欧姆龙CP1H及NT631控制系统在沥青混凝土再生设备中的应用

一、引言
随着公路建设的不断发展，中国公路的通车里程快速增加。许多早期建成的沥青路面进入大修养护期，铣刨出大量的旧沥青混合料。为了合理利用这些旧沥青混合料，节约能源。笔者公司技术人员采用国内外成熟的沥青热再生技术。设计、生产出对路面进行再生维修的一系列设备。其中ZLB60沥青混凝土再生设备能将铣刨出来的旧沥青混合料经过筛分、加热、暂存、计量后按不同的配合比加入沥青搅拌站的搅拌器中。与新料均匀混合。生产出符合施工要求的优质沥青混合料。这种设备是沥青拌和设备的配套产品。其控制涉及称量、测量、动力、燃烧器、除尘环保、电气控制、机械控制、气压传动等诸多方面。每个控制环节都必须确保无误才能保证整台设备的正常运行；同时还要求与配套沥青拌和设备联机互动、故障锁定，如果某一工作部位出现故障。2套系统能够停机热等待，在故障解除后仍能继续工作。PLC控制系统是协调、有序地进行各项工作的关键。本文将着重介绍陆德ZLB60沥青再生设备控制系统的自动配料系统的设计。
二、工作原理及硬件配置
1.工作原理
再生料通过配料机斗进入烘干筒，加热到一定温度后被送入提升机，再由提升机运入暂存仓中等待自动配料。这时PLC判断小车是否在后限位，如果在后限位且有开始自动称量信号(取自沥青拌和设备称石料信号)，则控制汽缸l打开暂存仓料门，使再生料快速进入称量小车斗内。当落入称量小车斗内的再生料质量等于设定值时，PLC发出指令快速控制汽缸l关闭暂存仓料门结束称量。2s后PLC发出指令，控制称量小车通过轨道向前运行。到达前限卸料位时停止，等待卸料。PLC此时判断搅拌器内是否允许卸料，如果允许，则控制汽缸2打开小车门卸料，否则小车继续等待卸料。PLC判断小车已卸料完毕，关闭小车门，并使小车返回后限位，开始下一循环的自动称量，同时搅拌器开始拌料。当搅拌结束后，如果搅拌器下有卡车，则打开搅拌器门，开始卸放成品料，否则等待卸料。如果PLC判断搅拌器已 经放卸料，则关闭搅拌器门，产生下一次卸料允许信号。
2.硬件配置
2.1再生料自动配料系统主要采用日本OMRON公司生产的抗干扰能力强、安全性高、使用维护方便的型号为CP1H-XA40DR-A的PLC。它自带24点输入、16点输出和4路模拟量输入。为了增强抗干扰能力．使用日本0MRoN公司生产的型号为MY4NJ(直流24Ⅵ的微型继电器作为中间继电器。
2.2人机界面采用日本0MRON公司生产的NT631C-ST153B—EV3彩色触摸屏。它性能可靠、稳定，克服了以往用计算机作为操作界面时常常出现的死机问题。设有配方参数设置屏、系统参数设定屏、报警信息屏、工艺流程屏、屏、手动和半自动操作屏。其中再生料手动和自动控制 均嵌套在半自动和自动2种方式控制之中。可实现实时故障报警，配方和参数的设置与修改，以及累加报表、实时报表的打印等功能。
三、软件设计
1.控制方式
再生料配料控制系统可分为自动、半自动和手动3种方式。其中采用手动控制时各部分机械动作相对独立，无先后顺序：采用自动或半自动控制时，各部分机械动作有严格的顺序。故程序设计采用顺序程序控制。再生料控制在半自动和自动方式下均可进行手动与自动的无扰动切换，能实现生产、停止、急停、选车等操作。
2.再生料称量部分
再生料称量部分是该控制系统的核心。本系统采用自适应控制法自动补偿落差，实时性强。为了确保第1锅的称量精度，专门为第1锅设计固定的落差补偿值，此值可以通过参数屏进行修改，以后各锅采用自适应控制法动态跟踪。通过模糊算法设置分段控制，剔除粗大误差，从而防止由外部原因引起的实际称量值超过设定值的允 许误差现象。同时。为了解决再生料黏结计量斗的问题，克服以往的设计缺陷，设置自动去皮功能，以消除黏结造成的称量误差．从而确保称量精度。该称量系统的称量误 差偏差可控制在1％～2％。
3.防黏措施
为了防止运料小车内肇黏结热再生料，在运料小车上安装小型振动电机．通过PLC的输出进行控制，并采取加热、保温等措施，以确保再生料配料通道顺畅，尽量减少再生料黏结量。
4.再生料设备与新料拌和站协调工作
再生料称量受主拌和料石料的控制，有石料称量信号时，再生料才能自动开始称量。称量完成后，称量小车到达放料位时。如果放石料门没打开，再生料将热等待，不会被提前放入拌缸：拌缸门有故障报警或放再生料有故障报警时．石料、粉料、沥青等系统将热等待放料；石 料、粉料、沥青等系统有故障时，再生料处于热等待状态，从而实现双机协调工作。
四、通讯的实现
在通讯设置中，PLC和触摸屏的通讯协议要设置一致。若PLC选用NTLink(1：N)通讯，波特率必须选择38 400或者1 15 2()0，因为NT63lC—153B—EV3的NT Link(1：N)只支持这2种形式，否则无法通讯。
五、结语
通过与传统控制系统比较．克服了再生料配料时再 生料称量的超调、易黏结、控制精度不高、第l锅落差大等弊端，使其控制精度得到大大的提高；同时，能完成2套设备的协调工作，操作简单。画面友好。这套控制系统的设计从实际施工工艺要求出发。考虑充分，设计合理，目前已应用于ZLB60系列沥青再生设备中，并通过了部级机构的鉴定。