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关键词 沥青拌和站;安装;调试;培训
中图分类号:U415.5
文献标志码:B
文章编号:1000—033X(2012)07—0089—04
0 引言
沥青混合料搅拌设备由搅拌楼、干燥除尘系统、粉料系统、冷料供料系统、沥青加热系统、成品料储运系统、电气控制系统等组成,是一个比较庞大的系统。由于该设备所适用工况的特殊性,对于大型搅拌站一般是采取模块化设计、现场组装的方式。因此,为保证达到设计要求,对设备的后期安装就提出了相对较高的要求。任何设备,没有严谨的安装指导,均不能达到设计中相关部件之间关联要求的性能;细小部件、电缆、气动元件等部件的安装规范,将直接影响到整机的性能发挥、设备生产过程中的稳定性以及设备的使用寿命。任何忽视安装工作的行为,将对设备后续调试和生产埋下无法逾越的隐患。本文在确保产品质量的前提下,结合机械原理及笔者多年的工作经验,对于沥青混合料搅拌设备的安装调试提出自己的一些见解。
1 沥青搅拌设备的安装
1.1安装方式
沥青搅拌设备常见的安装方式有两种,一种是供货商负责安装(即承包安装),一种是供货商派相关人员指导用户方的专业人员进行安装(即指导安装)。两种安装服务的方式各有特点,一般要看用户对设备的了解、技术能力以及用户的资金情况而定。两种安装形式各自都有优缺点、而一个管理严格的供货商更能够把握安装质量,所以笔者更倾向于供货商组织专业人员,在用户的监督下安装的方式。
1.1.1承包安装
这种安装方式最大的特点就是安装速度较快,因为供货商经常安装设备,对各部件的安装方法比较熟悉,安装顺序的组织和人员协调非常容易。由于安装速度较快,所以要防止过快的速度而造成的疏忽。同时,由于供货商和安装队伍是一个利益集团,用户又没有专业的监理人员进行监督,没有专业的技术人员参与安装的全过程,所以不利于质量的保证,容易造成掩盖产品残疵的现象,也对后期的调试和生产埋下隐患。但是,就目前而言,由于用户的技术力量有限,使供货商负责安装成为当前非常流行的趋势,也是各个厂家销售时的促销手段。所以,采取这种方式的用户一定要做好前期准备工作,让供货商明确整机设备的安装设计要求以及安装后达到的最终效果。最好要求供货商提供资料或照片参考,这样能够在安装过程中起到监督和检查的作用。这种方式的优点是:用户省心,安装快速。质量在监督下一般能够达到设计要求。不足是:无法培养和锻炼用户方安装、维护、保养人员的综合技术能力,给日后设备使用中故障的处理带来一定的困难。所以,即便是这种安装方式,还是建议用户派相关维护保养人员参与其中,并通过前期学习,做好质量检查、监督工作,熟悉设备的各总成、部件。
1.1.2指导安装
这种安装方式同样要求用户做好各项准备工作,不同的是,由供货商派出的专业人员指导用户进行安装工作。因此,用户组织的安装队伍要具备一定的专业知识和娴熟的动手能力,能适应多工种的相互配合和支持。用户要指派专业技术人员作为安装的组织协调者,并在供货商派出的专业人员的指导下,带领安装队伍开展安装工作。这种安装方式的好处是:能够在自己动手安装的过程中通过与指导人员的沟通对设备的各个部分进行充分了解,检查各部件的质量是否达到产品标准的要求;同时,可以培训安装人员,使其充分认识各部件的作用,对安装过程中的质量做到心中有数,为日后的调试、维护保养做好准备;通过亲自动手安装,能够很快熟悉每个总成、部件,有利于处理日后生产过程中出现的故障;此外,对于用户今后自行拆移设备的安装提供了技术保证。
该方式最大限度的培训了用户的各种人员,为今后独立使用和维护提供了有效的保障,使故障能够在最短的时间内排除,减少各种经济损失。
1.2安装注意事项
1.2.1设备基础的制作和作业安全
(1)牢固、稳定的基础是设备安全运行的保障,所以,不管是什么样的基础建设一定要请专业人员进行勘察设计和施工。
(2)安装前要检查各个基础的位置、标高,并作出十字中心线和安装支腿的基准线。对于各总成部件位置要求较高的部件,如主楼与粉仓、主楼与旁置式成品料仓、骨料提升机与干燥筒出料口、干燥筒与除尘器等,要多次核对标线,避免最后产生干涉现象。
(3)实际作业时,能够在低处安装的部件一定要全部安装好后再起吊,尽量避免和减少高空作业,如护栏、走台等在下面全部安装好后,一定要确认可以对安装人员起到保护作用。
(4)在安装工作进行中,高处有安装人员作业时,下面坠落物范围内一定不能有其他作业人员,防止上方掉落物砸到下面工作人员。
(5)一般要求两人一个小组进行各项安装工作,在安装过程中相互照应,提醒注意安全,相互进行质量检查和相互帮助。安装的组织领导者在安装过程中的重要工作之一就是查看各种安全隐患,并及时通知所有相关人员和排除隐患。
(6)高空作业一定要系安全带。安全帽要系紧系好,防止低头作业时脱落。
(7)主楼安装要注意4个基础的水平一致,垫板要大,支腿立起后要戴好螺母,防止倾倒。
1.2.2主要部件的安装要求
【关键词】 沥青搅拌设备;间歇式;连续滚筒式
前言
近20 年来我国交通事业迅猛发展,公路建设机械化施工取得了巨大进步,而装备大型沥青砼搅拌设备已是市场准入条件之一。国外沥青砼搅拌设备的发展历史已经很长了。生产能力在320t/h以上的设备占据着我国沥青搅拌市场的主导地位。尽管我国沥青搅拌设备年需求量已经突破千台大关,但我国企业在核心技术上仍然落后,只能在中低端领域保持优势。面对我国沥青搅拌设备行业市场巨大潜力的机遇和国外厂家入驻我国高端领域的挑战,如何应对行业格局的变化和促进我国沥青搅拌设备行业的健康发展,成为国内众多企业关注的话题。
一、我国沥青搅拌设备技术现状
我国沥青搅拌设备在20 世纪60 年代后期起步,但发展很快,设备设计、制造技术实现了跨越式发展,整机设计也实现了突破。目前在我国市场上供应的沥青搅拌设备主要有两类,一类是强制间歇式再生搅拌设备,另一类是连续滚筒式再生搅拌设备。
二、间歇式沥青搅拌设备
进入21 世纪,间歇式沥青搅拌设备在我国遍地开花,很多企业都成功地研制了3000 型,特别是最近几年在电子技术、智能技术方面取得一定突破后,涌现了一批优秀企业,如徐工、西筑、辽筑等1 0 多个厂家都成功研制开发了3 0 0 0 型和4000 型沥青搅拌设备,有的企业甚至研制开发了5000 型沥青搅拌设备,国内沥青搅拌设备生产企业发展到60 多家,初步实现了产业规模化和普及化。
间歇式沥青搅拌设备主要用于沥青混合料的再生,利用普通间歇式沥青砼搅拌楼改装的再生沥青砼设备,会有一些难以克服的缺陷。
为了使旧沥青能被加热得到足够的温度以利于再生,而且又不被高热燃气烧焦而老化,需要一个体积庞大的、将燃气降温到800℃以下的低温烘干筒来加热旧沥青回收料。同时使新旧料在加热的状态下有充分热交换和足够长的混合过程,以获得均一化,则需要较延长搅拌时间。以上这些,带来设备改装成本的增加、产量大幅度下降,单位使用成本大大增加。可见,间歇式搅拌设备不能为旧沥青混合料提供准确的计量(加热后的旧沥青料的黏性令计量困难、速度慢、精度控制难)、不能为旧沥青混合料提供足够的加热量和充分的搅拌时间。旧沥青的再生不能有效进行,加热旧沥青料时烟气若不花大代价进行再燃烧会对环境造成二次污染。处理旧料的数量非常有限,再生质量低劣。
目前我国整机设计技术已居国际前沿水平,但关键总成和配件技术略显不足,大多依赖进口。我国沥青搅拌设备生产企业普遍缺少核心技术,企业抗风险能力弱。技术升级始终跟在国外厂家后面,升级换代缓慢而且被动,严重阻碍了企业涉足高端市场,短期内无法摆脱在国际沥青搅拌设备产业链上的下游企业地位。
首先是烘干系统,包括干燥滚筒、燃烧器和除尘器。干燥滚筒除组装国外名牌企业的产品外,绝大多数企业对干燥滚筒没有自己的专业设计,没有设计理论和计算依据,比如燃烧区长度的确定依据、料帘设计的热力学计算以及根据骨料级配不同如何调整导料板的布局;除尘器中一级和二级装置的合理匹配,特别是根据骨料级配类型不同如何合理的调节装置没有设计依据;燃烧器与干燥滚筒的匹配有些更是不着边际,大多数都是随机甚至是盲目组合。
其次是配料系统,只有少数企业具有自己的技术产品或选用第三方成熟的、合格的技术产品,而大部分企业都在使用不具备法定计量生产资格的配料系统,产品存在着随意性和不确定性,更谈不上配料的准确性和稳定性。
第三是搅拌系统,由于没有理论支持来做合理匹配,经常是集国外所有品牌特点于一身,这样就带来了产品的随意性和不稳定性,而且很难积累经验、稳定产品质量、促进技术提升。虽然目前产品的功能全面,既可搅拌改性沥青材料又可搅拌添加各种材料的混合料,但是往往需要通过大量的试拌才能从中寻找合适的配料工艺。
最后是沥青加热系统,因为受加热的高温沥青量很大,热能消耗自然很大,而矛盾的恰恰是系统设计不合理,热效率很低,另外由于沥青长时间处于较高的温度(160℃左右),沥青中的轻质油分一直在挥发,从而造成沥青的老化。
国产设备的主要问题仍然是可靠性和寿命,这两个问题必须从根本上解决。另外,国产搅拌设备的装机总功率较国外名牌企业大2 0 0 k W 左右,功率消耗大。
三、双滚筒连续式再生搅拌设备
国外连续式沥青砼搅拌设备的技术进步,是为了解决沥青路面的再生问题而不断改进、革新而取得的。其发展历程:顺流料帘式搅拌烘干筒加长的逆流式中置火焰搅拌烘干筒在烘干筒夹套加热旧料、在烘干筒后部进行再生搅拌的“三套筒”在烘干筒夹套加热旧料而且同时进行强制式再生搅拌的“双滚筒”。所有工艺都是围绕着如何加热旧沥青混合料、如何提高再生质量的要求而改进的。美国ASTEC 公司于上世纪80 年代中期推出的集中了连续式配料和连续强制搅拌“双滚筒”,又经过10 多年的改进提高,在外国(以美国为代表)公路工程尤其是沥青路面的再生工程中取代间歇式沥青搅拌楼已经成为不可逆转的趋势。国内少数单位也引进了“双滚筒”连续式沥青砼再生搅拌装置。
双滚筒连续式搅拌设备能为旧沥青混合料提供准确的计量、提供足够的加热量和充分的搅拌时间;加热旧沥青料时的烟气全部经由主燃烧室再燃烧,排放不会对环境造成二次污染;新、旧料以及再生剂、新沥青的混合十分充分,旧沥青的再生能够有效进行。处理旧料的比例可高达50%,再生质量良好。
旧沥青回收料是在烘干筒外筒的强制搅拌区加热,这时的新骨料已经被加热到200℃,旧沥青回收料吸收新骨料的部分热量,又吸收从烘干筒内壁传出来的热量。在此区的热气温度最高约300℃,由于与燃气不接触,沥青不会老化。即使产生少量的沥青烟气,也会在强大气流的负压之下被吸入主燃烧室而燃烧干净,对环境几乎不造成污染。旧沥青回收料在冷态时进行计量,计量精确度高。“双滚筒”特有的连续、强制式的搅拌,令再生搅拌时间长达60~90s,搅拌时间最长,旧沥青再生程度最好,混合均匀,搅拌质量最好。
为了解决连续式沥青砼搅拌设备用于拌制那些“工程材料来源或质量不稳定”的骨料时仍然可以保证得到正确的混合料的“级配”,引进一套“骨料预分级处理系统”,使连续式沥青砼搅拌设备的功能得以提升,具有了与间歇式搅拌设备一样的骨料的“二次筛分”功能,从而可以在“工程材料来源或质量不稳定”的不利情况下拌制出可满足任何规范对“级配”有要求严格的沥青砼,以应用于高速公路沥青路面的施工和再生大修。
随着近年来筑路行业的不断发展和施工队伍技术素质的提高,以及市场的成熟和规范化进程的深化,石料的规格及级配已有很大程度的改善,同时因为节能减排的势在必行,连续滚筒式沥青搅拌设备这种这种成本低、能耗少、生产能力大、占地面积小的设备在今后将会大有用武之地,可以预言连续滚筒式沥青搅拌设备必主导沥青搅拌设备的市场。
四、结语
综上所叙,与间歇式搅拌设备相比,双滚筒沥青搅拌设备发展前景优势十分明显。双滚筒搅拌设备可以提高生产能力、降低制造成本,在维修、燃料、折旧费用上的花费就要比间歇式搅拌设备低10%左右,并且最重要的是还可以接受高比例的再生料。因此,大力推广连续滚筒式沥青搅拌设备,促使我国沥青搅拌设备实现节能减排,提高沥青搅拌设备技术。
参考文献
[1] 陈国富.连续式与间歇式沥青拌和站的对比分析[J].建筑机械.2011(11)
关键词: 搅拌设备,燃烧器 ,加热交换器, 电气控制
Abstract: the article mainly aimed at the asphalt mixture mixing equipment supply, heating system in the burner and burner electronic control system analysis on two points, to be familiar with equipment in heating drying main components in the working principle, improve mixing equipment in use different heating fuel, control the production product quality and save the construction cost, and meet the needs of construction.
Keywords: mixing equipment, burner, heating switches, electric control
中图分类号:TU57+1文献标识码:A 文章编号:
目前我国沥青混合料搅拌设备在矿料加温时,根据使用加热燃烧不同的的燃料,有轻油、重油、天然气和煤粉等几种。而广东地区为了节省施工成本,多采用粘度较大的重油、渣油作为矿料加热的燃料。因此,要保证重油或渣油的正常燃烧,必须有燃油燃烧前的加热、预热控制系统才能使燃烧器正常燃烧。本文旨在介绍它们相关部件的工作原理,了解供油、预热以及控制系统的合理配置和安全应用,熟悉使用过程中正确快速处理燃烧器出现的各种问题,满足沥青拌和设备矿料加热的需要。
1 供油、加热系统
由于国内采用重油的粘度较大,必须通过加热来降低其粘度;因此,必须增加一套燃油加热装置,该装置有几种不同的结构形式:
1.1 使用导热油通过热交换器进行加热
(1)泵前加热。对燃油水分含量有一定的要求,加热温度高后会使油泵产生气阻,储存罐加热如果超过水的汽化温度将会产生油水沸腾的现象,也就是我们常说的溢罐现象,危险性很大,操作需特别注意。这种加热方式可以有多种方法来实现,这里仅列出一种来说明:采用重油、渣油储存罐直接加热,更简单,且成本低廉。
(2)泵后加热。此方式结构比较复杂,但是,由于燃油是加压后加热,根据压力温度汽化曲线可以得知这种加热方式针对粘度大,含水量较高的渣油进行加热,不会产生汽化造成的气阻现象,且高压高温下适当的水分还有利于燃油的雾化。需要更换轻油时,要通过几个转换开关,切断轻油进入热交换器,避免受热产生汽化。温度调控通过温度传感器——智能控制仪表——电动温控阀根据燃油粘度降低至雾化良好燃烧需要的温度自动进行调节导热油进入热交换器的流量,保证燃油温度、粘度的稳定。这种结构比较复杂,但对于不是频繁转换渣油和轻油的用户仍是一个必要的选择。
1.2电加热交换器。结构简单,电气控温传感器和开关比较成熟,成本较低,但对于智能控制方面还需要增加一定的费用和元器件,耗电量较大。
1.3管道、燃烧器主枪及部件。由于燃油的粘度较大,每天开始启动或天气比较凉的时侯,在停机后输送管道和燃烧器主枪中一定会存留有燃油,这些粘度较大的燃油一般是无法雾化燃烧的。而目前国内普遍使用的压缩空气雾化喷枪,是在原机械雾化喷枪的基础上演变而来;由于需要压缩空气参与雾化,又因为该雾化方式没有回油的特点,所以,原机械雾化中的回油管道被压缩空气管道占据,原来可以循环加热的功能被忽略,为此,要采取各种措施,使点火时的燃油粘度达到最低的点火要求,一般采取的方法如下:
1)燃烧器主枪为特殊设计有燃油加热和内部循环的系统
主要方法是热的燃油通过增压泵的压力作用,通过输送管道进入燃烧器主枪,通过内部回油管道(该燃烧器主枪有进油和回油两根管道)将粘度大的冷油顶出至燃油罐,通过这样的循环,将燃烧系统的各个部件进行加热,从而使燃油达到燃烧所需粘度要求,一次点火成功,避免多次点火造成的燃油喷入干燥筒内产生爆燃危险的几率。由于不用每次点火后洗枪,这种方法非常适合当前中国燃油品质不稳定,减少采用柴油清洗管道的配管,柴油系统及使用柴油而增加的成本。
2)柴油清洗系统
由于燃烧器主枪没有内部循环系统,这部分燃油主要靠电加热丝辅助加热,一般不能达到点火雾化所需粘度的要求,造成初次点火困难。为解决这个问题,可采取停止生产停火前转换改烧柴油的方式,使用柴油清洗管道和主枪后,将这部分柴油再烧掉。这需要控制柴油的用量,一般用户不能选择缩短清洗时间,否则,会产生燃油凝结现象。在初次点火时,同样使用柴油点火,柴油点着后转换粘度大的燃油,目的是将粘度较大的燃油通过管内留有的少量柴油稀释粘度大的燃油。
3)多次点火系统
这种燃烧器主枪还有一种方法是利用压缩空气进行清吹。即工作结束前,马上在进油管道上开启清吹阀,利用大量的压缩空气将残留的燃油从管道中吹出,力求能够烧尽残油。这样可以保证燃烧器系统中管路是畅通的。下次点火时可以直接供入热的低粘度燃油进行点火,由于管道空置,点火的一次成功率较低,可采取长时间或多次点火程序,保持煤气火(引火)的加长时间或多次点燃,以便后到的热油喷入后达到雾化条件时点燃大火。这种方法一般在控制中应该有一个选项:可供特殊情况下使用。
2 燃烧器电控系统
2.1 燃烧器点火系统外部连锁条件
首先电控系统要检测燃烧器的点火连锁条件,确保主机上料和上料后能够顺利的提升到振动筛系统,这些在整机的电控连锁中一定有体现,而燃烧器会取一个关键点进行连锁。燃烧器相关:引风机要确保正常运转,且保证引风有一个合适的风量,在实际设计中采用检测风门开度的方法。采用变频控制的排风机要有一个转速的反馈信号或风压开关信号;除尘器要有温度检测和避免超温的连锁信号;要保证除尘器中回收粉能够顺利排出,一般检测各个螺旋输送器的运转信号,除尘器的各个螺旋输送器受控粉料提升机的运转;干燥筒运转受控于提升机和振动筛;上料皮带机要运转;燃烧器风门关到设定的最小位置保证启动点火所需最小风量;燃油类型选择开关及相关供油系统开关位置一致;综上所述,可以简单理解为:1)引风机启动;2)螺旋输送器启动;3)干燥筒启动;4)合适的排风量;5)开启最小燃烧器风门;6)除尘器不超温。上述条件满足后具备了燃烧器点火的外部条件。
2.2燃烧器点火系统的内部条件
燃烧器的点火程序控制,按照相关的国际法律要求,国际品牌燃烧器必须采用国际认可的点燃烧控制器,这个程序控制器可以保证燃烧器点火前、点火中、点火后、灭火后的各种程序控制,最大限度的保证使用燃烧器过程中的安全可靠。因此,建议采用国际标准的燃烧控制器,不要随意改动或施加非标准的控制回路以达到改动的目的。燃烧控制器的控制过程:检测外部连锁条件是否满足——火焰探测器监测——风压检测——启动鼓风机——风压检测——清吹风门自动开启——最大位清吹——自动计时——(引风自动负压)——增压泵在风门自动开启时启动(管道预热)——计时完成后自动关闭(达温后有一个连锁控制自动关)——达到最小位后点燃煤气火——保持着火——检测到火焰几秒——打开主枪电磁阀——检测火焰——关闭煤气火——检测火焰几秒——正常后转为可操作——正常上料生产。一旦没有检测到火焰,整个过程将立即停止并自动关闭主喷油阀,回归初始状态,并有相应的报警代码出现。在生产过程中同样火焰探测器(紫外光电管)未检测到紫外线时将立即关闭主喷油阀,起到保护作用。
2.3 燃烧器停火或不工作时
生产过程中遇到紧急情况或生产结束时人为通过燃烧器控制器上的停火开关进行正常停火;当正常生产结束,停止进料后控制系统会自动控制燃烧器停火;当与燃烧器相关的前述外部连锁条件不满足时,燃烧器会自动停火;当燃油系统出现断油会自动停火;当燃烧器风油比失调时尤其是风过大时会自动停火或点不着火;当燃油中含水蒸气过多时也会自动停火或点不着火;燃油粘度过大时会自动停火或点不着火。
标准的燃烧器控制器对火焰的检测、点火前的内部清吹过程要求非常严格,所花费的时间也是比较长的,目的是保证干燥筒内部的可燃气体、灰尘浓度降到安全的指标内,避免产生爆燃现象。
3 结束语
【关键词】PLC 沥青混凝土 搅拌 应用
1 前言
随着城市化进程的不断加快,促使社会对公路的需求量越来越大,同时在一定程度上导致国家对高速公路的主要建筑材料―――沥青的需求量越来越大,这也进一步的导致国家对沥青混合料搅拌机的工作效率有了更高的要求。
2 我国的沥青混合料搅拌设备的现状
随着我国的发展节奏逐渐加快,对交通的便捷程度有了更加严苛的要求,这也就进一步导致了国内公路的建设数量逐渐增多,导致沥青混合料搅拌机长时间处于工作状态,而为了提高工作效率,这也就对沥青混合料搅拌设备的质量提出了更高的要求,但是迄今为止,我国的沥青混合料搅拌设备任然存在一定的问题,导致在实际工作中,沥青混合料搅拌设备的工作效率不能达到需求,在一定程度上制约了高速公路的建设速度,影响了经济的发展和贸易的往来。
笔者认为之所以出现上述情况主要是由以下几种因素所导致的。由于多数操作沥青混合料搅拌设备的工作人员的知识含量不高,专业知识不够,这就导致在实际的工作中,工作人员经常出现技术上的问题,操作不当致使沥青混合料搅拌设备的实际工作效率极低;更有一些操作人员缺乏相应的责任心,经常不按照规章制度操作,为施工安全埋下隐患,拖慢了高速公路建设的施工进度。而且由于施工团队的管理制度并不能面面俱到,这就导致了一些施工人员钻制度的漏洞,从而导致在施工过程中,不仅拖慢了施工的进度,还在一定程度上,拉低了沥青混合料搅拌设备的工作效率。有很多因素都会导致沥青混合料搅拌设备的效率不及预期,拖慢施工进度,其中很重要的一点便是设备不善的原因。如果设备出厂时就有一些零件是损坏的,这就会导致设备的利用效率不高的同时还会埋下安全隐患。而且设备在工作时总会出现各样的问题,导致多搅拌的沥青等原料并不达标,这就在一定程度上拖慢了施工进度。而设备的效率之所以不及预期不仅是因为出厂时本身存在问题和操作问题,还有施工环境的影响以及原料配比等因素,而这些问题会在一定程度上限制我国沥青混合料搅拌设备的发展,进而影响我国的发展。
3 PLC在沥青混凝土搅拌站控制系统的应用
3.1 总体设计
沥青混凝土搅拌站控制系统,是将沥青混凝土的各项物料,按照配比称量,送到搅拌站内。搅拌站控制系统的设计,需要配合动态称量系统,解决配料的非线性、时变性问题,禁止出现超差的情况,通过控制系统,规范配料的精度、速度,维护沥青混凝土的性能。控制系统的总体设计,重点考虑配料精度的需求,搅拌站配料的过程中,冲击力、空中落差,属于影响搅拌站控制系统设计的两大因素,例如:空中落差因素,混凝土的某一项配料,如水泥、粉煤灰、矿粉,搅拌站的计量装置,受到控制系统的指示,当该配料的配比达到设计值时,控制系统会对计量装置发送关闭的指令,此时出料口、称斗之间,仍旧存在一部分物料,属于计量装置统计以外的,此部分属于空中落差的范畴。因此,混凝土搅拌站控制系统内,提出模糊控制+PID算法,优化搅拌站控制系统的运行环境。模糊控制+PID算法的模式,表现出了混合型算法的特征,对控制系统的期望值实行模式化的处理,有效调节超调量,同时将其作为控制系统的输入变量,输入后,获取反馈值、期望值的偏差,经过百分比进行模糊化处理,将其作为另外一个输入量,控制系统在此类模式的作用下,检测偏差百分比,当百分比处于切换标准时,采用PID控制,利用迭代自学习的方式,提前预测出空中的落差,解决落差的问题。
3.2 配置与算法
沥青混凝土搅拌站控制系统的配置,是指搅拌电机、水泵电机以及电动传动和附属部分。控制系统配置设计,选择PLC控制,按照功能布置指示灯、开关等。搅拌站控制系统的核心是PLC硬件,分析配置设计,如:(1)中央处理装置,基于PLC的搅拌站控制系统中央处理装置,可以采用S7-300设备,做为控制的重点,监督现场的运行设备,辅助传感器,实行数据采集;(2)I/O系统,其为控制系统的输入输出,在PLC的控制下进行远程的设备操作,构建ET200从站,Profibus总线,控制I/O数据,完成收集与控制输出;(3)HMI部分,设计两套同配置的HMI服务器,提高搅拌站控制系统的可靠性,而且两套服务器,按照一供一备的方式运行,即使搅拌站控制系统的HMI服务器出现故障,也能投运备用服务器,确保控制系统的正常运行。
沥青混凝土搅拌站控制系统的算法,实现过程依赖于PLC编程软件。配合上述硬件及组态,安排PLC编程软件的运行。例如:沥青混凝土搅拌站控制系统算法中,采用西门子STEP7,连接PLC的硬件、软件,完成程序化的操作。分析STEP7作用下的功能,如:(1)综合管理控制系统内的数据、设备;(2)配置通信数据和编程符号,规范控制功能;(3)设计PLC的硬件参数,保障其可配合软件的功能;(4)编辑多功能的语言程序;(5)诊断PLC硬件系统的故障,维护运行的可靠性。
3.3 监控系统
沥青混凝土搅拌站控制系统的监控部分,用于监督现场的搅拌工艺以及设备的运行,全面掌握搅拌系统的运行。搅拌站控制方面,工控机操作选用WINDOWSXPSP3,利用WinCC构建人-机界面,设计两台供备工控机,而且工控机上均安装监控软件,实时监督搅拌站现场的运行情况,记录好工况参数。
4 结语
总之,随着经济的发展,现有的公路数量不足以满足获取运输的需求,这就导致公路的建设越来越迫在眉睫,也因此致使沥青混合料搅拌设备的工作强度逐渐增大,提升沥青混凝土的拌和效率至关重要。通过PLC系统的应用能够有效实现自动化拌和,大大提高的拌和效率。
参考文献:
介绍了三种沥青路面厂拌热再生加热辊筒的基本结构,对加热辊筒的加热效果,结构性能特点和经济性进行分析比较,阐述了三种加热辊筒在厂拌热再生中的优缺点
关键词
厂拌热再生,加热滚筒,旧沥青混合料
中图分类号:U416文献标识码: A
引言
据我国交通部“十二五”规划,至2015年,全国公路总里程将达到450万公里,高速公路总里程将达到10.8万公里。按照沥青路面的设计寿命计算,每年将有10%的沥青路面进入大中修期,产生的废旧沥青混合料将达到每年数百万吨,如将旧沥青混合料再生利用,每年可节省材料费数亿元人民币,所以沥青路面的再生利用有着显著的经济效益和社会效益。
厂拌热再生定义厂拌热再生就是将旧沥青路面经过翻挖后运回拌和厂,再集中破碎,根据路面不同层次的质量要求,进行配比设计,确定旧沥青混合料的添加比例,再生剂、新沥青材料、新集料等在拌和机中按一定比例重新拌合成新的混合料,从而获得优良的再生沥青混凝土,铺筑成再生沥青路面。沥青混合料的加热设备成为整套系统性能好坏的关键点。
一、旧沥青混合料的几种加热方式
旧沥青混合料在厂拌热再生中要经过加热设备加热到一定温度才能完成再生过程并最终与新沥青混合料混合搅拌,才能生产出合格的再生混合料。旧沥青混合料的加热主要有以下三种方式:
1利用烘干辊筒直接加热旧料
2利用双滚筒实现对旧料和新料的加热和搅拌。
3利用热风夹层滚筒对旧沥青混合料进行加热。
二、 几种旧沥青混合料加热设备的结构特点对比
第(1)种,利用烘干滚筒直接对旧料进行加热。新料和旧料为分开加热,分开计量。新骨料在低位加热滚筒加热好后提升至热料仓,RAP由提升机提升至上位加热辊筒加热,新料和旧料分别进入各自计量系统计量后进入拌锅搅拌。混合搅拌,如下图
这种加热方式其加热时间短,一般30S-36S之间,即使加热好的旧料与新料在搅拌锅内混合搅拌,新旧混合料的扩散阶段也不能充分进行,新旧混合料的之间没有充分混合搅拌时间,再生混合料质量不好。
第(2)种加热方式是利用双滚筒实现对旧料和新料的加热和搅拌。如图:
拌和楼内筒是新集料的烘干筒,外筒内壁与内筒外壁之间是搅拌区。在拌和混合料时,新集料从内筒的上侧进入,内筒旋转,在重力作用下新集料随之向下流动,到达燃烧器前达到最高温后,进入内外筒间的搅拌区;RAP直接加入搅拌区,与高温的新集料混合吸收其热量,使旧沥青融化并分散到新集料表面,然后再加入新沥青(如果有再生剂,新沥青之前加入)、矿粉,在搅拌叶片的作用下向上螺旋推进,从搅拌区的最上端排出混合料。双滚筒拌和楼搅拌程序合理,经过长时间(约90秒)的强制搅拌,搅拌充分、均匀;在不损伤RAP并不产生二次污染的前提下,热效能高,加热充分,并且搅拌区氧气含量低,基本充满惰性的水蒸气等,能减轻混合料的短期老化作用。连续式双滚筒设备再生效果好,混合均匀,节能环保,旧料添加比例最高可达50%~60%,同时也可以生产全新沥青混合料。