基于PAC的瀝青攪拌站控制系統設計

劉　斌，趙丹丹，曹建生

（河南工業職業技術學院，河南　南陽　473000）

基于PAC的瀝青攪拌站控制系統設計

劉斌，趙丹丹，曹建生

（河南工業職業技術學院，河南南陽473000）

瀝青攪拌設備由于設備體積龐大、運行成本高、對環境影響大等因素公司內無法進行試車活動。產品特殊性、實驗環境缺乏成為學生實習時能力提升的瓶頸；而公司員工崗前培訓、職業技能鑒定培訓工作都只能“紙上談兵”。很多設備制造型企業普遍存在這種現象。

瀝青攪拌；余熱循環；計量；IFIX

PACSystems RX3i控制器，是美國通用電氣公司的最新一代控制器，可以進行過程控制和離散控制，屬于中高端系列。其具有通用的編程環境，可實現各種控制選擇的交叉滲透。本設計在組態監控方面利用IFIX5.1，結合PPS軟件實現上位機對下位機的數據實時交換和監控。可以最終完成系統的運行監控、數據的實時采集和報警功能。PACSystems RX3i控制器如圖1所示。

圖1　PACSystems RX3i控制器

1　瀝青攪拌設備

瀝青攪拌設備由于設備體積龐大、運行成本高、對環境影響大等因素公司內無法進行試車活動。產品特殊性、實驗環境缺乏成為學生實習時能力提升的瓶頸；而公司員工崗前培訓、職業技能鑒定培訓工作都只能“紙上談兵”。很多設備制造型企業普遍存在這種現象。

GE智能控制瀝青攪拌余熱利用系統的技術原理是：把瀝青攪拌設備運行中產生的高溫廢氣用于瀝青加熱系統實現余熱利用的自動化控制過程研發為模擬裝置。然而GE自動控制系統僅提供了可編程自動化控制器（PAC）和PPS等軟硬件，廣大技術人員對其并不熟悉。通過調研發現圍繞著GE控制器進行開發的控制對象主要是演示模型設備，例如多站點的自動化生產線等，還沒有發現具體開發與GE智能平臺配套的筑機余熱利用的控制系統。

2　系統設計思路

在瀝青加熱導熱油的回流管上，設計安裝管殼式換熱裝置，管程作為導熱油管，殼程中通高溫廢氣，通過換熱裝置提高導熱油管內油溫；利用GE自動控制系統，通過檢測導油管進入導熱油爐前的進口溫度，動態調整導熱油爐的給煤量，始終保證導油管離開導熱油爐的出口溫度恒定在170℃。在控制系統技術研究的基礎上，設計整體的結構布局。

詳細的技術路線為：首先對余熱循環利用過程系統進行研究設計；其次對余熱循環利用的GE智能控制系統進行研究與設計；而后進行結構布局設計，形成余熱利用。全過程都采用GE自動控制系統研究設計。

3　系統總體方案的開發與設計

為冷骨料由集料給料機進行一次計量配料后經傾斜皮帶輸送機進入干燥滾筒內，進行冷骨料烘干加熱，加熱后的煙氣進入除塵系統；把篩選后的熱骨料分開保存；然后，各個規格的熱骨料再通過計量系統分別計量后進入攪拌器。熔化、脫水后的熱態瀝青，通過計量進入攪拌器；礦粉由粉料倉送出，經計量后進入攪拌器；熱骨料、瀝青、礦粉在攪拌器內強行攪拌成為合格成品料。成品料通過成品料輸送機構進入成品料倉，最后通過放料機構放料至運輸車內，運往施工現場。圖2所示為生產流程方框圖。

圖2　瀝青攪拌設備的生產流程方框圖

4　控制系統組成

提升機、振動篩和攪拌缸選用電機進行驅動；熱料倉、稱量倉、暫存倉和攪拌缸倉門選用氣缸進行控制；整個裝置的核心計量部分，裝置集信號顯示與變送一體，輸出4-20MA電流信號用于遠距離傳輸和PAC接口。熱料倉在倉底和倉頂分別安裝了料位計檢測缺料和溢料情況，及時報警。圖3為電氣控制圖、圖4為PAC接線圖。

圖3　PAC的瀝青強拌設備并行計量控制系統電氣控制結構圖

圖4　PAC的瀝青強拌設備并行計量控制系統稱重接線圖

5　結語

基于GE PACSystems RX3i控制器設計的瀝青強拌設備并行計量控制系統接口簡單，運行速度快、性能穩定，應用于瀝青混合料拌和設備中無論是計量精度還是每小時生產量同傳統的累加稱量方法相比均有大幅度的提高，成本增加小。經過現場驗證該設計能夠減少骨料稱量時的沖量，骨料動態計量精度控制在±2%之內，強拌設備的拌和周期由原來45秒縮短到41秒。在單盤拌和質量不變的情況下，提高了瀝青混合料攪拌設備的生產效率。

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［4］李海鵬，孔德勇，王鵬.干燥滾筒內流場和傳熱過程的數值模擬［J］.工程機械，2011，42（6）：20-23.

［5］孫祖望.瀝青攪拌設備的節能減排［J］.建設機械技術與管理，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

劉斌（1982-），男，漢族，河南南陽人，河南工業職業技術學院教師，南京理工大學計算機技術專業碩士研究生，助教，主要從事自動控制方面的教學和研究工作。