混凝土拌和站自動化控制設(shè)備的改進(jìn)

■馬麗婷，韓耿飛 ■葛洲壩集團(tuán)第五工程有限公司，湖北 宜昌 443002

1 國內(nèi)外混凝土拌合站控制設(shè)備現(xiàn)狀

1.1 國外現(xiàn)狀

我們首先從攪合設(shè)備工藝的技術(shù)先進(jìn)性方面講，歐美國家以及亞洲的一些發(fā)達(dá)國家，他們生產(chǎn)出來的瀝青混凝土攪拌設(shè)備，一直在世界總體技術(shù)層面上，運(yùn)行的特性方面領(lǐng)先于其他發(fā)展中國家，如日本、美國、法國、英國、韓國、澳大利亞等。特別是在自動化操作的只能控制系統(tǒng)，在運(yùn)行過程中程序的穩(wěn)定性、可靠性方面更是突出了他們的優(yōu)勢所在。技術(shù)水平已經(jīng)達(dá)到了某種程度，我們可以稱其為“五化”，即自動化、快速化、大型化、部分化、精密化。

多種生產(chǎn)能力。當(dāng)前，國外市場中有多種瀝青混凝土攪拌設(shè)備，種類的繁多已經(jīng)足以滿足基本需求，齊全的設(shè)備型號以及規(guī)格，生產(chǎn)能力更是提高到了從每小時幾頓到每小時上千噸。

先進(jìn)的高端技術(shù)。為了提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提高工程的技術(shù)性，對于很多日常出現(xiàn)的需求，比如如何節(jié)能的問題，環(huán)境保護(hù)的問題，這些都需要提高設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)來完成。而且當(dāng)今的社會，對于技術(shù)指標(biāo)的要求是越來越高。

各項操作自動化化，如今設(shè)備用的二式是間歇制式攪拌設(shè)備和連續(xù)滾筒式攪拌設(shè)備，無論是哪種，控制系統(tǒng)都是采用電腦管理模式。

1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

我國處于高速發(fā)展的發(fā)展中國家，瀝青混凝土攪拌技術(shù)仍然不成熟，所使用的攪拌設(shè)備幾乎其核心技術(shù)組分全都是進(jìn)口，來自國外。特別是自動控制中的核心技術(shù)尤為如此。我國攪拌設(shè)備的技術(shù)，都是跟隨國外設(shè)備的技術(shù)，升級緩慢，技術(shù)永遠(yuǎn)不如國外先進(jìn)的現(xiàn)狀，處于被動的地位。當(dāng)前我國的膠和設(shè)備已有多種型號，小型設(shè)備的有幾噸、幾十噸的產(chǎn)量每小時。而大型設(shè)備的產(chǎn)量有二百多噸每小時。各種設(shè)備的技術(shù)性能也都在不停地提高，更新。雖然我國目前有很多生產(chǎn)瀝青混凝土攪拌設(shè)備的公司，數(shù)量也在不斷地上升當(dāng)中，但是從整體上來說，我國與發(fā)達(dá)國家在很多方面仍然有很大差距，比如在生產(chǎn)能力規(guī)模的大小，制造手段工藝的先進(jìn)性，生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量能否得到保證，產(chǎn)品在使用年限方面的持久性方面等等。所以，在建設(shè)高等級高速公路這項大工程時，用到的瀝青混凝土設(shè)備高科技術(shù)仍然不多。

2 當(dāng)今混凝土拌合站控制設(shè)備的工藝流程及缺點(diǎn)

2.1 工藝流程

通常按照工藝流程來分類有三種攪和機(jī)，即間歇式強(qiáng)制式攪和機(jī)、連續(xù)強(qiáng)制式拌和機(jī)、連續(xù)滾筒式拌和機(jī)。以下對三種設(shè)備的工藝流程做一個簡單的敘述。

(1)間歇強(qiáng)制式拌和設(shè)備。間歇拌和機(jī)的特別之處在于是烘干冷的物料、通過加熱之后再與熱瀝青攪和。將各種不同的物料加入到不同的設(shè)備中，對其進(jìn)行連續(xù)性的烘干，不斷加熱。再以間歇式的方式對混合物料進(jìn)行攪拌，通過攪拌器強(qiáng)制攪拌。工作的流程是:在各個冷倉中進(jìn)行大體上配置，再進(jìn)行篩分，通常此步驟用到五個左右的不同顆粒等級的設(shè)備，再進(jìn)入四、五個溫倉，每個溫倉中的物料根據(jù)不同的顆粒直徑，有選擇性地與物料粉和瀝青生成瀝青混合料，在攪和室中完成。

(2)連續(xù)強(qiáng)制式拌和設(shè)備。連續(xù)強(qiáng)制式拌和設(shè)備中各組分料的干燥加熱和混合料的攪拌都是連續(xù)進(jìn)行的。工作的流程是:將各種加工過的物料和粉塵瀝青等都一同加入到攪和室中生成瀝青混合料，也就是我們常說的“種瓜得瓜，種豆得豆”，進(jìn)去什么出來什么。所以冷倉中的各種不同規(guī)格的物料，其顆粒大小能直接影響到瀝青混凝土的組成以及質(zhì)量上的問題。要想獲得理想的瀝青混合料，只有控制顆粒組成變化程度不明顯的原始物料，這樣才能獲得較穩(wěn)定的目標(biāo)混合料。

(3)滾筒式攪和設(shè)備。當(dāng)今社會存在著能源消耗和塵土污染問題，國外針對以上問題、解決問題，必須大力研制工藝，美國就是一馬當(dāng)先的大國，一九六九年時研制出了滾筒式瀝青攪和和設(shè)備。此種設(shè)備工藝的特點(diǎn)是:干燥物料加熱物料都是在一個滾筒中完成的，在滾筒內(nèi)就能完成對混合料的瀝青覆蓋，再出筒，好處在于筒內(nèi)運(yùn)作可以減少粉塵的逸出，從而降低對環(huán)境的污染。其攪和的形式是以滾筒的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行的，可以隨開隨關(guān)，不受限制。筒內(nèi)的物料不斷地從高處落下，再被帶到高處，循環(huán)往復(fù)，并且有層次地進(jìn)行混合。這種攪和設(shè)備與前兩種攪和設(shè)備比較，有眾多優(yōu)點(diǎn)，簡單的筒式結(jié)構(gòu)，伴隨著投資減少，消耗也跟著降低，操作方便等。正因為如此，此種設(shè)備發(fā)展才如此迅速。

2.2 存在缺點(diǎn)

間歇式的缺點(diǎn):與筒式相比，在相同的生產(chǎn)能力的前提下，其所需的設(shè)備數(shù)量多，組件多，并且體型龐大，組件的結(jié)構(gòu)也是復(fù)雜繁瑣，搬遷也存在困難。所以如果使用這種間歇式的攪和設(shè)備，一般都用于固定式或者半固定式。

連續(xù)式的缺點(diǎn):存在一種很致命的缺點(diǎn)，正是如今推廣環(huán)境友好型社會，對于環(huán)境問題尤為注重，此種設(shè)備生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)大量的粉塵顆粒，對環(huán)境造成極為嚴(yán)重的污染。如果想使用這種設(shè)備，對于產(chǎn)生的污染要加大力度來控制，這就必須要投資大量的資金在凈化方面，想要提高凈化的效果，投資也就跟著加大，一般這種投資在百分之三十到百分之四十之間。成本加大帶來了設(shè)備增多，同樣能源的消耗也是隨之而來，不可避免。

滾筒式的缺點(diǎn):這種攪拌設(shè)備，按照一種方向旋轉(zhuǎn)，物料從高處落下，熱能損耗大，熱利用率低，物料中含有較多的殘余水分，導(dǎo)致溫度也不高。

3 改進(jìn)與調(diào)試方法

3.1 具體改裝方案

我們以WCB-400 型攪和設(shè)備為例。

引進(jìn)計算機(jī)和電子運(yùn)算放大器，對各種機(jī)架進(jìn)行改造，再加上壓力傳感器和水泥倉稱重，控制物料的量和實行數(shù)字監(jiān)控，使用JLXK1-511 來實行閥門的開與閉控制。

(1)改裝的方法:

第一步，將原本的皮帶取下，換上具有彈性的鋼板起支撐作用的支架，再裝上傳感器。

第二步，加上手動開關(guān)和自動開關(guān)的轉(zhuǎn)換開關(guān)。

第三步，去掉之前的單級傳輸器，換上有稱量作用的三級螺旋裝置。

第四步，以上各個裝置之間用導(dǎo)線連接。

第五步，接通電腦和放大機(jī)，再進(jìn)行裝置的整體調(diào)試。

第六步，側(cè)放的皮帶上打上兩個五毫米的孔，兩孔之間的距離與安裝的孔之間的距離相等，并且固定傳感器。

第七步，安裝通用的繼電器。

第八步，在控制面板上打上兩個小孔，孔的直徑與指示燈的孔和開關(guān)的孔相同，再裝配上指示燈和開關(guān)。

第九步，最后按照原理圖進(jìn)行連線操作。

(2)調(diào)試方法:

第一步，加上一百公斤以上的物品，給傳感器一定的壓力，直到能觀察顯示器上在30 到40 個數(shù)字變化。

第二步，調(diào)整各種模擬輸出信號，到每個設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)為止。

第三步，正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，指針指在1200 轉(zhuǎn)可以進(jìn)行下一步調(diào)試。

第四步，標(biāo)皮各設(shè)備。

第五步，標(biāo)定后記錄下K 值，結(jié)束調(diào)試。

3.2 改進(jìn)效果分析

改裝之后，可以發(fā)現(xiàn)出料量是由計算機(jī)控制，其精確度提高了好幾倍，骨料的計算也下降了百分之一以上，由原來的2%提高到了1%，粉料的由1%上升到了0.5%，此時也避免了很多因素的影響，比如出料口的尺寸變化，過程中有時某個地方缺少物料造成的配比的不準(zhǔn)確。原來的設(shè)備，經(jīng)常會出現(xiàn)過度的運(yùn)轉(zhuǎn)使整套設(shè)備處在超負(fù)荷的情形下工作，導(dǎo)致設(shè)備的損壞等問題，現(xiàn)在用電腦控制，可以在運(yùn)轉(zhuǎn)之前設(shè)定一個值，當(dāng)超出這一值后，所有設(shè)備被調(diào)試來適應(yīng)這一新值。

計算機(jī)應(yīng)用到攪和裝置后，配比質(zhì)量也隨之提高，能夠達(dá)到新的標(biāo)準(zhǔn)。Windows 系統(tǒng)下，多種配料的比例的軟件可以適用這種系統(tǒng)，軟件界面顯示配料量、每日的產(chǎn)出量，流量等信息，動態(tài)信息可以較好地觀察生產(chǎn)線上的趨勢。自動控制結(jié)合計算機(jī)控制，對于操作人員來說，非常簡單，只要對操作人員進(jìn)行簡單的培訓(xùn)，就能夠?qū)τ诟鞣N設(shè)備的使用行云流水。

4 結(jié)語

對于間歇強(qiáng)制式攪和機(jī)、連續(xù)強(qiáng)制式拌和機(jī)、連續(xù)滾筒式拌和機(jī)三種的工藝流程，熟悉三種工藝的工作流程中的注意事項，根據(jù)這些需要注意的再進(jìn)行改進(jìn)，調(diào)試，在未來的工業(yè)上的瀝青混凝土的配置是一個比不缺少的環(huán)節(jié)，對于各種攪和裝置所體現(xiàn)出來的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析，再針對所反映出來的問題，提出一系列的改進(jìn)方案。對WCB-400 型的攪和裝置的改進(jìn)與調(diào)試進(jìn)行了舉例分析，改進(jìn)后的設(shè)備在控制方面和能源的消耗、污染環(huán)境等方面都取得了不錯的效果。

［1］高佳珍.混凝土攪拌站(樓)綜述(四)［J］.建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2000(04).

［2］許炳照.招投標(biāo)工作中施工機(jī)械的合理選擇與配置［J］.筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2004(12).