沥青混凝土拌和设备电子控制系统探讨

2012-03-12孙立平

中国新技术新产品 2012年11期

孙立平

（大连公路工程集团有限公司金州分公司，辽宁大连 116100）

1 冷骨料给料机的控制系统

冷骨料皮带给料机较早采用直流调速电机调速供料，通过调节速度给定电位器改变电机的电枢电压，来改变电机的转速，从而达到控制给料量的大小。但直流电机故障率较高系统维护较繁琐。近年来冷骨料给料机均采用交流变频控制。操作简单，稳定性好，维护方便。控制设计较为简单，一般将变频器的控制设定为面板模拟器控制模式，在操作台上安装调速电阻即可达到控制速度的目的。更为先进的是采用计算机通讯方式，在操作电脑界面上直接输入冷料配方（一般为工控机或触摸屏安装工控组态软件）。将配方传送到PLC中。再由PLC将数据传送给各变频器。使变频器按接收到数据驱动电机达到控制冷料皮带的目的，从而实现冷料控制。PLC与变频器采用485通讯方式，一台PLC安装485通讯模块最多可控制32台变频器。每台变频器设置不同的站号及与PLC相同的通讯协议，只需两根线即可实现。简单易安装。

2 干燥筒加热装置的温度控制系统

在生产沥青混凝土混合料时，必须将骨料烘干并加热到所需要的工作温度，这个工作由燃烧器来完成。目前在于燥滚筒上所采用的燃烧器大多为喷气式，简称为喷燃器。其特点是：自动调节燃油、空气比率，燃烧火焰稳定、可调，能随时了解燃烧器的燃烧状态。

控制器根据检测信号驱动步进电机，燃油－空气比率控制系统由步进电机带动四连杆机构，使燃油和空气按照固定的比例平稳地增减，从而调节出料温度。根据控制器的不同可分为传统温度自动控制系统和单片机温度自动控制系统两种。喷燃器的温度自动控制系统包括燃烧器的点火控制和燃烧器的火焰调节控制两部分内容。

2.1 传统温度自动控制系统

程序控制器是20世纪70年代发展起来的一门控制技术，它可以按照预先设定的动作顺序，一步一步地进行工作。每当一个程序步骤完成之后，就会发出动作完成的现场检测信号并反馈回来，使燃烧器进人下一程序步骤的动作状态。整个程序运行有条不紊。如果当某一程序出现错误时，可以显示出错误所在的位置，并发出报警信号，出现自动返回到“待命”的初始状态。现在一般拌合站的温度控制采用仪表控制较好的有欧陆、霍尼韦尔等。而国内为节省成本基本使用渣油，一般先用电极点燃乙炔再点燃燃油。燃烧器单独采用PLC控制，选用晶体管输出的PLC采用步进指令进行编程。它保存记录现行程序的位置，根据现场反馈信号或条件判断信号，并决定下一步该进人哪一个程序状态。当进人某一出现步骤时，输出矩阵使该程序所对应的输出继电器动作，其执行部件执行设定的操作。当完成这一动作时，现场检测信号被反馈进人输入矩阵，使程序自动步进。如果在某一程序止步时，当满足一定条件，程序会跳跃到另外任何一步程序；而当条件不满足时，程序顺序地进人其后一步的程序。这个功能是由条件判断和步进器来共同完成的。

当点火过程完成时，燃烧器处于燃烧状态。这时系统进人骨料烘干温度自动控制系统。这便是燃烧器的正常工作状态。这种状态将延续到当有关机信号输入时，系统自动进入关闭点火系统状态，然后结束整个工艺流程。

当点火不成功时，通过火焰检测器检测无点火信号，系统自动再点火；当三次点火均不成功时，系统直接显示点火失败，并关闭点火系统，然后结束点火工艺流程。

2.2 燃烧器点火程序控制的故障检测

燃烧器要能准确可靠地工作，必须设立能够检测因部件失常或损坏引起的程序紊乱，以及因执行部件失常或损坏而使程序进人程序“死区”的装置。否则将会造成不必要的损失和事故。

步进式程序控制器正常工作时，只有一步的输出为厂态，也就是只有一步程序动作，如果由于操作失误或线路发生故障等原因，可能出现两步以上为“1”态，这使程序控制器程序紊乱而不能正常工作。该系统采用多“1”态检测器能及时准确地检测出程序紊乱的故障，并能迅速报警，使工作程序关闭已经打开的点火部件而回到“待命”状态。

3 热骨料称量控制系统

粗集料的冷骨料经烘干滚筒加热后，由提升机输送到振动筛，振动筛将热骨料混合料筛分为不同等级颗粒的四种料，分别储存在各自的热料仓内。热料仓底部各有一个放料弧门，由气缸控制其关闭。四个料仓的骨料依次放人称量斗中进行称量，称量完毕后放料斗门将骨料分两次执放人搅拌筒中。

在称量斗中有块隔板，一边放石料，一边放砂料，在放料式先放石料，后放砂料。放料门由两个对接的气缸控制，当一个气缸杆伸出时，放料门开至一半，砂石料放出；当另一个气缸也伸出时，放料门完全打开，砂石料放出。

热骨料称量采用四支1t的传感器并联使用。四种热骨料依次在称斗中进行累积称量。当第一次称量时，表头上的读数为第一种料的质量；第二次称量时，表头上为第一种料和第二种料的合计质量；其余依此类推。

4 沥青、粉料称量和搅拌工序控制系统

在沥青称量时，沥青通过两个沥青注入阀注入沥青成量斗。单沥青称量开始时，1号沥青注入阀工作，由于1号沥青注入阀比2号沥青注入阀的直径要大得多，故沥青称量开始时，沥青快速注入沥青称量斗，该工序称为沥青的粗称。当称量斗内沥青达到设定值的85%时，1号沥青注入阀关闭，2号沥青注人阀打开，沥青缓慢地注人称量斗，该工序称为精称。当沥青的质量达到设定值时，关闭2号沥青注人阀，停止沥青的注人，完成一次沥青的称量。采用沥青粗称和精称的目的是在保证沥青称量的速度前提下，尽可能避免沥青的超重。当骨料称量斗放料门第二个动作开始的同时，称量斗内称量好的沥青通过沥青计量仓排料阀被放人搅拌筒内，进行沥青混凝土料的拌和作业。粉料的供给是通过一个连锁控制的粉料螺旋给料机和粉料注入仓提供的。当开始粉料称量时，粉料螺旋输送等级启动，螺旋开始转动，通过同时开启的粉料注入仓门，将粉料送人粉料称量斗。称量斗称量仓斗内粉料质量，当粉料质量达到预先设定的要求值时，螺旋输送机和粉料注入仓门同时关闭，停止向粉料称量斗内送粉，完成一次粉料的称量，此时等待卸料。当粉料称量斗门控制电磁阀动作时，使粉料称量斗门控制气缸工作，打开粉料称量斗门，向搅拌筒内放人粉料。