淺談混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化與控制

王 想

（鄭州水工機(jī)械有限公司）

近年來(lái)，我國(guó)城市發(fā)展迅速，有關(guān)城市各方面的建設(shè)工作也在逐步的推動(dòng)，混凝土在城市建設(shè)過(guò)程中具有非常重要的作用，因此混凝土的生產(chǎn)直接關(guān)系到城市建設(shè)的步伐，實(shí)現(xiàn)混凝土生產(chǎn)的自動(dòng)化和智能化具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。雖然目前在我國(guó)的混凝土生產(chǎn)過(guò)程中，已經(jīng)具有一定的自動(dòng)化技術(shù)，但是仍然存在一些需要改進(jìn)的地方，以下主要在混凝土生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，對(duì)混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化控制的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了探討。

1 混凝土生產(chǎn)工藝系統(tǒng)

混凝土生產(chǎn)工藝系統(tǒng)主要包括上料配料系統(tǒng)、進(jìn)料和攪拌系統(tǒng)，原料主要包括石、沙、水泥、摻合料、水和外加劑，在這六種原料經(jīng)過(guò)不同比例的配比之后，所形成的混凝土型號(hào)不同。在上料配料系統(tǒng)中，又可分為沙石上料配料系統(tǒng)、水泥上料配料系統(tǒng)、粉煤灰上料配料系統(tǒng)和水與外加劑上料配料系統(tǒng)。沙石上料配料系統(tǒng)的上料過(guò)程為，后部料場(chǎng)中的沙石料通過(guò)相應(yīng)的裝載機(jī)，將沙石送入料倉(cāng)中，然后按照相應(yīng)的規(guī)格進(jìn)行選取、確定配比，最后通過(guò)皮帶傳送的方式，將配比好的沙石傳送到攪拌系統(tǒng)的料倉(cāng)內(nèi)；水泥上料配料系統(tǒng)的上料過(guò)程中，根據(jù)不同的水泥生產(chǎn)廠家和規(guī)格，將水泥存儲(chǔ)在不同的水泥罐中，然后通過(guò)水泥螺旋將不同的水泥傳送到計(jì)量斗內(nèi)，按照相應(yīng)的配比及逆行細(xì)化存儲(chǔ)；粉煤灰上料配料系統(tǒng)的上料過(guò)程與水泥上料配料系統(tǒng)的上料過(guò)程類似，因此在實(shí)際操作的過(guò)程中可以參考水泥上料配料系統(tǒng)進(jìn)行上料；水和外加劑的上料配料系統(tǒng)在工作過(guò)程中，主要是通過(guò)在生產(chǎn)場(chǎng)地設(shè)置相應(yīng)的儲(chǔ)水池和外加劑池實(shí)現(xiàn)的，通過(guò)水泵按照計(jì)量抽取的方式進(jìn)行抽取存儲(chǔ)。在完成對(duì)六種原料的稱量之后，攪拌工作主要分為兩個(gè)部分，一是按照固體料、粉料、液體料的先后順序，將原料下到攪拌機(jī)中；二是將所有原料強(qiáng)制攪拌30秒鐘，從而形成混合均勻的混凝土[1]。

2 混凝土生產(chǎn)的自動(dòng)化要求

要想更好的進(jìn)行混凝土生產(chǎn)的自動(dòng)化及控制設(shè)計(jì)，就必須要掌握混凝土生產(chǎn)的自動(dòng)化要求。首先要結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的實(shí)施控制，除此之外，還要對(duì)商品的數(shù)量、商品的配合比等機(jī)械化操作進(jìn)行全自動(dòng)化控制，并設(shè)置相應(yīng)的自動(dòng)和手動(dòng)操作切換系統(tǒng)；其次要在自動(dòng)化生產(chǎn)的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)原料參數(shù)的測(cè)量，并設(shè)計(jì)自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，如果在自動(dòng)化生產(chǎn)的過(guò)程中，原料和相應(yīng)的參數(shù)出現(xiàn)了異常，要能夠及時(shí)的進(jìn)行調(diào)整；再次要將自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)的顯示出來(lái)，從而讓工作人員能夠?qū)崟r(shí)的掌握整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的系統(tǒng)運(yùn)行狀況和各項(xiàng)具體數(shù)據(jù)指標(biāo)，尤其是一些重要的數(shù)據(jù)信息，要給出明確的數(shù)值，并顯示明確的運(yùn)行結(jié)果，從而幫助工作人員判斷系統(tǒng)是否處于正常運(yùn)行過(guò)程中；最后混凝土生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化設(shè)計(jì)還要能夠在出現(xiàn)故障的時(shí)候，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和統(tǒng)計(jì)，從而判斷故障發(fā)生點(diǎn)，并采取有效的緊急應(yīng)對(duì)措施。在對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要確保自動(dòng)化系統(tǒng)具有一定的抗干擾能力，保障自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行的安全可靠[2]。

3 混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)分析

根據(jù)上述對(duì)混凝土生產(chǎn)工藝系統(tǒng)的介紹和分析可知，在對(duì)混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，要具備以下幾個(gè)功能：一是對(duì)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)的檢測(cè)功能、二是對(duì)電器設(shè)備的控制功能、三是對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的顯示功能、四是要具備各類數(shù)據(jù)的處理和傳遞功能。所以說(shuō)，對(duì)混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，大致要包括計(jì)算機(jī)基本控制系統(tǒng)和工業(yè)微機(jī)顯示監(jiān)控系統(tǒng)。在計(jì)算機(jī)基本控制系統(tǒng)中，需要進(jìn)行基本控制系統(tǒng)、CPU、開(kāi)關(guān)量輸入單元、開(kāi)關(guān)量輸出單元、模擬量輸入單元和系統(tǒng)配置的選擇。對(duì)于基本控制系統(tǒng)，可以采用日本的OMRONPC作為基本控制系統(tǒng)；對(duì)于CPU的選擇，可以采用C200H-CPU11-E／PS221型；對(duì)于開(kāi)關(guān)量輸入單元的選擇，可以采用C200H—IA22型；對(duì)于開(kāi)關(guān)量輸出單元的選擇，可以采用 C200H—OC222型；對(duì)于模擬量輸入單元的選擇，可以采用 C200H—AD00型。除此之外，還要對(duì)所選的硬件進(jìn)行系統(tǒng)的配置選擇，一般情況下，開(kāi)關(guān)量輸入單元快熟的選擇為11塊，開(kāi)關(guān)量輸出單元塊數(shù)的選擇為7塊，模擬量輸入單元塊數(shù)的選擇為3塊，C200H-BC08-V1底板塊數(shù)的選擇為3塊[3]。

4 混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化控制軟件

（一）混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化控制軟件的功能

混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)主要包括對(duì)生產(chǎn)的控制功能和對(duì)生產(chǎn)的管理兩個(gè)方面，因此要求混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化控制軟件的功能包括監(jiān)測(cè)控制功能和操作控制功能。混凝土的監(jiān)測(cè)控制功能和操作控制功能都要圍繞混凝土生產(chǎn)的六種原料展開(kāi)，根據(jù)不同的控制級(jí)別，可以分為全自動(dòng)系統(tǒng)控制、分系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制和設(shè)備單動(dòng)三級(jí)控制；生產(chǎn)管理功能具體可以分為生產(chǎn)計(jì)劃輸入、生產(chǎn)任務(wù)選擇、生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)視、產(chǎn)量報(bào)告四個(gè)部分。

（二）混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化控制軟件功能設(shè)計(jì)

對(duì)于混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化控制系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)功能設(shè)計(jì)，重點(diǎn)是對(duì)開(kāi)關(guān)量和模擬量的信號(hào)監(jiān)測(cè)，從而通過(guò)監(jiān)測(cè)信號(hào)實(shí)時(shí)的顯示出自動(dòng)化控制系統(tǒng)各部分的運(yùn)行情況，自動(dòng)化控制系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)到的信號(hào)對(duì)各個(gè)部分進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)節(jié)和控制，一般情況下，對(duì)于監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，要包括故障處理部分、自動(dòng)化上料部分和定時(shí)打印部分[4]。

對(duì)于混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化生產(chǎn)操作控制系統(tǒng)的功能設(shè)計(jì)，可以根據(jù)全系統(tǒng)自動(dòng)控制、分系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制和設(shè)備單動(dòng)控制進(jìn)行分別設(shè)計(jì)。對(duì)于全系統(tǒng)自動(dòng)控制，主要包括沙、石、水泥、摻合料、水和外加劑這六種原料的自動(dòng)上料控制以及這六種原料的稱量攪拌自動(dòng)控制，操作人員在操作過(guò)程中只需要完成對(duì)攪拌機(jī)的啟停操作，以及攪拌機(jī)下料閥的開(kāi)閉操作[5]。對(duì)于分系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制，操作人員可以通過(guò)在鍵盤上輸入啟停指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)各個(gè)分系統(tǒng)的單獨(dú)控制，分系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制的優(yōu)勢(shì)在于，當(dāng)某一個(gè)分系統(tǒng)出現(xiàn)故障的時(shí)候，操作人員可以根據(jù)計(jì)量顯示儀表，實(shí)現(xiàn)對(duì)故障系統(tǒng)的上料，不會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的生產(chǎn)，除此之外，在生產(chǎn)過(guò)程中如果出現(xiàn)了余料堵料的情況，使用分系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)控制的方式能夠有效的減少全系統(tǒng)自動(dòng)控制中連續(xù)稱量所造成的損失。對(duì)于設(shè)備單動(dòng)控制，主要是為了能夠在特殊狀況下實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)功能，因此設(shè)備單動(dòng)控制的范圍主要包括這六種原料分系統(tǒng)的電動(dòng)機(jī)、電磁閥、電動(dòng)閥和泵等各類閥門。

5 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，在我國(guó)城市化建設(shè)工作不斷發(fā)展的情況下，對(duì)混凝土的需求量越來(lái)越大，因此混凝土生產(chǎn)的自動(dòng)化與控制是混凝土生產(chǎn)工藝的重要發(fā)展內(nèi)容，本文對(duì)混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化及控制進(jìn)行了研究，在混凝土生產(chǎn)工藝的基礎(chǔ)上，提出了相應(yīng)的建議，希望能夠促進(jìn)混凝土生產(chǎn)自動(dòng)化與控制水平的提高。