基于仪表和中间继电器的现场混凝土自动配料系统的设计37214.pdf

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1、基于仪表和中间继电器的现场混凝土自动配料系统的设计 2008 年 11 月国家提出四万亿拉动内需计划及扩大内需十条政策,主要集中在民生工程、基础设施、生态环境和灾后重建等方面。就目前来说,混凝土依然是建筑行业的基础性材料,国家铁路、公路、桥梁等交通基础设施的大量开工建设直接拉动了混凝土生产设备市场。相对于房地产,城市基础建设、工业园区建设的大型商品混凝土生产设备,公路、桥梁建设现场往往是地处偏远,环境恶劣,人员素质较低,设备经常需要随着道路建设的延伸而不停迁移,所以要求设备性能稳定、操作简单、维护方便、移动容易、低成本、高性价比。针对路桥建设市场的特定需求,本文介绍一种适用于现场的低成本混凝土

2、自动配料控制系统的设计方案。该系统最大程度简化系统,不使用工控机、PLC 等自动化设备,仅仅使用称量仪表、中间继电器等实现手动、半自动、全自动操作。操作简单,控制稳定,极大降低了对现场操作人员的文化要求,成本低廉,移动方便,很好地满足了路桥建设的需要。一、方案说明 1.硬件结构 混凝土生产设备的关键是如何精确实现物料的储存、配料及计量。混凝土配方一般由砂、石等固体物料,水泥、煤灰、矿粉、膨胀剂粉状物料,以及水、添加剂等液态物料组成。在机械结构上,本设计分为骨料、粉料、液体等物料储存,配料、计量系统以及电气控制系统,其中控制系统有自动、半自动和手动三种操作方式。(1)砂料储存、配料、计量系统。本

3、设计砂料输送、储存及计量系统由配料机和集料斗组成,砂料储存在配料机储料仓内,配料机由骨料仓、计量秤及下部水平输送带的组成。骨料仓、计量秤一般有一至数个,水平输送带一般是一条。配料时,通过自动控制的气缸开门将储存在储料仓内的物料先后从各个储料仓底部的阀门卸入称量斗中进行骨料的称量配制。当物料全部配完时,系统自动打开各称量斗的卸料门,同时水平输送带起动,将配制好的骨料卸到水平皮带机上,通过水平皮带机和集料斗把砂石卸入搅拌主机内进行搅拌。骨料计量系统特点:配料门可调,计量精度可达国家计量标准;料门防卡料设计,可靠性高;计量秤防坠、防风、减压保护设计,安全可靠。(2)粉料输送、储存及计量系统。粉料储存

4、、输送、称量装置主要由粉料储料仓、粉料称量装置组成。整个粉料斗通过秤斗座与传感器连接后,由称重仪表将传感器输出的模拟量电信号接收转换,并将之显示为实际的重量读数。启动粉料配料时,粉料储料仓内的粉料下落至对应的粉料秤内称量。当粉料达到预定值后,储料仓配料门自动关闭。卸料时,通过自动控制的出口蝶阀开启,直接卸入主机拌筒内搅拌。卸完料后,出口蝶阀自动关闭,粉料秤立即进行下一循环的称量,充分利用搅拌时间,缩短周期、提高效率。粉料计量系统特点:采用国际名牌高品质传感器;粉料秤机械振动/变形自动稳定设计,保证了计量精度的稳定性;通过国家 CMC 计量认证;传感器不平衡补偿功能。(3)液体输送、储存及计量系

5、统。液体输送、储存及计量系统主要由贮液仓、称量装置(水秤、添加剂秤)组成。启动液体配料时,对应的液体配料泵自动启动往液体称里面加料。为了保持液体称量的精度,在方案中采用了粗、精配的设计,比率可以调节,当液体称量达到了粗配目标值,配料泵自动停止,由精配电磁阀完成剩余量的称量;当称量达到调整配方值,精配阀业自动关闭,进入卸料的循环。2.电气控制系统 现场设备的操作人员往往是现场建设民工,大多文化程度不高,无法适应太过复杂的控制系统。而且路桥建设工程设备往往是露天作业,需要不停移动,使用环境恶劣。很多工程队建设完一条公路以后需要转移他处,设备迁移不便往往就地低价处理,所以大多客户要求设备简单稳定、价

6、格低廉。本设计摈弃了工控机、PLC、触摸屏等无论是操作、使用环境要求还是价格都相对较高的设备,仅仅使用称量仪表和中间继电器实现控制,在满足客户使用、成本等要求的基础上,最大程度简化系统,受到中铁集团、怀化路桥等路桥建设单位的青睐。(1)系统控制流程图(见图 1)。(2)控制系统的安全保护措施在主回路中都有相应的空气开关,以便在短路和过载时跳开主回路及时保护电机等外部设备;运用高精度电源模块,使仪表工作更加安全可靠,提高了称量准确度,并保护了仪表;控制系统带有失压保护功能;装有紧急停机开关,可随时切断电源,使系统立即停止工作;系统具有硬件逻辑互锁功能,确保生产安全,井然有序,避免各种意外事故的发

7、生。(3)控制系统的特点。预留系统升级接口,以方便用户根据需要升级成工控机+PLC 控制系统;元器件采用国内外知名厂家产品,质优价廉,并提供无障碍配件供应;独特的提示功能,让客户实时掌握生产过程;特有的配料信号诊断功能,避免误投料。(4)控制系统的防静电及避雷保护。仪表采用良好的接地防静电措施;控制回路设有气体放电管避雷器等避雷保护;基础施工时,用户可以与地方防雷所联系,设置防直击雷和感应雷保护措施。本设计方案经中铁十二局、怀化路桥、青海路桥武广铁路项目部、韶赣铁路项目部、巴基斯坦、印度等国内外客户现场使用,性能稳定、操作简单、维护方便、价格低廉,适应现场中、小型工程建设特点,受到一致好评。(作者单位:广东省韶关市第二高级技工学校)