沥青混凝土拌和站自动化控制设备的改进

2019-02-17董超

设备管理与维修 2019年24期

董超

（中交第二航务工程局有限公司，湖北武汉 430040）

0 引言

随着建筑行业的快速发展，各种施工技术与设备等被应用于工程建设领域。混凝土施工是工程施工的关键，其施工效果直接影响着工程建设的整体质量。随着技术的进步，沥青混凝土拌和站对于自动化设备的依赖程度加深，自动化控制设备在一定程度上保障了混凝土生产的质量与效率，对于工程施工的顺利进行意义重大。

1 沥青混凝土拌和站自动化控制设备现状

1.1 国外现状

就沥青混凝土拌和站自动化控制设备的应用情况来看，发达国家的自动化控制设备较为先进。以美国与欧美国家为代表的发达国家，早早实现了沥青混凝土拌和站自动化控制设备的应用，设备的技术水平较高，运行较为稳定与可靠。国外沥青混凝土拌和站自动化设备的应用具有极大的优势，其设备的自动化控制水平较高，基本实现了自动化、集成化与精密化，在工程建设领域得到了较为普遍的应用。另外，国外沥青混凝土拌和站自动化控制设备种类与型号较多，可以适应各种工程建设领域的需求，发展较为全面。拌和站自动化控制设备每小时可以生产几千吨的混凝土，因此，其设备的稳定性极高。

随着行业的发展，自动化控制设备的技术水平逐步提升，同时还考虑了生产的环保性，提高了沥青混凝土拌和站自动化控制的整体发展水平。

1.2 国内现状

随着经济全球化与市场经济的深入推进，沥青混凝土拌和站自动化控制水平逐步上升，虽然为混凝土拌和站带来了一定的发展机遇，但是也存着诸多不足。我国沥青混凝土拌和站中自动化控制设备一般都依赖于进口，在自动化控制技术的研究上，对国外技术的依赖性高，使得其整体发展进程缓慢。

目前我国很多拌合站点的沥青混凝土拌和站自动化控制设备都是小型的，设备的种类也有限。虽然我国建筑行业处于蓬勃发展中，自动化控制设备的应用普及率逐步增高，但是设备的性能稳定性与可靠性不足，生产规模较小，与发达国家的差距明显，需要在发展的过程中不断地进行技术改进。

2 拌合站自动化控制设备的具体应用

我国沥青混凝土拌和站的自动化控制设备，主要有间歇强制式、连续强制式和滚筒式3 种类型。

2.1 间歇强制式拌合设备

在间歇强制式拌和设备的实际应用中，需要先烘干冷物料，然后将其加热与热沥青进行拌和。由于物料的差异性，首先应将这些物料添加于相应的设备中，随后再进行连续烘干处理，在此过程中不需要连续加热。其次，将混合以后的物料进行充分搅拌。这种搅拌一般需要使用搅拌器进行强制搅拌，搅拌过程具有明显的间歇性。

在设备的运行过程中，需要同时进行冷仓的配置与筛分，此过程中往往需要使用5 个颗粒等级存在差异的设备，随后进入温仓处理。由于温仓的特殊性能，需要根据物料颗粒直径等的差异实现物料粉与沥青的生成，充分搅拌以后形成最终的产物。

2.2 连续强制式拌和设备

连续强制式拌和设备与间歇强制式拌和设备最明显的差异就是连续性，也就是设备中物料的干燥加热与混合料的搅拌是连续的。使用这种设备时，需要将经由加工处理的物料与粉尘沥青等投入搅拌室内，搅拌以后生成沥青混合料。在此过程中，物料进出的成分是相同的，这就使得在冷仓中物料规格、颗粒大小等存在差异性，进而使得混凝土的配比、性能等存在差异，这些物料一旦处理不当就会造成混凝土的质量问题。因此，使用这类设备时需要控制物料的颗粒、组成等，以提高生产过程的稳定性。

2.3 滚筒式拌和设备

滚筒式拌和设备产生于20 世纪60 年代末，主要是因为在沥青混凝土的生产中资源与能源的消耗极大，并且存在极大的尘土污染等，滚筒式拌和设备的出现则有效缓解了这些问题。在其使用的过程中，一般需要将干燥物料与较热物料放置于同一滚筒内、在此完成搅拌过程，还可以进行混合料沥青的覆盖、随后出筒。使用这一设备时，所有的生产都是在滚筒内进行的，因此大大减少了生产污染物的出现，能够控制环境污染，维持生态平衡。这种生产方式操作简单、开关较为便利。由于在滚筒内会存在高低的循环操作，使物料的混合更为充分。另外，在滚筒式拌和设备的使用过程中，搅拌需要遵循滚筒旋转的方向。

3 拌合站自动化控制设备的不足

3.1 间歇式存在的缺陷

在生产能力一定的条件下，间歇强制式拌和设备所使用的生产设备数量较多，包含的组件等较多，整体拌和设备的体型较大、结构复杂，运输与移动等存在一定困难。因此，间歇式拌和设备多用于固定式或者半固定式。

3.2 连续式存在的缺陷

连续强制式拌和设备在生产中会出现较多的粉尘污染等，对环境等产生极为不利的影响，这成为该设备极为致命的缺陷。如果采用此设备进行生产，就需要进行污染的控制、处理等，加大对污染净化的治理力度，这样将大大提高企业的生产成本。

3.3 滚筒式存在的缺陷

滚筒式拌和设备的明显劣势，主要是其搅拌需要沿着滚筒的旋转方向来进行，物料在滚筒内的高低循环也加大了热能的损耗、降低了热量的利用效率。另外，此过程中物料内部含有较多的残余水分，也会降低物料的温度。

4 自动化控制设备的改进与调试

4.1 改装方案

以WCB-400 型的拌和设备为例，由于自动化运行存在一定的问题，因此对其进行改进与调试具有现实意义。具体的改装过程：①用支架取代原本的皮带，该支架具有一定弹性，还可以对钢板起一定的支撑作用；②安装传感器和转换开关；③用三级螺旋装置取代原有的单级传输器；④将所有新安装的装置用导线连接，整体装置与电脑、放大机连接，随后再进行整体设备的调试；⑤在侧放的皮带上打两个孔（孔的直径为5 mm），两孔之间的距离应该与安装孔距离保持一致，与传感器相固定；⑥加设通用继电器；⑦在控制面板打孔，装配指示灯与开关；⑧最后实现所有的连线处理。

在调试过程中，需要用大于100 kg 的物品为传感器施加压力，这样在设备运行过程中可以在观察显示器上观测到相应的数字变化。对相关模拟输出信号进行调整，直至拌和设备可以稳定、安全地运行。设备处于正常运转的状况下，只有指针运转到一定的转数以后方可进行后续的调试。对各个设备加以标记，当K 值记录完成以后结束调试工作，设备可以投入正常的使用。

4.2 改进效果分析

对设备进行改进后发现，设备运行的可靠性、稳定性大大提高，自动化控制水平提升，出料量可以由计算机系统直接控制，而且控制精度也大大提高，骨料与粉料的计算精度大大提升，降低了外部因素等对于出料量控制的不利影响，如出料口尺寸变化、配比不正确等。原先的设备本身运行就存在一定问题，在其运转过程中如果长时间高速运转，就会使设备处于超负荷的状态，有时甚至会损坏设备。改进以后的设备采用计算机系统控制，可以在设备处于高负荷状态下进行自动控制，提高了设备运转的可靠性与安全性。