【摘要】

　　混凝土搅拌站已成为混凝土生产的主要场所，其称重配料环节作为混凝土生产过程中的关键环节，是影响混凝土质量的重要因素。同时，控制系统的性能，对搅拌站的正常运行有着非常重要的影响。首先，控制方案的优劣决定了搅拌站能否稳定可靠的运行;其次，控制策略的选取决定了搅拌站的生产效率与配料精度;再次，上位机监控软件的设计决定了人机交互的易用性和方便性。对此，本文逐一进行阐述。

　　【关键词：混凝土搅拌站、配料精度、上位机、监控软件】

1.系统组成

　　混凝土搅拌站主要由搅拌主机、物料称量系统、物料输送系统、物料贮存系统和控制系统等5大系统和其他附属设施组成。SM8000系列混凝土全自动配料控制系统是由我集团针对国内外各种类型搅拌站(楼)的工艺特点研制的新一代自动控制系统。它以SM40-CG-CAN配料管理器(CANBUS总线)为核心，开创了“配料控制器(独立配料控制)+ 配料管理器(综合电气时序控制管理)+ 上位机网络化管理(上位机网络数据库管理系统)”的独特新颖的工作模式。具有较高可靠性和长期稳定性;实现了分散控制，集中管理。具备以往中小型配料控制系统采用PLC无法实现的管理功能。

2.系统概述

　　混凝土是由骨料(砂子、石子)、水泥、水、掺合料以及外加剂等原料按一定比例混合后搅拌而成，是建筑工程中应用最广泛的材料之一，其经济、技术指标对于整个建筑工程的质量和成本有着举足轻重的关系。为了提高混凝土的强度，节约水泥和满足某种技术要求，各种原料必须严格按预先试验好的比例配合在一 起。早期的混凝土主要由建筑工地自行生产，此种方式生产效率低、劳动强度大、噪声及粉尘污染严重，且质量波动较大。随着我国经济建设的发展，一系列基础性工程的开工建设以及城市化进程的加快，对混凝土的需求量越来越大、对其质量的要求也越来越高。传统的生产方式己不能满足建设的需要，加上国家政策的引导，近年来，专门生产混凝土的工厂——商品混凝土搅拌站得到了快速的发展。 混凝土搅拌站就是将构成混凝土的各种物料按照配比要求进行计量，然后经搅拌机搅拌成合格混凝土的成套设备。它具有生产自动化程度高、生产效率高、对环境的污染小的特点且生产的混凝土产品质量优良稳定、生产成本低，因而在全国大中城市得到了迅速发展和推广应用，成为混凝土生产的主流。

3.系统功能特点

　　SM8000系统的主控制器SM40-CG-CAN配料管理器(CANBUS总线)是日月科技发展集团总结多年搅拌站的实际应用经验研制出的一款专用于混凝土生产控制的设备，它集PLC控制功能、配方管理、综合打印统计管理、密码限制为一体，与传统系统相比具有如下优势：

　　(1)模块化设计，冗余性强：各物料独立配料控制→管理器综合配料集控→上位计算机配料监控管理→网络计算机管理无缝升级，实现了分散控制，集中管理。

　　(2)采用工业现场总线或RS485通讯;SM40系列配料控制器采用200次/秒采样速率，独立开关料门控制，较传统系统配料更迅速稳定可靠，配料工艺完全可以满足任何搅拌站(楼)的工艺要求。

　　(3)主控制器采用汉字液晶显示，以工业级嵌入式微处理器为核心，按照超工业级标准设计，宽电压85V～265VAC供电、全金属工业级结构，宽温、抗电气干扰、防雷击，满足各种恶劣环境使用。

　　(4)可与1～6台配料仪表通过通讯口连接，配料仪表分别定义为：骨料表、水泥表、添加剂表、水表、扩展骨料表、扩展粉料表，并且每台表可以配四种物料，完全可以达到商品混凝土搅拌站的要求。

　　(5)主控指令和时序固化在配料管理器中，能够杜绝上位机电脑死机时出现的失控现象。

　　(6)防雷、抗EMI干扰设计措施，使本控制系统在防雷和抗干扰能力上有可靠的保证。

　　(7)摒弃PLC，低价格，高性能。

4.技术指标

　　(1)电源：系统：380 VAC±10% 仪表：220 VAC±30% 上位机：220 VAC±10%

　　(2)相对湿度：系统：≤90%RH(无结露)

　　(3)环境温度：系统、仪表： -35～65℃ 上位机：0～50℃

5.控制软件描述

(1)软件功能

　　商品混凝土网络管理系统以“协同商务，集中管理”为核心应用理念，以商品混凝土的生产及销售为主线，是面向商品混凝土行业的一套完整的管理应用软件。

　　在全面实现混凝土的原材料采购、生产、质检、运输调度、仓库管理、签收、结算管理的同时，着重对在生产的管理及销售过程的控制，如：合同管理、应收帐款管理、混凝土生产记录等等。

　　针对混凝土行业的许多特殊要求，系统提供独特的处理方式，如：签收/串户处理、工程项目结算管理、24小时通宵发货、根据配方反推原材料耗用等等。

(2)软件架构

　　本产品主要包括销售合同、需货记录、生产管理、配合比管理、生产记录、运输调度、仓库管理、设备管理、地磅管理、质检管理、采购合同、采购管理、系统管理等模块。各模块实现无缝连接。

(3)软件特点

　　采用SQL Server2000企业级数据库，后台数据动态维护，自定义方式、时间段备份，强化数据平台自动维护和并发控制的动态加锁机制。详尽的权限设置功能，角色管理功能，可以给操作员分配权限;操作日志记录，让网络中的每一个操作都有据可查，确保系统操作的正确和数据的安全。系统有丰富的数据导入、导出功能，帐表数据可以直接生成浏览器支持的HTML格式文件，在INTERNET/INTRANET上发布。所有数据存储在服务器端，这种隐蔽性使数据更为安全，数据库自身经过适当加密，无系统管理员口令的第三方工具不能非法访问或者更改业务数据。

(4)报表功能

　　打印、查询日生产报表，月生产报表，季度生产报表，生产年报

　　打印、查询每一配方生产量报表

　　打印、查询每一物料理论消耗量、实际消耗量比对报表

　　打印、查询每一配方理论消耗量、实际消耗量比对报表

　　打印、查询生产详细批次的配料报表

　　打印、查询运输车辆运送详细报表、统计报表

　　打印、查询客户用料详细报表、统计报表

6.网络接口拓扑图

　　下图分为按CAN总线型架构、485总线型架构、简约型架构以及PC管理型架构四种不同的配置进行说明：

7.系统工艺流程

　　生产混凝土的原料一般有粗骨料(石子)、细骨料(砂)、水泥、掺合料(粉煤 灰)、水和外加剂等，各种原料按给定的配比(配方)进行称重配料，然后卸入搅拌机进行混合搅拌。搅拌到给定的时间后，就形成湿态成品混凝土，可以交付施工现场使用。其生产工艺如下图所示：

8.方案选型

　　由我单位研发的混凝土搅拌站控制系统，按控制类型可以分为以下四类：

　　(1)CAN总线型架构：SMTX-CE100总线网关、SM40-CG-CAN总线管理器、SM40-HX总线配料控制器、SM40-I/O-F总线控制器

　　(2)485总线型架构：SM40-485通讯转换器、SM40-CG中央管理器、SM40-HBC配料控制器、SM40-I/O-D工控盒

　　(3)简约型架构：SM40-485通讯转换器、SM40-HBC配料控制器

　　(4)PC管理型架构：SM40-485通讯转换器、SM40JDA数字化接线盒