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                   1　概述 
    瀝青混合料攪拌設備是一種復雜的綜合配套設備，由于在野外作業，工作環境惡劣、氣溫變化幅度大、干擾源多等因素的影響，給該設備控制系統的設計增加了很大的難度。特別是用于高等級公路的設備，對瀝青、粒料、粉料和溫度的計量精度要求高，因此對該設備控制系統硬件和軟件設計相對要求也較高，必須綜合考慮上述因素，采取必要的設計措施，才能滿足高等級公路施工的要求。 

2　機械構成及工藝流程簡介 

    以間歇式瀝青混合料攪拌設備為例，其主要由以下部分組成：冷骨料配料裝置；骨料的烘干與加熱系統；熱料提升裝置；熱料篩分與稱量裝置；粉料供給系統；瀝青供給系統；攪拌器；成品料提升機；成品料儲倉；除塵裝置。其機械構成如圖1所示。　　 

圖1　間歇式瀝青混合料攪拌設備機構示意圖

 

　　該設備的工藝流程如下： 
　　（1）不同規格的冷石料及砂→定量配給并進行粗配→冷骨料輸送機→干燥筒進行烘干、加熱→熱料提升機提升→熱料篩分機進行篩分并按不同的規格分存至各熱料倉→熱料分組及累計稱量→攪拌器攪拌； 
　　（2）礦料→粉料倉→輸送及稱量裝置→攪拌器攪拌； 
　　（3）瀝青→瀝青罐→輸送及稱量裝置→攪拌器攪拌； 
　　（4）攪拌器拌好的成品料→成品料提升機提升→成品料儲倉→運往工地。 

3　控制系統設計任務及指標要求 

　　瀝青混合料攪拌設備是一種綜合配套設備，獨立運轉部件多，工藝流程復雜。其控制系統的任務是將各部件按照預定的程序開機、運行及拌料、關機，在整機性能滿足要求的前提下，盡量簡化操作，提高整機的自動化控制水平。 
　　控制系統設計的原則： 
　　（1）提高控制系統的可靠性，使系統的可靠性指標達到國家標準要求，并努力爭取達到或接近國際先進水平。 
　　（2）硬件部分應盡量采用優質的成熟產品或國外先進產品，在滿足各項性能指標的前提下，設法降低控制系統的制作成本。 
　　（3）采用國際標準，貫徹執行現行的國家及企業標準，努力提高“三化”程度。 
　　控制系統的指標根據不同的機型及檔次有不同的要求，按照中國交通行業標準JT／270-1995《瀝青混合料攪拌設備通用技術條件》規定見表1。 

    目前國內外先進的設備，其控制系統的技術指標應達到表1中優等品的要求。 

4　控制方式選擇 

　　當前控制系統流行的工作方式有以下三種： 
　　（1）全自動工作方式； 
　　（2）半自動工作方式（自動+手動）； 
　　（3）手動工作方式。 
　　不同的機型對控制系統的工作方式有不同的要求。控制系統按照工作方式及用戶要求選擇控制方式。當前控制方式大致可分為三類：繼電接觸控制；可編程控制器PLC控制；計算機控制。 
　　繼電接觸控制操作簡單、可靠，且制作成本低，但自動化程度低，控制精度差。可編程控制器PLC控制可實現時序控制，且標準化、通用化及可靠性都較好，控制精度較高。計算機控制精度高，信息處理量大，可實現全自動控制及生產過程管理自動化，但系統復雜，成本高，可適用于控制精度要求高的設備。 

5　硬件設計 

　　控制系統的硬件設計與控制方式有關。硬件設計要考慮盡量采用現有成熟產品和標準化、通用化產品，以減少制作及調機周期，提高系統的可靠性和易維修性。下面對各種控制方式的硬件設計分別舉例加以說明。 
　　（1）繼電接觸控制系統硬件主要是由繼電器、接觸器、定時器、電壓表、電流表和一些按鈕等組成。圖2是瀝青混合料攪拌設備攪拌電機控制的例子，圖中當按下開關A時，電機正轉；按下開關B時，電機反轉。該電路保證電機正反轉之間有互鎖關系。 

圖2　瀝青混合料攪拌設備攪拌電機示例

 

　　（2）可編程控制器PLC控制系統硬件主要是由PLC模塊、中間繼電器、接觸器、數字表和若干按鈕組成。圖3是瀝青混合料攪拌設備成品料提升機PLC 控制的例子，系統的動作是：提升斗起始位置在底端裝載位A，當PLC檢測到攪拌器為開狀態時，提升斗延時10s后開始提升，提升至高端卸料位B，延時 10s卸料后，卷揚機換相通電，提升斗下降，下降至底端接近開關C時，卷揚機延時1s斷電，提升斗下滑至底端裝載位A待命；當檢測到攪拌器為開狀態時，下一循環重新開始。

             

圖3　瀝青混合料攪拌設備成品料提升機PLC控制示例

 
　　（3）計算機控制系統硬件主要是由工業控制計算機系統、管理計算機、打印機、電源UPS、中間繼電器、接觸器、數字表和若干按鈕組成。工業控制計算機系統主是要由CPU、數據采集及放大部分、A/D模數轉換、模擬放大、通訊、I/O輸入輸出開關量及總線部分等組成。圖4是瀝青混合料攪拌設備計算機控制系統，控制的主要目標是瀝青、石料、粉料、溫度計量控制精度，控制的輸入輸出信號主要來自攪拌樓、成品料提升機、主燃燒器、滾筒等，其前沿控制核心是工控機。 
　　該控制系統的工作過程：先開烘干滾筒、熱提、振動篩、引風機、鼓風機，再同時點火和開油泵，并以小火預熱滾筒3～5min，然后冷料級配機開始上料，慢慢加大油門升溫，待料溫升至設定溫度后，啟動自動控溫，使溫度控制在設定值±5℃以內；觀察熱料倉料位，待熱料達到一定料位后，啟動自動鍵開始拌料，各種料的進料、稱量及下料和拌和都是自動進行，管理計算機可以設定和顯示各種料的重量和配比、粒料溫度，控制生產過程及故障報警，并與打印機配 合隨時打印生產過程參數.      
 

  

圖4　瀝青混合料攪拌設備計算機控制系統

                  

圖5　間歇式瀝青混合料攪拌設備計算機 控制粉料計量程序框圖 

6　軟件設計 

　　間歇式瀝青混合料攪拌設備控制系統由于控制方式不同，可有不同的控制軟件；繼電接觸控制沒有專門的控制軟件，但可通過各種繼電器和接觸器之間的組合，實現順序控制；可編程控制器PLC控制有專門的控制指令，且指令少，程序設計簡單，系統工作可靠；計算機控制軟件設計可以用高級語言與機器語言結合，因此程序設計靈活，功能強大，可實現動態過程模擬，人機交換界面更親切。圖5是計算機控制粉料計量和控制程序框圖。 
　　程序調試成功后，可選擇合適EPROM芯片，對程度進行固化，然后插進CPU調試使用，確認各動作及通訊都正常工作后可裝機使用。