摘 要在二十一世纪的今天，混凝土已经成为世界上最常用的建筑材料之一。虽然这种材料的使用历史悠久，但在过去的几十年中，无论在材料特性上，还是在施工的工艺过程上，都呈现出巨大的飞跃。在过去，人们通常认为混凝土施工是一种笨拙的、机械的重复性工作，甚至有人片面的认为一分水泥，三分沙子和七分石头，加入一些水混合，便称为混凝土，其中根本不存在任何技术。但是，由于现代科技的发展对混凝土性能要求的提高，混凝土原材料增加，从而提高了混合搅拌的复杂性。同时，随着施工技术逐步现代化，混凝土搅拌也随之发展成为一种科学技术体系。科学迅速发展的近几十年来，随着技术要求的不断提升，不论是在理论上或是应用上，这项科学技术都取得了长足的进步。随着水泥混凝土的诞生，近而出现并发展的混凝土搅拌站，它主要由储存原料、配比原料、传输配料、混合搅拌、检测放料等部分组成，是一个复杂的系统，受到多个环节的限制，成为了道路、大坝、桥梁、住宅、通信筑塔等施工中所需的必要设备。而随着中国经济建设的快速发展，综合国力不断增强，政府对基础设施建设的投入增加，带动城市工程混凝土的快速发展。本文主要介绍了一种混凝土自动搅拌的控制系统，从混凝土原料的配比开始研究，分析了混凝土搅拌的工艺流程，将控制系统分成计量系统、传送系统、控制系统、搅拌系统、检测系统五个部分，按照每部分要实现的目的进行研究设计，在完成实现每部分的硬件选型之后，进行系统的设计与仿真。
目 录
第一章 绪论 1
1.1引言 1
1.1.1 混凝土的概念 1
1.1.2混凝土原料的背景 1
1.1.3混凝土的国内外研究现状 2
1.2混凝土的搅拌工艺 2
1.2.1混凝土材料介绍 2
1.2.2混凝土原材料控制要点 3
1.2.3混凝土搅拌理论意义 3
1.3混凝土搅拌的控制要点 3
1.4课题的研究意义 4
1.5本课题的研究内容 4
第二章 混凝土配料控制系统概述 5
2.1混凝土搅拌工艺流程设计 5
2.2混凝土搅拌的系统构成 6
2.2.1物料的计量系统 6
2.2.2混凝土的传送系统 7
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.2.3混凝土的控制系统 8
2.2.4混料搅拌系统 8
2.2.5搅拌检测系统 8
第三章 控制器简介 10
3.1西门子的发展历史 10
3.2 SIMATIC S7分类 11
3.3西门子LOGO!发展历史 11
3.4西门子LOGO!产品特点 12
第四章 硬件设计 13
4.1系统设计框图 13
4.2搅拌系统流程设计 14
4.3硬件系统设计及型号选择 15
4.3.1计量系统 15
4.3.2传送系统 16
4.3.3主控制系统 16
4.3.4硬件程序设计 19
4.3.5搅拌系统 21
第五章 控制系统软件设计 25
5.1 LOGO！Soft Comfort编程软件 25
5.2 系统各功能的逻辑块程序 26
5.2.1通电自检部分逻辑块图 26
5.2.2启动部分逻辑块图 27
5.2.3配料及输送逻辑块图 28
5.2.4搅拌出料逻辑块图 31
5.2.5检测环节逻辑块图 33
5.2.6急停环节逻辑块图 35
5.3控制系统难点及方案 35
第六章 总结与展望 37
6.1总结 37
6.2 展望 37
结束语 38
致谢 39
参考文献 40
附录 41
第一章 绪论
1.1引言
1.1.1 混凝土的概念
混凝土，简称之为“砼”，英文名“Concrete”。一般来说，混凝土指的是技术复合材料的总称，其中骨料通过胶凝材料粘结成整体。人们提到的“混凝土”一词中凝胶材料通常采用水泥，骨料通常采用砂子、石子，与水以及根据实际要求的外掺剂，按照制定的比例进行配合，经过控制时间内的搅拌，测定水灰比、含砂率合格后，出料得到的普通混凝土，即水泥混凝土，在建筑工程被广泛应用。
添加外掺料可以达到改善混凝土的某些性质的作用。因为加入外掺料产生的技术经济效果十分显著，随着工艺上对混凝土性能的要求提高，外掺料成为混凝土组成部分中不可缺少成分。外掺料又分为活性和非活性两类。通过添加外掺料，能够在很大程度上增加混凝土混料的硬度，提高混凝土的品质。
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图11 混凝土的成型固化物
1.1.2混凝土原料的背景
十九世纪中叶，世界博览会向人们展示了混凝土在各个方面的使用，随即在建筑材料领域上引发了一场革命。工程师Ainabike在法国巴黎世界博览会上深受莫奈的水罐、浴缸和花盆的启发，尝试将混凝土应用于建筑中。Ainabike在十九世纪七十年代制造出了钢筋混凝土楼板，数年以后，他在法国筑造大楼时所采用的钢筋混凝土主柱、横梁和楼板，随着社会的发展，科技的进步，不断改善，迄今为止，在建筑领域仍然可见这种材料被广泛使用。
十八世纪末，德国建筑公司对第一批钢筋混凝土的进行了科学实验，针对钢筋混凝土的强度和耐火性能进行了研究。
1895到1900的五年间，法国率先建造出世界上第一批由钢筋混凝土为建筑材料的桥梁以及人行道。
Abram在1918年发表了著名的水灰比理论，此理论主要研究出如何计算混凝土硬度，成为之后科学计算混凝土硬度的理论依据。
谈及混凝土的历史，可以追溯到古代。搅拌配料中常使用粘土、石灰、火山灰等作为胶凝材料。硅酸盐水泥于上个世纪才开始出现，此后项目对混凝土的使用强度和耐久性的要求更加严格，因原材料具有容易获得，成本较低，能耗较低的优点，促使其使用日益广泛。
二十世纪初，科学家发表了关于水灰比等理论，为混凝土强度的理论的诞生奠定了初步基础。从此，随着轻骨料混凝土、等不同成分的混凝土相继出现，混凝土搅拌工艺逐步开始，越来越多的开始使用各种能够提高混凝土品质的外掺料。
在关于混凝土材料科学的研究中，越来越多地应用现代测试技术。
1.1.3混凝土的国内外研究现状
当今世界，水泥混凝土是最通用的建筑材料，其产量居世界首位。数十年来，中国道路运输行业越来越发达，同时带动了混凝土领域的发展与进步，使我国成为沥青混凝土和基础稳定材料的主要生产国。因此，从机械工程、材料施工和施工过程的角度研究混凝土搅拌工艺，不仅对提高混凝土搅拌质量和搅拌效率具有工程应用价值，能够很大程度上达到节能减排、低碳环保的目的。近20年来，我国研究团队在混凝土搅拌工艺研究方面大致经历了三个阶段：从初步考虑混凝土搅拌均匀性到新拌混凝土的主要使用性能、耐久性等。

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