PLC在混凝土攪拌站中的應用設計【優(yōu)秀畢業(yè)論文 答辯通過】

需要購買對應 紙 咨詢 14951605 無錫 太湖學院本科畢業(yè)設計（論文） 誠 信 承 諾 書 本人鄭重聲明：所呈交的畢業(yè)設計（論文） 混凝土攪拌站中的應用 是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的成果，其內(nèi)容除了在畢業(yè)設計（論文）中特別加以標注引用，表示致謝的內(nèi)容外，本畢業(yè)設計（論文）不包含任何其他個人、集體已發(fā)表或撰寫的成果作品。 班 級： 機械 94 c 學 號： 0951295 c 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 I 無錫 太湖學院 信 機 系 機械工程及自動化 專業(yè) 畢 業(yè) 設 計論 文 任 務 書 一、題目及專題： 1、 題目 混凝土攪拌站中的應用 , 2、專題 ， , 二、課題來源及選題依據(jù) 自從 60 年代 世以來經(jīng)過 50 多年的發(fā)展 術(shù)已經(jīng)成功的運用到了工業(yè)領(lǐng)域 ， 經(jīng)過實踐證明使用 作系統(tǒng)可以提高生產(chǎn)效率、減少操作誤差還能確保生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量。 本課題研究內(nèi)容是利用 術(shù)，使混凝土攪拌站實現(xiàn)全自動地配制各種強度的混凝土 。 。 混凝土的強度不同是由于配制混凝土的原料的比例不同而配制，而 一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸 出，控 制 混凝土 生產(chǎn)過程。 從而可以符合國家標準的混凝土。 ， 三、本設計（論文或其他）應達到的要求： 按混凝土標號的國家標準，在 先輸入不同標號混凝土的水泥、砂、石子和水的比例 。 ， 據(jù)預先在計算機中輸入 1子、石子和水的用量，再乘以用戶指定混凝土的數(shù)量從而計算出水泥、砂、石子用量。制水泥料倉、配料站和電磁流量計（電磁閥）控制物料的重量。 ， 水泥料倉中的螺旋輸送機發(fā)出信號，螺旋輸送機開始工作，輸出指定量的水泥，同時配料站輸出指定量的砂子、石子。材料通過皮帶輸送進混凝土攪拌機中。這時 始控制水的注入，到達指定量后電磁閥關(guān)閉?；炷翑嚢铏C開 始工作。時間到后混凝土攪拌機倒出攪拌好的混凝土。 ， 四、接受任務學生： 機械 94 班 姓名 孫天奇 五、開始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、設計（論文）指導（或顧問）： 指導教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 學科組組長研究所所長 簽名 系主任 簽名 2012 年 11 月 12 日 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 要 混凝土攪拌站是隨著水泥的誕生而產(chǎn)生和發(fā)展的。它是建筑、橋梁、道路、大壩等工程施工中的必備設備，它由貯料、配料、攪拌、放料等結(jié)構(gòu)部件組成，是一個受多環(huán)節(jié)制約的復雜系統(tǒng)。而隨著我國經(jīng)濟建設的高速發(fā)展，綜合國力不斷增強，國家對基礎(chǔ)設施建設的投資力度加大，拉動了城市商品混凝土的高速發(fā)展，同時，使混凝土攪拌站有了較大的發(fā)展空間，最初攪拌站僅以單機的形式出現(xiàn)，混凝土自拌自用，隨著基礎(chǔ)設施建設大規(guī)模的開展，產(chǎn)生了很大的商品混凝土市場，攪拌站的需求越來越大，計量要求越來越高，于是出現(xiàn)了各種不同形式帶有計量裝置的攪拌站，從而 產(chǎn)生了現(xiàn)代的混凝土攪拌站。 常見的混凝土攪拌站控制方式有繼電器直接控制、 計算機結(jié)合以及 配料控制器結(jié)合 3 種控制方式。采用 配料控制器結(jié)合控制的攪拌站性能可靠、性價比高，可以保證混凝土的質(zhì)量，提高混凝土生產(chǎn)效率。作為混凝土攪拌站的核心，控制及監(jiān)控程序在計量精確、控制可靠、管理方便等方面的要求也日益提高。 本文針對 配料控制器結(jié)合控制的攪拌站來設計其控制及監(jiān)控程序設計中主要要完成的任務有系統(tǒng)構(gòu)造、 I/O 分配、工作流程圖及 序的編寫。本程序通過控制發(fā)電機運轉(zhuǎn)、皮帶啟動、螺旋 輸送機的運行等方面控制混凝土攪拌站的運行。 關(guān)鍵詞 ：混凝土攪拌站； I/O 分配；可編程控制器（ 自動控制 of It is of Its it is a to of s s to s of so in of of a of so of be of LC LC a of of is of As of in is LC of to In a / O LC LC / O ( 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 V 目 錄 摘 要 . . 緒論 . 1 課題研究的內(nèi)容和意義 . 1 內(nèi)研究以及混凝土攪 拌機的現(xiàn)狀和國內(nèi)市場分析 . 1 外 展狀況 . 1 內(nèi) 展狀況 . 2 課題應達的要求 : . 2 2 混凝土攪拌站設備 . 3 泥的運輸、存儲 . 3 泥罐車 . 3 泥料倉 . 5 料罐 . 5 頂收塵機 . 6 力安全閥 . 6 灰管 . 7 位指示器 . 7 動蝶閥 . 7 料罐 . 7 拱裝置 . 7 修梯子 . 7 體 . 7 腿 . 8 泥料倉的工作原理 . 8 料站 . 8 料稱量 . 8 重傳感器 . 9 料輸送系統(tǒng) . 10 料輸送 . 10 料輸送 . 10 體輸送 . 10 凝土攪拌機 . 11 3 混凝土攪拌站 序設計 . 12 凝土攪拌站接線 圖 . 12 器控制構(gòu)成 . 14 工作原理 . 15 編程控制器的選用及組態(tài)軟件的選擇 . 17 擬輸入量包括砂子、石子等重量 . 17 （ M）的使用概況 . 23 4 混凝土攪拌站控制系統(tǒng)設計 . 24 5 混凝土配合比計算 . 26 凝土配制強度計算 . 26 灰比計算 . 26 水量計算 . 26 硬性和塑性混凝土用水量的確定 . 27 動性和大流動性混凝土的用水量宜按下列步驟計算 . 27 泥用量計算 . 27 粗骨料和細骨料用量的計算 . 27 6 結(jié)論與展望 . 29 結(jié)論 . 29 不足與展望 . 29 致 謝 . 30 參考文獻 . 31 附 錄 . 32 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 1 1 緒論 課題研究的內(nèi)容和意義 在建筑行業(yè)中使用最多的材料是各種強度的混凝土。不同強度的混凝土是由不同比例的水泥、砂子、石子和水混合攪拌而成。本課題研究內(nèi)容是利用 術(shù)，使混凝土攪拌站實現(xiàn)全自動地配制各種強度的混凝土?，F(xiàn)在國內(nèi)的混凝土的運算制作大部分是由人工完成的，理論上 以代替人工運算混凝土的配合比以及對原材料的稱重。使用 術(shù)不僅可以提高生產(chǎn)效率，而且還能減輕工人勞動強度，并確保生產(chǎn)的混凝土符合國家標準。 內(nèi)研究以及混凝土攪拌機的現(xiàn)狀和國內(nèi)市場分析 56 攪拌站生產(chǎn)在國外一般生產(chǎn)力 50 m3/h300 m3/h， 對商品混凝土攪拌站的生產(chǎn) ， 是相對常見的應用 ， 特別是在大的項目中采用。 自 20 世紀 50 年代 以來 ， 混凝土攪拌站的生產(chǎn)開始獨立的研究和開發(fā)過程中 ， 選擇的類型和主要技術(shù)參數(shù)主要是基于用戶需求和借鑒外國產(chǎn)品自由州。 GB 88“ 混凝土攪拌站 (F)類別 ” 和 88“ 混凝土攪拌站技術(shù) ”， 的頒布實施 ， 混凝土攪拌站 (F)在開發(fā)和生產(chǎn)的標準管理的軌道 ， 為我們的混凝土攪拌站的職業(yè)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。技術(shù)標準和要求的標準在預拌混凝土 ， 混凝土攪拌站技術(shù)指標都已達到發(fā)達國家的水平?，F(xiàn)在國內(nèi)生產(chǎn)的混 凝土攪拌站質(zhì)量的迅速提高 ， 并逐步取代原來的進口中國制造的混凝土攪拌站主導地位主導國內(nèi)站 ， 混合控制系統(tǒng)也得到了快速發(fā)展。國內(nèi)制造商的大型混凝土攪拌站包括 ： 三一重工 、 奇美珠海、上海華劍 、 南路機器。 80 年代 ， 中國混凝土機械有兩個戰(zhàn)略調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、行業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用 ： 第一是年代初期升級混凝土攪拌機由雙錐逆向轉(zhuǎn)換 ， 垂直和水平軸強制類型混凝土攪拌機替代鼓式混合機 ， 現(xiàn)在這三個系列產(chǎn)品 ， 技術(shù)性能已達到國外同類先進水平模型 ，從質(zhì)量數(shù)量基本滿足國內(nèi)需求 ； 二是 “ 發(fā)展一個站三車 ” 階段 (即混凝土攪拌 ， 混凝土攪拌車 ， 混凝土泵車臂和散裝水泥運輸車 )。 所以 ， 我們的國家充滿了新的混凝土機械有前途的策略來促進混凝土機械行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整的第二反映混凝土機械行業(yè)穩(wěn)定的、可持續(xù)的、全面發(fā)展的深層次需求。及時引進外國先進的混凝土泵和混凝土攪拌卡車技術(shù) 、 科研機構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)通過聯(lián)合開發(fā) 。 所以 ， 我們的商品混凝土機械的設計、制造能力和水平有了很大提高 ， 一些產(chǎn)品已批量生產(chǎn) ， 其技術(shù)水平與世界水平同步 ， 減少進口的今天 ， 節(jié)約外匯 ， 取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。在 第十二五 甚至 2010 年期間 ， 中國建造大量的關(guān)鍵項目 ， 但是也有很多城市道路、城市住宅開 發(fā)建設 ， 需要大量的混凝土。所以現(xiàn)在是一個有利時機發(fā)展混凝土機械作為一個 “ 一站式三車 ” 在一個工廠 ， 混凝土攪拌站占據(jù)著舉足輕重的地位。 無錫太湖學院學士學位論文 外 展狀況 1969 年問世以來，雖然至今還不到 50 年，以其具有通用靈活的控制性能，簡單方便的使用性能， 及 可以適應各種工業(yè)環(huán)境的 高 可靠性， 在 各工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應用 ，且市場份額每年都在增加 。 1970 1980 年： 結(jié)構(gòu)定型階段。在這一階段，由于 誕生，各種類型的順序控制器不斷出現(xiàn)，但迅速被淘汰。最終以微處理器為核心的現(xiàn)有 構(gòu)形成，取得了市場的認可。 1980 1990:年： 普及階段。在這一階段， 生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，價格不斷下降， 迅速普及，并且形成了固定 I/O 點型、基本單元加擴展塊行、模塊化結(jié)構(gòu)型這三種延續(xù)至今的基本結(jié)構(gòu)模型。 1900 2000 年： 高性能與小型化階段， 應用范圍由單一的順序控制向現(xiàn)場控制拓展。 34根據(jù) 調(diào)查和估計， 1997 年全球 的軟 場有 3 千 6 百萬美元，到 2000年 市場達 到了 1 億 4 千 5 百萬美元， 2001 年差不多又增長了一倍。 目前， 歐美等西方國家都把軟 為一個重點投資對象進行研究開發(fā)。工業(yè)領(lǐng)域已經(jīng)開始使用軟 品，而且軟 市場需求量也在不斷的增長 。 內(nèi) 展狀況 應用在 1990 年左右就已經(jīng)傳到中國了，但是制作 術(shù) 大約在 1996 年以后才被介紹到國內(nèi)來。目前國內(nèi)的一些工控方面的公司及研究機構(gòu)在這方面也開展了部分基礎(chǔ)技術(shù)研究工作，但起步較晚， 現(xiàn)在還沒有一家公司或機構(gòu) 可以推出比較完整的產(chǎn)品。 國內(nèi)有一些著名的自動化軟件公司 （如北京亞控自動化軟件科技有限公司）正在研究開發(fā)具有自主版權(quán)的中文軟 品，另外也有一些自動化工程公司 開始代理銷售這些商用化的軟 品。我國自行開發(fā)的 統(tǒng)，如上海自儀公司的 00，選用法國 司的符合 美國的強實時操作系統(tǒng)總的研究情況來看，目前國內(nèi)軟 技術(shù)與國外相比，技術(shù)水平相差很大。 課題應 達的要求 : 因為 以 內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出 。所以可以將預先算好的數(shù)值輸入進機器中，當操作現(xiàn)場需要進行混凝土的制作是 以按照預先的輸入的數(shù)值控制混凝土攪拌站的工作。 1、按混凝土標號的國家標準，在 先輸入不同標號混凝土的水泥、砂、石子和水的比例 2、在觸摸屏上輸入混凝土的強度和數(shù)量； 據(jù)預先在計算機中輸入的 1混凝土需要用到的水泥、砂子、石子和水的用量，再乘以用戶指定的混凝土的數(shù)量從而計算出水泥、砂、石子用量。 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 3 3、 制水泥料倉、配料站和電磁流量計（電磁閥）控制物料的重量。 4、用戶從觸摸屏輸入信息， 水泥料倉中的螺旋輸送機發(fā)出信號，螺旋輸送機開始工作，輸出指定量的水泥，同時配料站輸出指定量的砂子、石子。材料通過皮帶輸送進 10混凝土攪拌機中。這時 始控制水的注入，到達指定量后電磁閥關(guān)閉?；炷翑嚢铏C開始工作。時間到后混凝土攪拌機倒出攪拌好的混凝土。 2混凝土攪拌站設備 78 混凝土攪拌站是由最基本的組成部分是由五個部分組成的：運輸設備（傳送帶）、料斗設備（石子倉、砂倉）、稱量設備（水泥秤 、水秤、添加劑秤）和輔助設備。如圖 圖 凝土攪拌站示意圖 泥的運輸、存儲 泥罐車 水泥罐車混凝土是由水泥、砂子、石子和水經(jīng)過攪拌而成常用建筑材料，砂子、石子不怕潮濕暴曬因此可以露天存放。水泥為粉狀水硬性無機膠凝材料。能夠在空氣中或者在水中更好的硬化，未加工的水泥為粉狀，易受潮。因此水泥運輸儲藏需要特殊的設備，水泥罐車便是運輸水泥的特殊機械設備。 水泥罐車由專用汽車底盤、散裝水泥車罐體、氣管路系統(tǒng)、傳動裝置等四部分組成，工作動力從汽車變速箱中引出，通過取力器傳動裝置驅(qū)動空壓機，產(chǎn)生的壓縮空氣經(jīng)控制管路進入氣室內(nèi)，使管內(nèi)粉粒物料產(chǎn)生流態(tài)化現(xiàn)象。當壓力達到 ，打開料蝶閥，實現(xiàn)卸料。 無錫太湖學院學士學位論文 體 罐體總成主要由筒體、加料口、流態(tài)化床、出料管總成、進氣管及其他附件組成。如圖 2體為直筒圓柱式結(jié)構(gòu)，其制作工藝良好，能實現(xiàn)埋弧焊接，筒體采用 5質(zhì)鋼板卷制而成，兩端采用 6標準橢圓封頭，焊接牢固，具有整體強度高、剛性好、承壓好、使用性能好等特點。罐體為單倉兩氣室結(jié)構(gòu)，罐內(nèi)流化床寬度適中，布置合理，能有效的縮短卸料時間、提高罐體的容積利用率，降低了?；衣?；在罐體頂部揩油兩個進料口，打開進料口入孔蓋一方面可以向罐內(nèi)加料，另一方面在罐內(nèi)需要檢修時方便人員進出。 圖 體 1、筒體； 2、加料口 ； 3、出料管總成； 4、流態(tài)化床； 5、進氣管 裝水泥車系統(tǒng)工作原理和過程 充氣式踏下離合器踏板，切斷動力，撥動電開關(guān)，接通電磁氣閥，在氣壓的推動下使取力器和齒輪進入嚙合位置，慢慢放松離合器踏板，接通動力，由取力箱經(jīng)傳動軸帶動空壓機 11 開始運轉(zhuǎn)。打開球閥，壓縮空氣經(jīng)止回閥、安全閥及以上兩只球閥充入罐內(nèi)。 當壓力表顯示罐內(nèi)壓力達到 ，打開蝶閥卸料。在輸送管被粉料堵塞時，可打開球閥，使壓縮空氣進入二次吹氣總成，排除堵塞。這樣可保證順利卸料。止回閥可防止粉料倒流管道。 當罐內(nèi)壓力達到 ，安全閥將自動打開向外排氣。卸料完畢后，罐體內(nèi)還殘余部分剩余氣體，這是可以打開卸壓管路，實現(xiàn)卸壓的功能。 水泥罐車的卸料 包括設在水泥 罐 出口的料斗和控制閘閥 。 控制閘閥是一個氣動電磁式的控制閥，上接料斗下通閥口，閥口下設有導流管 ，引入裝車頭，控制閥的進氣嘴與低壓氣源氣管相接，接入水泥庫底內(nèi)的防堵氣管與高壓氣源相接 。 像水泥罐車這樣的設計在極大程度上減少了工人接觸水泥的機會。這樣可以近最大可需要購買對應 紙 咨詢 14951605 5 能的減少的矽肺病的幾率。我們都知道矽肺病是由于長期過量吸入含結(jié)晶型有利二氧化硅的巖塵所引起的尖肺病，而一般土木建筑工程通常采用的水泥是指： 定的六大類水泥，即硅酸鹽水泥、普通硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥、火山灰質(zhì)硅酸鹽水泥、粉煤灰硅酸鹽水泥和符合硅酸鹽水泥。所以不管用六大類通用水泥的哪一種都是硅酸鹽型的水泥，水泥罐車能盡量保證工人的生產(chǎn)作業(yè)安全。水泥罐車的卸料過程是從一個密閉的罐體向另一個密閉的罐體輸送的過程，這樣可 以減少由于運輸而造成的不必要的浪費節(jié)約了成本也節(jié)約了材料提高了水泥的利用率。由于是單倉兩氣室結(jié)構(gòu)，再加上有兩個進料口和水泥粉末通過空氣壓力的流動有效的減少了水泥在水泥罐中的堆積，而且采用標準橢圓封頭，能夠有效的提高罐體的容積率，在單次運輸中可以運輸更多的物料，減少運輸費用和成本。 泥料倉 水泥料倉的示意圖如圖 圖 泥料倉 1、倉頂收塵器； 2、壓力安全閥 3、阻旋式料位指示器； 4、倉體； 5、檢修梯子； 6、吹灰管； 7、助流氣墊； 8、手動蝶閥； 9、支腿 料罐 粉料罐是儲存粉狀物料的筒倉，儲存如水泥、摻合料（粉煤灰、礦粉、沸石粉和硅灰）、干式粉狀添加劑等。按容積的不同分別有不同規(guī)格的粉料罐，如 50t、 100t、 200t、 250t、300t 等，以滿足不同的使用需要?？蛇\輸?shù)姆哿瞎抟话闳莘e為 50t、 100t。在此水泥料倉的設計中該粉料罐的容量為 50t。 無錫太湖學院學士學位論文 粉料罐的基本結(jié)構(gòu)是由倉頂收塵機、壓力安全閥、阻旋式料位指示器、倉體、檢修梯子、吹灰管、助流氣墊、手動蝶閥和支腿構(gòu)成。 粉料罐是在水泥料倉中最重要的一個部件。首先它的設計需要合理，粉料罐是需要垂直豎立在地面上的，因此它的底部受力最大，頂部受力最小。圓柱型的結(jié)構(gòu)則是要求了再同一平面內(nèi)罐體的受力均勻。這里就需要用淬火工藝，鋼進行淬火加熱的目的是為了獲得狹小而均勻的奧氏體，使淬火后得到細小而均勻的馬氏體。不同鋼號的鋼獲得馬氏體的能力是有區(qū)別的（鋼的淬透性：淬透性表明了鋼在淬火時獲得馬氏體的能力，在規(guī)定條件下，它決定了鋼材淬硬升讀和硬度分布的特性）。常用淬透性的評定方法是臨界直徑測定法。鋼材在某種介質(zhì)中淬冷后，心部得到全部馬氏體或 50%馬氏體組織時的最大直徑稱為臨界直徑。臨界直徑越大，表明鋼的淬透性越高。表 2常用鋼的臨界直徑。 表 2用鋼的臨界直徑 鋼號 臨界直徑 /冷 油冷 45 13 0 11 17 6 12 0 15 L 20 灰比計算 混凝土水灰比按下式計算： （ 其中： ， 回歸系數(shù) 按下表 5取。 表 5歸系數(shù)和選用表 石子品種 碎石 石 水量計算 每立方米混凝土用水量的確定，應符合下列規(guī)定： 需要購買對應 紙 咨詢 14951605 27 硬性和 塑 性混凝土用水量的確定 根據(jù)所用骨料的種類、最大粒徑及施工要求的 粒徑及施工要求的混凝土拌合物 稠 度，其用水量按下兩表選?。?表 5硬性混凝土的用水量 拌合物稠度 卵石最大粒徑 石最大粒徑 目 指標 10 20 40 16 20 40 維勃稠度 （ s） 1620 175 160 145 180 170 155 1115 180 165 150 185 175 160 510 185 170 155 190 180 165 表 5性混凝土的用水量 拌合物稠度 卵石最大粒徑 石最大粒徑 目 指標 10 20 0 16 20 0 坍落度 （ 1030 190 170 160 150 200 185 175 165 3550 200 180 170 160 210 195 185 175 5570 210 190 180 170 220 205 195 185 7590 215 195 185 175 230 215 205 195 動性和大流動性混凝土的用水量宜按下列步驟計算 1）按上表中坍落度 90用水量為基礎(chǔ)，按坍落度每增大 20水量增加 5算出未摻外加劑時的混凝土的用水量； 2）摻外加劑時的混凝土用水量可計算： （ 其中： 摻外加劑時，每 1凝土的用水量 (kg/； 摻外加劑時，每 1凝土的用水量 (kg/； 外加劑的減水率 （ %） ， 應經(jīng)試驗確定 。 泥用量計算 （ 未保證混凝土的耐久性，由上式計算求得的還應滿足相關(guān)規(guī)定的最小水泥用量，如計算所得的水泥用量小于規(guī)定的最小水泥用量時，應取規(guī)定的最小水泥用量值。 粗骨料和細骨料用量的計算 查表法 根據(jù)骨料的種類、最大粒徑、水灰比按表 5用 表 5灰