混凝土搅拌站的智控技术及生产质量分析

王世雄

（山东千建工程机械有限公司，山东 济南 250400）

0 引言

混凝土是道路桥梁以及房地产建设中不可或缺的材料，以房地产建设为例，工程项目中应用到的混凝土材料占比高达30%～70%。伴随房地产行业以及城市基础设施建设规模不断扩大，混凝土市场需求与日俱增，这对于混凝土搅拌站而言既是发展机遇同时也是潜在挑战，搅拌站方面需要把握时代脉络，不断提升混凝土搅拌站的智能化水平，优化生产质量，推进高质量发展。

1 混凝土搅拌站概况

混凝土搅拌站主要负责混凝土贮料、配料和物料称量、卸料等作业，包括搅拌机、料仓以及秤等构成部分，系统相对较为复杂。传统的混凝土搅拌往往为单击类型混凝土搅拌站，由建筑工地自产自用，但随着新时期房地产建设以及基础工程建设规模不断扩大，混凝土用量需求有所增加，相关建筑单位对混凝土的配比精度和整体性能提出了更高要求，因此，新时期的混凝土搅拌站也必须有所创新。近几年来，智能控制技术为混凝土搅拌站注入了新鲜血液，通过应用可以灵活编程、抗干扰性强的智能化基本控制设备，混凝土搅拌站各项基本工作能够得到精准落实[1]。整体来说，混凝土搅拌站的智控技术以及生产质量管理是搅拌站的未来发展趋势，相关管理人员必须引起高度重视。图1为混凝土搅拌站。

图1 混凝土搅拌站

2 混凝土搅拌站智控技术分析

影响混凝土质量的因素较多，包括材料因素、工艺因素、设备因素、环境因素以及人员因素，而每一种因素又涵盖诸多细节问题，如材料因素可能包括凝胶材料、外加剂、骨料等，而工艺因素可能包括搅拌方式、搅拌时间以及泵送方式等，管理起来相对较为复杂。结合现阶段混凝土搅拌站发展情况来看，有部分搅拌站基于互联网技术、大数据技术以及物联网技术展开混凝土生产控制，构建智能制造模式及体系。该体系以信息物理系统为核心，将设备、物流、人员以及信息网络深度融合，形成了多种生产要素相互关联的综合平台。如此一来，各生产要素之间能够实现自动的信息传递和实时的信息共享，而搅拌站管理人员则可以实现对混凝土生产的全周期管理。以下将简要分析混凝土生产流程中智控技术的具体应用。图2为混凝土搅拌站智能控制系统。

图2 混凝土搅拌站智能控制系统

2.1 原材料进场管理

基于信息物理系统，混凝土搅拌站管理人员可以开展系统化的原材料进场管理工作，保障材料进场与试验数据的协同性。在混凝土生产与搅拌过程中，多个环节都会产生材料质量数据，因而混凝土搅拌站若想展开科学管理，就必须保障高效的数据识别采集以及精准的数据分析优化[2]。在现有数据处理模式下，混凝土搅拌站普遍通过应用物联网技术采集地磅计量装置和工艺点的数据，将其上传至基于信息物理系统而搭建的量衡计量系统。如此一来，财务系统可以直接获得混凝土原材料的进场数据，在此基础上制作会计凭证，而采购部门、计量部门、质检部门以及财务部门也可以实现数据共享，形成均衡的流程管理模式以及完善的监督机制。除此以外，智能化和自动化是现阶段混凝土搅拌站系列作业发展的主要方向，随着信息物理系统与混凝土搅拌站智控工作的不断深入融合，进场物资计量数据、实时生产消耗数据采集自动化水平将会不断提升，最终混凝土搅拌站将有望搭建集原材料购入、生产、运输以及管理为一体的计量数据体系，从而有效消除传统模式中人为因素对数据处理精度的干扰，从根源上杜绝违规操作可能。值得注意的是，包括砂石料、水泥、外加剂等混凝土材料在内的进场数据会被智能传送到数据中心，这也就意味着混凝土搅拌站不必再采用传统的离线式计量和结算模式，从某种角度来说，根除了企业质量管理、财务结算以及成本控制的弊端，更加契合行业现代化发展需要。在后续系统创新及优化过程中，有关人员应不断完善原材料自动取样提醒及控制机制，在材料过磅环节设置数据平台取样控制点，尽可能基于作业需求，制定原材料供应的客观评价体系，保证进场材料质量评价的稳定性以及数据取样的可追溯性[3]。

2.2 制定生产管理对策

随着混凝土搅拌站创新改革的不断深化，基于信息物理系统的混凝土智能生产单元已经较为完备，形成了智能混凝土生产过程系统。客观来说，该系统在当前阶段的混凝土搅拌站生产管理中属于核心系统，与搅拌站中其他系统如生产系统、材料仓储系统、实验室系统、质量保证系统等高度集成，相互关联，在一定程度上提升了混凝土生产的异常识别能力和抗干扰能力。一旦监测到混凝土生产流程存在异常将会自我诊断、自动预警，并及时将异常信息反馈给相关管理人员，以便人员作出应急响应。对于混凝土搅拌站的智控技术，有部分人员存在一种错误认知，认为该模式彻底改变了搅拌站现有的自身质量体系，必须彻底抛弃现阶段的搅拌站控制系统。但事实并非如此，混凝土搅拌站智控技术以既有控制系统为基础，同时将数据输出后运用，整合网络信息系统与装置物理系统的信息及指令，从而最终达到对装置的运行控制。在混凝土搅拌站制定生产决策的过程中，搅拌站管理者可以参考相关数据，确保决策的合理性与可执行性。

2.3 在线监控生产过程

目前混凝土搅拌站信息物理系统集成以太接口和VPN接口，因此不仅可以对生产过程实现数字化控制，同时可以高效率处理数字信号和模拟量信号，便于管理者以及相关负责人员对混凝土生产过程在线实时监控。具体来说，该智控技术优势在于以下几方面：首先，相关工作人员只需手持移动终端设备，就可以结合具体需求查看具体某一天、某一时段的现场浇筑情况监控信息，判断原材料的存储量和消耗量，妥善安排原材料的采购以及管理等工作。其次，通过实时监控混凝土生产过程，可以在一定程度上突破传统混凝土搅拌生产模式中的监管瓶颈，实现全周期的生产监控，确保混凝土搅拌站智控工作可以覆盖到混凝土配料、骨料输送、投料、搅拌、卸料等各项工作。通常情况下，系统在线监控还会生成混凝土生产效率分析图，相关管理人员可以结合该模型分析生产过程中的质量偏差和性能偏差，及时对现场浇注点、生产状态、运输车辆等展开调整，切实提升混凝土生产和搅拌效率[4]。

3 混凝土搅拌站生产质量控制策略

3.1 加速产业升级

从可持续发展角度来看，加快产业升级已然是混凝土搅拌站发展的必然出路。根据国家发改委所出台的关于产业结构调整指导的相关文件，混凝土行业发展必须侧重关注行业生产和产品性能，以生产绿色化、管理运行智能化、产品高级化为生产目标。基于这一要求，混凝土搅拌站需要以创新为驱动力，促进生产工艺改良、生产设备改进，将大数据技术、物联网技术、互联网技术等应用于混凝土搅拌站生产，质量控制，提升智能化管理水平，力争为企业发展创造更多机遇。

3.2 打造高水平现场混凝土搅拌站

随着混凝土市场需求的不断变动，大型现场混凝土搅拌站研发和建设成为大势所趋。事实上，现阶段现场混凝土搅拌站配置已经相对较为完备，采取整体模块化结构设计，设备安装调试难度系数较低，工程化和自动化程度高。具体来说，在现场混凝土搅拌站中，企业生产系统往往采用大容量主机，同时配备防粘轴技术、液压卸料技术等，技术较为先进。与此同时，现场混凝土搅拌站配备具有暂存功能的主机接料斗，这可以在一定程度上保障混凝土生产效率[5]。除此以外，其配备的智能控制系统采用PLC控制技术，具有较高计量精度，同时可以保障相关机械设备连续生产、稳定操作。最后，大量实践研究表明，现场混凝土搅拌站具有更优良的环保特性，可以整体包装、主动收尘，实现绿色生产。而在现有水平上，混凝土搅拌站需要对市场需求展开深层次分析，结合城市基础设施建设、房地产建设等不同行业要求，提升搅拌站生产系统现代化水准，从而在激烈的市场竞争中取得优势。

3.3 提升智能化管理水平

混凝土搅拌站为客户提供包括混凝土与沥青在内的多种产品，客户满意度对于企业发展具有重要意义。因此，混凝土搅拌站方面必须充分重视客户需求，立足发展提升混凝土生产与质量管理智能化水平，推动信息技术与混凝土搅拌工作的融合更加深入。纵观整个行业，部分混凝土搅拌站已经开始相继创建无人化值守模式，通过在厂房内配置现代化设备，借助数字化和信息化系统操控设备运行，从而降低混凝土搅拌站对人力资源的依赖，实现厂房无人化以及控制少人化生产。而且，有部分混凝土搅拌站已经开始尝试在各项生产流程中应用智能化管理技术，以废弃物处理为例，搅拌站方面不断提升污水处理智能化水准，对生活污水进行处理和再利用，用于园林灌溉及水稳土搅拌站生产，提升了资源利用效率；使用砂石分离机回收工业污水；使用两次直燃处理技术净化有毒气体，确保气体达到可排放标准；使用地面集中收尘系统处理粉尘，最终将其排入粉料仓。除此以外，混凝土搅拌站还会采取设备密封技术、双重密封处理技术等，全面根治污染问题。在多项现代化技术的协同配合下，即便在搅拌站运行的高峰期，也不会产生扬尘污染和噪声污染。而在未来发展过程中，混凝土搅拌站需要不断优化工业化设计，提升智能化管理水平，实现绿色生产、高质量生产。

3.4 加强生产质量管理

质量管理是混凝土搅拌站生产管理所不可或缺的要素构成。伴随混凝土市场竞争日趋激烈，混凝土搅拌站必须确保自己所提供的材料符合施工方预期。而面对生产管理新形势，搅拌站需要构建全面的质量管理机制，确保质量管理工作覆盖材料选择、搅拌等各个环节，同时推广信息化管理模式，实现对混凝土质量的智能化控制。除此以外，在搅拌混凝土之前，相关技术人员需要科学控制原材料与混凝土的配比，围绕原材料进场管理以及存储管理等落实质量检查制度，对于不符合生产及使用标准的原材料，绝对不能投入使用，而且，在混凝土配比与搅拌的过程中，相关技术人员应做好必要的数据记录工作，在大量实践中寻找最佳配合比，并将相应的数据信息录入专属数据库中，为混凝土配比的优化提供丰富的数据支持。最后，混凝土搅拌站需要组建高水平的专业化检验队伍，对混凝土搅拌工作展开全过程的质量检测，全面排查生产隐患，提升检验质量，务必要确保产品质量的达标[6]。

4 结语

综上所述，城市现代化建设对混凝土的生产质量及生产速度提出了更高要求。基于这一前提，混凝土搅拌站必须与时俱进，引入智能化控制技术，用于加强原材料进场管理、实现实时在线监控、为混凝土生产决策提供依据，同时实行全生命周期的生产质量控制，在大量创新实践中提升混凝土的配比与搅拌水平，推动混凝土产业转型升级，实现高质量发展。