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5 由于液压系统的油散热器与发动机 的水散 热器安装在一起 ， 无论是冬天还是夏天 ， 无论是油温 高还是低 ， 只要发动机运转 ， 发动机风扇就一直处于 工作状态。 特别是在冬季天冷时节 ， 不但无谓地消耗 能量 ，还会导致液压系统油温过低 ，液压油黏度增 大 ， 输 出功率减小 ， 也影响液压元件的使用寿命 。 总之 ， 这种冷却系统的冷却能力是按发动机最 大热负荷工况 以及要满 足液 压系统 热平衡要求 进 行设计的 ， 最大缺点是 风扇耗能特别大 ， 占用发动 机有效功率的 1 2 ％～1 5 ％。 该机针对 以上问题进行 了优化设计 ， 采用水散 和油散相互独立 的温控散热装置 ， 其优点如下 1 发动机选配带 电磁式离合器 的风扇 ，可以 在发动机不需冷却时 自动断开发动机的动力传动 ， 避免发动机无谓 的能耗 ， 同时节温器和散热器保证 了发动机工作温度在 8 0～9 0℃范围内。这样 ， 发动 机可以降低油耗 5 ％以上 ，而且提高了装载机 的动 力性和加速性能， 缩短发动机冷却启动时问约 2 ／ 3 ， 特别在北方地 区的冬季效果更为明显 。 2 由于两种散热系统分开 ，发动机风扇采用 吹风式 风扇 ， 风扇直径也相应减小 ， 较 同吨位装载 机风扇直径降低 1 0 ％以上， 节能 、 降噪效果非常显著。 3 油散热装置有独立的冷却风扇 ，其散热效 果不再受发动机转速变化的影响。当液压系统油温 高于 6 5℃时 ，电子温控开关 自动启动油散热器风 扇开始工作 ， 所 以在任何 车速下都可 以提供足够大 的冷却风量 ， 在导风罩 引导下能快速散热。液压油 温低于 6 5℃时 ， 风扇停止工作。 这种散热装置结构尺寸小 ，空间安装灵 活 ， 同 时缩短 了进 出油管 的长度 ， 降低 了回油阻力 ， 避免 了因油管过长而与其他机件相碰 ， 使管路布局更趋 合理 。 L T 9 6 5型轮式装载机采用上述装置后 ，匹配的 发动机功率 由原来的 4 2 k W 降低到 3 3 k W，整机噪 声显著降低 ， 达到了节能 、 降噪的 目的。 通信地址 山东省泰安市泰明路 9号泰山职业技术学院机 电系 2 7 1 0 0 0 收稿 日期 2 0 1 1 0 1 2 9 触摸屏与 P L C 在混凝土搅拌站控制系统中的应用 王楠 阜新恒泰机械有限责任公司 可编程控制器 P L C 具有运算速度快 ， 指令丰 富， 功能强大 ， 可靠性 高 ， 使用方便 ， 编程灵活及抗 干扰能力强等特点 ， 但是 由于其本身不具备人机交 互功能 ， 编写的程序只能在后台运行。混凝土搅拌 站控制 系统 中涉及 的生产工艺参数较多且需要灵 活调整 ， 为此 ， 可以将触摸屏与 P L C结合起来使用 ， 以实现人机交互。通过将触摸屏与 P L C结合使用 ， 用户可 以在触摸屏 中直接设定配方数据和各种生 产参数， 并可实时监控系统运行状态 ， 实时显示秤 上数据 ， 还可 以进行模拟动画显示。 采用 触摸 屏 P L C形 式 的控 制 系统为无 按钮 只有搅拌机 、 空压机 、 紧急制动 、 手／ 自动转换等 为 按钮控制 、 无仪表控制方式 ， 控制操作功能在触摸 屏上完成，通过通信电缆将指令传递到 P L C中。 由 P L C输 出点控制中间继 电器、 继 电器板的动作 ， 从而 大大地减少配线、 维修的工作量。取消了仪表， 降低 了系统硬件成本支出 ， 仪表的显示功能由触摸屏完 成 ， 配有专 门的显示 画面模拟仪表。触摸屏与工控 作者简介 王楠 1 9 7 8 一 ， 男， 辽宁阜新人， 学士， 研究方向 混凝土搅拌站控制系统的开发。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 机的称重显示数据统一来 自P L C ， 工控机作为主控， 触摸屏作为辅控 ，在上位计算机故障的情况下 ， 触 摸屏可取 代上位机完成全 自动生产功能 ，一机双 控 ， 同步显示 ， 进一步提高稳定性 。以下对触摸屏 P L C在混凝土搅拌站控制系统中的应用加以介绍。 l 系统硬件组成与结构原理 某搅拌站采用 4种骨料、 3 种水泥、 2 种煤灰、 2 种液态添加剂 、 2 种粉剂和水作为标准物料 ， 骨料称 量误差范围小于 2 ％， 其它物料称量误差范围小于 l ％。硬件 由可编程控制器 含开关量输入／ 输出模 块 、 模拟量输入模块 、 触摸屏 1台、 工控机 1台、 信 号放大板 3块 、 打印机、 传感器及电器元件等组成。 1 P L C作为控制单元，是整个系统的控制核 心。选用 C P 1 H系列 X A 4 0 D R A 本机带 2 4路开关 量输入 、 1 6路 开关量输 出 、 4路 模拟量输 入模块 C P U单元 1 6 E R开关量输出扩展模块 AD 0 4 1 模 拟 量输入扩展模块。接收的开关量、 模拟量经处理后 输 出以控制继电器 的动作 ， 同时与触摸屏 、 工控机 进行实时通信 ，为触摸屏工控机的显示提供数据 ， 并对触摸屏 、 工控机输入的信息进行处理。 2 触摸屏采用 N t o u c h系统 l O i n显示屏 ， 实 现人机对话 。与 P L C系统进行数据传送和交换 ， 将 外部输入的参数写入 P L C系统 ， 同时将 P L C系统 内 部数据读入触摸屏 ，实现秤上数据的实时显示 ， 目 标值的设定以及生产参数的设置等。 3 打印机接收工控机控制系统发送过来的打 印数据 ， 将生产发货单 、 生产数据查询表 、 数据统计 表等打印出来 。 4 信号放大板及传感器信号放大板为传感 器提供 1 2 V激励 电压 ，传感器将质量转变成 0 ～ 2 4 m V电压信号输入信号放大板，再经过信号放大板 逐步放大达到 P L C能接受的 0 ～ 1 0 V电压信号 ， 再 通过 P L C模拟量输入模块 A D转换模块 输入 P L C 系统。 5 电器元件 包括 中间继电器 、 继 电器板 、 限 位开关 、 电磁阀及接触器等 。限位开关 向 P L C系统 提供输入信号 ， 中间继 电器 、 继电器板执行 P L C系 统的输出， 控制电磁 阀、 接触器等。电磁阀控制气动 门的开关 ， 接触器再控制 电机 的启动与停止。系统 控制原理如 图 1 所示 ， 控制流分析见表 1 。 表 1 控制流分析 图 1 系统控制原理 控制流 方向 控制流意义 主动方 ①工控机向P L C写入配方及参数等数据 1 双向 工控机 ②工控机读取 P L C配料数据及生产参数、 运行状态点、 秤上质量、 动画显示及报警提示 ①触摸屏向P L C写人配方、 发出启动生产信号 2 双向 触摸屏 ②触摸屏读取 P L C运行状态点， 秤上质量及动画显示 3 单 向 P L C输 出点控制 中间继电器运行 P L C 4 单向 中间继电器控制电磁阀、 电机接触器运行 中间继电器 5 单向 信号放大板采集称重传感器信号进行放大， 转换成质量显示 信号放大板 6 单向 P L C采集模拟信号放大板放大后的信号进行数据处理 P L C 7 单向 P L C采集外部限位开关信号， 如搅拌机门、 各秤门信号等进行逻辑判断 P L C 2 触 摸 屏 及 功 能 主 芰 接故 盖 篓 触摸屏监控器适于在恶劣的工业环境中应用 ， 屏的主要功能有 可代替普通或工控计算机作为人机界面 ， 具有交互 1 取代仪表，能实时读取 P L C数据并显示各 ～ l 2一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 秤质量， 方便手动操作。 2 触摸屏上的触摸按钮可产生相应的开关信 号 ，从 而产 生相应 的动作 以控制 系统或设 备的运 行 ， 完成手动操作功能。 3 能够设定配方和生产参数 ，并带有模拟运 行图， 在上位机出现故障时可启动全 自动生产。 3 P L C在系统中的作用 1 与触摸屏 、 工控机进行实 时通信 ， 为显示提 供数据 ， 并对触摸屏 、 工控机输入的信息进行处理 。 2 完成模拟量到数字量的 A D转换功能 。 3 自动修正落差 、 自动零位跟踪 。 4 完成配料 、 生产控制功能。 4 触摸屏画面设计 触摸屏 画面采用 MC G S软件进行设计 ， 然后从 电脑下载到触摸屏 即可使用。电脑与触摸屏之间采 用标准 的交叉 网线连接进行下载传输 ，触摸屏与 P L C之间通过 R S 2 3 2通信 电缆进行连接 ， 完成 P L C 与触摸屏两者之间的信息交互。 触摸屏读取 P L C内 部状态点的变化 ， 得到 当前 画面运行状态 ， 也可修 改 P L C内部的配方 、 生产参数等数据 ， 完成按钮手 动操作功能。 4 ． 1 欢迎界面的设计 在 编程软件上 ， 创建一个欢迎界 面 ， 几秒之后 切换到运行画面。在欢迎界面和其中的触摸按钮上 可放置文本 、 图标 ， 对系统进行说 明与标注等 。 4 ． 2 配方编辑界面的设计 用户需要设定的配 比数据为 骨料 4种 、 水泥 3 种 、 煤灰 2种 、 粉剂 2种 、 水 、 液剂 2 种 ， 另外加搅拌 总方数 、 每批搅拌罐数 、 每罐搅拌方数 。每种物料的 数据值通过变量与 P L C内数字存储 区的位置相对 应 ， 在触摸屏 中设定的配 比数据将被传递到 P L C相 应的数据存储区中。 4 ． 3 仪表显示界面的设计 用户需要显示 的秤值数据有 4种 骨料秤 、 水泥 秤 、 添加剂秤 、 水秤 、 粉剂秤 、 煤灰秤等 9个秤值数 据。同时采集 了各秤 的运行 、 称满 、 卸料信号 ， 外加 各秤清零功能 。仪表显示界面如图 2所示 。 4 ． 4 按钮手动操作界面的设计 手动操作在触摸屏上完成 ， 外部的手／ 自动旋钮 T B C S 0 8 称 重数据 显示 2 0 1 0 - 0 8 Ⅲ 2 2 2 3 图 2 仪表显示界面 控制手动按钮是否可用 ， 手动时按钮 可用 ， 自动生 产时手动操作按钮无效。同时 ， 各物料 的配比值 、 实 际值及各秤的称量数据均可实时显示。按钮手动操 作界面如图 3所示 。 5 结束语 图 3 按钮手动操作界面 本文所述 的混 凝土搅拌站控制 系统 中需 要实 时更新 的量为称重数据及实际值等 ， 采用触摸屏作 为人机交互工具 ， 简单直观 ， 便于操作。P L C作为中 央处理单元 ， 两者在 系统 中结合使 用 ， 实现 了控制 系统数据的实时交换 ， 在实 际使用 中取得 了良好 的 效果。 通 信地 址 辽 宁省阜 新市经 济技 术开 发 区 1 2路北 F路东 阜新恒泰机械有 限责任公司 1 2 3 0 0 0 收稿 13期 2 0 1 1 - 0 1 1 1 一 1 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m
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