机械研究论文格式范文参考

　　随着我国经济和社会的全面快速发展，混凝土作为路桥、建筑行业的必需品其质量要求越来越高，同时由于“绿色、高性能、高强”的发展趋势以及轻型混凝土的广泛使用，工地自行生产混凝土已经渐渐被混凝土搅拌站取代。具有自动控制功能的混凝土搅拌站的混凝土优质、成本低廉、高效环保，其显著的优点已经成为混凝土生产的必然趋势。

　　【摘要】经济社会的飞速发展带动了路桥、建筑行业的飞速发展。混凝土已经由工地自行生产逐渐转向混凝土搅拌站的生产。本文首先对传统混凝土搅拌站进行了分析介绍，然后结合现有技术发展对基于PLC和工控机的混凝土搅拌站测控系统进行了详细研究，利用先进的计算机技术使得混凝土搅拌站在实时性、高效性和可靠性方面大大提高。

　　【关键词】混凝土,搅拌站,工控机

　　1混凝土搅拌站概述

　　1.1混凝土搅拌站分类

　　混凝土搅拌站的发展方向是自动化、机械化。按照移动性大体可以分为三种类型：

　　1.1.1固定式搅拌站

　　固定式搅拌站是生产量大、生产能力强、生产质量好的具有自动化的大型混凝土搅拌站。它的主要销出对象为大型预制构件厂以及水利项目的工程工地，其配套设备包括搅拌机、原料贮存设备、计量设备和输送设备。但是由于固定式搅拌站不便迁移，所以限制了其适用的范围。

　　1.1.2装拆式搅拌站

　　装拆式搅拌站是可以拆装的变电站，其建设周期短，经济性好，自动化程度高。它主要的销出对象为对混凝土需求量不是很大的工地，也就是适用于中小型的建筑工地，由于其可拆装性好，生产效率较固定式搅拌站有所降低。

　　1.1.3移动式搅拌站

　　移动式搅拌站较装拆式搅拌站而言可移动性更好，适用于道路、桥梁等临时性较强的工地中，其生产效率是三者中最低的，但是其突出的机动性使得移动式变电站在混凝土搅拌站中不可或缺。

　　1.2混凝土搅拌站结构组成

　　凝土搅拌站是一种在建筑、道路、桥梁、大坝等施工中行业中必备的施工机械，是比较复杂的机电一体化设备，由搅拌主机、骨料系统一、粉料系统、供水系统、外加剂系统、气动系统和控制系统等组成。

　　1.2.1运输设备

　　运输设备是混凝土搅拌站不可或缺的部分，包括带式输送机、斗式提升机和螺旋输送机等。运输设备的主要运输对象包括骨料、水泥和机械设备。其中骨料的运输主要依靠皮带机，而水泥的运输按照其方式的不同分为机械运输和气力运输。机械运输主要是将水泥进行物理位置上的移动，包括提升和输送，气力运输主要是让水泥悬浮于空气中进行混合输送。

　　1.2.2料斗设备

　　料斗设备与通常所说的原料的贮存场所有所不同，它是混凝土生产过程中非常重要的环节，是工艺设备的重要组成。料斗设备与自动称共同为混凝土搅拌过程配料，使得混凝土各组成成分的比例达到要求，由于其制造材料的不同，料斗设备可以分为钢制料斗、钢筋混凝土料斗和木料斗。

　　1.2.3配料设备

　　配料设备为混凝土生产过程中各种混合原料进行合理的配比，而配比直接影响着混凝土的强度和质量，因此配料设备是混凝土搅拌站非常重要的设备，也是保证混凝土优质的重要环节。配料设备由于其重要性所以对其精度要求很高，同时也需要较高的生产效率，包括贮料斗，给料机和称量设备。

　　秤斗根据物料的不同而不同，水泥、水等液体的秤斗大多为圆饼形，而方形秤斗一般用于骨料的称量。秤斗的斗门处都配备有密封作用的橡皮垫。秤斗采用三点悬挂式，其中传感器是其中必不可少的设备。

　　1.2.4搅拌设备

　　搅拌设备是对混凝土进行加工搅拌的机械设备，对其要求包括使搅拌物均匀混合，对不同强度、硬性的混凝土均有高效、迅速、均匀的搅拌效果。搅拌设备有6个工作状态，包括原材料准备、原材料计量、骨料输送、原材料卸料、搅拌和成品卸料阶段。

　　1.3混凝土搅拌站工作原理

　　混凝土搅拌站的工作流程包括骨料配比、配料配比、搅拌和卸料四个部分。骨料由配料站骨料仓卸料门卸入骨料计量斗中计量，计量好后卸到运输设备平皮带上，再由平皮带送到斜皮带机上，斜皮带机输送至搅拌机上部的待料斗等待指令，同时水泥及粉煤灰等由运输设备螺旋机送到各自的计量斗进行计量，水和其他外加剂也分别由水泵及外加剂泵送到各自的计量斗中进行计量[2]。当所有的物料都计量完毕之后，接收到控制命令按照要求的配比顺次投料到搅拌机中进行搅拌，达到搅拌时间之后，将搅拌机的卸料门打开，混凝土经卸料斗至搅拌运输车中，下一个工作循环开始。

　　2混凝土搅拌站测控系统结构

　　2.1PLC与工控机简介

　　可编程逻辑控制器（PLC）是随着计算机的发展而发展起来的，其基本思想是将计算机和继电器的优点相结合，形成操作简单、功能完善的系统。可编程逻辑控制器要求其硬件具有通用的规约。其软件是根据用户的需求写入控制器的。随着计算机技术的飞速发展，半导体的广泛使用使得PLC使用大规模甚至超大规模的集成电子电路进行其功能的实现，当然功能上也不仅仅局限于逻辑控制，优质的数据通信和共享使得其在性能上有了飞跃。

　　由于处理数据量较大，考虑到实时性的因素，工控机应运而生，其友好的人机互动界面和简单方便的操作使工控机已成为混凝土搅拌站的重要组成。

　　2.2系统设计

　　计算机通过与PLC进行数据和信息的实时通讯，完成数据和信息的采集、处理和共享。计算机既可以完成对PLC数据区数据的读取，同时也可以完成对PLC程序的监控，对于程序出现的问题及时报警处理。PLC与计算机的结合应用，使得混凝土的配比参数、混合情况和搅拌情况能够实时反映给运行人员，方便运行人员及时调整参数，并且使出现的报警或者故障能够得到及时有效的处理。友好的人机对话界面是混凝土搅拌站实现机械化、自动化和智能化的基础。从工控机得到的原始数据，通过通信技术到达PLC控制器，而这所有的过程都是由计算机网络提供数据和信息通道，从而形成了上位机工控机、下位机PLC和计算机通讯的高效优质控制网络。

　　本文中的混凝土搅拌站硬件部分主要包括工控机和称量设备。该系统的硬件设计满足骨料、水泥称量的精确度小于1%，水称量的精确度小于0.5%，添加剂称量的精确度小于0.1%。

　　上位机工控机是通过人机友好的图形界面实现数据的传输、显示和监控。工控机是与实际工况结合最为紧密的部件，对于跟踪监测搅拌站的生产过程、控制管理以及机械自动化意义重大。

　　下位机PLC通过实时接收数据和信息，进行在线监测、处理、分析和控制，其采用的操作系统为Windows，可以实现对搅拌站的实时高效监控。

　　3总结

　　本文对基于PLC和工控机的混凝土搅拌站测控系统进行了具体分析，该站控系统由于其可视化的人机友好界面、高效的计算机网络实时监控，已成为搅拌站系统的发展趋势。由于工控机和PLC的应用，使得混凝土搅拌站在硬件上更加简单，且适应各种工况，同时在软件方面具有高可靠性以及强灵活性的优点，两者在搅拌站的配合也使得运行人员的操作更为简单和方便。结合强大的数据处理、分析和传输技术，实时的监控能力，高效的通讯技术和先进的机械自动化技术，基于PLC和工控机的混凝土搅拌站测控系统运行效果良好，其混凝土在满足用户各种需求的基础上具有非常高的质量保证。

　　参考文献：

　　[1]王立明.基于PLC和工控机的混凝土搅拌站.西安建筑科技大学[M]，2006.

　　[2]周秀君.基于PLC的混凝土搅拌站控制系统设计.广东工业大学[M]，2008.

　　[3]王立明，严洁，陈国将.基于PLC和工控机的混凝土搅拌站控制系统[J].西北水利发电，2006（2）