混凝土拌和站自动化控制设备的改进

■马丽婷，韩耿飞 ■葛洲坝集团第五工程有限公司，湖北 宜昌 443002

1 国内外混凝土拌合站控制设备现状

1.1 国外现状

我们首先从搅合设备工艺的技术先进性方面讲，欧美国家以及亚洲的一些发达国家，他们生产出来的沥青混凝土搅拌设备，一直在世界总体技术层面上，运行的特性方面领先于其他发展中国家，如日本、美国、法国、英国、韩国、澳大利亚等。特别是在自动化操作的只能控制系统，在运行过程中程序的稳定性、可靠性方面更是突出了他们的优势所在。技术水平已经达到了某种程度，我们可以称其为“五化”，即自动化、快速化、大型化、部分化、精密化。

多种生产能力。当前，国外市场中有多种沥青混凝土搅拌设备，种类的繁多已经足以满足基本需求，齐全的设备型号以及规格，生产能力更是提高到了从每小时几顿到每小时上千吨。

先进的高端技术。为了提高产品的质量，提高工程的技术性，对于很多日常出现的需求，比如如何节能的问题，环境保护的问题，这些都需要提高设备的技术指标来完成。而且当今的社会，对于技术指标的要求是越来越高。

各项操作自动化化，如今设备用的二式是间歇制式搅拌设备和连续滚筒式搅拌设备，无论是哪种，控制系统都是采用电脑管理模式。

1.2 国内现状

我国处于高速发展的发展中国家，沥青混凝土搅拌技术仍然不成熟，所使用的搅拌设备几乎其核心技术组分全都是进口，来自国外。特别是自动控制中的核心技术尤为如此。我国搅拌设备的技术，都是跟随国外设备的技术，升级缓慢，技术永远不如国外先进的现状，处于被动的地位。当前我国的胶和设备已有多种型号，小型设备的有几吨、几十吨的产量每小时。而大型设备的产量有二百多吨每小时。各种设备的技术性能也都在不停地提高，更新。虽然我国目前有很多生产沥青混凝土搅拌设备的公司，数量也在不断地上升当中，但是从整体上来说，我国与发达国家在很多方面仍然有很大差距，比如在生产能力规模的大小，制造手段工艺的先进性，生产出的产品质量能否得到保证，产品在使用年限方面的持久性方面等等。所以，在建设高等级高速公路这项大工程时，用到的沥青混凝土设备高科技术仍然不多。

2 当今混凝土拌合站控制设备的工艺流程及缺点

2.1 工艺流程

通常按照工艺流程来分类有三种搅和机，即间歇式强制式搅和机、连续强制式拌和机、连续滚筒式拌和机。以下对三种设备的工艺流程做一个简单的叙述。

(1)间歇强制式拌和设备。间歇拌和机的特别之处在于是烘干冷的物料、通过加热之后再与热沥青搅和。将各种不同的物料加入到不同的设备中，对其进行连续性的烘干，不断加热。再以间歇式的方式对混合物料进行搅拌，通过搅拌器强制搅拌。工作的流程是:在各个冷仓中进行大体上配置，再进行筛分，通常此步骤用到五个左右的不同颗粒等级的设备，再进入四、五个温仓，每个温仓中的物料根据不同的颗粒直径，有选择性地与物料粉和沥青生成沥青混合料，在搅和室中完成。

(2)连续强制式拌和设备。连续强制式拌和设备中各组分料的干燥加热和混合料的搅拌都是连续进行的。工作的流程是:将各种加工过的物料和粉尘沥青等都一同加入到搅和室中生成沥青混合料，也就是我们常说的“种瓜得瓜，种豆得豆”，进去什么出来什么。所以冷仓中的各种不同规格的物料，其颗粒大小能直接影响到沥青混凝土的组成以及质量上的问题。要想获得理想的沥青混合料，只有控制颗粒组成变化程度不明显的原始物料，这样才能获得较稳定的目标混合料。

(3)滚筒式搅和设备。当今社会存在着能源消耗和尘土污染问题，国外针对以上问题、解决问题，必须大力研制工艺，美国就是一马当先的大国，一九六九年时研制出了滚筒式沥青搅和和设备。此种设备工艺的特点是:干燥物料加热物料都是在一个滚筒中完成的，在滚筒内就能完成对混合料的沥青覆盖，再出筒，好处在于筒内运作可以减少粉尘的逸出，从而降低对环境的污染。其搅和的形式是以滚筒的旋转进行的，可以随开随关，不受限制。筒内的物料不断地从高处落下，再被带到高处，循环往复，并且有层次地进行混合。这种搅和设备与前两种搅和设备比较，有众多优点，简单的筒式结构，伴随着投资减少，消耗也跟着降低，操作方便等。正因为如此，此种设备发展才如此迅速。

2.2 存在缺点

间歇式的缺点:与筒式相比，在相同的生产能力的前提下，其所需的设备数量多，组件多，并且体型庞大，组件的结构也是复杂繁琐，搬迁也存在困难。所以如果使用这种间歇式的搅和设备，一般都用于固定式或者半固定式。

连续式的缺点:存在一种很致命的缺点，正是如今推广环境友好型社会，对于环境问题尤为注重，此种设备生产过程中会出现大量的粉尘颗粒，对环境造成极为严重的污染。如果想使用这种设备，对于产生的污染要加大力度来控制，这就必须要投资大量的资金在净化方面，想要提高净化的效果，投资也就跟着加大，一般这种投资在百分之三十到百分之四十之间。成本加大带来了设备增多，同样能源的消耗也是随之而来，不可避免。

滚筒式的缺点:这种搅拌设备，按照一种方向旋转，物料从高处落下，热能损耗大，热利用率低，物料中含有较多的残余水分，导致温度也不高。

3 改进与调试方法

3.1 具体改装方案

我们以WCB-400 型搅和设备为例。

引进计算机和电子运算放大器，对各种机架进行改造，再加上压力传感器和水泥仓称重，控制物料的量和实行数字监控，使用JLXK1-511 来实行阀门的开与闭控制。

(1)改装的方法:

第一步，将原本的皮带取下，换上具有弹性的钢板起支撑作用的支架，再装上传感器。

第二步，加上手动开关和自动开关的转换开关。

第三步，去掉之前的单级传输器，换上有称量作用的三级螺旋装置。

第四步，以上各个装置之间用导线连接。

第五步，接通电脑和放大机，再进行装置的整体调试。

第六步，侧放的皮带上打上两个五毫米的孔，两孔之间的距离与安装的孔之间的距离相等，并且固定传感器。

第七步，安装通用的继电器。

第八步，在控制面板上打上两个小孔，孔的直径与指示灯的孔和开关的孔相同，再装配上指示灯和开关。

第九步，最后按照原理图进行连线操作。

(2)调试方法:

第一步，加上一百公斤以上的物品，给传感器一定的压力，直到能观察显示器上在30 到40 个数字变化。

第二步，调整各种模拟输出信号，到每个设备正常运转为止。

第三步，正常运转时，指针指在1200 转可以进行下一步调试。

第四步，标皮各设备。

第五步，标定后记录下K 值，结束调试。

3.2 改进效果分析

改装之后，可以发现出料量是由计算机控制，其精确度提高了好几倍，骨料的计算也下降了百分之一以上，由原来的2%提高到了1%，粉料的由1%上升到了0.5%，此时也避免了很多因素的影响，比如出料口的尺寸变化，过程中有时某个地方缺少物料造成的配比的不准确。原来的设备，经常会出现过度的运转使整套设备处在超负荷的情形下工作，导致设备的损坏等问题，现在用电脑控制，可以在运转之前设定一个值，当超出这一值后，所有设备被调试来适应这一新值。

计算机应用到搅和装置后，配比质量也随之提高，能够达到新的标准。Windows 系统下，多种配料的比例的软件可以适用这种系统，软件界面显示配料量、每日的产出量，流量等信息，动态信息可以较好地观察生产线上的趋势。自动控制结合计算机控制，对于操作人员来说，非常简单，只要对操作人员进行简单的培训，就能够对于各种设备的使用行云流水。

4 结语

对于间歇强制式搅和机、连续强制式拌和机、连续滚筒式拌和机三种的工艺流程，熟悉三种工艺的工作流程中的注意事项，根据这些需要注意的再进行改进，调试，在未来的工业上的沥青混凝土的配置是一个比不缺少的环节，对于各种搅和装置所体现出来的优缺点进行了分析，再针对所反映出来的问题，提出一系列的改进方案。对WCB-400 型的搅和装置的改进与调试进行了举例分析，改进后的设备在控制方面和能源的消耗、污染环境等方面都取得了不错的效果。

［1］高佳珍.混凝土搅拌站(楼)综述(四)［J］.建设机械技术与管理，2000(04).

［2］许炳照.招投标工作中施工机械的合理选择与配置［J］.筑路机械与施工机械化，2004(12).