專利名稱：一種攪拌站的控制系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及控制技術，特別涉及一種攪拌站的控制系統。
背景技術：
混凝土攪拌設備是路面施工的關鍵設備之一，其功能是將不同粒徑的骨料、粉料和可能的添加劑按規定的比例摻和在一起，在規定的溫度下拌和成均勻的混合料。參見圖I所示，目前混凝土攪拌站的結構大體相同，基本配置為砂石配料機、水泥、粉煤灰筒倉、外加劑倉、水池等，所有的控制集中在主控柜中，在主控柜中裝有可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller, PLC) 101,以及數字量輸入輸出模塊和模
擬量輸入輸出模塊，分別通過多心線纜(121、122、123......12η)將控制對象(131、132、
133......13η)與PLC連接起來。目前的這種混凝土攪拌站控制系統采用的是集中控制方式，即所有控制點集中在一個配電柜中，在這個配電柜中安裝PLC控制模塊，以及整個站控制所需要的輸入輸出IOdnput Output)點，同時也集成安裝了模擬量的輸入輸出模塊，并通過多心線纜與各個控制對象相連，控制對象包括電氣設備和機械設備。這種集中控制方式的現場走線雜亂，同時又不便于現場施工。并且由于各個控制點和主控柜的連接線纜很多，增加了系統的故障點，同時也給故障排除帶來了麻煩。由于混凝土攪拌站的具體配置需要根據用戶的要求而定，隨著混凝土攪拌站的發展，攪拌站的搬遷和快速移動也成為發展的需要。因此如果現場布線走線復雜，會給現場施工和生產帶來極大的不便。
發明內容
本發明提供一種攪拌站的控制系統，用以實現攪拌站各個控制點的分布式控制，從而簡化控制系統的布線，以提高控制系統的可靠性。一種攪拌站控制系統，包括包括多個電氣設備,主控柜和至少兩個分電柜、每一個分電柜中安裝至少一個電氣設備的控制元件，每一個電氣設備的控制元件和其控制的電氣設備相連；主站可編程邏輯控制器PLC，位于攪拌站的主控柜中；至少兩個從站PLC,每一個從站PLC分別位于其控制的攪拌站的分電柜上,每一個從站PLC通過總線通信連接所述主站PLC，并電氣連接所在分電柜中的每一個電氣設備的控制兀件。進一步所述的攪拌站控制系統，還包括每一個從站PLC與主站PLC之間，連接有 至少一級中間PLC，或者部分從站PLC與主站PLC之間，連接有至少一級中間PLC，每一個中間PLC位于一個中間分電柜中。更進一步所述的攪拌站控制系統，還包括至少一個氣控箱，每一個氣控箱中的各個機械設備的執行器件通過多心線纜分別和主控柜中對應機械設備的控制元件電氣連接，各個執行器件對應機械設備的控制元件分別和主站PLC連接或者，包括至少一個氣控箱，每一個氣控箱中的各個機械設備的執行器件通過多心線纜分別和一個中間PLC中對應機械設備的控制元件電氣連接，各個執行器件對應機械設備的控制元件分別和中間PLC連接。還或者，包括至少兩個氣控箱，所述至少兩個氣控箱分為兩組，每一組中包括至少一個氣控箱，其中第一組氣控箱中，每一個氣控箱的各個機械設備的執行器件通過多心線纜分別和一個中間PLC中對應機械設備的控制元件電氣連接，各個機械設備的執行器件對應的控制元件分別和中間PLC連接；第二組氣控箱中，每一個氣控箱中的各個機械設備的執行器件通過多心線纜分別和主控柜中對應機械設備的控制元件電氣連接，各個機械設備的執行器件對應的控制元件分別和主站PLC連接。本發明提供的攪拌站控制系統中，采用從站PLC對每一個分電柜進行本地控制，從而使主控柜與各分電柜之間的連接只有通訊總線，而主控柜與各個氣控箱的連接采用多心線纜，每根多心線纜的一頭與主控柜連接，一頭連接相應的氣控箱，多心線纜的兩頭做成簡易插拔的接插頭，這樣在布線和搬遷的過程只需將插頭拔下就可以。大大簡化了攪拌站控制系統的布線，提高了系統的可靠性。
圖I為現有攪拌站控制系統的結構示意圖；圖2為本發明實施例提供的一種攪拌站功能模塊示意圖；圖3為本發明實施例針對圖2所示攪拌站功能模塊結構提供的控制系統結構示意圖；圖4為本發明實施例提供的攪拌站控制系統的結構示意圖；圖5為本發明實施例提供的分級控制的攪拌站控制系統的結構示意圖。
具體實施例方式本發明實施例提供一種攪拌站的控制系統，在電氣設備的控制部分采用分布式控制，對每個電氣設備進行就地控制，也就是說在任何需要控制的地方裝設從控制器，然后利用總線將各個從控制器與分別主控制器連接起來，從而簡化攪拌站控制系統的布線，提高控制系統的可靠性并方便現場施工，下面先以一個具體示例進行說明。攪拌站的整體結構可以根據功能和位置劃分為幾大塊骨料柜，添加劑、粉料、主機、空壓機，螺旋柜，除塵柜等等，如圖2所示，為攪拌站功能模塊分布的一個具體示例，主控柜是整個攪拌站控制系統的核心，一般主控柜位于控制室內，其他所有的分電柜都與主控柜有聯系，如果系統中包含有用戶操作的觸摸屏操作裝置，則該裝置也位于主控制室中，骨料分電柜在配料機下面，離主控室較遠遠，主要控制砂和石的配料過程。螺旋分電柜位于粉倉下面，主要控制水泥煤灰等粉料的輸送控制。除塵分電柜位于粉倉的頂部，三樓氣控箱主要控制控制系統所在主樓內所有的閥門和限位開關等機械設備，骨料氣控箱控制骨料的各個門限位和閥限位等機械設備，破拱氣控箱主要控制粉倉的粉料破拱。
在上面的各個功能模塊中，骨料分電柜、螺旋分電柜和除塵分電柜這三個分柜中需要控制的點比較多，每一個控制點相當于一個電氣設備，控制每一個電氣設備所需的控制元件集中安裝在分電柜中，如果采用現有技術，則主控柜需要分別連接到分電柜中的每一個電氣設備的控制元件，從而可以向電氣設備的控制元件發送控制信號，因此每一個分電柜與主控柜的連接線都比較多，整個控制系統的連線多而復雜，給現場施工帶來極大不便,并且故障率也會隨之升高。如圖3所示，采用本發明的分布式控制系統后，可以利用安裝在各個分電柜中的從站PLC對每一個分電柜控制 的電氣設備進行就地控制，各從站PLC分別與主站PLC之間通過總線通信連接，接收來自主站PLC的控制信號，并根據接收的控制信號控制各個分電柜所控制的電氣設備對應的控制元件。從站PLC的數量根據電氣設備的現場控制需求來確定，攪拌站的控制中心都集中在主控柜，主站PLC安裝在主控柜中，主控柜放置在控制室，其他工控機、打印機、監控顯示器等電氣設備都與主控柜中的主站PLC相連，也可以就近安裝在控制室中。在骨料分電柜、除塵分電柜、螺旋分電柜中分別安裝從站PLC，從站PLC分別和各自控制的電氣設備的控制元件連接，這三個分電柜以及觸摸屏箱體通過總線與主控柜中的主站PLC通信連接，這樣，在主控柜與這每一個分電柜之間，直接連接就只有總線。氣控箱和主控柜之間的連接還是采用現有的多心線纜相連，多芯線纜一端和主控柜中的控制元件連接，另一端和氣控柜中控制元件對應的執行元件連接，主控柜中的控制元件分別連接到主站PLC，根據主站PLC的控制信號控制執行元件動作。可以選擇的總線類型很多，例如可以采用現場PROFIBus總線。在上述控制系統中，主站PLC發布控制信號，通過尋址找到相應的從站PLC，然后從站PLC接收主站PLC的控制信號，響應控制信號對本地電氣元件進行控制。當從站PLC需要向主站PLC發送反饋信號時，主站PLC同樣會根據信號的地址來區分該信號來自哪個從站PLC，具體尋址方式以及控制信號的格式，依據采用的通信協議確定，為本領域技術人員所熟知，這里不再詳細描述。在上述控制系統中，如果分電柜的數量比較多，則還可以采用分級控制，即在主站PLC和從站PLC中間增加至少一級中間PLC，整個控制系統從主控PLC至各個從站PLC呈樹狀結構，中間PLC起到傳遞通信信號的作用。根據上述示例可知，從站PLC的數量根據需要控制的分電柜數量靈活確定，下面結合附圖詳細說明本發明提供的攪拌站控制系統。如圖4所示，為本發明提供的第一種攪拌站控制系統的結構示意圖，包括多個電氣設備，主控柜和至少兩個分電柜、每一個分電柜中安裝至少一個電氣設備的控制元件，每一個電氣設備的控制元件和其控制的電氣設備相連，以及還包括主站PLC401，位于主控柜中；至少兩個從站PLC(421、422、423...... 42η),每一個從站PLC分別位于一個分電
柜中，每一個從站PLC通過總線通信連接所述主站PLC401，并電氣連接所在分電柜中的每一個電氣設備的控制兀件。如果從站PLC數量較多，還可以采用中間PLC分級控制，級數和每一級中的中間PLC數量可以根據需要確定，即每一個從站PLC與主站PLC401之間，連接有至少一級中間PLC，或著部分從站PLC與主站PLC之間，連接有至少一級中間PLC中，每一個中間PLC位于一個中間分電柜中，如圖5所示的一個示例中，增加兩個中間PLC，形成兩級控制，每一個從站PLC可以通過中間PLC級聯到主站PLC，也可以直接連接主站PLC。例如圖5中從站PLC (421 423)通過一個中間PLC與主站PLC連接，從站PLC (424 425)通過另一個中間PLC與主站PLC連接，從站PLC426直接連接主站PLC。通過一個中間PLC與主站PLC連接的多個從站PLC通常安裝位置較近。一般的攪拌站控制系統中還包括一個或者多個氣控箱，氣控箱控制各個機械設備，本發明實施例中，氣控箱中機械設備的執行元件對應的控制元件可以安裝在主控柜上，即氣控箱中的各個執行器件和主控柜中的對應控制元件通過多心線纜直接連接。氣控箱中執行元件的控制元件也可以安裝在中間PLC所在的中間控制柜中，則每一個氣控箱中的各個執行器件通過多心線纜和位于中間控制柜中的控制元件相連。即氣控箱的連接關系分為以下幾種情況本發明提供的攪拌站控制系統包括至少一個氣控箱，每一個氣控箱中的各個機械設備的執行器件通過多心線纜分別和主控柜中對應的控制元件電氣連接，各個機械設備的執行器件對應的控制元件分別和主站PLC連接；或者本發明提供的攪拌站控制系統包括至少一個氣控箱，每一個氣控箱中的各個機械設備的執行器件通過多心線纜分別和一個中間PLC中對應機械設備的控制元件電氣連接，各個機械設備的執行器件對應的控制元件分別和中間PLC連接；或者本發明提供的攪拌站控制系統包括至少兩個氣控箱，至少兩個氣控箱分為兩組，每一組中包括至少一個氣控箱,其中第一組氣控箱中，每一個氣控箱的各個機械設備的執行器件通過多心線纜分別和一個中間PLC中對應機械設備的控制元件電氣連接，各個機械設備的執行器件對應的控制元件分別和中間PLC連接；第二組氣控箱中，每一個氣控箱中的各個機械設備的執行器件通過多心線纜分別和主控柜中對應機械設備的控制元件電氣連接，各個機械設備的執行器件對應的控制元件分別和主站PLC連接。本發明提供的攪拌站控制系統中還可以包括有可視界面操作裝置和工控機，則分別通過總線連接主站PLC。可視界面操作裝置可以為觸摸屏可視界面操作裝置。本發明提供的攪拌站控制系統，根據配置需要，分電柜一般包括以下類型骨料分電柜、除塵分電柜或者螺旋分電柜；氣控箱一般包括以下類型骨料氣控箱、破拱氣控箱。對于氣控箱來說，多心線纜的一端通過接插頭和各個執行器件連接，另一端通過插頭和各個執行器件對應的控制元件連接，可以方便拆卸。本發明提供的攪拌站控制系統中，采用從站PLC對每一個分電柜進行本地控制，從而使主控柜與各分電柜之間的連接只有通訊線，而主控柜與各個氣控箱的連接采用多心線纜，每根多心線纜的一頭與主控柜連接，一頭連接相應的氣控箱，多心線纜的兩頭做成簡易插拔的接插頭，這樣在布線和搬遷的過程只需將插頭拔下就可以。大大簡化了攪拌站控制系統的布線，提高了系統的可靠性。 顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也 意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.一種攪拌站控制系統，包括多個電氣設備，主控柜和至少兩個分電柜、每一個分電柜中安裝至少一個電氣設備的控制元件，每一個電氣設備的控制元件和其控制的電氣設備相連，其特征在于，還包括 主站可編程邏輯控制器PLC，位于所述主控柜中； 至少兩個從站PLC，每一個從站PLC分別位于一個分電柜中，每一個從站PLC通過總線通信連接所述主站PLC，并電氣連接所在分電柜中的每一個電氣設備的控制元件。
2.如權利要求I所述的攪拌站控制系統，其特征在于，還包括每一個從站PLC與主站PLC之間，連接有至少一級中間PLC，或者部分從站PLC與主站PLC之間，連接有至少一級中間PLC,每一個中間PLC位于一個中間分電柜中。
3.如權利要求I所述的攪拌站控制系統，其特征在于，還包括至少一個氣控箱，每一個氣控箱中的各個機械設備的執行器件通過多心線纜分別和主控柜中對應機械設備的控制元件電氣連接，各個執行器件對應機械設備的控制元件分別和主站PLC連接。
4.如權利要求2所述的攪拌站控制系統，其特征在于，還包括至少一個氣控箱，每一個氣控箱中的各個機械設備的執行器件通過多心線纜分別和一個中間PLC中對應機械設備的控制元件電氣連接，各個執行器件對應機械設備的控制元件分別和中間PLC連接。
5.如權利要求2所述的攪拌站控制系統，其特征在于，還包括至少兩個氣控箱，所述至少兩個氣控箱分為兩組，每一組中包括至少一個氣控箱，其中 第一組氣控箱中，每一個氣控箱的各個機械設備的執行器件通過多心線纜分別和一個中間PLC中對應機械設備的控制元件電氣連接，各個機械設備的執行器件對應的控制元件分別和中間PLC連接； 第二組氣控箱中，每一個氣控箱中的各個機械設備的執行器件通過多心線纜分別和主控柜中對應機械設備的控制元件電氣連接，各個機械設備的執行器件對應的控制元件分別和主站PLC連接。
6.如權利要求I 5任一所述的攪拌站控制系統，其特征在于，還包括至少一個可視界面操作裝置，通過總線連接所述主站PLC ； 工控機，通過總線連接所述主站PLC。
7.如權利要求6所述的攪拌站控制系統，其特征在于，所述可視界面操作裝置為觸摸屏可視界面操作裝置。
8.如權利要求2 5任一所述的攪拌站控制系統，其特征在于，所述分電柜至少包括 骨料分電柜、除塵分電柜或者螺旋分電柜；以及 所述氣控箱至少包括骨料氣控箱、破拱氣控箱。
9.如權利要求2 5任一所述的攪拌站控制系統，其特征在于，所述多心線纜的一端通過接插頭和各個機械設備的執行器件連接，另一端通過插頭和各個機械設備的執行器件對應的控制元件連接。
10.如權利要求I 5任一所述的攪拌站控制系統，其特征在于，所述總線包括現場PROFIBus 總線。
全文摘要
本發明涉及控制技術，特別涉及一種攪拌站的控制系統，用以實現攪拌站各個控制點的分布式控制，從而簡化控制系統的布線，以提高控制系統的可靠性。一種攪拌站控制系統，包括主站可編程邏輯控制器PLC，位于攪拌站的主控柜中；至少兩個從站PLC，每一個從站PLC分別位于其控制的攪拌站的分電柜上，每一個從站PLC通過總線通信連接所述主站PLC。
文檔編號B28C7/02GK102615714SQ20121006509
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月13日 優先權日2012年3月13日
發明者李博, 李學俊, 蔣博韜, 鄧小梅, 齊華 申請人:中聯重科股份有限公司