自動控制技術在項目成本管理中的應用

王 鵬, 余淑娟

(中國水利水電第七工程局有限公司五分局,四川 彭山 620860)

1 概 述

沙灣電站砂石加工系統工程位于四川省樂山市沙灣區葫蘆鎮潭壩鄉,主要承擔混凝土澆筑工程的成品骨料及壩體反濾過渡料等生產供應任務,需生產成品 粗 骨 料 460.88萬 t,細 骨 料202.53萬 t;系統成品骨料設計生產能力為 1 180 t/h,毛料處理能力為 1 280 t/h。

2 自動控制技術分析

2.1 控制系統的結構和組成

沙灣電站砂石加工系統自動控制主要由 1套工控機和 2套 PLC控制組成,用以控制從受料倉的振動給料機至成品堆料場 B27膠帶輸送機間的設備及膠帶機等。

主控室設在一號配電房內,布置有工控機及1套 PIC(采用操作臺形式),主要控制主篩分車間、中碎車間、脫水篩分車間、與其相關的膠帶機群。第二套 PLC(采用配電屏形式)布置在二號配電房,用數據線與一號配電房工控機相連,主要控制砂車間、檢查篩分車間及其配套的膠帶機群,并對立軸制砂機等大功率設備進行負載監控。

2.2 控制系統功能

系統依據工藝流程分工序單元先后采用逆料流啟動、順料流停機的控制程序,與之有關的設備如給料機、篩分機、破碎機、膠帶機、皮帶電子稱以及水泵等全部參與 PLC控制,破碎機自動調整開口,破碎量的檢測控制及各保護等均納入控制中。

為及時了解控制全系統的運行情況,保證系統高效運行,改善工作條件,提高管理水平,控制方式為自動控制和手動控制相結合,采用 PLC可編程序控制技術以實現全系統控制。每個電器設備現場裝設機頭控制箱,各機頭控制箱用于單機調試、試運行及檢修。在控制室操作臺上可進行全系統的啟動和停止并設有事故報警裝置。控制程序可根據實際運行工況進行軟件編程及調整,使用方便靈活,從而提高了加工系統運行的可靠性及經濟性。

3 自動控制與成本管理的關系分析與應用

在現在的大多數項目中,自動控制技術已被普遍采用,但能將自動控制技術與項目經營成本管理相結合、讓其充分發揮作用的卻很少見。

在項目管理中,很大一部分是成本控制管理。以前的項目特別是生產系統的成本管理很多為人工測算,而要進行較為準確的成本管理與控制,則需要很多生產現場的原始數據。與傳統繼電器控制相比,PLC在模擬量的控制和數據記錄上有無可比擬的優勢,我們在沙灣電站砂石控制系統中就充分利用了這一優勢,很好地將自動控制技術與項目成本管理相結合,使成本管理更加真實可信,真正做到了用數據說話。

沙灣電站自動控制系統關鍵有三組控制循環,即篩分控制循環、中碎控制循環和制砂控制循環,這些控制循環中都有一個關鍵設備,如篩分系統中的篩子、中碎系統的破碎機、制砂系統的制砂機,其工作狀態直接影響砂石系統的生產效率。在本系統中,將這些設備都進行了運行監控,同時,對關鍵設備的供料設備采用給料量的控制,從而在設備循環中就存在首先對關鍵設備進行供料——觀察設備運行工況——調整給料量——再觀測設備運行工況——再調整給料量…,經過多次循環以確保這些關鍵設備能在一個高效率工況下進行生產,使之既能保證砂石骨料的生產,同時也節約運行成本。

成本管理的各個環節如成本預測、成本計劃、成本控制、成本核算、成本分析、成本考核等均需大量基礎數據的采集和一些基礎工作,如單機核算等。基礎數據的采集及單機核算中最難的是運行工況這一動態數據的準確采集和統計。我們在沙灣電站中充分利用了 PLC在模擬量上的處理優勢,很好地解決了動態數據的采集與統計問題。

(1)砂石系統皮帶機的功率是根據皮帶長度、上揚角度、設計負荷決定的。在沙灣電站中,利用 PLC定時監控電機的實際運行功率,通過與額定功率進行比較,反算皮帶的毛料上料量和成品料的生產量,從而對系統的毛料處理能力及成品料生產能力這兩個關鍵數據進行比較精確地掌握,這些數據是成本管理中成本預測、成本計劃中的關鍵數據,如在篩分系統中對毛料進料皮帶B2、B3、B4,成品料出料皮帶 B8、B10、B12、B14、B16的功率進行監控。

(2)砂石系統中設備工況的運行監控。砂石加工系統是一個高自動化的運行系統,設備運行費用占成本中的比重非常高,特別是破碎設備。因此,對于這些高運行設備的成本核算是砂石系統生產成本控制的一個重點。在成本核算中,實際處理量的數據是比較難采集的數據,在沙灣電站中,利用對破碎設備進料皮帶的功率記錄得到了設備平均小時的進料量,同時,根據對設備運行時間的記錄,得到了準確的設備實際處理量。對進料皮帶和設備運行時間的記錄在 PLC中是非常容易實現的,在沙灣電站中,對破碎機運行時間的記錄、進料皮帶 B6運行功率的記錄均得到了較為準確的設備實際處理量。

(3)砂石系統的運行效率主要由設備的運行效率決定,要提高砂石系統的運行效率,就要提高設備的運行效率。在沙灣電站,通過 PLC的運用,起到了對設備的事中控制,從而提高了設備的利用效率。砂石系統設備運行是以組運行的,在這一組設備中,負荷最高的這臺設備決定了這一組設備的運行效率。要想提高系統效率,就要設法使負荷最高的設備一直工作在設備所允許的高負荷范圍內。沙灣電站利用 PLC對高負荷運行功率實時采集并顯示在控制面板上,操作人員隨時可以自動觀察。當監測到負荷低時,可以通過自動加大給料量,提高負荷,從而使系統一直工作在高效率的范圍內。

以此類推,在沙灣電站砂石系統關鍵的中碎和制砂控制循環均能通過先進的自動化控制技術實現對系統重要設備運行工況的數據采集并進行系統經濟運行成本核算和考核,從而將沙灣電站成本分析管理各個環節所需的運行動態數據建立在 PLC及微機自動采集處理的基礎上,其數據采集的及時性和準確性都得到了很大提高。同理,也可對篩分系統進料級配構成進行分析,這些數據在項目運行、管理、成本分析中都具有非常重要的作用。

4 結 語

沙灣電站砂石系統自動控制技術的設計不僅考慮了系統生產工藝流程的需要,還將自動控制與項目經營成本管理相結合,利用先進的計算機技術,實現了施工管理和施工生產綜合自動化,對于降低系統運行成本起到了積極的作用,并在一定程度上提高了項目的管理水平和生產效率,從而增強了企業的獲利能力。