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(tǒng)工程位于四川省樂山市沙灣區(qū)葫蘆鎮(zhèn)潭壩鄉(xiāng),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(chǎn)供應(yīng)任務(wù),需生產(chǎn)成品 粗 骨 料 460.88萬 t,細 骨 料202.53萬 t;系統(tǒng)成品骨料設(shè)計生產(chǎn)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(shù)分析

2.1 控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和組成

沙灣電站砂石加工系統(tǒng)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(shè)備及膠帶機等。

主控室設(shè)在一號配電房內(nèi),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(guān)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(shù)據(jù)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(shè)備進行負載監(jiān)控。

2.2 控制系統(tǒng)功能

系統(tǒng)依據(jù)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(guān)的設(shè)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(diào)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(tǒng)的運行情況,保證系統(tǒng)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(jié)合,采用 PLC可編程序控制技術(shù)以實現(xiàn)全系統(tǒng)控制。每個電器設(shè)備現(xiàn)場裝設(shè)機頭控制箱,各機頭控制箱用于單機調(diào)試、試運行及檢修。在控制室操作臺上可進行全系統(tǒng)的啟動和停止并設(shè)有事故報警裝置。控制程序可根據(jù)實際運行工況進行軟件編程及調(diào)整,使用方便靈活,從而提高了加工系統(tǒng)運行的可靠性及經(jīng)濟性。

3 自動控制與成本管理的關(guān)系分析與應(yīng)用

在現(xiàn)在的大多數(shù)項目中,自動控制技術(shù)已被普遍采用,但能將自動控制技術(shù)與項目經(jīng)營成本管理相結(jié)合、讓其充分發(fā)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(chǎn)系統(tǒng)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(chǎn)現(xiàn)場的原始數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)繼電器控制相比,PLC在模擬量的控制和數(shù)據(jù)記錄上有無可比擬的優(yōu)勢,我們在沙灣電站砂石控制系統(tǒng)中就充分利用了這一優(yōu)勢,很好地將自動控制技術(shù)與項目成本管理相結(jié)合,使成本管理更加真實可信,真正做到了用數(shù)據(jù)說話。

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

成本管理的各個環(huán)節(jié)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(chǔ)數(shù)據(jù)的采集和一些基礎(chǔ)工作,如單機核算等?；A(chǔ)數(shù)據(jù)的采集及單機核算中最難的是運行工況這一動態(tài)數(shù)據(jù)的準確采集和統(tǒng)計。我們在沙灣電站中充分利用了 PLC在模擬量上的處理優(yōu)勢,很好地解決了動態(tài)數(shù)據(jù)的采集與統(tǒng)計問題。

(1)砂石系統(tǒng)皮帶機的功率是根據(jù)皮帶長度、上揚角度、設(shè)計負荷決定的。在沙灣電站中,利用 PLC定時監(jiān)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(chǎn)量,從而對系統(tǒng)的毛料處理能力及成品料生產(chǎn)能力這兩個關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行比較精確地掌握,這些數(shù)據(jù)是成本管理中成本預測、成本計劃中的關(guān)鍵數(shù)據(jù),如在篩分系統(tǒng)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(jiān)控。

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

(3)砂石系統(tǒng)的運行效率主要由設(shè)備的運行效率決定,要提高砂石系統(tǒng)的運行效率,就要提高設(shè)備的運行效率。在沙灣電站,通過 PLC的運用,起到了對設(shè)備的事中控制,從而提高了設(shè)備的利用效率。砂石系統(tǒng)設(shè)備運行是以組運行的,在這一組設(shè)備中,負荷最高的這臺設(shè)備決定了這一組設(shè)備的運行效率。要想提高系統(tǒng)效率,就要設(shè)法使負荷最高的設(shè)備一直工作在設(shè)備所允許的高負荷范圍內(nèi)。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(jiān)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(tǒng)一直工作在高效率的范圍內(nèi)。

以此類推,在沙灣電站砂石系統(tǒng)關(guān)鍵的中碎和制砂控制循環(huán)均能通過先進的自動化控制技術(shù)實現(xiàn)對系統(tǒng)重要設(shè)備運行工況的數(shù)據(jù)采集并進行系統(tǒng)經(jīng)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(huán)節(jié)所需的運行動態(tài)數(shù)據(jù)建立在 PLC及微機自動采集處理的基礎(chǔ)上,其數(shù)據(jù)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(tǒng)進料級配構(gòu)成進行分析,這些數(shù)據(jù)在項目運行、管理、成本分析中都具有非常重要的作用。

4 結(jié) 語

沙灣電站砂石系統(tǒng)自動控制技術(shù)的設(shè)計不僅考慮了系統(tǒng)生產(chǎn)工藝流程的需要,還將自動控制與項目經(jīng)營成本管理相結(jié)合,利用先進的計算機技術(shù),實現(xiàn)了施工管理和施工生產(chǎn)綜合自動化,對于降低系統(tǒng)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(chǎn)效率,從而增強了企業(yè)的獲利能力。