瀝青攪拌站烘干滾筒的負壓智能控制技術

吳炫辰 楊振華 任水祥

（三一汽車制造有限公司，湖南長沙 410100）

0.引言

烘干滾筒是瀝青攪拌站的重要組成部分，屬于烘干系統的主要部件。烘干系統是用于加熱與烘干骨料，并將它們加熱到能夠獲得高質量瀝青混合料所需要的溫度。為了排除骨料中的水份，烘干系統必須要提供一定量的熱量，以便將骨料中水份烘干轉化為水蒸氣，同時將骨料加熱到需要的溫度，如圖1所示。

烘干滾筒為旋轉的、長圓柱型的筒體結構。冷料倉單元的上料皮帶出來的骨料從進料箱進入滾筒，與燃燒器產生的熱氣直接接觸而被干燥，同時升溫至設定的溫度，從骨料出口斜槽流出進入熱骨料提升機，如圖2所示。

烘干滾筒內部負壓是其重要技術參數，若烘干滾筒內部負壓偏低，會引起冒灰、回火現象，造成環境污染和設備損壞；若烘干滾筒內部負壓偏高，又會導致將細極料吸走，造成生產過程原材料的浪費和能耗損失。所以烘干滾筒負壓控制的好壞直接影響生產，同時也對設備的使用壽命造成了影響。

1.傳統方式

傳統的瀝青攪拌站烘干滾筒負壓控制方式為：根據負壓值的大小，由操作人員人工調整引風機的頻率，從而達到調節烘干滾筒內部負壓的目的。

該方式存在以下弊端：當由于燃燒器火焰開度或冷骨料輸送量的變化導致滾筒負壓突然變小時，需要手動調大引風機輸出頻率，如果調整的不合適，則需要二次調整；如果滾筒負壓突然變大時，需要手動調小引風機輸出頻率，如果調整的不合適，則需要二次調整，因此，對操作人員的操作經驗有比較高的要求，同時負壓調節的效率較低。

由于瀝青站是連續生產模式，如果烘干滾筒負壓得不到及時的調節，則會造成批量的生產質量問題，所以通常會單獨配備一個操作人員控制烘干滾筒負壓。故傳統方式既不能及時高效地調節烘干滾筒負壓，又增加了人力成本。

2.負壓智能控制技術

2.1 總體方案設計

負壓智能控制技術，采集滾筒負壓值、引風機輸出頻率，經CAN總線傳輸到控制器中，通過智能控制算法自動控制引風機輸出頻率，實現滾筒負壓智能控制。

負壓控制算法能實現滾筒負壓智能控制，新增負壓目標值參數、調整時間參數，以及自調整引風機輸出頻率算法。同時，上位機規劃負壓自控人機界面及相關操作。顯示如圖3所示。

根據滾筒負壓實時反饋值、引風機輸出頻率等重要參數，實現啟動生產以后滾筒負壓能智能穩定在目標范圍的目的，同時可以實現引風量和燃燒器當前工況實時匹配，達到聯動控制的效果。

負壓智能控制算法：引風機目標輸出頻率=引風機實際輸出頻率+調整系數＊（負壓目標值-負壓實際值）。

負壓智能閉環控制算法流程圖如圖4所示。

2.2 方案實施

根據以上流程圖，在實施過程中配置上位機程序，增加負壓智能控制設置按鈕，同時保留手動操作按鈕，具體參數設置如圖5所示。

在這個參數設置界面中，可以看到負壓自控所需的所有參數。

（1）負壓設定值：設定期望的負壓值。

（2）負壓死區值：設定的負壓波動范圍，允許負壓值在負壓設定值的正負值范圍內波動。

（3）報警上限：負壓報警高限位，負壓值大于設定值，則主界面出現負壓高報警提示。

（4）報警下限：負壓報警低限位，負壓值小于設定值，則主界面出現負壓低報警提示。

（5）延時時間：進行完一次調整之后等待反饋的時間。

（6）取樣次數：設定求平均值的總次數。

（7）取樣時間：兩次取樣之間的間隔時間。

（8）S1、T1：實際負壓與設定負壓，誤差范圍在S1與S2之間時，每次調整T1時間的風機頻率。

（9）S2、T2：實際負壓與設定負壓，誤差范圍在S2與S3之間時，每次調整T2時間的風機頻率。

（10）S3、T3：實際負壓與設定負壓，誤差范圍在S3與S4之間時，每次調整T3時間的風機頻率。

（11）S4、T4：實際負壓與設定負壓，誤差范圍在S4與S5之間時，每次調整T4時間的風機頻率。

（12）S5、T5：實際負壓與設定負壓，誤差范圍大于S5時，每次調整T5時間的風機頻率。

2.3 小結

綜上所述，負壓智能控制的技術路線包括以下3點：引風機啟動和轉速調節采用變頻器控制，實現無極調速；烘干滾筒端負壓實時檢測，滾動濾波算法采集數據；引風機當前轉速和燃燒器工況數據進行數字通訊，聯動控制，如圖6所示。

3.結論

目前，瀝青站仍對操作人員技能要求較高，基本上還是靠操作人員手動控制整個生產過程，操作人員勞動強度大、設備維護清理的成本高。本文探討了一種烘干滾筒自動調節滾筒內部負壓的負壓智能控制技術，有效解決了“冒灰、回火、環境污染、勞動強度大”等痛點，減少了人工干預，提高了工作效率，解決了瀝青站環境污染問題，同時向智能化、無人化的主流發展方向邁進了一步，具有重大的推廣意義。