La qualité et l'efficacité de la production de béton sont cruciales pour le système de contrôle des centrales à béton. Cela reflète également le niveau d'automatisation de l'ensemble de l'équipement. Cet article présente principalement la composition et les caractéristiques de quatre méthodes de contrôle automatique courantes combinées aux logiciels et au matériel utilisés dans le système de contrôle actuel des centrales à béton, offrant de multiples choix pour sélectionner les méthodes de contrôle des centrales à béton.
Le système de contrôle de la centrale à béton était initialement contrôlé manuellement par des relais en séquence. Avec l'application de la technologie des microcontrôleurs dans les années 1970 et 1980, il est progressivement entré dans l'ère du contrôle automatique intelligent. Après les années 1990, avec le développement rapide de la technologie informatique, le système de contrôle adopte principalement un contrôle entièrement automatique par ordinateur, ce qui présente les avantages suivants : il peut automatiser le processus de production et améliorer la productivité ; Il peut stocker une grande quantité de ratios pour que les utilisateurs puissent appeler des plans de production réels, et il est très pratique d'appeler et de modifier les ratios ; Peut ajuster dynamiquement le rapport de mélange en fonction de la teneur en humidité des agrégats, réduire automatiquement la teneur en eau et assurer la cohérence de la consistance du béton ; Peut compenser automatiquement le matériau du lot inférieur en fonction de l'erreur d'ingrédient du lot supérieur ; Il peut simuler et afficher intuitivement l'ensemble de l'état du processus de la centrale à béton, réaliser une surveillance en temps réel, enregistrer et stocker automatiquement diverses données et imprimer des tableaux pour obtenir un contrôle optimal. Les méthodes de contrôle spécifiques du système de contrôle automatique des centrales à béton peuvent être divisées en types suivants selon les différentes méthodes de contrôle :
1. Mode de contrôle de l'ordinateur industriel + instrument de pesage par lots :
Dans le mode de contrôle de l'ordinateur industriel + instrument de pesage par lots, l'ordinateur industriel est principalement responsable de la coordination du fonctionnement automatique ; en utilisant le port série selon le protocole de communication de l'instrument, la valeur cible, l'impulsion ponctuelle, le temps de pesage stable et d'autres paramètres de contrôle du matériau contrôlé sont définis et un signal de dosage est émis. Diverses positions de seuil sont directement verrouillées dans le circuit de sortie de l'instrument de dosage. Après déconnexion de l'ordinateur industriel, le système reste un système de contrôle d'instrument indépendant (qui peut manquer de certaines fonctions). Ce système de contrôle nécessite que l'instrument ait certaines exigences intelligentes. En plus des fonctions de base de collecte et d'affichage du poids, il dispose également de fonctions de dosage automatique des matériaux (accumulation ou soustraction). Le processus de dosage de chaque matériau est complété par son propre instrument de dosage. L'ordinateur industriel n'a besoin que de déterminer à quelle étape de dosage se trouve le matériau, si le dosage est terminé et s'il dépasse le signal de tolérance. L'algorithme de dosage est solidifié dans l'instrument et seuls les paramètres de dosage correspondants doivent être ajustés.
2. Mode de contrôle de l'ordinateur industriel + carte :
La méthode de contrôle de l'ordinateur industriel + carte peut être divisée en deux types en fonction de différentes méthodes d'acquisition de poids :
1) Ordinateur industriel + carte + module de pesage. Dans cette méthode de contrôle, les capteurs de pesage de chaque trémie de pesage de matériau sont connectés au module de pesage, et le signal de sortie du module de pesage est connecté à la carte analogique (A/D) de l'ordinateur de contrôle industriel. Le poids du matériau est calculé par le logiciel de l'ordinateur de contrôle industriel et affiché sur l'interface logicielle supérieure de l'ordinateur. En utilisant des cartes d'entrée/sortie numériques (E/S) pour surveiller l'état de démarrage et d'arrêt de chaque mécanisme de dosage, les bornes d'entrée sont connectées à divers boutons et signaux de limite sur le panneau de commande, et la sortie est connectée à des relais intermédiaires pour contrôler le mécanisme de dosage. Étant donné que l'ensemble du noyau de contrôle dans cette méthode de contrôle est un ordinateur industriel, la conception du logiciel de contrôle nécessite une résistance élevée aux interférences et à d'autres facteurs. En cas de dysfonctionnement du système informatique industriel, les informations de poids ne peuvent pas être affichées, ce qui entraîne la paralysie de l'ensemble du système et son incapacité à produire.
2) Ordinateur industriel + carte + instrument de pesage. Dans cette méthode de contrôle, les capteurs de pesage de chaque trémie de pesage de matériau sont connectés à l'instrument de pesage, et l'instrument de pesage correspondant affiche le poids. Le logiciel de contrôle lit le poids du matériau de chaque instrument via le port série pour un calcul ultérieur ; en utilisant des cartes d'entrée/sortie numériques (E/S) pour surveiller l'état de démarrage et d'arrêt de chaque mécanisme de dosage, les bornes d'entrée sont connectées à divers boutons et signaux de limite sur le panneau de commande, et la sortie est connectée à des relais intermédiaires pour contrôler le mécanisme de dosage. Cette méthode de contrôle peut être commutée vers une production entièrement manuelle en cas de dysfonctionnement de l'ordinateur industriel, mais l'inconvénient est que les cartes d'entrée et de sortie (E/S) limitent les types de matériaux et ne sont pas adaptées à l'extension.
Mode de contrôle de l'ordinateur industriel + PLC + instrument de pesage :
La méthode de contrôle de l'ordinateur industriel + PLC + instrument de pesage peut être divisée en solutions souples et PLC biaisées selon que le centre de contrôle se trouve dans l'ordinateur industriel ou le PLC :
3.1. Solutions orientées logiciel.
La logique de contrôle est complétée par le logiciel supérieur de l'ordinateur de contrôle industriel. Le terminal d'entrée PLC est connecté à diverses limites et boutons, tout en maintenant la communication avec l'ordinateur de contrôle industriel, indiquant au logiciel quel est le matériau et son état. L'ordinateur de contrôle industriel lit directement les valeurs en temps réel de chaque balance de matériau via le port série, envoie des signaux de mesure, démarre, fait des à-coups, s'arrête... Par rapport à la première méthode de contrôle, le logiciel doit simuler des instruments pour réaliser de nombreuses fonctions telles que la lecture des balances, le dosage (pas seulement l'addition et la soustraction), la communication, l'analyse statistique des données, l'archivage et l'impression. Quel algorithme est utilisé pour mettre en œuvre le processus d'ingrédients et comment est-il mis en œuvre ? S'agit-il d'une mise en œuvre efficace et fiable ? Tous ces éléments ont des exigences élevées pour les rédacteurs de logiciels. Cependant, les avantages de ce contrôle sont évidents. Sur la base des puissants avantages matériels des ordinateurs de contrôle industriel, les instruments de pesage et les PLC peuvent être rapidement vaincus. Quelle que soit la demande, le problème ultime peut être de parvenir à l'optimisation de l'algorithme de la manière la plus fiable.
3.2. Solution PLC partielle.
Le PLC est né pour le contrôle industriel et présente une grande fiabilité. L'instrument de pesage est connecté à un capteur pour collecter la valeur de la balance et est également connecté à un PLC pour le contrôle automatique. Le PLC contrôle les actions de divers mécanismes d'exécution et l'ordinateur supérieur collecte les informations opérationnelles du PLC pour compléter les fonctions de surveillance de la production et de gestion des données. Il existe de nombreuses façons d'implémenter l'ordinateur supérieur ici, qui peut être basé sur le langage de programmation Windows, ou peut être développé sur la base du PLC sélectionné et du logiciel de configuration. Cependant, la plupart des PLC n'ont pas de fonctions d'affichage et ne peuvent pas surveiller le processus de fonctionnement sans ordinateurs industriels.
Méthode de contrôle de 4 ordinateurs industriels et modules d'E/S distants :
Par rapport à la méthode de contrôle précédente, cette méthode de contrôle délègue le « contrôle » à divers modules d'E/S situés sur le « terrain ». Les modules d'E/S sont programmables et les programmes à l'intérieur déterminent également les situations que les modules d'E/S peuvent décider de gérer, les problèmes qui doivent être « signalés » à l'ordinateur de contrôle industriel principal pour que les avis « ci-dessus » soient traités. Les modules d'E/S sont directement placés dans chaque site de contrôle, collectant des informations avec précision et recevant moins d'interférences. En plus d'avoir un matériel d'E/S hautement fiable, la technologie de communication est également l'un des facteurs clés affectant directement les performances du système. Le mode Ethernet (EtherNet) peut être choisi et chaque station de collecte sur site n'a besoin que de se connecter à un concentrateur (HUB) avec des câbles à paires torsadées pour communiquer avec le maître distant via le réseau. Cette méthode convient aux systèmes de contrôle à une distance de 180 mètres. Les signaux électriques peuvent également être convertis en signaux optiques via un convertisseur photoélectrique et transmis vers l'extérieur via des fibres optiques. Un convertisseur photoélectrique peut également être installé à l'autre extrémité pour analyser les signaux optiques en signaux électriques, avec une distance de communication allant jusqu'à 40 kilomètres. Cette méthode de contrôle est particulièrement adaptée aux zones de production avec de grandes étendues spatiales, car la communication entre les différents points de contact ne nécessite qu'un câble à paire torsadée blindée (fibre optique), réduisant considérablement la résistance et le coût du câblage.
Les quatre formes de contrôle ci-dessus varient en termes de coût et d'avantages de mise en œuvre, et la meilleure solution peut être déterminée en fonction des différents besoins. L'auteur estime que la méthode de contrôle de la structure ordinateur industriel + PLC + instrument de pesage est la plus adaptée aux centrales à béton. En raison de l'environnement industriel difficile, l'ordinateur industriel a une bonne résistance sismique, à la poussière et à la pression, tandis que le contrôle PLC présente les avantages d'une grande fiabilité, de fonctions complètes et d'une programmation simple. Les fabricants de PLC accordent également plus d'attention à la mise en œuvre d'interfaces réseau, qui sont faciles à utiliser et à gérer en coordination avec l'ordinateur industriel. En cas de dysfonctionnement de l'ordinateur industriel, le PLC + instruments de pesage peuvent également être utilisés pour une production semi-manuelle temporaire.
