混凝土搅拌站设计毕业论文

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1、混凝土搅拌站设计毕业论文目录摘 要IABSTRACTII第一章 绪论11.1 选题背景及意义11.2 混凝土搅拌站的现状及发展方向11.2.1混凝土搅拌站的现状11.2.2 混凝土搅拌站的发展方向21.3 本论文的主要工作41.3.1 混凝土搅拌站系统简介41.3.2 混凝土搅拌站系统软件设计41.3.3 程序的编译4第二章 混凝土搅拌站系统概述52.1 混凝土搅拌站的组成52.2 电控系统的构成62.3 称重传感器的选择82.4 小结9第三章 混凝土搅拌站控制系统设计103.1 PLC控制系统设计的基本原则与主要容103.1.1 设计的基本原则103.1.2 设计的主要容103.1.3 PL

2、C控制系统设计流程图123.2 PLC系统软件及工作过程123.3 可编程控制器的选用143.4 编程软件的选择及编程语言163.4.1 PLC的应用软件163.4.2 编程工具软件与编程语言173.5 混凝土搅拌站PLC程序设计173.5.1 混凝土搅拌站PLC程序设计思想173.5.2 混凝土搅拌站工作原理183.5.3 混凝土搅拌装置的工艺流程183.5.4 系统初始化程序及主程序设计193.5.5 报警电路的设计213.5.6 断电保护程序设计213.5.7 I/0分配表和模拟量输入地址223.5.8 位存储区(M)的使用概况233.5.9 定时器(T)的使用概况243.6 小结24第

3、四章 软件编程254.1 主程序及报警子程序语句表254.1.1 主程序语句表254.1.2 报警子程序语句表314.2 程序的编译34第五章 总结与展望36致谢37参考文献38附录1 主程序梯形图39附录2 报警子程序梯形图48 .专业.专注. 第一章 绪论1.1 选题背景及意义可编程逻辑控制器(PLC)自它诞生以来至今,以其极高的性价比以及一系列人所共识的优点,受到越来越多的工程技术人员的重视,它现在被广泛用于汽车生产、石油生产、IT制造、家电制造厂等工业控制场所,是现代制造业发展的重要技术之一。它对工业的生产提供了良好的控制系统,它的广泛使用才使得人民不断增长的物质需求得到有力保障。19

4、69年美国DEC公司研制的第一台PDP-14型PLC。随后,在二十世纪七十至八十年代一直简称PC。由于到90年代,个人计算机发展起来,也简称为PC;可编程序围很大,所以美国AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器(Programmable Logic Controller),简称为PLC。PLC在控制领域的应用时保持了广泛的增长趋势。混凝土搅拌站最初是以单机的形式出现,各工地自拌自用,随着基础设施建设大规模的开展,商品混凝土的销售逐渐增大。随着计算机技术和测控技术的发展,高可靠、高自动化的自动控制系统便成了混凝土搅拌站的发展方向。在混凝土搅拌站自动控制系统中,系统的稳定性、数据采集

5、处理的精确性直接影响到混凝土的质量。而在市场竞争日趋激烈的今天,搅拌站自动控制系统的性价比也与企业的生存紧密的联系在一起。因此,研究一种低成本、高可靠性的新型搅拌站自动控制系统,具有极为广阔的市场前景。随着城市现代化建设及其大型水利等工程的不断发展,以往那种由工地自行生产混凝土的方式由于其质量难以保证、噪声及粉尘污染大,因而必将为自动控制的混凝土搅拌站所取代。自动控制的混凝土搅拌站具有产品质量优良稳定、生产成本低、环保性能良好等特点,正在成为混凝土生产的主流。因此,混凝土生产过程中搅拌设备自动控制系统日益受到人们的重视。可编程控制器(PLC)具有可靠性高、功能完善、编程简单直观,能够有效地弥补

6、继电器控制系统的缺陷。121.2 混凝土搅拌站的现状及发展方向1.2.1混凝土搅拌站的现状从1903年德国建造世界上第一座混凝土搅拌站以来,商品混凝土作为独立的产业已有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的发展。目前,德国、美国、意大利、日本等国的搅拌站在技术水平和可靠性方面处于领先地位。国外生产的搅拌站一般生产率在50m3/h300m3/h,对于混凝土生产,搅拌站应用比较普遍,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,

7、型式的选择和主要技术参数基本上是根据用户要求和参考国外的自由状态,国标GB10171-88(混凝土搅拌站分类)和GB10172-88(混凝土搅拌站技术条件)颁布实施,将混凝土搅拌站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。产品技术标准和搅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由于我国的城市化进程不断向前推进,商品混凝土在全国大中城市得到了迅速发展和推广应用,混凝土搅拌站(楼)也得到了高速发展。目前我国混凝土搅拌站生产企业众多,产品已形成系列化,但技术水平参差不齐,只有部分产品接近国际先进水平,有些技术已经超过进口混凝土搅拌站的水平,其中部分产品具有自动化

8、程度高、生产能力高、称量精度高、投资少、搅拌质量好,能实现多仓号、多配合比、不间断地连续生产以及主机及其主要元器件的国产化程度等优点,但我国的混凝土搅拌站(楼)还存在着整体技术含量不高、普及率不高、地区差异较大、智能化程度不高和环保性能低等缺点。在“十二五”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,混凝土搅拌站(楼)占有举足轻重的地位。121.2.2 混凝土搅拌站的发展方向 智能化智能化是所有机械设备的最终发展

9、方向,搅拌站也不例外。当前多数制造商在这方面都有很大的投入,但只能说还处于一种比较低的智能化状态,在这方面,要以更高一种完全意义的智能化为出发点。 环保化目前我国混凝土搅拌站的低环保性要从粉尘、噪声和污染三个方面加以改进和提高。在粉尘方面要在粉料的输送途径中加以控制,如水泥筒仓上采用进口的除尘器、主楼加装除尘器、螺旋机送料改为风槽送料以及整个站的封闭等都可将粉尘降低到最低程度;可通过提高主机的性能并采取隔音板之类的材料将噪声减少到最低;在污染方面要通过多种途径进行,如修建废水沉淀池以及二次循环过滤装置和骨料的二次使用。另外所有的粉状物料从上料、配料、计量、投料到搅拌出料都在密闭状态下进行。搅拌

10、机盖、水泥计量仓、粉煤灰计量仓的排尘管均与除尘器相连,骨料加注口设置阻尘板从而降低粉尘排放量。全封闭的搅拌主楼及皮带输送机结构极大地降低了粉尘和噪声对环境的污染。采用负压除尘及特种纤维滤布使投料时产生的灰尘完全进入除尘器而不向周围扩散,而收集到的粉尘又可方便地回收再利用,有效地保护环境。 高精度化高精度化主要指骨料、水泥、水和外加剂的计量精度,目前精度还有较大的提升空间。计量的高精度化是我国搅拌站的奋斗目标和发展方向,只有提高了计量精度才能生产出更高标号的高强混凝土来,如何提高计量装置的精确度是值得探讨的一个问题。 标准化搅拌站的标准化是其最终的一个发展方向,任何设备都有标准,全球有国际标准,

11、我国也有自己的行业标准。标准化可从根本上降低产品成本,节约大量的能耗资源,面对当前紧的自然资源和高能耗低产出的形势,我们呼吁相关行业主管部门以及大型企业来推动这项事业。我国虽然有搅拌站的行业标准,但远远不能适应当前搅拌站的发展速度,标准相对滞后,行业标准在一定程度上没有起到引导作用,众多的生产厂家百家争鸣,一家一个标准的情况,造成市场混乱,使广大使用单位投资浪费。 国产化前几年国产主机的性能不稳定,尤其是主机的轴端密封漏油问题不能很好解决,从而长期制约着国产主机的进一步提高。近几年来我国多家搅拌站生产厂家利用吸收国外主机技术相继开发了多个品牌的主机,如具有意大利技术的西门主机、仕高玛主机、德国

12、BHS技术的主机等,在一定程度上解决了我国目前搅拌主机困绕多年的质量缺陷而得不到解决的局面。主要元器件方面目前多采用中外合资或国外独资制造的电器和液压元件,如托利多、施耐德、西门子、欧姆龙和力士乐等元器件都已相对较稳定,从而使国产站的成本有了大幅度降低,而质量上和稳定性上并不亚于进口搅拌站。341.3 本论文的主要工作1.3.1 混凝土搅拌站系统简介根据控制系统的总体设计思路对混凝土搅拌站的组成、电控系统的构成、称重传感器等硬件进行详细的分析、选型和设计,以便对混凝土搅拌站的硬件系统有一个大概的了解。1.3.2 混凝土搅拌站系统软件设计根据混凝土搅拌站的工艺流程画出程序流程图、进行PLC型号的

13、选择、I/O端口的分配及写梯形图程序,实现混凝土搅拌站控制系统对整个混凝土生产过程的可靠控制。1.3.3 程序的编译通过STEP7-Micro/WIN3.2编程软件对主程序及报警子程序进行编译和修改,使得程序更加符合设计的要求。第二章 混凝土搅拌站系统概述2.1 混凝土搅拌站的组成一个全套的搅拌装置是由许多台主机和一些辅助设备组成,它是最基本的组成部分有以下五个:运输设备、料斗设备、称量设备、搅拌设备和辅助设备,如图2.1。 图2.1 混凝土搅拌站示意图1) 运输设备运输设备包括骨料运输设备、水泥输送设备以及水泵等。骨料运输设备有皮带机、拉铲、抓斗和装载机等,其中皮带机是搅拌装置中最常用的骨料

14、运输设备。水泥输送设备和添加剂输送设备由斗式提升机和螺旋输送机组成。2) 料斗设备料斗设备由贮料斗、卸料设备(阀门、给料机等)和一些其它附属装置组成。料斗设备在生产中起着中间仓库的作用,用来平衡生产。在混凝土搅拌装置中,用料斗设备配合自动秤进行配料。所以,它是工艺设备的组成部分,并不是大宗物料的贮存场所。给料机和闸门都是贮料斗的卸料设备。闸门控制贮料斗卸料口的开启和关闭的,大多是气动的,其结构简单,卸料能力大,但是只有当物料是完全松散状态时,才能比较均匀地控制料流。而采用给料机卸料,就比较容易控制均匀地卸料,给料机都是电动的。闸门的类型很多,但在混凝土搅拌装置中最常见的是扇形闸门,它由压缩空气

15、缸来操纵,骨料(石子和沙)都是采用闸门给料。3) 称量设备称重配料设备是混凝土生产过程中的一项重要工艺设备,它控制着各种混合料的配比,称量配料的精度对混凝土的强度有很大的影响。因此精确、高效的称重设备不仅能提高生产率,而且是生产优质高强混凝土的可靠保证。一套完整的称量设备包括贮料斗、给料设备(闸门和给料机)和称量设备等。对称量设备的要求,首先是准确,其次是快速。搅拌设备即一般的混凝土搅拌机,没有提升机装置和供水装置。其设计技术成熟,在搅拌站设计中,一般采用标准搅拌机。例如,目前国厂家基本都使用双卧轴强制式搅拌机,此搅拌机搅拌能力强,搅拌均匀、迅速,生产率高,对于干硬性、塑性及各种配比的混凝土,均能达到良好的搅拌效果。42.2 电控系统的构成电控系统由PLC、智能元件、传感器、中间继电器和执行机构等构成,如图2.2。 图2.2 电控系统的构成1. PLC采用德国西门子SIMATIC系列产品。它具有兼容性好和可靠性高的特点,为搅拌站的整个电控系统带来了高品质的性能,也有利于用户今后对搅拌站的更新与扩展,作者设计的混凝土搅拌机的PLC外部接线图如图2.3。图2.3 PLC外

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