商品混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的核心過(guò)程是配料控制。本文介紹了目前國(guó)內(nèi)混凝土攪拌站控制系統(tǒng)普遍采用的兩種物料計(jì)量方式,通過(guò)對(duì)兩者的構(gòu)成方式的闡述,對(duì)比兩者的優(yōu)缺點(diǎn)。
0 前言
混凝土攪拌站控制系統(tǒng)的核心過(guò)程是配料的控制,即按照設(shè)定的混凝土原材料配方,精準(zhǔn)、高效的完成每種物料的配料過(guò)程。配料控制過(guò)程的優(yōu)劣決定了混凝土的質(zhì)量和生產(chǎn)效率,配料控制過(guò)程即物料計(jì)量方式。混凝土攪拌站及控制系統(tǒng)和計(jì)量方式的關(guān)系,就像我們要到達(dá)一個(gè)地方(設(shè)定生產(chǎn)混凝土的目標(biāo)),坐什么車(采用哪種自動(dòng)控制系統(tǒng)),走哪條路(采用哪種計(jì)量方式)。計(jì)量方式?jīng)Q定了整個(gè)控制程序采用的配料算法,算法也是程序的靈魂。
根據(jù)目前混凝土攪拌站的生產(chǎn)實(shí)際,主要有加法計(jì)量和減法計(jì)量?jī)煞N物料計(jì)量方式。
1 加法計(jì)量配料
1.1加法計(jì)量定義及稱重計(jì)量量
物料通過(guò)控制閥門(mén)從料倉(cāng)自由下落(或靠其它動(dòng)力運(yùn)送)到計(jì)量稱重秤斗,秤斗裝有稱重傳感器,通過(guò)傳感器將秤斗內(nèi)物料的重量信息傳遞給控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)根據(jù)傳遞來(lái)的重量信息判斷是否達(dá)到目標(biāo)重量,如果達(dá)到就發(fā)出命令,關(guān)閉控制閥門(mén)(或其它動(dòng)力),停止稱量。這種配料方式即為加法計(jì)量配料方式(通俗的說(shuō)就是要多少,配多少)。
物料計(jì)量過(guò)程中實(shí)際配料重量M:
M=S×V×T+M1
其中:S——料倉(cāng)閥門(mén)的截面積(或動(dòng)力運(yùn)送裝置出料截面積),m2;
V——物料的流速,m/s;
T——從發(fā)出開(kāi)始計(jì)量信號(hào)到實(shí)際關(guān)門(mén)到位的時(shí)間,s;
M1——倉(cāng)閥門(mén)(或運(yùn)送裝置出口)到計(jì)量稱重秤斗之間的物料,此部分物料在關(guān)門(mén)完成時(shí)尚未被稱重控制裝置識(shí)別,稱為落差量,kg。
1.2 加法計(jì)量誤差產(chǎn)生的主要原因
(1)攪拌站所用砂石料因含水率不同、結(jié)塊等特性,極易造成物料粘連,且無(wú)動(dòng)力輸送裝置,采用重力自由落料方式,故流速V不穩(wěn)定。
(2)因砂石料流速V不穩(wěn)定又會(huì)造成實(shí)際落差值與設(shè)定落差值偏差大。
(3)控制系統(tǒng)軟硬件的啟停反應(yīng)速度對(duì)計(jì)量時(shí)間T會(huì)有一定影響。
1.3 加法計(jì)量控制相應(yīng)對(duì)策
(1)采用粗、精計(jì)量加點(diǎn)動(dòng)方式。粗計(jì)量配料:即剛開(kāi)始配料時(shí)采用多卸料門(mén)全開(kāi)(對(duì)于有動(dòng)力裝置的,全速工作)快速卸料,以提高效率。精計(jì)量配料:設(shè)定精計(jì)量控制量,當(dāng)?shù)竭_(dá)該配料量時(shí),關(guān)閉部分卸料門(mén)(對(duì)于有動(dòng)力裝置的,降速工作)慢速卸料,降低物料流速,避免因系統(tǒng)軟硬件反應(yīng)延遲造成配料超差。
(2)點(diǎn)動(dòng)配料:設(shè)定點(diǎn)動(dòng)控制量,當(dāng)?shù)竭_(dá)該配料量時(shí),點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān)卸料門(mén)(或動(dòng)力輸送裝置),點(diǎn)動(dòng)卸料,讓卸料量一點(diǎn)一點(diǎn)增加,同時(shí)設(shè)置穩(wěn)秤時(shí)間,消除物料下落沖擊力對(duì)秤值的影響,直到計(jì)量秤斗重量值在設(shè)定目標(biāo)值允許的誤差之內(nèi),確保配料精度(點(diǎn)動(dòng)次數(shù)過(guò)多,會(huì)造成配料時(shí)間長(zhǎng),點(diǎn)動(dòng)次數(shù)少,可能會(huì)造成配料誤差大,需合理設(shè)置點(diǎn)動(dòng)量和點(diǎn)動(dòng)啟停時(shí)間,以確保生產(chǎn)效率)。
(3)設(shè)置落差:根據(jù)物料特性以經(jīng)驗(yàn)值或現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試平均值設(shè)定每種物料的固定落差,同時(shí)控制軟件也可以自動(dòng)根據(jù)以前盤(pán)次的配料誤差自動(dòng)修正調(diào)整落差值,前提是自動(dòng)調(diào)整的落差值需不大于設(shè)定的固定落差值(因偶然因素或手動(dòng)干預(yù)會(huì)得到一個(gè)離譜的自動(dòng)調(diào)整的落差值),需確保落差值在合理范圍內(nèi)。
(4)設(shè)置合適的點(diǎn)動(dòng)開(kāi)、關(guān)、穩(wěn)秤時(shí)間,消除系統(tǒng)軟硬件反應(yīng)速度對(duì)配料精度的影響。
(5)增加物料扣秤功能,對(duì)偶然出現(xiàn)的物料多下料進(jìn)行手動(dòng)或自動(dòng)扣秤,將扣除的物料作為下盤(pán)次的物料,確保每盤(pán)次的物料精度。
(6)增加物料自動(dòng)補(bǔ)償功能,即下盤(pán)次的物料配料目標(biāo)值根據(jù)上盤(pán)次的物料實(shí)際誤差動(dòng)態(tài)調(diào)整,確保每車混凝土配方的整體物料精度。
2 減法計(jì)量配料
先將物料運(yùn)送到一個(gè)有動(dòng)力輸出裝置(比如圓盤(pán)給料機(jī))的計(jì)量稱重秤斗內(nèi),在配料過(guò)程開(kāi)始前先在秤斗內(nèi)計(jì)量出一個(gè)比所需目標(biāo)值大的物料重量值,實(shí)際配料時(shí)啟動(dòng)計(jì)量稱重秤斗的物料動(dòng)力輸出裝置強(qiáng)制卸料,從當(dāng)前計(jì)量稱重的重量值中減掉所需物料的目標(biāo)值后停止卸料。這種物料配料方式稱為減法計(jì)量配料(通俗的說(shuō)就是先多配點(diǎn),再勻速可控的放夠需要量)。
減法計(jì)量配料過(guò)程中的稱量重量:
M= S×V×T
其中:S——物料運(yùn)送裝置出料截面積,m2;
V——?jiǎng)恿斔脱b置的卸料速度即物料的流速,m/s;
T——從發(fā)出開(kāi)始計(jì)量信號(hào)到實(shí)際停止卸料的時(shí)間,s;
由于減法計(jì)量配料的出料截面積S調(diào)整好后是固定的,物料的流速V由動(dòng)力輸送裝置決定,也是相對(duì)恒定的,所以減法計(jì)量配料的精度可以很高。為提高效率,出料截面積S可適當(dāng)設(shè)大點(diǎn),仍然在接近設(shè)定目標(biāo)量時(shí)采用點(diǎn)動(dòng)計(jì)量,只要點(diǎn)動(dòng)量設(shè)置合適,配料時(shí)一般不需進(jìn)入點(diǎn)動(dòng)過(guò)程即可達(dá)到準(zhǔn)確配料。
3 兩種計(jì)量配料的特點(diǎn)
加法計(jì)量配料方式優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,更換維護(hù)方便;缺點(diǎn)是配料精度較低,尤其對(duì)用量很大的砂石料需先由料倉(cāng)配料至計(jì)量秤斗,再依次從各個(gè)秤斗放出,通過(guò)皮帶或提升機(jī)構(gòu)運(yùn)送到骨料中間儲(chǔ)存斗,再放至攪拌機(jī),整個(gè)配料時(shí)間長(zhǎng),嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率。
減法計(jì)量配料方式優(yōu)點(diǎn)是配料精度高,在空閑時(shí)間已預(yù)先在計(jì)量秤斗內(nèi)準(zhǔn)備好所需物料,開(kāi)始計(jì)量時(shí),多個(gè)物料可同時(shí)配料,在皮帶上做預(yù)混合,整個(gè)配料時(shí)間短,同時(shí)可減少主機(jī)攪拌時(shí)間,提高生產(chǎn)效率30%以上。但缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜,更換維護(hù)相對(duì)麻煩。
4 結(jié)語(yǔ)
所以為了提高混凝土攪拌站的配料精度和生產(chǎn)效率,混凝土攪拌站設(shè)備對(duì)用量大、運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)的砂石料和粉狀添加劑易采用減法計(jì)量配料方式,以提高配料精度和生產(chǎn)效率。對(duì)其它位于主站附近,采用動(dòng)力運(yùn)送裝置輸送的物料(水泥、煤灰、水、液體添加劑)采用加法計(jì)量配料方式,以降低設(shè)備成本。
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