混凝土攪拌站物料兩種計量方式的探討

黃靜剛，董中偉

（洛陽佳一機電設備有限公司，河南　洛陽　471131）

混凝土攪拌站物料兩種計量方式的探討

黃靜剛，董中偉

（洛陽佳一機電設備有限公司，河南洛陽471131）

商品混凝土攪拌站控制系統的核心過程是配料控制。本文介紹了目前國內混凝土攪拌站控制系統普遍采用的兩種物料計量方式，通過對兩者的構成方式的闡述，對比兩者的優缺點。

混凝土；加法計量；減法計量；物料計量

0　前言

混凝土攪拌站控制系統的核心過程是配料的控制，即按照設定的混凝土原材料配方，精準、高效的完成每種物料的配料過程。配料控制過程即物料計量方式，配料控制過程的優劣決定了混凝土的質量和生產效率。混凝土攪拌站及控制系統和計量方式的關系，就像我們要到達一個地方（設定生產混凝土的目標），坐什么車（采用哪種自動控制系統），走哪條路（采用哪種計量方式）。計量方式決定了整個控制程序采用的配料算法，算法也是程序的靈魂。

根據目前混凝土攪拌站的生產實際，主要有加法計量和減法計量兩種物料計量方式。

1　加法計量配料

1.1加法計量定義及稱重計量

物料通過控制閥門從料倉自由下落（或靠其它動力運送）到計量稱重秤斗，秤斗裝有稱重傳感器，通過傳感器將秤斗內物料的重量信息傳遞給控制系統，控制系統根據傳遞來的重量信息判斷是否達到目標重量，如果達到就發出命令，關閉控制閥門（或其它動力），停止稱量。這種配料方式即為加法計量配料方式（通俗的說就是要多少，配多少）。

物料計量過程中實際配料重量 M：

其中：

S——料倉閥門的截面積（或動力運送裝置出料截面積），m2；

V——物料的流速，m/s；

T——從發出開始計量信號到實際關門到位的時間，s；

M1——倉閥門（或運送裝置出口）到計量稱重秤斗之間的物料，此部分物料在關門完成時尚未被稱重控制裝置識別，稱為落差量，kg。

1.2加法計量誤差產生的主要原因

（1）攪拌站所用砂石料因含水率不同、結塊等特性，極易造成物料粘連，且無動力輸送裝置，采用重力自由落料方式，故流速 V 不穩定。

（2）因砂石料流速 V 不穩定又會造成實際落差值與設定落差值偏差大。

（3）控制系統軟硬件的啟停反應速度對計量時間 T 會有一定影響。

1.3加法計量控制相應對策

（1）采用粗、精計量加點動方式。粗計量配料：即剛開始配料時采用多卸料門全開（對于有動力裝置的，全速工作），快速卸料，以提高效率。精計量配料：設定精計量控制量，當到達該配料量時，關閉部分卸料門（對于有動力裝置的，降速工作），慢速卸料，降低物料流速，避免因系統軟硬件反應延遲造成配料超差。

（2）點動配料：設定點動控制量，當到達該配料量時，點動開關卸料門（或動力輸送裝置），點動卸料，讓卸料量一點一點增加，同時設置穩秤時間，消除物料下落沖擊力對秤值的影響，直到計量秤斗重量值在設定目標值允許的誤差之內，確保配料精度（點動次數過多，會造成配料時間長，點動次數少，可能會造成配料誤差大，需合理設置點動量和點動啟停時間，以確保生產效率）。

（3）設置落差：根據物料特性以經驗值或現場調試平均值設定每種物料的固定落差，同時控制軟件也可以根據以前盤次的配料誤差自動修正調整落差值，前提是自動調整的落差值需不大于設定的固定落差值（因偶然因素或手動干預會得到一個離譜的自動調整的落差值），需確保落差值在合理范圍內。

（4）設置合適的點動開、關、穩秤時間，消除系統軟硬件反應速度對配料精度的影響。

（5）增加物料扣秤功能，對偶然出現的物料多下料的情況進行手動或自動扣秤，將扣除的物料作為下盤次的物料，確保每盤次的物料精度。

（6）增加物料自動補償功能，即下盤次的物料配料目標值根據上盤次的物料實際誤差動態調整，確保每車混凝土配方的整體物料精度。

2　減法計量配料

先將物料運送到一個有動力輸出裝置（比如圓盤給料機）的計量稱重秤斗內，在配料過程開始前先在秤斗內計量出一個比所需目標值大的物料重量值，實際配料時啟動計量稱重秤斗的物料動力輸出裝置強制卸料，從當前計量稱重的重量值中減掉所需物料的目標值后停止卸料。這種物料配料方式稱為減法計量配料（通俗的說就是先多配點，再勻速可控地放夠需要量）。

減法計量配料過程中的稱量重量：

其中：

S——物料運送裝置出料截面積，m2；

V——動力輸送裝置的卸料速度即物料的流速，m/s；

T——從發出開始計量信號到實際停止卸料的時間，s；

由于減法計量配料的出料截面積 S 調整好后是固定的，物料的流速 V 由動力輸送裝置決定，也是相對恒定的，所以減法計量配料的精度可以很高。為提高效率，出料截面積 S可適當設大點，仍然在接近設定目標量時采用點動計量，只要點動量設置合適，配料時一般不需進入點動過程即可達到準確配料。

3　兩種計量配料的特點

加法計量配料方式優點是結構簡單，更換維護方便；缺點是配料精度較低，尤其對用量很大的砂石料需先由料倉配料至計量秤斗，再依次從各個秤斗放出，通過皮帶或提升機構運送到骨料中間儲存斗，再放至攪拌機，整個配料時間長，嚴重影響生產效率。

減法計量配料方式優點是配料精度高，在空閑時間已預先在計量秤斗內準備好所需物料，開始計量時，多個物料可同時配料，在皮帶上做預混合，整個配料時間短，同時可減少主機攪拌時間，提高生產效率30% 以上。但缺點是結構相對復雜，更換維護相對麻煩。

4　結語

所以為了提高混凝土攪拌站的配料精度和生產效率，混凝土攪拌站設備對用量大、運輸距離較遠的砂石料和粉狀添加劑宜采用減法計量配料方式，以提高配料精度和生產效率。對其它位于主站附近，采用動力運送裝置輸送的物料（水泥、粉煤灰、水、液體添加劑）宜采用加法計量配料方式，以降低設備成本。

［通訊地址］河南省洛陽市孟津縣朝陽鎮劉寨村（471173）

黃靜剛（1974—），男，本科，工作于洛陽佳一機電設備有限公司，多年來一直致力于商品混凝土攪拌站設備的開發設計工作。