混凝土攪拌站的智控技術及生產質量分析

王世雄

（山東千建工程機械有限公司，山東 濟南 250400）

0 引言

混凝土是道路橋梁以及房地產建設中不可或缺的材料，以房地產建設為例，工程項目中應用到的混凝土材料占比高達30%～70%。伴隨房地產行業以及城市基礎設施建設規模不斷擴大，混凝土市場需求與日俱增，這對于混凝土攪拌站而言既是發展機遇同時也是潛在挑戰，攪拌站方面需要把握時代脈絡，不斷提升混凝土攪拌站的智能化水平，優化生產質量，推進高質量發展。

1 混凝土攪拌站概況

混凝土攪拌站主要負責混凝土貯料、配料和物料稱量、卸料等作業，包括攪拌機、料倉以及秤等構成部分，系統相對較為復雜。傳統的混凝土攪拌往往為單擊類型混凝土攪拌站，由建筑工地自產自用，但隨著新時期房地產建設以及基礎工程建設規模不斷擴大，混凝土用量需求有所增加，相關建筑單位對混凝土的配比精度和整體性能提出了更高要求，因此，新時期的混凝土攪拌站也必須有所創新。近幾年來，智能控制技術為混凝土攪拌站注入了新鮮血液，通過應用可以靈活編程、抗干擾性強的智能化基本控制設備，混凝土攪拌站各項基本工作能夠得到精準落實[1]。整體來說，混凝土攪拌站的智控技術以及生產質量管理是攪拌站的未來發展趨勢，相關管理人員必須引起高度重視。圖1為混凝土攪拌站。

圖1 混凝土攪拌站

2 混凝土攪拌站智控技術分析

影響混凝土質量的因素較多，包括材料因素、工藝因素、設備因素、環境因素以及人員因素，而每一種因素又涵蓋諸多細節問題，如材料因素可能包括凝膠材料、外加劑、骨料等，而工藝因素可能包括攪拌方式、攪拌時間以及泵送方式等，管理起來相對較為復雜。結合現階段混凝土攪拌站發展情況來看，有部分攪拌站基于互聯網技術、大數據技術以及物聯網技術展開混凝土生產控制，構建智能制造模式及體系。該體系以信息物理系統為核心，將設備、物流、人員以及信息網絡深度融合，形成了多種生產要素相互關聯的綜合平臺。如此一來，各生產要素之間能夠實現自動的信息傳遞和實時的信息共享，而攪拌站管理人員則可以實現對混凝土生產的全周期管理。以下將簡要分析混凝土生產流程中智控技術的具體應用。圖2為混凝土攪拌站智能控制系統。

圖2 混凝土攪拌站智能控制系統

2.1 原材料進場管理

基于信息物理系統，混凝土攪拌站管理人員可以開展系統化的原材料進場管理工作，保障材料進場與試驗數據的協同性。在混凝土生產與攪拌過程中，多個環節都會產生材料質量數據，因而混凝土攪拌站若想展開科學管理，就必須保障高效的數據識別采集以及精準的數據分析優化[2]。在現有數據處理模式下，混凝土攪拌站普遍通過應用物聯網技術采集地磅計量裝置和工藝點的數據，將其上傳至基于信息物理系統而搭建的量衡計量系統。如此一來，財務系統可以直接獲得混凝土原材料的進場數據，在此基礎上制作會計憑證，而采購部門、計量部門、質檢部門以及財務部門也可以實現數據共享，形成均衡的流程管理模式以及完善的監督機制。除此以外，智能化和自動化是現階段混凝土攪拌站系列作業發展的主要方向，隨著信息物理系統與混凝土攪拌站智控工作的不斷深入融合，進場物資計量數據、實時生產消耗數據采集自動化水平將會不斷提升，最終混凝土攪拌站將有望搭建集原材料購入、生產、運輸以及管理為一體的計量數據體系，從而有效消除傳統模式中人為因素對數據處理精度的干擾，從根源上杜絕違規操作可能。值得注意的是，包括砂石料、水泥、外加劑等混凝土材料在內的進場數據會被智能傳送到數據中心，這也就意味著混凝土攪拌站不必再采用傳統的離線式計量和結算模式，從某種角度來說，根除了企業質量管理、財務結算以及成本控制的弊端，更加契合行業現代化發展需要。在后續系統創新及優化過程中，有關人員應不斷完善原材料自動取樣提醒及控制機制，在材料過磅環節設置數據平臺取樣控制點，盡可能基于作業需求，制定原材料供應的客觀評價體系，保證進場材料質量評價的穩定性以及數據取樣的可追溯性[3]。

2.2 制定生產管理對策

隨著混凝土攪拌站創新改革的不斷深化，基于信息物理系統的混凝土智能生產單元已經較為完備，形成了智能混凝土生產過程系統?？陀^來說，該系統在當前階段的混凝土攪拌站生產管理中屬于核心系統，與攪拌站中其他系統如生產系統、材料倉儲系統、實驗室系統、質量保證系統等高度集成，相互關聯，在一定程度上提升了混凝土生產的異常識別能力和抗干擾能力。一旦監測到混凝土生產流程存在異常將會自我診斷、自動預警，并及時將異常信息反饋給相關管理人員，以便人員作出應急響應。對于混凝土攪拌站的智控技術，有部分人員存在一種錯誤認知，認為該模式徹底改變了攪拌站現有的自身質量體系，必須徹底拋棄現階段的攪拌站控制系統。但事實并非如此，混凝土攪拌站智控技術以既有控制系統為基礎，同時將數據輸出后運用，整合網絡信息系統與裝置物理系統的信息及指令，從而最終達到對裝置的運行控制。在混凝土攪拌站制定生產決策的過程中，攪拌站管理者可以參考相關數據，確保決策的合理性與可執行性。

2.3 在線監控生產過程

目前混凝土攪拌站信息物理系統集成以太接口和VPN接口，因此不僅可以對生產過程實現數字化控制，同時可以高效率處理數字信號和模擬量信號，便于管理者以及相關負責人員對混凝土生產過程在線實時監控。具體來說，該智控技術優勢在于以下幾方面：首先，相關工作人員只需手持移動終端設備，就可以結合具體需求查看具體某一天、某一時段的現場澆筑情況監控信息，判斷原材料的存儲量和消耗量，妥善安排原材料的采購以及管理等工作。其次，通過實時監控混凝土生產過程，可以在一定程度上突破傳統混凝土攪拌生產模式中的監管瓶頸，實現全周期的生產監控，確?；炷翑嚢枵局强毓ぷ骺梢愿采w到混凝土配料、骨料輸送、投料、攪拌、卸料等各項工作。通常情況下，系統在線監控還會生成混凝土生產效率分析圖，相關管理人員可以結合該模型分析生產過程中的質量偏差和性能偏差，及時對現場澆注點、生產狀態、運輸車輛等展開調整，切實提升混凝土生產和攪拌效率[4]。

3 混凝土攪拌站生產質量控制策略

3.1 加速產業升級

從可持續發展角度來看，加快產業升級已然是混凝土攪拌站發展的必然出路。根據國家發改委所出臺的關于產業結構調整指導的相關文件，混凝土行業發展必須側重關注行業生產和產品性能，以生產綠色化、管理運行智能化、產品高級化為生產目標?；谶@一要求，混凝土攪拌站需要以創新為驅動力，促進生產工藝改良、生產設備改進，將大數據技術、物聯網技術、互聯網技術等應用于混凝土攪拌站生產，質量控制，提升智能化管理水平，力爭為企業發展創造更多機遇。

3.2 打造高水平現場混凝土攪拌站

隨著混凝土市場需求的不斷變動，大型現場混凝土攪拌站研發和建設成為大勢所趨。事實上，現階段現場混凝土攪拌站配置已經相對較為完備，采取整體模塊化結構設計，設備安裝調試難度系數較低，工程化和自動化程度高。具體來說，在現場混凝土攪拌站中，企業生產系統往往采用大容量主機，同時配備防粘軸技術、液壓卸料技術等，技術較為先進。與此同時，現場混凝土攪拌站配備具有暫存功能的主機接料斗，這可以在一定程度上保障混凝土生產效率[5]。除此以外，其配備的智能控制系統采用PLC控制技術，具有較高計量精度，同時可以保障相關機械設備連續生產、穩定操作。最后，大量實踐研究表明，現場混凝土攪拌站具有更優良的環保特性，可以整體包裝、主動收塵，實現綠色生產。而在現有水平上，混凝土攪拌站需要對市場需求展開深層次分析，結合城市基礎設施建設、房地產建設等不同行業要求，提升攪拌站生產系統現代化水準，從而在激烈的市場競爭中取得優勢。

3.3 提升智能化管理水平

混凝土攪拌站為客戶提供包括混凝土與瀝青在內的多種產品，客戶滿意度對于企業發展具有重要意義。因此，混凝土攪拌站方面必須充分重視客戶需求，立足發展提升混凝土生產與質量管理智能化水平，推動信息技術與混凝土攪拌工作的融合更加深入?？v觀整個行業，部分混凝土攪拌站已經開始相繼創建無人化值守模式，通過在廠房內配置現代化設備，借助數字化和信息化系統操控設備運行，從而降低混凝土攪拌站對人力資源的依賴，實現廠房無人化以及控制少人化生產。而且，有部分混凝土攪拌站已經開始嘗試在各項生產流程中應用智能化管理技術，以廢棄物處理為例，攪拌站方面不斷提升污水處理智能化水準，對生活污水進行處理和再利用，用于園林灌溉及水穩土攪拌站生產，提升了資源利用效率；使用砂石分離機回收工業污水；使用兩次直燃處理技術凈化有毒氣體，確保氣體達到可排放標準；使用地面集中收塵系統處理粉塵，最終將其排入粉料倉。除此以外，混凝土攪拌站還會采取設備密封技術、雙重密封處理技術等，全面根治污染問題。在多項現代化技術的協同配合下，即便在攪拌站運行的高峰期，也不會產生揚塵污染和噪聲污染。而在未來發展過程中，混凝土攪拌站需要不斷優化工業化設計，提升智能化管理水平，實現綠色生產、高質量生產。

3.4 加強生產質量管理

質量管理是混凝土攪拌站生產管理所不可或缺的要素構成。伴隨混凝土市場競爭日趨激烈，混凝土攪拌站必須確保自己所提供的材料符合施工方預期。而面對生產管理新形勢，攪拌站需要構建全面的質量管理機制，確保質量管理工作覆蓋材料選擇、攪拌等各個環節，同時推廣信息化管理模式，實現對混凝土質量的智能化控制。除此以外，在攪拌混凝土之前，相關技術人員需要科學控制原材料與混凝土的配比，圍繞原材料進場管理以及存儲管理等落實質量檢查制度，對于不符合生產及使用標準的原材料，絕對不能投入使用，而且，在混凝土配比與攪拌的過程中，相關技術人員應做好必要的數據記錄工作，在大量實踐中尋找最佳配合比，并將相應的數據信息錄入專屬數據庫中，為混凝土配比的優化提供豐富的數據支持。最后，混凝土攪拌站需要組建高水平的專業化檢驗隊伍，對混凝土攪拌工作展開全過程的質量檢測，全面排查生產隱患，提升檢驗質量，務必要確保產品質量的達標[6]。

4 結語

綜上所述，城市現代化建設對混凝土的生產質量及生產速度提出了更高要求?；谶@一前提，混凝土攪拌站必須與時俱進，引入智能化控制技術，用于加強原材料進場管理、實現實時在線監控、為混凝土生產決策提供依據，同時實行全生命周期的生產質量控制，在大量創新實踐中提升混凝土的配比與攪拌水平，推動混凝土產業轉型升級，實現高質量發展。