瀝青混凝土拌和設(shè)備電子控制系統(tǒng)探討

孫立平

（大連公路工程集團(tuán)有限公司金州分公司，遼寧 大連 116100）

1 冷骨料給料機(jī)的控制系統(tǒng)

冷骨料皮帶給料機(jī)較早采用直流調(diào)速電機(jī)調(diào)速供料，通過(guò)調(diào)節(jié)速度給定電位器改變電機(jī)的電樞電壓，來(lái)改變電機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到控制給料量的大小。但直流電機(jī)故障率較高系統(tǒng)維護(hù)較繁瑣。近年來(lái)冷骨料給料機(jī)均采用交流變頻控制。操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定性好，維護(hù)方便。控制設(shè)計(jì)較為簡(jiǎn)單，一般將變頻器的控制設(shè)定為面板模擬器控制模式，在操作臺(tái)上安裝調(diào)速電阻即可達(dá)到控制速度的目的。更為先進(jìn)的是采用計(jì)算機(jī)通訊方式，在操作電腦界面上直接輸入冷料配方（一般為工控機(jī)或觸摸屏安裝工控組態(tài)軟件）。將配方傳送到PLC中。再由PLC將數(shù)據(jù)傳送給各變頻器。使變頻器按接收到數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)電機(jī)達(dá)到控制冷料皮帶的目的，從而實(shí)現(xiàn)冷料控制。PLC與變頻器采用485通訊方式，一臺(tái)PLC安裝485通訊模塊最多可控制32臺(tái)變頻器。每臺(tái)變頻器設(shè)置不同的站號(hào)及與PLC相同的通訊協(xié)議，只需兩根線即可實(shí)現(xiàn)。簡(jiǎn)單易安裝。

2 干燥筒加熱裝置的溫度控制系統(tǒng)

在生產(chǎn)瀝青混凝土混合料時(shí)，必須將骨料烘干并加熱到所需要的工作溫度，這個(gè)工作由燃燒器來(lái)完成。目前在于燥滾筒上所采用的燃燒器大多為噴氣式，簡(jiǎn)稱為噴燃器。其特點(diǎn)是：自動(dòng)調(diào)節(jié)燃油、空氣比率，燃燒火焰穩(wěn)定、可調(diào)，能隨時(shí)了解燃燒器的燃燒狀態(tài)。

控制器根據(jù)檢測(cè)信號(hào)驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，燃油－空氣比率控制系統(tǒng)由步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)四連桿機(jī)構(gòu)，使燃油和空氣按照固定的比例平穩(wěn)地增減，從而調(diào)節(jié)出料溫度。根據(jù)控制器的不同可分為傳統(tǒng)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)和單片機(jī)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)兩種。噴燃器的溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)包括燃燒器的點(diǎn)火控制和燃燒器的火焰調(diào)節(jié)控制兩部分內(nèi)容。

2.1 傳統(tǒng)溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)

程序控制器是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來(lái)的一門(mén)控制技術(shù)，它可以按照預(yù)先設(shè)定的動(dòng)作順序，一步一步地進(jìn)行工作。每當(dāng)一個(gè)程序步驟完成之后，就會(huì)發(fā)出動(dòng)作完成的現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)并反饋回來(lái)，使燃燒器進(jìn)人下一程序步驟的動(dòng)作狀態(tài)。整個(gè)程序運(yùn)行有條不紊。如果當(dāng)某一程序出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，可以顯示出錯(cuò)誤所在的位置，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)，出現(xiàn)自動(dòng)返回到“待命”的初始狀態(tài)。現(xiàn)在一般拌合站的溫度控制采用儀表控制較好的有歐陸、霍尼韋爾等。而國(guó)內(nèi)為節(jié)省成本基本使用渣油，一般先用電極點(diǎn)燃乙炔再點(diǎn)燃燃油。燃燒器單獨(dú)采用PLC控制，選用晶體管輸出的PLC采用步進(jìn)指令進(jìn)行編程。它保存記錄現(xiàn)行程序的位置，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)反饋信號(hào)或條件判斷信號(hào)，并決定下一步該進(jìn)人哪一個(gè)程序狀態(tài)。當(dāng)進(jìn)人某一出現(xiàn)步驟時(shí)，輸出矩陣使該程序所對(duì)應(yīng)的輸出繼電器動(dòng)作，其執(zhí)行部件執(zhí)行設(shè)定的操作。當(dāng)完成這一動(dòng)作時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)信號(hào)被反饋進(jìn)人輸入矩陣，使程序自動(dòng)步進(jìn)。如果在某一程序止步時(shí)，當(dāng)滿足一定條件，程序會(huì)跳躍到另外任何一步程序；而當(dāng)條件不滿足時(shí)，程序順序地進(jìn)人其后一步的程序。這個(gè)功能是由條件判斷和步進(jìn)器來(lái)共同完成的。

當(dāng)點(diǎn)火過(guò)程完成時(shí)，燃燒器處于燃燒狀態(tài)。這時(shí)系統(tǒng)進(jìn)人骨料烘干溫度自動(dòng)控制系統(tǒng)。這便是燃燒器的正常工作狀態(tài)。這種狀態(tài)將延續(xù)到當(dāng)有關(guān)機(jī)信號(hào)輸入時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)入關(guān)閉點(diǎn)火系統(tǒng)狀態(tài)，然后結(jié)束整個(gè)工藝流程。

當(dāng)點(diǎn)火不成功時(shí)，通過(guò)火焰檢測(cè)器檢測(cè)無(wú)點(diǎn)火信號(hào)，系統(tǒng)自動(dòng)再點(diǎn)火；當(dāng)三次點(diǎn)火均不成功時(shí)，系統(tǒng)直接顯示點(diǎn)火失敗，并關(guān)閉點(diǎn)火系統(tǒng)，然后結(jié)束點(diǎn)火工藝流程。

2.2 燃燒器點(diǎn)火程序控制的故障檢測(cè)

燃燒器要能準(zhǔn)確可靠地工作，必須設(shè)立能夠檢測(cè)因部件失常或損壞引起的程序紊亂，以及因執(zhí)行部件失常或損壞而使程序進(jìn)人程序“死區(qū)”的裝置。否則將會(huì)造成不必要的損失和事故。

步進(jìn)式程序控制器正常工作時(shí)，只有一步的輸出為廠態(tài)，也就是只有一步程序動(dòng)作，如果由于操作失誤或線路發(fā)生故障等原因，可能出現(xiàn)兩步以上為“1”態(tài)，這使程序控制器程序紊亂而不能正常工作。該系統(tǒng)采用多“1”態(tài)檢測(cè)器能及時(shí)準(zhǔn)確地檢測(cè)出程序紊亂的故障，并能迅速報(bào)警，使工作程序關(guān)閉已經(jīng)打開(kāi)的點(diǎn)火部件而回到“待命”狀態(tài)。

3 熱骨料稱量控制系統(tǒng)

粗集料的冷骨料經(jīng)烘干滾筒加熱后，由提升機(jī)輸送到振動(dòng)篩，振動(dòng)篩將熱骨料混合料篩分為不同等級(jí)顆粒的四種料，分別儲(chǔ)存在各自的熱料倉(cāng)內(nèi)。熱料倉(cāng)底部各有一個(gè)放料弧門(mén)，由氣缸控制其關(guān)閉。四個(gè)料倉(cāng)的骨料依次放人稱量斗中進(jìn)行稱量，稱量完畢后放料斗門(mén)將骨料分兩次執(zhí)放人攪拌筒中。

在稱量斗中有塊隔板，一邊放石料，一邊放砂料，在放料式先放石料，后放砂料。放料門(mén)由兩個(gè)對(duì)接的氣缸控制，當(dāng)一個(gè)氣缸桿伸出時(shí)，放料門(mén)開(kāi)至一半，砂石料放出；當(dāng)另一個(gè)氣缸也伸出時(shí)，放料門(mén)完全打開(kāi)，砂石料放出。

熱骨料稱量采用四支1t的傳感器并聯(lián)使用。四種熱骨料依次在稱斗中進(jìn)行累積稱量。當(dāng)?shù)谝淮畏Q量時(shí)，表頭上的讀數(shù)為第一種料的質(zhì)量；第二次稱量時(shí)，表頭上為第一種料和第二種料的合計(jì)質(zhì)量；其余依此類推。

4 瀝青、粉料稱量和攪拌工序控制系統(tǒng)

在瀝青稱量時(shí)，瀝青通過(guò)兩個(gè)瀝青注入閥注入瀝青成量斗。單瀝青稱量開(kāi)始時(shí)，1號(hào)瀝青注入閥工作，由于1號(hào)瀝青注入閥比2號(hào)瀝青注入閥的直徑要大得多，故瀝青稱量開(kāi)始時(shí)，瀝青快速注入瀝青稱量斗，該工序稱為瀝青的粗稱。當(dāng)稱量斗內(nèi)瀝青達(dá)到設(shè)定值的85%時(shí)，1號(hào)瀝青注入閥關(guān)閉，2號(hào)瀝青注人閥打開(kāi)，瀝青緩慢地注人稱量斗，該工序稱為精稱。當(dāng)瀝青的質(zhì)量達(dá)到設(shè)定值時(shí)，關(guān)閉2號(hào)瀝青注人閥，停止瀝青的注人，完成一次瀝青的稱量。采用瀝青粗稱和精稱的目的是在保證瀝青稱量的速度前提下，盡可能避免瀝青的超重。當(dāng)骨料稱量斗放料門(mén)第二個(gè)動(dòng)作開(kāi)始的同時(shí)，稱量斗內(nèi)稱量好的瀝青通過(guò)瀝青計(jì)量倉(cāng)排料閥被放人攪拌筒內(nèi)，進(jìn)行瀝青混凝土料的拌和作業(yè)。粉料的供給是通過(guò)一個(gè)連鎖控制的粉料螺旋給料機(jī)和粉料注入倉(cāng)提供的。當(dāng)開(kāi)始粉料稱量時(shí)，粉料螺旋輸送等級(jí)啟動(dòng)，螺旋開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)同時(shí)開(kāi)啟的粉料注入倉(cāng)門(mén)，將粉料送人粉料稱量斗。稱量斗稱量倉(cāng)斗內(nèi)粉料質(zhì)量，當(dāng)粉料質(zhì)量達(dá)到預(yù)先設(shè)定的要求值時(shí)，螺旋輸送機(jī)和粉料注入倉(cāng)門(mén)同時(shí)關(guān)閉，停止向粉料稱量斗內(nèi)送粉，完成一次粉料的稱量，此時(shí)等待卸料。當(dāng)粉料稱量斗門(mén)控制電磁閥動(dòng)作時(shí)，使粉料稱量斗門(mén)控制氣缸工作，打開(kāi)粉料稱量斗門(mén)，向攪拌筒內(nèi)放人粉料。

5 小車運(yùn)料系統(tǒng)

成品料經(jīng)攪拌鍋底門(mén)放到小車，由小車運(yùn)送到各儲(chǔ)料倉(cāng)。小車由卷?yè)P(yáng)機(jī)拉動(dòng)，卷?yè)P(yáng)電機(jī)由變頻器控制。電機(jī)軸帶轉(zhuǎn)速編碼器，根據(jù)編碼器圈數(shù)來(lái)選擇小車要達(dá)到的料倉(cāng)。

結(jié)語(yǔ)

瀝青混凝土拌和設(shè)備電子控制系統(tǒng)，是瀝青混凝土拌和設(shè)備中的重要組成部分，是用來(lái)控制整個(gè)拌和設(shè)備的生產(chǎn)過(guò)程，并保證所生產(chǎn)的熱瀝青混合料符合規(guī)定的質(zhì)量要求。設(shè)備維修技術(shù)人員，一定要對(duì)電控系統(tǒng)做定期檢測(cè)，確保瀝青混合料拌和的質(zhì)量。

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