随着建筑行业的智能化程度越来越高，很多建筑机械已经代替了人工作业，大大的提高了工作效率，降低了人力成本的支出。混凝土输送泵，又称混凝土泵，由泵体和输送管组成，是一种利用压力将混凝土沿管道连续输送的机械，主要应用于房建、桥梁及隧道施工。为了提高输送泵的移动性，一般将泵体装在汽车底盘上，再装备可伸缩或屈折的布料杆，构成输送泵车。目前，主要分为闸板阀混凝土输送泵和S管阀混凝土输送泵。
设备结构及基本性能
本项目以山东某设备产商WF型输送泵车为例，其主要部件混凝土输送泵由料斗、泵送系统、液压系统、清洗系统、电气系统、电动机、行走底盘等组成。
泵送机构由2只主缸水箱、换向装置、2只混凝土缸、2只混凝土活料斗、分配阀(S形阀)、摆臂、2只摆动液压缸和出料口组成。整机性能和液压系统参数分别如表1、表2所示。
工艺原理
混凝土活塞分别与主液压缸活塞杆连接，在主液压缸液压油作用下，作往复运动，一缸前进，则另一缸后退;混凝土缸出口与料斗连通，分配阀一端接出料口，另一端能过花键轴与摆臂连接，在摆动液压缸作用下，可以左右摆动。
泵送混凝土料时，在主液压缸作用下，混凝土活塞可前进或后退。同时在摆动液压缸作用下，分配阀与混凝土缸连通，混凝土缸与料斗连通。这样混凝土活塞后退，便将料斗内的混凝土吸入混凝土缸，混凝土活塞前进，将混凝土缸内混凝土料送入分配阀泵出。
当混凝土活塞后退至行程终端时，触发水箱中的换向装置，主液压缸换向，同时摆动油缸换向，使分配阀与混凝土缸连通，混凝土缸与料斗连通，这时活塞后退前进依次循环，从而实现连续泵送。
反泵时，通过反泵操作，使处在吸入行程的混凝土缸与分配阀连通，处在推送行程的混凝土缸与料斗连通，从而将管路中的混凝土抽回料斗。
泵送系统通过分配阀的转换完成混凝土的吸入与排出动作，因此分配阀是混凝土泵中的关键部件，会直接影响到混凝土泵的性能。
方案选型
该设备所需的控制点数为数字量输入12点，数字量输出8点。其中主要的输入输出点为正泵、反泵、远控/近控、主缸进/退、摆缸进/退、高压 /低压、电动机起动/停止、2个接近开关、4个电磁阀、指示灯运行指示。I/O点设置如表3所示。
由于该设备主要销往海外市场，设备厂商在电控系统选型时主要考虑产品的高可靠性和品牌知名度。前者保证设备稳定运行，最大限度降低售后服务的成本，甚至无需售后服务;后者有助于提升设备整体的品牌，提升在海外市场的竞争力。
鉴于以上两方面需求的考虑，同时考虑到设备的应用点数，最终选取西门子S7-200 SMART PLC作为主控的系统。其CPU SR20的输入点数为 12，输出点数为8，无缝贴合设备I/O需求，提升产品的利用率。
软件设计
S7-200 SMART PLC的程序开发主要包括电动机起动、运行指示和接近开关实现正/反泵等功能。
1. 电动机起动
I0.0作为电动机起动信号，通过检测脉冲信号即让M0.0置位，然后进行星形起动，同时定时器 T37运行，8 s后由星型起动转变为三角形起动，至此电动机起动完成。
2.运行指示
正/反泵的运行指示如下图所示。M3.0是远近空正泵触发中间标志位，驱动Q0.2正泵指示;M3.1是远近空反泵触发中间标志位，驱动Q0.3正泵指示。
3. 接近开关实现正反泵
该部分是通过2个传感器(接近开关)I1.0和 I1.1检测主液压缸开、关到位，并实现正反泵的交替运行。主液压缸由2套液压缸及2套物料缸组成，1 #液压缸带动1#物料缸正泵运行时从料斗中吸料，当传感器检测到主液压缸开到位后，通过程序控制摆缸摆到1#物料缸，然后1#液压缸带动1#物料缸反泵运行，将1#物料缸中的料进行物料泵送。
结束语
S7-200 SMART本体集成的以太网接口为程序开发提供了便利，使用普通的网线即可进行编程，程序下载速度比传统的串口方式快了很多，在市场竞争中更具优势，市场反馈良好。
京公网安备 11011202001138号
