【摘要】

　　混凝土攪拌站已成為混凝土生產的主要場所，其稱重配料環節作為混凝土生產過程中的關鍵環節，是影響混凝土質量的重要因素。同時，控制系統的性能，對攪拌站的正常運行有著非常重要的影響。首先，控制方案的優劣決定了攪拌站能否穩定可靠的運行;其次，控制策略的選取決定了攪拌站的生產效率與配料精度;再次，上位機監控軟件的設計決定了人機交互的易用性和方便性。對此，本文逐一進行闡述。

　　【關鍵詞：混凝土攪拌站、配料精度、上位機、監控軟件】

1.系統組成

　　混凝土攪拌站主要由攪拌主機、物料稱量系統、物料輸送系統、物料貯存系統和控制系統等5大系統和其他附屬設施組成。SM8000系列混凝土全自動配料控制系統是由我集團針對國內外各種類型攪拌站(樓)的工藝特點研制的新一代自動控制系統。它以SM40-CG-CAN配料管理器(CANBUS總線)為核心，開創了“配料控制器(獨立配料控制)+ 配料管理器(綜合電氣時序控制管理)+ 上位機網絡化管理(上位機網絡數據庫管理系統)”的獨特新穎的工作模式。具有較高可靠性和長期穩定性;實現了分散控制，集中管理。具備以往中小型配料控制系統采用PLC無法實現的管理功能。

2.系統概述

　　混凝土是由骨料(砂子、石子)、水泥、水、摻合料以及外加劑等原料按一定比例混合后攪拌而成，是建筑工程中應用較廣泛的材料之一，其經濟、技術指標對于整個建筑工程的質量和成本有著舉足輕重的關系。為了提高混凝土的強度，節約水泥和滿足某種技術要求，各種原料必須嚴格按預先試驗好的比例配合在一 起。早期的混凝土主要由建筑工地自行生產，此種方式生產效率低、勞動強度大、噪聲及粉塵污染嚴重，且質量波動較大。隨著我國經濟建設的發展，一系列基礎性工程的開工建設以及城市化進程的加快，對混凝土的需求量越來越大、對其質量的要求也越來越高。傳統的生產方式己不能滿足建設的需要，加上政策的引導，近年來，專門生產混凝土的工廠——商品混凝土攪拌站得到了快速的發展。 混凝土攪拌站是將構成混凝土的各種物料按照配比要求進行計量，然后經攪拌機攪拌成合格混凝土的成套設備。它具有生產自動化程度高、生產效率高、對環境的污染小的特點且生產的混凝土產品質量優良穩定、生產成本低，因而在全國大中城市得到了迅速發展和推廣應用，成為混凝土生產的主流。

3.系統功能特點

　　SM8000系統的主控制器SM40-CG-CAN配料管理器(CANBUS總線)是日月科技發展集團總結多年攪拌站的實際應用經驗研制出的一款專用于混凝土生產控制的設備，它集PLC控制功能、配方管理、綜合打印統計管理、密碼限制為一體，與傳統系統相比具有如下優勢：

　　(1)模塊化設計，冗余性強：各物料獨立配料控制→管理器綜合配料集控→上位計算機配料監控管理→網絡計算機管理無縫升級，實現了分散控制，集中管理。

　　(2)采用工業現場總線或RS485通訊;SM40系列配料控制器采用200次/秒采樣速率，獨立開關料門控制，較傳統系統配料更迅速穩定可靠，配料工藝完全可以滿足任何攪拌站(樓)的工藝要求。

　　(3)主控制器采用漢字液晶顯示，以工業級嵌入式微處理器為核心，按照超工業級標準設計，寬電壓85V～265VAC供電、全金屬工業級結構，寬溫、抗電氣干擾、防雷擊，滿足各種惡劣環境使用。

　　(4)可與1～6臺配料儀表通過通訊口連接，配料儀表分別定義為：骨料表、水泥表、添加劑表、水表、擴展骨料表、擴展粉料表，并且每臺表可以配四種物料，完全可以達到商品混凝土攪拌站的要求。

　　(5)主控指令和時序固化在配料管理器中，能夠杜絕上位機電腦死機時出現的失控現象。

　　(6)防雷、抗EMI干擾設計措施，使本控制系統在防雷和抗干擾能力上有可靠的保證。

　　(7)摒棄PLC，低價格，高性能。

4.技術指標

　　(1)電源：系統：380 VAC±10% 儀表：220 VAC±30% 上位機：220 VAC±10%

　　(2)相對濕度：系統：≤90%RH(無結露)

　　(3)環境溫度：系統、儀表： -35～65℃ 上位機：0～50℃

5.控制軟件描述

(1)軟件功能

　　商品混凝土網絡管理系統以“協同商務，集中管理”為核心應用理念，以商品混凝土的生產及銷售為主線，是面向商品混凝土行業的一套完整的管理應用軟件。

　　在全面實現混凝土的原材料采購、生產、質檢、運輸調度、倉庫管理、簽收、結算管理的同時，著重對在生產的管理及銷售過程的控制，如：合同管理、應收帳款管理、混凝土生產記錄等等。

　　針對混凝土行業的許多特殊要求，系統提供獨特的處理方式，如：簽收/串戶處理、工程項目結算管理、24小時通宵發貨、根據配方反推原材料耗用等等。

(2)軟件架構

　　本產品主要包括銷售合同、需貨記錄、生產管理、配合比管理、生產記錄、運輸調度、倉庫管理、設備管理、地磅管理、質檢管理、采購合同、采購管理、系統管理等模塊。各模塊實現無縫連接。

(3)軟件特點

　　采用SQL Server2000企業級數據庫，后臺數據動態維護，自定義方式、時間段備份，強化數據平臺自動維護和并發控制的動態加鎖機制。詳盡的權限設置功能，角色管理功能，可以給操作員分配權限;操作日志記錄，讓網絡中的每一個操作都有據可查，確保系統操作的正確和數據的安全。系統有豐富的數據導入、導出功能，帳表數據可以直接生成瀏覽器支持的HTML格式文件，在INTERNET/INTRANET上發布。所有數據存儲在服務器端，這種隱蔽性使數據更為安全，數據庫自身經過適當加密，無系統管理員口令的第三方工具不能非法訪問或者更改業務數據。

(4)報表功能

　　打印、查詢日生產報表，月生產報表，季度生產報表，生產年報

　　打印、查詢每一配方生產量報表

　　打印、查詢每一物料理論消耗量、實際消耗量比對報表

　　打印、查詢每一配方理論消耗量、實際消耗量比對報表

　　打印、查詢生產詳細批次的配料報表

　　打印、查詢運輸車輛運送詳細報表、統計報表

　　打印、查詢客戶用料詳細報表、統計報表

6.網絡接口拓撲圖

　　下圖分為按CAN總線型架構、485總線型架構、簡約型架構以及PC管理型架構四種不同的配置進行說明：

7.系統工藝流程

　　生產混凝土的原料一般有粗骨料(石子)、細骨料(砂)、水泥、摻合料(粉煤 灰)、水和外加劑等，各種原料按給定的配比(配方)進行稱重配料，然后卸入攪拌機進行混合攪拌。攪拌到給定的時間后，就形成濕態成品混凝土，可以交付施工現場使用。其生產工藝如下圖所示：

8.方案選型

　　由我單位研發的混凝土攪拌站控制系統，按控制類型可以分為以下四類：

　　(1)CAN總線型架構：SMTX-CE100總線網關、SM40-CG-CAN總線管理器、SM40-HX總線配料控制器、SM40-I/O-F總線控制器

　　(2)485總線型架構：SM40-485通訊轉換器、SM40-CG中央管理器、SM40-HBC配料控制器、SM40-I/O-D工控盒

　　(3)簡約型架構：SM40-485通訊轉換器、SM40-HBC配料控制器

　　(4)PC管理型架構：SM40-485通訊轉換器、SM40JDA數字化接線盒