专利名称：一种搅拌站的控制系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及控制技术，特别涉及一种搅拌站的控制系统。
背景技术：
混凝土搅拌设备是路面施工的关键设备之一，其功能是将不同粒径的骨料、粉料和可能的添加剂按规定的比例掺和在一起，在规定的温度下拌和成均匀的混合料。参见图I所示，目前混凝土搅拌站的结构大体相同，基本配置为砂石配料机、水泥、粉煤灰筒仓、外加剂仓、水池等，所有的控制集中在主控柜中，在主控柜中装有可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller, PLC) 101,以及数字量输入输出模块和模
拟量输入输出模块，分别通过多心线缆(121、122、123......12η)将控制对象(131、132、
133......13η)与PLC连接起来。目前的这种混凝土搅拌站控制系统采用的是集中控制方式，即所有控制点集中在一个配电柜中，在这个配电柜中安装PLC控制模块，以及整个站控制所需要的输入输出IOdnput Output)点，同时也集成安装了模拟量的输入输出模块，并通过多心线缆与各个控制对象相连，控制对象包括电气设备和机械设备。这种集中控制方式的现场走线杂乱，同时又不便于现场施工。并且由于各个控制点和主控柜的连接线缆很多，增加了系统的故障点，同时也给故障排除带来了麻烦。由于混凝土搅拌站的具体配置需要根据用户的要求而定，随着混凝土搅拌站的发展，搅拌站的搬迁和快速移动也成为发展的需要。因此如果现场布线走线复杂，会给现场施工和生产带来极大的不便。
发明内容
本发明提供一种搅拌站的控制系统，用以实现搅拌站各个控制点的分布式控制，从而简化控制系统的布线，以提高控制系统的可靠性。一种搅拌站控制系统，包括包括多个电气设备,主控柜和至少两个分电柜、每一个分电柜中安装至少一个电气设备的控制元件，每一个电气设备的控制元件和其控制的电气设备相连；主站可编程逻辑控制器PLC，位于搅拌站的主控柜中；至少两个从站PLC,每一个从站PLC分别位于其控制的搅拌站的分电柜上,每一个从站PLC通过总线通信连接所述主站PLC，并电气连接所在分电柜中的每一个电气设备的控制兀件。进一步所述的搅拌站控制系统，还包括每一个从站PLC与主站PLC之间，连接有 至少一级中间PLC，或者部分从站PLC与主站PLC之间，连接有至少一级中间PLC，每一个中间PLC位于一个中间分电柜中。更进一步所述的搅拌站控制系统，还包括至少一个气控箱，每一个气控箱中的各个机械设备的执行器件通过多心线缆分别和主控柜中对应机械设备的控制元件电气连接，各个执行器件对应机械设备的控制元件分别和主站PLC连接或者，包括至少一个气控箱，每一个气控箱中的各个机械设备的执行器件通过多心线缆分别和一个中间PLC中对应机械设备的控制元件电气连接，各个执行器件对应机械设备的控制元件分别和中间PLC连接。还或者，包括至少两个气控箱，所述至少两个气控箱分为两组，每一组中包括至少一个气控箱，其中第一组气控箱中，每一个气控箱的各个机械设备的执行器件通过多心线缆分别和一个中间PLC中对应机械设备的控制元件电气连接，各个机械设备的执行器件对应的控制元件分别和中间PLC连接；第二组气控箱中，每一个气控箱中的各个机械设备的执行器件通过多心线缆分别和主控柜中对应机械设备的控制元件电气连接，各个机械设备的执行器件对应的控制元件分别和主站PLC连接。本发明提供的搅拌站控制系统中，采用从站PLC对每一个分电柜进行本地控制，从而使主控柜与各分电柜之间的连接只有通讯总线，而主控柜与各个气控箱的连接采用多心线缆，每根多心线缆的一头与主控柜连接，一头连接相应的气控箱，多心线缆的两头做成简易插拔的接插头，这样在布线和搬迁的过程只需将插头拔下就可以。大大简化了搅拌站控制系统的布线，提高了系统的可靠性。
图I为现有搅拌站控制系统的结构示意图；图2为本发明实施例提供的一种搅拌站功能模块示意图；图3为本发明实施例针对图2所示搅拌站功能模块结构提供的控制系统结构示意图；图4为本发明实施例提供的搅拌站控制系统的结构示意图；图5为本发明实施例提供的分级控制的搅拌站控制系统的结构示意图。
具体实施例方式本发明实施例提供一种搅拌站的控制系统，在电气设备的控制部分采用分布式控制，对每个电气设备进行就地控制，也就是说在任何需要控制的地方装设从控制器，然后利用总线将各个从控制器与分别主控制器连接起来，从而简化搅拌站控制系统的布线，提高控制系统的可靠性并方便现场施工，下面先以一个具体示例进行说明。搅拌站的整体结构可以根据功能和位置划分为几大块骨料柜，添加剂、粉料、主机、空压机，螺旋柜，除尘柜等等，如图2所示，为搅拌站功能模块分布的一个具体示例，主控柜是整个搅拌站控制系统的核心，一般主控柜位于控制室内，其他所有的分电柜都与主控柜有联系，如果系统中包含有用户操作的触摸屏操作装置，则该装置也位于主控制室中，骨料分电柜在配料机下面，离主控室较远远，主要控制砂和石的配料过程。螺旋分电柜位于粉仓下面，主要控制水泥煤灰等粉料的输送控制。除尘分电柜位于粉仓的顶部，三楼气控箱主要控制控制系统所在主楼内所有的阀门和限位开关等机械设备，骨料气控箱控制骨料的各个门限位和阀限位等机械设备，破拱气控箱主要控制粉仓的粉料破拱。
在上面的各个功能模块中，骨料分电柜、螺旋分电柜和除尘分电柜这三个分柜中需要控制的点比较多，每一个控制点相当于一个电气设备，控制每一个电气设备所需的控制元件集中安装在分电柜中，如果采用现有技术，则主控柜需要分别连接到分电柜中的每一个电气设备的控制元件，从而可以向电气设备的控制元件发送控制信号，因此每一个分电柜与主控柜的连接线都比较多，整个控制系统的连线多而复杂，给现场施工带来极大不便,并且故障率也会随之升高。如图3所示，采用本发明的分布式控制系统后，可以利用安装在各个分电柜中的从站PLC对每一个分电柜控制 的电气设备进行就地控制，各从站PLC分别与主站PLC之间通过总线通信连接，接收来自主站PLC的控制信号，并根据接收的控制信号控制各个分电柜所控制的电气设备对应的控制元件。从站PLC的数量根据电气设备的现场控制需求来确定，搅拌站的控制中心都集中在主控柜，主站PLC安装在主控柜中，主控柜放置在控制室，其他工控机、打印机、监控显示器等电气设备都与主控柜中的主站PLC相连，也可以就近安装在控制室中。在骨料分电柜、除尘分电柜、螺旋分电柜中分别安装从站PLC，从站PLC分别和各自控制的电气设备的控制元件连接，这三个分电柜以及触摸屏箱体通过总线与主控柜中的主站PLC通信连接，这样，在主控柜与这每一个分电柜之间，直接连接就只有总线。气控箱和主控柜之间的连接还是采用现有的多心线缆相连，多芯线缆一端和主控柜中的控制元件连接，另一端和气控柜中控制元件对应的执行元件连接，主控柜中的控制元件分别连接到主站PLC，根据主站PLC的控制信号控制执行元件动作。可以选择的总线类型很多，例如可以采用现场PROFIBus总线。在上述控制系统中，主站PLC发布控制信号，通过寻址找到相应的从站PLC，然后从站PLC接收主站PLC的控制信号，响应控制信号对本地电气元件进行控制。当从站PLC需要向主站PLC发送反馈信号时，主站PLC同样会根据信号的地址来区分该信号来自哪个从站PLC，具体寻址方式以及控制信号的格式，依据采用的通信协议确定，为本领域技术人员所熟知，这里不再详细描述。在上述控制系统中，如果分电柜的数量比较多，则还可以采用分级控制，即在主站PLC和从站PLC中间增加至少一级中间PLC，整个控制系统从主控PLC至各个从站PLC呈树状结构，中间PLC起到传递通信信号的作用。根据上述示例可知，从站PLC的数量根据需要控制的分电柜数量灵活确定，下面结合附图详细说明本发明提供的搅拌站控制系统。如图4所示，为本发明提供的第一种搅拌站控制系统的结构示意图，包括多个电气设备，主控柜和至少两个分电柜、每一个分电柜中安装至少一个电气设备的控制元件，每一个电气设备的控制元件和其控制的电气设备相连，以及还包括主站PLC401，位于主控柜中；至少两个从站PLC(421、422、423...... 42η),每一个从站PLC分别位于一个分电
柜中，每一个从站PLC通过总线通信连接所述主站PLC401，并电气连接所在分电柜中的每一个电气设备的控制兀件。如果从站PLC数量较多，还可以采用中间PLC分级控制，级数和每一级中的中间PLC数量可以根据需要确定，即每一个从站PLC与主站PLC401之间，连接有至少一级中间PLC，或着部分从站PLC与主站PLC之间，连接有至少一级中间PLC中，每一个中间PLC位于一个中间分电柜中，如图5所示的一个示例中，增加两个中间PLC，形成两级控制，每一个从站PLC可以通过中间PLC级联到主站PLC，也可以直接连接主站PLC。例如图5中从站PLC (421 423)通过一个中间PLC与主站PLC连接，从站PLC (424 425)通过另一个中间PLC与主站PLC连接，从站PLC426直接连接主站PLC。通过一个中间PLC与主站PLC连接的多个从站PLC通常安装位置较近。一般的搅拌站控制系统中还包括一个或者多个气控箱，气控箱控制各个机械设备，本发明实施例中，气控箱中机械设备的执行元件对应的控制元件可以安装在主控柜上，即气控箱中的各个执行器件和主控柜中的对应控制元件通过多心线缆直接连接。气控箱中执行元件的控制元件也可以安装在中间PLC所在的中间控制柜中，则每一个气控箱中的各个执行器件通过多心线缆和位于中间控制柜中的控制元件相连。即气控箱的连接关系分为以下几种情况本发明提供的搅拌站控制系统包括至少一个气控箱，每一个气控箱中的各个机械设备的执行器件通过多心线缆分别和主控柜中对应的控制元件电气连接，各个机械设备的执行器件对应的控制元件分别和主站PLC连接；或者本发明提供的搅拌站控制系统包括至少一个气控箱，每一个气控箱中的各个机械设备的执行器件通过多心线缆分别和一个中间PLC中对应机械设备的控制元件电气连接，各个机械设备的执行器件对应的控制元件分别和中间PLC连接；或者本发明提供的搅拌站控制系统包括至少两个气控箱，至少两个气控箱分为两组，每一组中包括至少一个气控箱,其中第一组气控箱中，每一个气控箱的各个机械设备的执行器件通过多心线缆分别和一个中间PLC中对应机械设备的控制元件电气连接，各个机械设备的执行器件对应的控制元件分别和中间PLC连接；第二组气控箱中，每一个气控箱中的各个机械设备的执行器件通过多心线缆分别和主控柜中对应机械设备的控制元件电气连接，各个机械设备的执行器件对应的控制元件分别和主站PLC连接。本发明提供的搅拌站控制系统中还可以包括有可视界面操作装置和工控机，则分别通过总线连接主站PLC。可视界面操作装置可以为触摸屏可视界面操作装置。本发明提供的搅拌站控制系统，根据配置需要，分电柜一般包括以下类型骨料分电柜、除尘分电柜或者螺旋分电柜；气控箱一般包括以下类型骨料气控箱、破拱气控箱。对于气控箱来说，多心线缆的一端通过接插头和各个执行器件连接，另一端通过插头和各个执行器件对应的控制元件连接，可以方便拆卸。本发明提供的搅拌站控制系统中，采用从站PLC对每一个分电柜进行本地控制，从而使主控柜与各分电柜之间的连接只有通讯线，而主控柜与各个气控箱的连接采用多心线缆，每根多心线缆的一头与主控柜连接，一头连接相应的气控箱，多心线缆的两头做成简易插拔的接插头，这样在布线和搬迁的过程只需将插头拔下就可以。大大简化了搅拌站控制系统的布线，提高了系统的可靠性。 显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也 意图包含这些改动和变型在内。
权利要求
1.一种搅拌站控制系统，包括多个电气设备，主控柜和至少两个分电柜、每一个分电柜中安装至少一个电气设备的控制元件，每一个电气设备的控制元件和其控制的电气设备相连，其特征在于，还包括 主站可编程逻辑控制器PLC，位于所述主控柜中； 至少两个从站PLC，每一个从站PLC分别位于一个分电柜中，每一个从站PLC通过总线通信连接所述主站PLC，并电气连接所在分电柜中的每一个电气设备的控制元件。
2.如权利要求I所述的搅拌站控制系统，其特征在于，还包括每一个从站PLC与主站PLC之间，连接有至少一级中间PLC，或者部分从站PLC与主站PLC之间，连接有至少一级中间PLC,每一个中间PLC位于一个中间分电柜中。
3.如权利要求I所述的搅拌站控制系统，其特征在于，还包括至少一个气控箱，每一个气控箱中的各个机械设备的执行器件通过多心线缆分别和主控柜中对应机械设备的控制元件电气连接，各个执行器件对应机械设备的控制元件分别和主站PLC连接。
4.如权利要求2所述的搅拌站控制系统，其特征在于，还包括至少一个气控箱，每一个气控箱中的各个机械设备的执行器件通过多心线缆分别和一个中间PLC中对应机械设备的控制元件电气连接，各个执行器件对应机械设备的控制元件分别和中间PLC连接。
5.如权利要求2所述的搅拌站控制系统，其特征在于，还包括至少两个气控箱，所述至少两个气控箱分为两组，每一组中包括至少一个气控箱，其中 第一组气控箱中，每一个气控箱的各个机械设备的执行器件通过多心线缆分别和一个中间PLC中对应机械设备的控制元件电气连接，各个机械设备的执行器件对应的控制元件分别和中间PLC连接； 第二组气控箱中，每一个气控箱中的各个机械设备的执行器件通过多心线缆分别和主控柜中对应机械设备的控制元件电气连接，各个机械设备的执行器件对应的控制元件分别和主站PLC连接。
6.如权利要求I 5任一所述的搅拌站控制系统，其特征在于，还包括至少一个可视界面操作装置，通过总线连接所述主站PLC ； 工控机，通过总线连接所述主站PLC。
7.如权利要求6所述的搅拌站控制系统，其特征在于，所述可视界面操作装置为触摸屏可视界面操作装置。
8.如权利要求2 5任一所述的搅拌站控制系统，其特征在于，所述分电柜至少包括 骨料分电柜、除尘分电柜或者螺旋分电柜；以及 所述气控箱至少包括骨料气控箱、破拱气控箱。
9.如权利要求2 5任一所述的搅拌站控制系统，其特征在于，所述多心线缆的一端通过接插头和各个机械设备的执行器件连接，另一端通过插头和各个机械设备的执行器件对应的控制元件连接。
10.如权利要求I 5任一所述的搅拌站控制系统，其特征在于，所述总线包括现场PROFIBus 总线。
全文摘要
本发明涉及控制技术，特别涉及一种搅拌站的控制系统，用以实现搅拌站各个控制点的分布式控制，从而简化控制系统的布线，以提高控制系统的可靠性。一种搅拌站控制系统，包括主站可编程逻辑控制器PLC，位于搅拌站的主控柜中；至少两个从站PLC，每一个从站PLC分别位于其控制的搅拌站的分电柜上，每一个从站PLC通过总线通信连接所述主站PLC。
文档编号B28C7/02GK102615714SQ20121006509
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月13日 优先权日2012年3月13日
发明者李博, 李学俊, 蒋博韬, 邓小梅, 齐华 申请人:中联重科股份有限公司