主要技术参数基本上是根据用户要求和参考国外产品的自由状态。国标GB10171-88《混凝土搅拌站(楼)分类》和GB10172-88《混凝土搅拌站技术条件》的颁布实施，将混凝土搅拌站(楼)的研制和生产纳入了标准管理的轨道，为其发展奠定了基础。产品技术标准和预拌混凝土标准的要求中，对于混凝土搅拌站的技术指标已达到发达国家水平。当今国内生产的混凝土搅拌站质量迅速提高，逐步取代了进口搅拌站，在国内已经占主导地位，其控制系统也得到快速发展。
国内大型混凝土搅拌站生产厂商包括:三一重工、珠海志美、上海华建、南方路机等。自八十年代以来，我国混凝土机械有两次战略性产品结构调整，对行业的发展起到了举足轻重的作用：一是八十年代初期混凝土搅拌机的升级换代，由双锥反转型、立轴和卧轴强制式混凝土搅拌机替代鼓筒型搅拌机，现在这三大系列产品的技术性能己达到国外同类机型的先进水平，从质量到数量上基本满足了国内需求;二是八十年代末到九十年代初“发展一站三车(即混凝土搅拌楼、混凝土搅拌输送车、臂架式混凝土泵车和散装水泥车)，把我国商品混凝土机械搞上去”的战略，推动了混凝土机械行业的第二次产品结构调整，反映了混凝土机械行业稳定、持续、全面发展的深层次要求。经过科研院所和生产企业的共同开发，适时引进国外先进的混凝土泵和混凝土搅拌输送车技术，使我国在商品混凝土机械的设计、制造能力和水平都有了很大提高，一些产品已有批量生产，其技术水平与当今世界水平同步，减少了进口，节约了外汇，取得了较好的经济效益和社会效益。在“十五”乃至2010年期间，我国要建设一大批大型煤矿、油田、电站、机场、港口、高速铁路、高等级公路等重点工程，同时也要进行大量的城市道路、城镇住宅的开发与建设，这都需要大量的混凝土。所以现在正是大力发展混凝土机械的大好时机，作为“一站三车”中的一站，混凝土搅拌楼占有举足轻重的地位。
3、应用前景
根据ARC的调查和估计，2000年是PLC的市场达到1亿4千5百万美元，2001年差不多又增长了一倍，所以PLC与工业、建筑等领域的结合的前景是非常广阔的前景。
研究内容
① 了解混凝土搅拌站的工作原理，国内外的研究发展现状；
② 完成混凝土搅拌站的接线图；
③ 完成I/O模块；
④ 熟练掌握S7-200的使用，在使用编写梯形图；
⑤ 完成设计说明书的撰写，并翻译外文资料1篇。
拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析
了解完混凝土搅拌站所有设备之后，不难发现其工作的原理和各个设备之间运行的先后顺序。于是可以先确定各个设备起到的作用，在整个混凝土搅拌站中起到的作用。比如说水泥料仓起到储存、运送、计量水泥的功能，配料站可以储藏砂子、石子和添加剂等原料。传送带可以将输出的原料送到搅拌机中，不同重量比的水泥、砂子、石子和水在搅拌机中搅拌一定时间后就可以得到不同标号的混凝土了。
控制混凝土搅拌站的所有设备可以由PLC进行控制。因为它具备逻辑控制、定时、计数等功能，完全可以控制混凝土搅拌站中各个设备的先后启动顺序。控制启动时间。
根据三年多所学的专业知识及通过参阅电器控制与PLC应用、PLC控制系统工作方式的分析和研究及相关图册资料，综合考虑混凝土的制造成本和周期，本人拟采用的总体方案是：事先在PLC中输入不同混凝土标号的标准单位的水泥、砂子、石子和水的重量比。当用户要制作混凝土时PLC可自行运算，将基本数值乘以需要制作的混凝土的重量。程序通过运算得到的混凝土原料的重量，然后PLC控制各个设备的运行输出定量的原料，经过搅拌机的搅拌得到用户指定标号、重量的混凝土。
该设计方案经慎重考虑，多次试验，多次论证，应该是切实可行的。
研究计划及预期成果
研究计划：
2012年11月12日-2012年11月27日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。
2012年11月28日-2012年2月10日：填写毕业实习报告,学习并翻译一篇与毕业设计相关的英文材料。
2013年2月15日-2013年2月27日：完成毕业设计开题报告。
2013年3月1日-2013年3月10日：混凝土搅拌站接线图。
2013年3月11日-2013年3月 26 日：I/O分配表、梯形图。
2013年4月 1 日-2013年5月10日：毕业论文撰写。
2013年5月 10日-2013年 5月20日：毕业论文修改工作。
成果：
通过编写的程序混凝土搅拌站能够有效的节约时间生产成本和制作出符合国家标准的混凝土。可以准确的生产不同标号的混凝土。
特色或创新之处
（1）能解决生产效率低、劳动强度大的问题，还大大提高了效率。
已具备的条件和尚需解决的问题
已具备的条件：设计过程中所需要的各种软硬件资源和相关产品实物照片。
尚需解决的问题：相关文献资料的缺乏，对一些程序部分的具体编写指导，以及在实际中运行的测试。
川公网安备: 51019002004831号