HPS4000商品混凝土搅拌站控制系统的使用与研究

1 前言
随着我国综合实力的快速提升，商品混凝土也进入了高速发展时期，混凝土生产质量的提高，生产成本的降低势必提高企业的竞争力。最近几年，国家高铁项目，地铁项目的实施，对商品砼的生产质量更是提出新的挑战。
深圳越众商品砼搅拌站成立于1982年，共有三条生产线，年生产能力为50万方，是深圳市较早从事商品混凝土生产的企业。
我公司为了适应市场需要，多次对生产线进行设备升级，其中在最近的一次控制系统改造时，我们几经对比，决定采用了珠海长陆公司HPS4000控制系统方案。现对HPS4000控制系统的使用及研究与大家一起探讨交流，以此抛砖引玉。
2 控制系统方案
混凝土搅拌站作为机械，电气，控制软件的统一体，仅仅机械或电气元件的稳定是远远不够的，控制系统对生产效率的提高是相当重要的部分。而控制系统的优劣主要通过以下几个方面判断：整体方案的稳定性、生产控制精度、生产连续性、操作便捷性、对硬件系统故障判断能力、超差处理能力等。除了整体方案稳定性外，其他方面都是控制软件起着决定性因素。下面把整体方案做以简单介绍。
当前的混凝土生产控制系统主要有四种模式，现就四种方式的优缺点进行对比。
1，配料仪表+PLC+IPC：这是典型的初期配料模式，以CB920x为代表的配料方案，该模式的变种既是把PLC改为计算机板卡作为输入输出。上位软件采用组态软件或简单的配料软件即可实现。这种方式比较符合小型的工程站或现场站，优点是可设置配方到仪表，在上位机故障的情况下可进行半自动配料。缺点是生产精度不高，系统连续生产能力差，对配料过程中出现的超差处理能力不足。
2，重量仪表+PLC+IPC：该方案最近几年发展较快，系统硬件部分稳定性好，配料精度高，操作灵活，但对软件提供厂家的计算机编程技术要求很高，是对通讯技术及实时数据处理能力的综合考验。
3，砼生产控制器+开关量输入输出+IPC：该方案最近几年被一些厂家推出，最主要的优点是硬件成本低，软件操作简单，缺点是砼配料控制器故障，导致无法生产，并且该方案的重量信号对不能满足有计量许可要求的地区，如果是采用板卡输出的方式，抗雷击能力及计算机稳定性将会变差。
4，重量变送器+PLC+ IPC：这种方案把配料部分放到PLC处理，其优点是稳定性很高，只有工控机部分才易发生故障。但由于PLC对浮点数处理能力很差，并且PLC的AD转换模块精度不高，导致整个系统精度不足。
HPS4000控制系统主要采用第二种控制方案，保证了硬件的整体稳定性和静态精度的情况下，完善配料软件，在控制系统中有着强大的优势，并且该系统属于组态模块式软件，通过更换设备驱动程序，即可实现其他模式及驱动各种硬件设备。3 提高产品质量的决定性因素
产品质量是企业生存及品牌建设的重要保证，在商品砼生产中，生产配合比是强度、耐久性等质量指标的基础，但生产工艺及配料的精度同样是质量的保证。
保证产品质量的先决条件是计量的精确度，采用高精度的重量仪表是保证计量精度的前提。根据计量器具许可条件，对于电阻式应变片传感器，供桥电压是决定计量精确的首要条件，所以必须由仪表单独提供。因此，只有高精度的重量仪表才能满足高质量生产。
混凝土生产中水的比例是塌落度的决定因素。因为在线含水检测仪器故障率和使用寿命均不尽人意，所以其使用比率很低，而在生产过程中，砂的含水变化比较大；所以操作手需要随时根据砂含水进行加砂减水。在传统的生产中，该过程只能在下一盘生产中才会体现，在当前生产盘次中，生产后无法进行在线调整，所以影响了当盘质量。由此可知，系统能否达到含水率调整即时生效，并且可方便的调整水的单盘用量，留水于秤中等待下次使用是保证单盘生产质量的重要因素。