淺談混凝土生產自動化與控制

王 想

（鄭州水工機械有限公司）

近年來，我國城市發(fā)展迅速，有關城市各方面的建設工作也在逐步的推動，混凝土在城市建設過程中具有非常重要的作用，因此混凝土的生產直接關系到城市建設的步伐，實現(xiàn)混凝土生產的自動化和智能化具有非常重要的現(xiàn)實意義。雖然目前在我國的混凝土生產過程中，已經(jīng)具有一定的自動化技術，但是仍然存在一些需要改進的地方，以下主要在混凝土生產工藝的基礎上，對混凝土生產自動化控制的實現(xiàn)方法進行了探討。

1 混凝土生產工藝系統(tǒng)

混凝土生產工藝系統(tǒng)主要包括上料配料系統(tǒng)、進料和攪拌系統(tǒng)，原料主要包括石、沙、水泥、摻合料、水和外加劑，在這六種原料經(jīng)過不同比例的配比之后，所形成的混凝土型號不同。在上料配料系統(tǒng)中，又可分為沙石上料配料系統(tǒng)、水泥上料配料系統(tǒng)、粉煤灰上料配料系統(tǒng)和水與外加劑上料配料系統(tǒng)。沙石上料配料系統(tǒng)的上料過程為，后部料場中的沙石料通過相應的裝載機，將沙石送入料倉中，然后按照相應的規(guī)格進行選取、確定配比，最后通過皮帶傳送的方式，將配比好的沙石傳送到攪拌系統(tǒng)的料倉內；水泥上料配料系統(tǒng)的上料過程中，根據(jù)不同的水泥生產廠家和規(guī)格，將水泥存儲在不同的水泥罐中，然后通過水泥螺旋將不同的水泥傳送到計量斗內，按照相應的配比及逆行細化存儲；粉煤灰上料配料系統(tǒng)的上料過程與水泥上料配料系統(tǒng)的上料過程類似，因此在實際操作的過程中可以參考水泥上料配料系統(tǒng)進行上料；水和外加劑的上料配料系統(tǒng)在工作過程中，主要是通過在生產場地設置相應的儲水池和外加劑池實現(xiàn)的，通過水泵按照計量抽取的方式進行抽取存儲。在完成對六種原料的稱量之后，攪拌工作主要分為兩個部分，一是按照固體料、粉料、液體料的先后順序，將原料下到攪拌機中；二是將所有原料強制攪拌30秒鐘，從而形成混合均勻的混凝土[1]。

2 混凝土生產的自動化要求

要想更好的進行混凝土生產的自動化及控制設計，就必須要掌握混凝土生產的自動化要求。首先要結合實際的生產特點，實現(xiàn)對整個生產過程的實施控制，除此之外，還要對商品的數(shù)量、商品的配合比等機械化操作進行全自動化控制，并設置相應的自動和手動操作切換系統(tǒng)；其次要在自動化生產的過程中實現(xiàn)對原料參數(shù)的測量，并設計自動調節(jié)功能，如果在自動化生產的過程中，原料和相應的參數(shù)出現(xiàn)了異常，要能夠及時的進行調整；再次要將自動化生產過程中的各項數(shù)據(jù)實時的顯示出來，從而讓工作人員能夠實時的掌握整個生產過程中的系統(tǒng)運行狀況和各項具體數(shù)據(jù)指標，尤其是一些重要的數(shù)據(jù)信息，要給出明確的數(shù)值，并顯示明確的運行結果，從而幫助工作人員判斷系統(tǒng)是否處于正常運行過程中；最后混凝土生產過程的自動化設計還要能夠在出現(xiàn)故障的時候，對生產過程中的數(shù)據(jù)進行分析和統(tǒng)計，從而判斷故障發(fā)生點，并采取有效的緊急應對措施。在對整個生產過程進行自動化設計的過程中，要確保自動化系統(tǒng)具有一定的抗干擾能力，保障自動化系統(tǒng)運行的安全可靠[2]。

3 混凝土生產自動化控制系統(tǒng)分析

根據(jù)上述對混凝土生產工藝系統(tǒng)的介紹和分析可知，在對混凝土生產自動化控制系統(tǒng)進行設計的過程中，要具備以下幾個功能：一是對現(xiàn)場設備狀態(tài)的檢測功能、二是對電器設備的控制功能、三是對生產過程的顯示功能、四是要具備各類數(shù)據(jù)的處理和傳遞功能。所以說，對混凝土生產自動化控制系統(tǒng)的設計，大致要包括計算機基本控制系統(tǒng)和工業(yè)微機顯示監(jiān)控系統(tǒng)。在計算機基本控制系統(tǒng)中，需要進行基本控制系統(tǒng)、CPU、開關量輸入單元、開關量輸出單元、模擬量輸入單元和系統(tǒng)配置的選擇。對于基本控制系統(tǒng)，可以采用日本的OMRONPC作為基本控制系統(tǒng)；對于CPU的選擇，可以采用C200H-CPU11-E／PS221型；對于開關量輸入單元的選擇，可以采用C200H—IA22型；對于開關量輸出單元的選擇，可以采用 C200H—OC222型；對于模擬量輸入單元的選擇，可以采用 C200H—AD00型。除此之外，還要對所選的硬件進行系統(tǒng)的配置選擇，一般情況下，開關量輸入單元快熟的選擇為11塊，開關量輸出單元塊數(shù)的選擇為7塊，模擬量輸入單元塊數(shù)的選擇為3塊，C200H-BC08-V1底板塊數(shù)的選擇為3塊[3]。

4 混凝土生產自動化控制軟件

（一）混凝土生產自動化控制軟件的功能

混凝土生產自動化控制系統(tǒng)主要包括對生產的控制功能和對生產的管理兩個方面，因此要求混凝土生產自動化控制軟件的功能包括監(jiān)測控制功能和操作控制功能?；炷恋谋O(jiān)測控制功能和操作控制功能都要圍繞混凝土生產的六種原料展開，根據(jù)不同的控制級別，可以分為全自動系統(tǒng)控制、分系統(tǒng)聯(lián)動控制和設備單動三級控制；生產管理功能具體可以分為生產計劃輸入、生產任務選擇、生產過程監(jiān)視、產量報告四個部分。

（二）混凝土生產自動化控制軟件功能設計

對于混凝土生產自動化控制系統(tǒng)的監(jiān)測功能設計，重點是對開關量和模擬量的信號監(jiān)測，從而通過監(jiān)測信號實時的顯示出自動化控制系統(tǒng)各部分的運行情況，自動化控制系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測到的信號對各個部分進行相應的調節(jié)和控制，一般情況下，對于監(jiān)測系統(tǒng)的設計，要包括故障處理部分、自動化上料部分和定時打印部分[4]。

對于混凝土生產自動化生產操作控制系統(tǒng)的功能設計，可以根據(jù)全系統(tǒng)自動控制、分系統(tǒng)聯(lián)動控制和設備單動控制進行分別設計。對于全系統(tǒng)自動控制，主要包括沙、石、水泥、摻合料、水和外加劑這六種原料的自動上料控制以及這六種原料的稱量攪拌自動控制，操作人員在操作過程中只需要完成對攪拌機的啟停操作，以及攪拌機下料閥的開閉操作[5]。對于分系統(tǒng)聯(lián)動控制，操作人員可以通過在鍵盤上輸入啟停指令，實現(xiàn)對各個分系統(tǒng)的單獨控制，分系統(tǒng)聯(lián)動控制的優(yōu)勢在于，當某一個分系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時候，操作人員可以根據(jù)計量顯示儀表，實現(xiàn)對故障系統(tǒng)的上料，不會影響整個系統(tǒng)的生產，除此之外，在生產過程中如果出現(xiàn)了余料堵料的情況，使用分系統(tǒng)聯(lián)動控制的方式能夠有效的減少全系統(tǒng)自動控制中連續(xù)稱量所造成的損失。對于設備單動控制，主要是為了能夠在特殊狀況下實現(xiàn)生產功能，因此設備單動控制的范圍主要包括這六種原料分系統(tǒng)的電動機、電磁閥、電動閥和泵等各類閥門。

5 結束語

總而言之，在我國城市化建設工作不斷發(fā)展的情況下，對混凝土的需求量越來越大，因此混凝土生產的自動化與控制是混凝土生產工藝的重要發(fā)展內容，本文對混凝土生產自動化及控制進行了研究，在混凝土生產工藝的基礎上，提出了相應的建議，希望能夠促進混凝土生產自動化與控制水平的提高。