攪拌站配料及控制精度改進(jìn)措施

葛洲壩集團(tuán) 西北分公司 鐘 蘭

20世紀(jì)90年代中后期，國(guó)內(nèi)逐漸進(jìn)入了基礎(chǔ)建設(shè)的高峰期，各廠家生產(chǎn)的攪拌站在工地上普遍存在配料或控制系統(tǒng)引起的稱量精度不穩(wěn)定問題，依據(jù)存在的這些問題，有關(guān)人員在向家壩、溪洛渡、龍開口、藏木等水電工地進(jìn)行了一系列改進(jìn)和試驗(yàn)，取得了較好的使用效果。

目前，各地工程上使用的攪拌站普遍存在配料或控制系統(tǒng)引起的稱量精度不穩(wěn)定的問題，積石峽、公伯峽、藏木等水電工地大型攪拌站的長(zhǎng)期高強(qiáng)度運(yùn)行工況表明，在經(jīng)過機(jī)械和電器及控制模式的改進(jìn)后，基本解決了攪拌站配料控制精度不穩(wěn)定的問題，實(shí)現(xiàn)了稱量精度和整套設(shè)備的可靠運(yùn)行。

一、配料系統(tǒng)

1.配料螺旋機(jī)可以在控制上采用可變量配料技術(shù)，并在螺旋機(jī)出料口增加氣動(dòng)蝶閥精稱，實(shí)際使用表明，這一方法解決了同一座站既生產(chǎn)常態(tài)混凝土又生產(chǎn)碾壓混凝土導(dǎo)致的粉料配比變化大而產(chǎn)生的實(shí)際精度不夠的問題。

2.水泥稱由于產(chǎn)生負(fù)壓稱量值容易飄移，稱不準(zhǔn)，可以在粉料稱斗上增加單向閥和回氣管來消除壓差，從而達(dá)到稱量精度的要求。

3.調(diào)整微機(jī)配料順序。先卸外加劑再卸水，以解決水扣稱時(shí)扣掉外加劑的難題。外加劑用料少，但對(duì)混凝土質(zhì)量至關(guān)重要，要引起重視。

4.外加劑稱可以采用專用管路、單獨(dú)的高精度傳感器計(jì)量，增加精稱即可精確稱量，應(yīng)放棄使用流量計(jì)計(jì)量。

5.水稱配置氣動(dòng)球閥精稱補(bǔ)稱，以縮短進(jìn)料時(shí)間，提高稱量精度。

6.骨料稱弧門可使用分塊調(diào)整形式，以減少骨料對(duì)稱斗的沖擊，提高傳感器采集數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度，且能實(shí)現(xiàn)弧門抖動(dòng)出料扣稱和補(bǔ)稱。

二、電氣控制系統(tǒng)

1.控制系統(tǒng)與三峽使用的4×3 m3、4×4.5 m3和改進(jìn)美國(guó)的JOHNSON4×6 m3攪拌樓相比，實(shí)際使用中增加了后續(xù)可開發(fā)的新技術(shù)和新功能。采用雙機(jī)雙控技術(shù)，系統(tǒng)故障自恢復(fù)技術(shù)和遠(yuǎn)程控制、診斷、排除故障等新技術(shù)，提高了生產(chǎn)過程中控制系統(tǒng)的可靠性。

2、可以采用微機(jī)集中控制，區(qū)別于以前的集散式控制（上位機(jī)+下位機(jī)）。集散式控制由于上下位機(jī)之間通過串行通訊，數(shù)據(jù)容易丟失、失真，傳感器傳輸數(shù)據(jù)慢3 ～ 4 ms，不僅動(dòng)態(tài)模擬畫面滯后，且出料弧門氣缸接受信號(hào)慢3 ～ 4 ms，無法實(shí)現(xiàn)提前扣稱和補(bǔ)稱。為彌補(bǔ)稱量精度差，以前都采用下一拌和周期補(bǔ)救的措施，這樣從統(tǒng)據(jù)數(shù)據(jù)上看，整體用料量符合稱量精度，但精確到每一罐混凝土均達(dá)不到稱量精度；上下位機(jī)控制的下位機(jī)相當(dāng)于可編程控制器，內(nèi)存小，無法存儲(chǔ)大量原始數(shù)據(jù)，無法建立數(shù)據(jù)庫，傳感器傳過來的數(shù)據(jù)無法根據(jù)原始數(shù)據(jù)庫迅速做出反應(yīng)，也就無法確定弧門在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)應(yīng)關(guān)門及關(guān)門大小，無法實(shí)現(xiàn)扣稱。

3.改為集中式控制，采用抗震、抗干擾、耐粉塵的進(jìn)口工控機(jī)及PC總線通訊，可以解決串行通訊慢導(dǎo)致的精度問題，且集中控制板卡標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，市場(chǎng)上可以直接買到，集散式板卡多由配套廠家非標(biāo)設(shè)計(jì)，配件必須從原始廠家購(gòu)買，配件費(fèi)用高；集中式控制工控機(jī)也可以臨時(shí)使用商用機(jī)代替，提高了工作的互換性和可靠性；集中式控制內(nèi)存大，可以儲(chǔ)存各類原始數(shù)據(jù)（水泥、粉煤灰、骨料的用量），生成數(shù)據(jù)庫，每罐料均有原始記錄，還可生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表，便于財(cái)務(wù)進(jìn)行相關(guān)的成本核算。

4.集中控制系統(tǒng)改進(jìn)措施。

（1）靜態(tài)精度。各秤均小于±0.3%；每個(gè)秤的靜態(tài)精度是由模擬量輸入通道各組成環(huán)節(jié)（傳感器、信號(hào)變送器）的各種誤差累計(jì)而成，引起誤差的因素有溫度漂移、時(shí)間漂移、非線性滯后誤差、信號(hào)轉(zhuǎn)換、外部干擾等。為了控制秤的靜態(tài)精度，必須減少上述各環(huán)節(jié)的誤差。具體來說，可采取如下措施：一是使用高精度的拉力傳感器；二是減少了信號(hào)傳輸?shù)闹虚g環(huán)節(jié)，傳感器線直接進(jìn)操作室，將所有傳感器電源、各秤傳感器信號(hào)變送器集中在一起，放操作臺(tái)里，避免外部環(huán)境對(duì)信號(hào)影響，既可以降低故障率，又便于維修；三是采用高性能的信號(hào)變動(dòng)器和熱穩(wěn)定性好的電子元件；四是采用信號(hào)輸入屏蔽措施。

（2）動(dòng)態(tài)精度。粉料、水和外加劑秤為±1%，石子和砂子秤為±2%；配料的實(shí)際偏差是一個(gè)可控制的指標(biāo)。影響動(dòng)態(tài)精度的因素有秤的零點(diǎn)漂移、各物料給料門動(dòng)作的靈活性、完好性和一致性、壓縮機(jī)空氣壓力的穩(wěn)定性、物料的流暢性及外部信號(hào)干擾等。動(dòng)態(tài)精度除了在機(jī)械方面采取一定的措施外，在電控方面也可采取零點(diǎn)自動(dòng)跟蹤、給料門關(guān)門提前量自動(dòng)動(dòng)態(tài)修正、欠稱自動(dòng)補(bǔ)償、超稱自動(dòng)扣秤、整體流程完全自動(dòng)化、畫面模擬現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況等措施，提高動(dòng)態(tài)精度。

三、結(jié)論

上述改進(jìn)和試驗(yàn)的成功使用基本解決了攪拌站配料和控制系統(tǒng)的稱量精度不穩(wěn)定的問題，為解決同類問題提供了參考，可在同行業(yè)攪拌站中推廣使用。