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2008年11月國(guó)家提出四萬(wàn)億拉動(dòng)內(nèi)需計(jì)劃及擴(kuò)大內(nèi)需十條政策，主要集中在民生工程、基礎(chǔ)設(shè)施、生態(tài)環(huán)境和災(zāi)后重建等方面。就目前來(lái)說，混凝土依然是建筑行業(yè)的基礎(chǔ)性材料，國(guó)家鐵路、公路、橋梁等交通基礎(chǔ)設(shè)施的大量開工建設(shè)直接拉動(dòng)了混凝土生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)。

相對(duì)于房地產(chǎn)，城市基礎(chǔ)建設(shè)、工業(yè)園區(qū)建設(shè)的大型商品混凝土生產(chǎn)設(shè)備，公路、橋梁建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)往往是地處偏遠(yuǎn)，環(huán)境惡劣，人員素質(zhì)較低，設(shè)備經(jīng)常需要隨著道路建設(shè)的延伸而不停遷移，所以要求設(shè)備性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、移動(dòng)容易、低成本、高性價(jià)比。

針對(duì)路橋建設(shè)市場(chǎng)的特定需求，本文介紹一種適用于現(xiàn)場(chǎng)的低成本混凝土自動(dòng)配料控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。該系統(tǒng)最大程度簡(jiǎn)化系統(tǒng)，不使用工控機(jī)、PLC等自動(dòng)化設(shè)備，僅僅使用稱量?jī)x表、中間繼電器等實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、半自動(dòng)、全自動(dòng)操作。操作簡(jiǎn)單，控制穩(wěn)定，極大降低了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)操作人員的文化要求，成本低廉，移動(dòng)方便，很好地滿足了路橋建設(shè)的需要。

一、方案說明

1.硬件結(jié)構(gòu)

混凝土生產(chǎn)設(shè)備的關(guān)鍵是如何精確實(shí)現(xiàn)物料的儲(chǔ)存、配料及計(jì)量。混凝土配方一般由砂、石等固體物料，水泥、煤灰、礦粉、膨脹劑粉狀物料，以及水、添加劑等液態(tài)物料組成。在機(jī)械結(jié)構(gòu)上，本設(shè)計(jì)分為骨料、粉料、液體等物料儲(chǔ)存，配料、計(jì)量系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)，其中控制系統(tǒng)有自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)三種操作方式。

（1）砂料儲(chǔ)存、配料、計(jì)量系統(tǒng)。本設(shè)計(jì)砂料輸送、儲(chǔ)存及計(jì)量系統(tǒng)由配料機(jī)和集料斗組成，砂料儲(chǔ)存在配料機(jī)儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)，配料機(jī)由骨料倉(cāng)、計(jì)量秤及下部水平輸送帶的組成。骨料倉(cāng)、計(jì)量秤一般有一至數(shù)個(gè)，水平輸送帶一般是一條。配料時(shí)，通過自動(dòng)控制的氣缸開門將儲(chǔ)存在儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)的物料先后從各個(gè)儲(chǔ)料倉(cāng)底部的閥門卸入稱量斗中進(jìn)行骨料的稱量配制。當(dāng)物料全部配完時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)打開各稱量斗的卸料門，同時(shí)水平輸送帶起動(dòng)，將配制好的骨料卸到水平皮帶機(jī)上，通過水平皮帶機(jī)和集料斗把砂石卸入攪拌主機(jī)內(nèi)進(jìn)行攪拌。

骨料計(jì)量系統(tǒng)特點(diǎn)：配料門可調(diào)，計(jì)量精度可達(dá)國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)；料門防卡料設(shè)計(jì)，可靠性高；計(jì)量秤防墜、防風(fēng)、減壓保護(hù)設(shè)計(jì)，安全可靠。

（2）粉料輸送、儲(chǔ)存及計(jì)量系統(tǒng)。粉料儲(chǔ)存、輸送、稱量裝置主要由粉料儲(chǔ)料倉(cāng)、粉料稱量裝置組成。整個(gè)粉料斗通過秤斗座與傳感器連接后，由稱重儀表將傳感器輸出的模擬量電信號(hào)接收轉(zhuǎn)換，并將之顯示為實(shí)際的重量讀數(shù)。啟動(dòng)粉料配料時(shí)，粉料儲(chǔ)料倉(cāng)內(nèi)的粉料下落至對(duì)應(yīng)的粉料秤內(nèi)稱量。當(dāng)粉料達(dá)到預(yù)定值后，儲(chǔ)料倉(cāng)配料門自動(dòng)關(guān)閉。

卸料時(shí)，通過自動(dòng)控制的出口蝶閥開啟，直接卸入主機(jī)拌筒內(nèi)攪拌。卸完料后，出口蝶閥自動(dòng)關(guān)閉，粉料秤立即進(jìn)行下一循環(huán)的稱量，充分利用攪拌時(shí)間，縮短周期、提高效率。

粉料計(jì)量系統(tǒng)特點(diǎn)：采用國(guó)際名牌高品質(zhì)傳感器；粉料秤機(jī)械振動(dòng)/變形自動(dòng)穩(wěn)定設(shè)計(jì)，保證了計(jì)量精度的穩(wěn)定性；通過國(guó)家CMC計(jì)量認(rèn)證；傳感器不平衡補(bǔ)償功能。

（3）液體輸送、儲(chǔ)存及計(jì)量系統(tǒng)。液體輸送、儲(chǔ)存及計(jì)量系統(tǒng)主要由貯液倉(cāng)、稱量裝置（水秤、添加劑秤）組成。啟動(dòng)液體配料時(shí)，對(duì)應(yīng)的液體配料泵自動(dòng)啟動(dòng)往液體稱里面加料。為了保持液體稱量的精度，在方案中采用了粗、精配的設(shè)計(jì)，比率可以調(diào)節(jié)，當(dāng)液體稱量達(dá)到了粗配目標(biāo)值，配料泵自動(dòng)停止，由精配電磁閥完成剩余量的稱量；當(dāng)稱量達(dá)到調(diào)整配方值，精配閥業(yè)自動(dòng)關(guān)閉，進(jìn)入卸料的循環(huán)。

2.電氣控制系統(tǒng)

現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的操作人員往往是現(xiàn)場(chǎng)建設(shè)民工，大多文化程度不高，無(wú)法適應(yīng)太過復(fù)雜的控制系統(tǒng)。而且路橋建設(shè)工程設(shè)備往往是露天作業(yè)，需要不停移動(dòng)，使用環(huán)境惡劣。很多工程隊(duì)建設(shè)完一條公路以后需要轉(zhuǎn)移他處，設(shè)備遷移不便往往就地低價(jià)處理，所以大多客戶要求設(shè)備簡(jiǎn)單穩(wěn)定、價(jià)格低廉。本設(shè)計(jì)擯棄了工控機(jī)、PLC、觸摸屏等無(wú)論是操作、使用環(huán)境要求還是價(jià)格都相對(duì)較高的設(shè)備，僅僅使用稱量?jī)x表和中間繼電器實(shí)現(xiàn)控制，在滿足客戶使用、成本等要求的基礎(chǔ)上，最大程度簡(jiǎn)化系統(tǒng)，受到中鐵集團(tuán)、懷化路橋等路橋建設(shè)單位的青睞。

（1）系統(tǒng)控制流程圖

混凝土自動(dòng)配料系統(tǒng)配料系統(tǒng)

（2）控制系統(tǒng)的安全保護(hù)措施在主回路中都有相應(yīng)的空氣開關(guān)，以便在短路和過載時(shí)跳開主回路及時(shí)保護(hù)電機(jī)等外部設(shè)備；運(yùn)用高精度電源模塊，使儀表工作更加安全可靠，提高了稱量準(zhǔn)確度，并保護(hù)了儀表；控制系統(tǒng)帶有失壓保護(hù)功能；裝有緊急停機(jī)開關(guān)，可隨時(shí)切斷電源，使系統(tǒng)立即停止工作；系統(tǒng)具有硬件邏輯互鎖功能，確保生產(chǎn)安全，井然有序，避免各種意外事故的發(fā)生。

（3）控制系統(tǒng)的特點(diǎn)。預(yù)留系統(tǒng)升級(jí)接口，以方便用戶根據(jù)需要升級(jí)成工控機(jī)+PLC控制系統(tǒng)；元器件采用國(guó)內(nèi)外知名廠家產(chǎn)品，質(zhì)優(yōu)價(jià)廉，并提供無(wú)障礙配件供應(yīng)；獨(dú)特的提示功能，讓客戶實(shí)時(shí)掌握生產(chǎn)過程；特有的配料信號(hào)診斷功能，避免誤投料。

（4）控制系統(tǒng)的防靜電及避雷保護(hù)。儀表采用良好的接地防靜電措施；控制回路設(shè)有氣體放電管避雷器等避雷保護(hù)；基礎(chǔ)施工時(shí)，用戶可以與地方防雷所聯(lián)系，設(shè)置防直擊雷和感應(yīng)雷保護(hù)措施。

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