嵌入沥青搅拌设备的配方曲线显示与输入调整系统

谢永平 冯沅

摘要：针对较为繁琐的拌和站生产现场级配调整问题，介绍了一种嵌入沥青搅拌设备电脑的曲线输配方系统，该系统可通过调整级配曲线快速调整配方、试配振动筛网、并设计应急配方。该系统能在试验与设备操作员间起到桥梁作用，减少沟通成本，在保证质量前提下，最大程度地消除溢料，提高设备产量和施工效益。

关键词：沥青搅拌设备；级配；配方曲线；嵌入系统

中图分类号：U415.52文献标志码：B 文章编号：1000033X（2016）06008904

0引言

拌和站施工期间经常发生溢料、等料现象，不但导致设备产量低，而且浪费惊人。这种现象的根源在于各种原材料不符合规格，特别是粗集料级配变化无常[1]，目标配比特殊要求或设计不合理、不具代表性，规定的配方调整方法工作效率低等现象[23]。

沥青搅拌设备在生产过程中出现等料、溢料现象时，操作员会采取手动补料方式，虽然能解决溢料问题，提高产量，但是会影响混合料质量。究其原因，手动补料属于盲目修改配方行为，导致无法控制混合料级配的变化程度。

沥青拌和站配方的调整是一个动态工作过程[4]，但现行的方法无法做到动态调整。为此，笔者开发出一种嵌入沥青搅拌设备配方曲线显示与输入调整系统（以下简称曲线输配方系统），采用此系统就可实现配方的实时动态调整，既能解决产量与质量无法兼顾的矛盾，又能提高配方调整效率。

1安装与设置

要想实现配方的实时动态调整，则必须先把曲线输配方系统安装在控制沥青搅拌设备的电脑中。为便于阐述曲线输配方系统，本文始终以西筑J4000型沥青搅拌设备为例进行相关介绍。

1.1更新组态软件

开发曲线输配方系统时，沥青搅拌设备的组态软件FameView V需更新至7.60.9.7版本，所以建议将沥青搅拌设备控制界面组态软件进行相应更新。升级FameView V前，按提示作好控制界面项目备份。升级时，一定要记录下原配方文件中的各种设定值，各冷料斗冷配设定和产量标定值，振动筛正转停止与反转保持时间，布袋温度设置值，以及主控画面的总计数器、总产量等数据，这对用户升级软件后重新管理控制界面很有用处。

1.2安装曲线输配方系统

将曲线输配方软件安装到控制沥青搅拌设备电脑的具体方法如下：先把系统文件拖入设备电脑任意位置，再把RDCL.exe文件放入电脑开机启动程序中，这样沥青搅拌设备开机时，曲线输配方系统便能自动启动。启动后，电脑会出现是否进入曲线输配方系统的选择框，点击“接受”，曲线输配方系统便会运行，沥青搅拌设备电脑控制界面会增加一个小图标。

1.3系统设置

首次使用前，将选配的沥青搅拌设备振动筛的筛孔尺寸填入图1筛孔设置表中。

初次使用时，还要进行级配设置，在“增加新料型”、“级配名称”中填写混合料类型名称。比如要输入AC25型混合料级配，则填“AC25”，然后把AC25混合料矿料级配的上限、下限、目标（合成）级配值逐个填进级配类型表中，并保存，如图2所示，再在配方设置表中保存，如图3所示。

2作用和益处

给沥青搅拌设备安装曲线输配方系统后，沥青搅拌设备的控制系统便可以在保证质量的前提下减少沥青拌和站等料、溢料现象，提高产量，提高拌和站生产效率。曲线输配方系统可把配方显示成曲线，拖拽这个配方曲线，就能快速调整输入配方，还可以应急设计配方，以及合理选择振动筛筛网。

2.1显示配方曲线

在沥青搅拌设备电脑配方界面输入配方值后，点击配方菜单，再选择配方文件，随后表格中即会显示数字配方，同时曲线形式的配方也会显示出来，如图4所示。

这里所说的配方曲线实际就是生产配合比曲线，配方曲线化有助于沥青搅拌设备的操作手更好的认识、使用、调整配方。操作手可随时调出配方曲线，观察实验室给出的配方在什么位置，看是否合理。

2.2快速输入调整

曲线输配方系统能够快速输入、调整配方。它不仅能够将配方显示成曲线还能通过拖拽曲线，写入改变配方。它改变了传统的按一组数字填写配方的输入模式，效率更高。

沥青拌和站经常出现等料、溢料现象的重要原因之一是原材料与配方不匹配。试验人员认为原材料级配基本稳定，设备操作人员认为原材料规格不断变化，由于认识上的不同，反映在实验室给定的配方与沥青搅拌设备在规定时间内所能称取的各材料的比值有一定矛盾，其累计的结果便是某仓等料、另仓溢料，设备产量、施工进度都会因此降低。

实际上满足质量要求的配方有很多，并不是只有一种，施工企业确定使用某种配方往往是从经济利益出发，而当发生严重或持续的等料、溢料现象时，仍固执坚持配方不可调整。然而，调整时只要能够保证混合料质量，沥青搅拌设备的操作手可以适时调整级配。

下面介绍用曲线输配方系统调整配方的具体步骤。假设4号仓等料，3号仓溢料，那么，适当向下拖拽4号仓的曲线点（图5斜向箭头所示），向上提升3号仓的曲线点。注意不要拖出上、下限。认为合适后，点击曲线上方菜单“写入组态”，原配方界面数值此时会刷新，点击“原配方界面保存”、下载界面，点击“确认”，新的配方便生效。

2.3应急设计

在使用沥青拌和站进行生产时，难免发生试验人员缺位，无法提供配方，又急需拌料生产的状况。此时，曲线输配方系统便可应急设计确定配方。

运行曲线输配方系统，在沥青搅拌设备配方表中输进沥青、矿粉用量的经验值，点击曲线输配方系统界面上方的 “重新读取”，显示一条盆形曲线，如图6所示。向上拖拽该曲线到上、下限范围，然后点击“写入组态”菜单按钮，即快速完成配方应急设计过程。此操作应注意如下问题。

（1）拖拽曲线要从右至左，要贴近合成级配曲线或中间值。

（2）如果曲线输配方系统已经输进了合适的沥青混合料矿料级配的上、下限及合成级配值，那么可以直接调用本系统，快速进行配方应急设计。

（3）如果系统中没有输入数值，则需要重新输入，应找到施工图纸、文件，把工程设计级配范围输入系统。如果找不到工程设计级配范围，也可把规范规定的矿料级配范围输进去，即将规范（JTG F40—2004）热拌沥青混合料路面章节中推荐的对应区域工程级配范围值，输进曲线输配方系统[5]。

2.4试配筛网

筛网一般由施工单位的沥青搅拌设备站长负责选配或提供购置要求。曲线输配方系统可以助其在订货之前反复在电脑上试配筛网。

用曲线输配方系统试配筛网时，生成的配方曲线的纵坐标差值应与实际仓容匹配，避免出现小仓容盛放大配合比，大仓容盛放小配方的情况。也就是让各段筛网拦截的集料的合成级配纵坐标差值比等效于仓容比；相邻筛网尺寸值不能太接近，否则容易出现纵坐标差值过小，即配合比值过小，称量时容易忽略跳称，慢慢形成溢料。总之，如果发现试选的筛网纵坐标差值过大，实际仓容很小，必须重新试配；反之亦然。

选择配置振动筛筛网是一项很重要的工作，它直接影响设备的产量和材料的利用率。

2.5注意事项

2.5.1禁用手动补料功能

在沥青搅拌设备自动称量过程中进行手动补料，等于隐蔽、随意修改配方，如不制止这种盲目修改配方的现象，混合料成品质量就永远处于失控状态。为此，在上位机组态软件中，给手动补料加了授权使用功能，有权限的操作员在必要时（包括排放量、手动称量）可以使用，无权限的操作员在称量过程中，不能使用。

2.5.2级配曲线上关键点的控制

级配曲线上有几个关键点，它们是0075、236、475 mm和最大粒径值对应点。拖拽曲线时，不能随便改动关键点（如236 mm或475 mm）。须特别注意拖拽曲线时可以适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，增大中等粒径集料用量，通过冷料调整减少0.6 mm以下部分细粉的用量，形成平缓的“S”型级配曲线。工程级配范围通常比规范级配范围窄一些，其中4.75 mm和2.36 mm通过率的上下限差值小于8%和10%。

实际上，该系统的配方曲线上并没有236 mm以下的0075 mm等关键点，这里加上它，是为了曲线的完整、美观。对沥青搅拌设备来说，2.36 mm或4.75 mm以下细集料的控制，要靠严格拉流量（及标定冷配）和加强上料管理来保证。

2.5.3自觉接受施工过程中的质量管理与检查

设备操作员要和试验员充分沟通，如果没有获得应用授权，设备操作人员只能用它显示配方曲线、适配筛网等。即便获得授权，必须接受相关专家指导，生产中及时与路面人员联系，了解施工性能，听取意见反馈，使生产出的沥青混合料容易摊铺和压实，避免造成严重的离析。

设备操作员要阅读域内专家编写的沥青路面施工技术指南，也要认真研究公路沥青路面施工技术规范、了解相应试验规程。

3结语

（1）将配方显示成曲线，可以显示、验证在用配方的合理性，也便于操作员掌握配方级配曲线的形状。

（2）通过拖拽曲线调整配方，所见即所得，操作员不再盲目调整级配，减少沟通成本，优化管理流程。

（3）在合格试验人员缺位的情况下，快速设计应急配方，保证了特殊情况下的生产不受影响。

（4）快速设计、验证沥青搅拌设备振动筛筛网尺寸配置、订购的合理性。

（5）不会对设备操作员原本熟悉的工作流程产生干扰，提供的操作体验比较流畅。

（6）不仅适用于施工单位试验人员、设备操作员，还适用于沥青搅拌设备制造厂家。制造厂家把配方快速设计功能、配方新的输入方法嵌入生产的沥青搅拌设备，无疑会增加新的卖点。

参考文献：

[1]周明涛，周颖，唐宁，等.沥青混凝土拌和楼溢料控制技术研究[J].建材世界，2011，32（1）：100106.

[2]杨武忠，尹冉.沥青混凝土拌和楼溢料的原因及其防治措施[J].筑路机械与施工机械化，2010，27（5）：710.

[3]俞晓轩.沥青混凝土拌和楼溢料的原因及其控制方法[J].石家庄铁道学院学报，2006，19（S）：159160.

[4]左文军.配比设计与级配调试现场速解方法研究[J].筑路机械与施工机械化，2005，22（11）：2628.

[5]JTG F40—2004，公路沥青路面施工技术规范[S].