Analyse der Anwendung von Automatisierungstechnik in kommerziellen Betonmischanlagen.

Automatische Steuerungsprinzipien finden breite Anwendung und werden seit den 1980er Jahren in der Betonproduktion eingesetzt. In den letzten Jahren haben chinesische Baumaschinenhersteller neue Produkte mit hohem Automatisierungsgrad entwickelt und so die Qualität der Betonmischung weiter verbessert. Kommerzielle Betonunternehmen in Zhengzhou nutzen derzeit hochautomatisierte Mischanlagen, die sich durch exzellente und stabile Produktqualität, niedrige Produktionskosten und gute Umweltverträglichkeit auszeichnen. Das computergesteuerte System der Mischanlage dient der automatisierten elektronischen Dosierung und Steuerung der Betonproduktion. Es besteht aus einem Industrie-PC, einem Bedienpult und einem Stromverteilerschrank. Es kann das Wiegen, Zuführen, Mischen und Entladen verschiedener Materialien gemäß einer vorgegebenen Rezeptur automatisch und kontinuierlich steuern. Dies stellt eine Verbesserung gegenüber der bisherigen Methode der Betonherstellung vor Ort dar und reduziert Lärm- und Staubbelastung.
1. Industrierechner Der Industrierechner, als übergeordnete Steuereinheit, ist mit einer seriellen MOXA-Vierportkarte, einer optoisolierten digitalen Ein-/Ausgabekarte mit 64 Eingängen und 64 Ausgängen sowie einer parallelen Erweiterungskarte ausgestattet. Er nutzt das RS232C-Kommunikationsprotokoll zur Steuerung des Produktionsprozesses und zur Dateneingabe.
2. Wägeinstrument Bestehend aus einem Gleichstromnetzteil, einem A/D-Wandler, einem Mikroprozessor, einer Tastatur, einem Display, einer seriellen Schnittstelle, einem Speicher und einer optoisolierten Steuerschnittstelle.
3. Steuerungs- und Ausführungseinheit/Prozesseingabeeinheit Die in der Bedienkonsole und im Stromverteilerschrank untergebrachten Steuerausgangssignale des Industrie-PCs sowie des Wiege- und Dosiersystems werden mittels Transistoren verstärkt, um 24-V-Zwischenrelais anzusteuern, welche wiederum verschiedene Verbraucher schalten. Zusätzlich werden diverse Produktionsprozess- und Alarmsignale nach Pegelwandlung von der 1/3-Karte im Industrie-PC erfasst und anschließend per Software analysiert und verarbeitet.
4. Bedienkonsole und Stromverteilerschrank Der Stromverteilerschrank, bestehend aus Leistungsschaltern, Schützen und Thermorelais, bietet Antriebs- und Kurzschlussschutz sowie Motorüberlastschutz für verschiedene Gerätemotoren. Die Bedienkonsole verfügt über einen Umschalter für Automatik-/Manuellbetrieb, diverse Funktionstasten und -schalter sowie Not-Aus-Taster. Die verschiedenen Tasten und Schalter der Bedienkonsole bilden eine Prozessablaufsimulationsoberfläche. Im Automatikbetrieb werden verschiedene Anlagen und Produktionsprozesse von der Industriesoftware gesteuert. Die Prozessablaufsimulationsoberfläche auf der Bedienkonsole zeigt den Betriebszustand der Anlagen an. Im manuellen Betrieb kann die Bedienkonsole zur Fehlersuche an Anlagen oder zur manuellen Produktionssteuerung verwendet werden.
5. Systemsteuerung der obersten Ebene Das in Delphi unter Windows entwickelte Programm besteht aus Modulen für Produktion, Parametereinstellung, Rezepturverwaltung, Materialverwaltung, Kundenverwaltung, Fahrzeugverwaltung, Projektmanagement und statistische Berichtserstellung. Es ist benutzerfreundlich und bietet einen hohen Funktionsumfang.
6. Steuerungssystem der unteren Ebene (Wiege- und Dosieranlage) Es besteht aus einem Hauptprogramm, einem Interrupt-Service-Programm und weiteren Unterprogrammen. Die Software ist modular aufgebaut. Anzeige, A/D-Wandlung, Datenverarbeitung und Steuerungsfunktionen werden primär durch den Empfang der Wiegewerte verschiedener Materialien vom Industrie-PC über serielle Schnittstelle realisiert. Nach Empfang des Startbefehls vom Industrie-PC führt die Wiege- und Dosieranlage den Wiege- und Dosiervorgang gemäß dem Programm durch und sendet gleichzeitig den Programmfortschritt und das Nettogewicht der Materialien an den Industrie-PC, um den Wiege- und Dosiervorgang abzuschließen.
7. Softwarebeschreibung Die Betonmischanlage nutzt ein Programm zur Steuerung des Produktionsprozesses. Dieses Programm umfasst im Allgemeinen Systemmanagement, Produktions- und Transportmanagement sowie die Produktionsstatistik. Fazit Die Anwendung von Automatisierungsprinzipien in automatisierten Betonmischanlagen hat zu einer rasanten Entwicklung in der Bauindustrie geführt. Deutliche Verbesserungen wurden hinsichtlich Qualität und Baugeschwindigkeit erzielt, und vor allem wurden Arbeitskräfte freigesetzt. Die zunehmende Verbreitung von Transportbeton ist äußerst vorteilhaft für den Städtebau sowie die Entwicklung und Innovation der Automatisierungstechnik.