浅谈混凝土生产自动化与控制

王 想

（郑州水工机械有限公司）

近年来，我国城市发展迅速，有关城市各方面的建设工作也在逐步的推动，混凝土在城市建设过程中具有非常重要的作用，因此混凝土的生产直接关系到城市建设的步伐，实现混凝土生产的自动化和智能化具有非常重要的现实意义。虽然目前在我国的混凝土生产过程中，已经具有一定的自动化技术，但是仍然存在一些需要改进的地方，以下主要在混凝土生产工艺的基础上，对混凝土生产自动化控制的实现方法进行了探讨。

1 混凝土生产工艺系统

混凝土生产工艺系统主要包括上料配料系统、进料和搅拌系统，原料主要包括石、沙、水泥、掺合料、水和外加剂，在这六种原料经过不同比例的配比之后，所形成的混凝土型号不同。在上料配料系统中，又可分为沙石上料配料系统、水泥上料配料系统、粉煤灰上料配料系统和水与外加剂上料配料系统。沙石上料配料系统的上料过程为，后部料场中的沙石料通过相应的装载机，将沙石送入料仓中，然后按照相应的规格进行选取、确定配比，最后通过皮带传送的方式，将配比好的沙石传送到搅拌系统的料仓内；水泥上料配料系统的上料过程中，根据不同的水泥生产厂家和规格，将水泥存储在不同的水泥罐中，然后通过水泥螺旋将不同的水泥传送到计量斗内，按照相应的配比及逆行细化存储；粉煤灰上料配料系统的上料过程与水泥上料配料系统的上料过程类似，因此在实际操作的过程中可以参考水泥上料配料系统进行上料；水和外加剂的上料配料系统在工作过程中，主要是通过在生产场地设置相应的储水池和外加剂池实现的，通过水泵按照计量抽取的方式进行抽取存储。在完成对六种原料的称量之后，搅拌工作主要分为两个部分，一是按照固体料、粉料、液体料的先后顺序，将原料下到搅拌机中；二是将所有原料强制搅拌30秒钟，从而形成混合均匀的混凝土[1]。

2 混凝土生产的自动化要求

要想更好的进行混凝土生产的自动化及控制设计，就必须要掌握混凝土生产的自动化要求。首先要结合实际的生产特点，实现对整个生产过程的实施控制，除此之外，还要对商品的数量、商品的配合比等机械化操作进行全自动化控制，并设置相应的自动和手动操作切换系统；其次要在自动化生产的过程中实现对原料参数的测量，并设计自动调节功能，如果在自动化生产的过程中，原料和相应的参数出现了异常，要能够及时的进行调整；再次要将自动化生产过程中的各项数据实时的显示出来，从而让工作人员能够实时的掌握整个生产过程中的系统运行状况和各项具体数据指标，尤其是一些重要的数据信息，要给出明确的数值，并显示明确的运行结果，从而帮助工作人员判断系统是否处于正常运行过程中；最后混凝土生产过程的自动化设计还要能够在出现故障的时候，对生产过程中的数据进行分析和统计，从而判断故障发生点，并采取有效的紧急应对措施。在对整个生产过程进行自动化设计的过程中，要确保自动化系统具有一定的抗干扰能力，保障自动化系统运行的安全可靠[2]。

3 混凝土生产自动化控制系统分析

根据上述对混凝土生产工艺系统的介绍和分析可知，在对混凝土生产自动化控制系统进行设计的过程中，要具备以下几个功能：一是对现场设备状态的检测功能、二是对电器设备的控制功能、三是对生产过程的显示功能、四是要具备各类数据的处理和传递功能。所以说，对混凝土生产自动化控制系统的设计，大致要包括计算机基本控制系统和工业微机显示监控系统。在计算机基本控制系统中，需要进行基本控制系统、CPU、开关量输入单元、开关量输出单元、模拟量输入单元和系统配置的选择。对于基本控制系统，可以采用日本的OMRONPC作为基本控制系统；对于CPU的选择，可以采用C200H-CPU11-E／PS221型；对于开关量输入单元的选择，可以采用C200H—IA22型；对于开关量输出单元的选择，可以采用 C200H—OC222型；对于模拟量输入单元的选择，可以采用 C200H—AD00型。除此之外，还要对所选的硬件进行系统的配置选择，一般情况下，开关量输入单元快熟的选择为11块，开关量输出单元块数的选择为7块，模拟量输入单元块数的选择为3块，C200H-BC08-V1底板块数的选择为3块[3]。

4 混凝土生产自动化控制软件

（一）混凝土生产自动化控制软件的功能

混凝土生产自动化控制系统主要包括对生产的控制功能和对生产的管理两个方面，因此要求混凝土生产自动化控制软件的功能包括监测控制功能和操作控制功能。混凝土的监测控制功能和操作控制功能都要围绕混凝土生产的六种原料展开，根据不同的控制级别，可以分为全自动系统控制、分系统联动控制和设备单动三级控制；生产管理功能具体可以分为生产计划输入、生产任务选择、生产过程监视、产量报告四个部分。

（二）混凝土生产自动化控制软件功能设计

对于混凝土生产自动化控制系统的监测功能设计，重点是对开关量和模拟量的信号监测，从而通过监测信号实时的显示出自动化控制系统各部分的运行情况，自动化控制系统根据监测到的信号对各个部分进行相应的调节和控制，一般情况下，对于监测系统的设计，要包括故障处理部分、自动化上料部分和定时打印部分[4]。

对于混凝土生产自动化生产操作控制系统的功能设计，可以根据全系统自动控制、分系统联动控制和设备单动控制进行分别设计。对于全系统自动控制，主要包括沙、石、水泥、掺合料、水和外加剂这六种原料的自动上料控制以及这六种原料的称量搅拌自动控制，操作人员在操作过程中只需要完成对搅拌机的启停操作，以及搅拌机下料阀的开闭操作[5]。对于分系统联动控制，操作人员可以通过在键盘上输入启停指令，实现对各个分系统的单独控制，分系统联动控制的优势在于，当某一个分系统出现故障的时候，操作人员可以根据计量显示仪表，实现对故障系统的上料，不会影响整个系统的生产，除此之外，在生产过程中如果出现了余料堵料的情况，使用分系统联动控制的方式能够有效的减少全系统自动控制中连续称量所造成的损失。对于设备单动控制，主要是为了能够在特殊状况下实现生产功能，因此设备单动控制的范围主要包括这六种原料分系统的电动机、电磁阀、电动阀和泵等各类阀门。

5 结束语

总而言之，在我国城市化建设工作不断发展的情况下，对混凝土的需求量越来越大，因此混凝土生产的自动化与控制是混凝土生产工艺的重要发展内容，本文对混凝土生产自动化及控制进行了研究，在混凝土生产工艺的基础上，提出了相应的建议，希望能够促进混凝土生产自动化与控制水平的提高。