混凝土攪拌站控制系統的核心過(guò)程是配料的控制,即按照設定的混凝土原材料配方,精準、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)程即物料計量方式?;炷翑嚢枵炯翱刂葡到y和計量方式的關(guān)系,就像我們要到達一個(gè)地方(設定生產(chǎn)混凝土的目標),坐什么車(chē)(采用哪種自動(dòng)控制系統),走哪條路(采用哪種計量方式)。計量方式?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。
根據目前混凝土攪拌站的生產(chǎn)實(shí)際,主要有加法計量和減法計量?jì)煞N物料計量方式。
1、加法計量配料
1.1 加法計量定義及稱(chēng)重計量量
物料通過(guò)控制閥門(mén)從料倉自由下落(或靠其它動(dòng)力運送)到計量稱(chēng)重秤斗,秤斗裝有稱(chēng)重傳感器,塑料模具通過(guò)傳感器將秤斗內物料的重量信息傳遞給控制系統,控制系統根據傳遞來(lái)的重量信息判斷是否達到目標重量,如果達到就發(fā)出命令,關(guān)閉控制閥門(mén)(或其它動(dòng)力),停止稱(chēng)量。這種配料方式即為加法計量配料方式(通俗的說(shuō)就是要多少,配多少)。
物料計量過(guò)程中實(shí)際配料重量M:
M=S×V×T+M1
其中:
S——料倉閥門(mén)的截面積(或動(dòng)力運送裝置出料截面積),m2;
V——物料的流速,m/s;
T——從發(fā)出開(kāi)始計量信號到實(shí)際關(guān)門(mén)到位的時(shí)間,s;
M1——倉閥門(mén)(或運送裝置出口)到計量稱(chēng)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(chēng)重控制裝置識別,稱(chēng)為落差量,kg。
1.2 加法計量誤差產(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不穩定。
(2)因砂石料流速V不穩定又會(huì )造成實(shí)際落差值與設定落差值偏差大。
(3)控制系統軟硬件的啟停反應速度對計量時(shí)間T會(huì )有一定影響。
1.3 加法計量控制相應對策
(1)采用粗、精計量加點(diǎn)動(dòng)方式。
粗計量配料:即剛開(kāi)始配料時(shí)采用多卸料門(mén)全開(kāi)(對于有動(dòng)力裝置的,全速工作)快速卸料,以提高效率。
精計量配料:設定精計量控制量,當到達該配料量時(shí),關(guān)閉部分卸料門(mén)(對于有動(dòng)力裝置的,降速工作)慢速卸料,降低物料流速,避免因系統軟硬件反應延遲造成配料超差。
(2)點(diǎn)動(dòng)配料:
設定點(diǎn)動(dòng)控制量,當到達該配料量時(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)設置穩秤時(shí)間,消除物料下落沖擊力對秤值的影響,直到計量秤斗重量值在設定目標值允許的誤差之內,確保配料精度(點(diǎn)動(dòng)次數過(guò)多,會(huì )造成配料時(shí)間長(cháng),點(diǎn)動(dòng)次數少,可能會(huì )造成配料誤差大,需合理設置點(diǎn)動(dòng)量和點(diǎn)動(dòng)啟停時(shí)間,以確保生產(chǎn)效率)。
(3)設置落差:
根據物料特性以經(jīng)驗值或現場(chǎng)調試平均值設定每種物料的固定落差,同時(shí)控制軟件也可以自動(dòng)根據以前盤(pán)次的配料誤差自動(dòng)修正調整落差值,前提是自動(dòng)調整的落差值需不大于設定的固定落差值(因偶然因素或手動(dòng)干預會(huì )得到一個(gè)離譜的自動(dòng)調整的落差值),需確保落差值在合理范圍內。
(4)設置合適的點(diǎn)動(dòng)開(kāi)、關(guān)、穩秤時(shí)間,消除系統軟硬件反應速度對配料精度的影響。
(5)增加物料扣秤功能,對偶然出現的物料多下料進(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)補償功能,即下盤(pán)次的物料配料目標值根據上盤(pán)次的物料實(shí)際誤差動(dòng)態(tài)調整,確保每車(chē)混凝土配方的整體物料精度。
2、減法計量配料
先將物料運送到一個(gè)有動(dòng)力輸出裝置(比如圓盤(pán)給料機)的計量稱(chēng)重秤斗內,在配料過(guò)程開(kāi)始前先在秤斗內計量出一個(gè)比所需目標值大的物料重量值,實(shí)際配料時(shí)啟動(dòng)計量稱(chēng)重秤斗的物料動(dòng)力輸出裝置強制卸料,從當前計量稱(chēng)重的重量值中減掉所需物料的目標值后停止卸料。這種物料配料方式稱(chēng)為減法計量配料(通俗的說(shuō)就是先多配點(diǎn),再勻速可控的放夠需要量)。
減法計量配料過(guò)程中的稱(chēng)量重量:
M= S×V×T
其中:S——物料運送裝置出料截面積,m2;
V——動(dòng)力輸送裝置的卸料速度即物料的流速,m/s;
T——從發(fā)出開(kāi)始計量信號到實(shí)際停止卸料的時(shí)間,s;
由于減法計量配料的出料截面積S調整好后是固定的,物料的流速V由動(dòng)力輸送裝置決定,也是相對恒定的,所以減法計量配料的精度可以很高。為提高效率,出料截面積S可適當設大點(diǎn),仍然在接近設定目標量時(shí)采用點(diǎn)動(dòng)計量,只要點(diǎn)動(dòng)量設置合適,配料時(shí)一般不需進(jìn)入點(diǎn)動(dòng)過(guò)程即可達到準確配料。
3、兩種計量配料的特點(diǎn)
加法計量配料方式優(yōu)點(diǎn)是結構簡(jiǎn)單,更換維護方便;缺點(diǎn)是配料精度較低,尤其對用量很大的砂石料需先由料倉配料至計量秤斗,再依次從各個(gè)秤斗放出,通過(guò)皮帶或提升機構運送到骨料中間儲存斗,再放至攪拌機,整個(gè)配料時(shí)間長(cháng),嚴重影響生產(chǎn)效率。
減法計量配料方式優(yōu)點(diǎn)是配料精度高,在空閑時(shí)間已預先在計量秤斗內準備好所需物料,開(kāi)始計量時(shí),多個(gè)物料可同時(shí)配料,在皮帶上做預混合,整個(gè)配料時(shí)間短,同時(shí)可減少主機攪拌時(shí)間,提高生產(chǎn)效率30%以上。但缺點(diǎn)是結構相對復雜,更換維護相對麻煩。