基于PAC的沥青搅拌站控制系统设计

刘　斌，赵丹丹，曹建生

（河南工业职业技术学院，河南　南阳　473000）

基于PAC的沥青搅拌站控制系统设计

刘斌，赵丹丹，曹建生

（河南工业职业技术学院，河南南阳473000）

沥青搅拌设备由于设备体积庞大、运行成本高、对环境影响大等因素公司内无法进行试车活动。产品特殊性、实验环境缺乏成为学生实习时能力提升的瓶颈；而公司员工岗前培训、职业技能鉴定培训工作都只能“纸上谈兵”。很多设备制造型企业普遍存在这种现象。

沥青搅拌；余热循环；计量；IFIX

PACSystems RX3i控制器，是美国通用电气公司的最新一代控制器，可以进行过程控制和离散控制，属于中高端系列。其具有通用的编程环境，可实现各种控制选择的交叉渗透。本设计在组态监控方面利用IFIX5.1，结合PPS软件实现上位机对下位机的数据实时交换和监控。可以最终完成系统的运行监控、数据的实时采集和报警功能。PACSystems RX3i控制器如图1所示。

图1　PACSystems RX3i控制器

1　沥青搅拌设备

沥青搅拌设备由于设备体积庞大、运行成本高、对环境影响大等因素公司内无法进行试车活动。产品特殊性、实验环境缺乏成为学生实习时能力提升的瓶颈；而公司员工岗前培训、职业技能鉴定培训工作都只能“纸上谈兵”。很多设备制造型企业普遍存在这种现象。

GE智能控制沥青搅拌余热利用系统的技术原理是：把沥青搅拌设备运行中产生的高温废气用于沥青加热系统实现余热利用的自动化控制过程研发为模拟装置。然而GE自动控制系统仅提供了可编程自动化控制器（PAC）和PPS等软硬件，广大技术人员对其并不熟悉。通过调研发现围绕着GE控制器进行开发的控制对象主要是演示模型设备，例如多站点的自动化生产线等，还没有发现具体开发与GE智能平台配套的筑机余热利用的控制系统。

2　系统设计思路

在沥青加热导热油的回流管上，设计安装管壳式换热装置，管程作为导热油管，壳程中通高温废气，通过换热装置提高导热油管内油温；利用GE自动控制系统，通过检测导油管进入导热油炉前的进口温度，动态调整导热油炉的给煤量，始终保证导油管离开导热油炉的出口温度恒定在170℃。在控制系统技术研究的基础上，设计整体的结构布局。

详细的技术路线为：首先对余热循环利用过程系统进行研究设计；其次对余热循环利用的GE智能控制系统进行研究与设计；而后进行结构布局设计，形成余热利用。全过程都采用GE自动控制系统研究设计。

3　系统总体方案的开发与设计

为冷骨料由集料给料机进行一次计量配料后经倾斜皮带输送机进入干燥滚筒内，进行冷骨料烘干加热，加热后的烟气进入除尘系统；把筛选后的热骨料分开保存；然后，各个规格的热骨料再通过计量系统分别计量后进入搅拌器。熔化、脱水后的热态沥青，通过计量进入搅拌器；矿粉由粉料仓送出，经计量后进入搅拌器；热骨料、沥青、矿粉在搅拌器内强行搅拌成为合格成品料。成品料通过成品料输送机构进入成品料仓，最后通过放料机构放料至运输车内，运往施工现场。图2所示为生产流程方框图。

图2　沥青搅拌设备的生产流程方框图

4　控制系统组成

提升机、振动筛和搅拌缸选用电机进行驱动；热料仓、称量仓、暂存仓和搅拌缸仓门选用气缸进行控制；整个装置的核心计量部分，装置集信号显示与变送一体，输出4-20MA电流信号用于远距离传输和PAC接口。热料仓在仓底和仓顶分别安装了料位计检测缺料和溢料情况，及时报警。图3为电气控制图、图4为PAC接线图。

图3　PAC的沥青强拌设备并行计量控制系统电气控制结构图

图4　PAC的沥青强拌设备并行计量控制系统称重接线图

5　结语

基于GE PACSystems RX3i控制器设计的沥青强拌设备并行计量控制系统接口简单，运行速度快、性能稳定，应用于沥青混合料拌和设备中无论是计量精度还是每小时生产量同传统的累加称量方法相比均有大幅度的提高，成本增加小。经过现场验证该设计能够减少骨料称量时的冲量，骨料动态计量精度控制在±2%之内，强拌设备的拌和周期由原来45秒缩短到41秒。在单盘拌和质量不变的情况下，提高了沥青混合料搅拌设备的生产效率。

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［2］柴本银，彭丽华，李选友，等.干燥过程节能技术的研究与新进展［J］.石油和化工设备，2009（12）：8-11.

［3］冯忠绪，赵利军.智能化搅拌设备［J］.工程机械，2005（8）：71-72.

［4］李海鹏，孔德勇，王鹏.干燥滚筒内流场和传热过程的数值模拟［J］.工程机械，2011，42（6）：20-23.

［5］孙祖望.沥青搅拌设备的节能减排［J］.建设机械技术与管理，2011 （6）：41-44.

Design of Control System of Asphalt Mixing Plant Based on PAC

Liu Bin， Zhao Dandan，Cao Jiansheng
（Henan Polytechnic Institute，Nanyang，473000，China）

asphalt mixing equipment due to the huge volume of equipment，high operating costs，the impact of the environment and other factors，the company can not carry out test activities.Due to lack of special products，experimental environment，become the bottleneck of the students practice ability； and employees pre job training，vocational skills training to identify work only "empty".

asphalt mixing； waste heat recycling； measurement； IFIX

刘斌（1982-），男，汉族，河南南阳人，河南工业职业技术学院教师，南京理工大学计算机技术专业硕士研究生，助教，主要从事自动控制方面的教学和研究工作。