劉　斌，趙丹丹，曹建生

（河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南　南陽　473000）

基于PAC的瀝青攪拌站控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

劉斌，趙丹丹，曹建生

（河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南南陽473000）

瀝青攪拌設(shè)備由于設(shè)備體積龐大、運(yùn)行成本高、對(duì)環(huán)境影響大等因素公司內(nèi)無法進(jìn)行試車活動(dòng)。產(chǎn)品特殊性、實(shí)驗(yàn)環(huán)境缺乏成為學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)能力提升的瓶頸；而公司員工崗前培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定培訓(xùn)工作都只能“紙上談兵”。很多設(shè)備制造型企業(yè)普遍存在這種現(xiàn)象。

瀝青攪拌；余熱循環(huán)；計(jì)量；IFIX

PACSystems RX3i控制器，是美國通用電氣公司的最新一代控制器，可以進(jìn)行過程控制和離散控制，屬于中高端系列。其具有通用的編程環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)各種控制選擇的交叉滲透。本設(shè)計(jì)在組態(tài)監(jiān)控方面利用IFIX5.1，結(jié)合PPS軟件實(shí)現(xiàn)上位機(jī)對(duì)下位機(jī)的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)交換和監(jiān)控?？梢宰罱K完成系統(tǒng)的運(yùn)行監(jiān)控、數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集和報(bào)警功能。PACSystems RX3i控制器如圖1所示。

圖1　PACSystems RX3i控制器

1　瀝青攪拌設(shè)備

瀝青攪拌設(shè)備由于設(shè)備體積龐大、運(yùn)行成本高、對(duì)環(huán)境影響大等因素公司內(nèi)無法進(jìn)行試車活動(dòng)。產(chǎn)品特殊性、實(shí)驗(yàn)環(huán)境缺乏成為學(xué)生實(shí)習(xí)時(shí)能力提升的瓶頸；而公司員工崗前培訓(xùn)、職業(yè)技能鑒定培訓(xùn)工作都只能“紙上談兵”。很多設(shè)備制造型企業(yè)普遍存在這種現(xiàn)象。

GE智能控制瀝青攪拌余熱利用系統(tǒng)的技術(shù)原理是：把瀝青攪拌設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的高溫廢氣用于瀝青加熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)余熱利用的自動(dòng)化控制過程研發(fā)為模擬裝置。然而GE自動(dòng)控制系統(tǒng)僅提供了可編程自動(dòng)化控制器（PAC）和PPS等軟硬件，廣大技術(shù)人員對(duì)其并不熟悉。通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)圍繞著GE控制器進(jìn)行開發(fā)的控制對(duì)象主要是演示模型設(shè)備，例如多站點(diǎn)的自動(dòng)化生產(chǎn)線等，還沒有發(fā)現(xiàn)具體開發(fā)與GE智能平臺(tái)配套的筑機(jī)余熱利用的控制系統(tǒng)。

2　系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路

在瀝青加熱導(dǎo)熱油的回流管上，設(shè)計(jì)安裝管殼式換熱裝置，管程作為導(dǎo)熱油管，殼程中通高溫廢氣，通過換熱裝置提高導(dǎo)熱油管內(nèi)油溫；利用GE自動(dòng)控制系統(tǒng)，通過檢測(cè)導(dǎo)油管進(jìn)入導(dǎo)熱油爐前的進(jìn)口溫度，動(dòng)態(tài)調(diào)整導(dǎo)熱油爐的給煤量，始終保證導(dǎo)油管離開導(dǎo)熱油爐的出口溫度恒定在170℃。在控制系統(tǒng)技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)整體的結(jié)構(gòu)布局。

詳細(xì)的技術(shù)路線為：首先對(duì)余熱循環(huán)利用過程系統(tǒng)進(jìn)行研究設(shè)計(jì)；其次對(duì)余熱循環(huán)利用的GE智能控制系統(tǒng)進(jìn)行研究與設(shè)計(jì)；而后進(jìn)行結(jié)構(gòu)布局設(shè)計(jì)，形成余熱利用。全過程都采用GE自動(dòng)控制系統(tǒng)研究設(shè)計(jì)。

3　系統(tǒng)總體方案的開發(fā)與設(shè)計(jì)

為冷骨料由集料給料機(jī)進(jìn)行一次計(jì)量配料后經(jīng)傾斜皮帶輸送機(jī)進(jìn)入干燥滾筒內(nèi)，進(jìn)行冷骨料烘干加熱，加熱后的煙氣進(jìn)入除塵系統(tǒng)；把篩選后的熱骨料分開保存；然后，各個(gè)規(guī)格的熱骨料再通過計(jì)量系統(tǒng)分別計(jì)量后進(jìn)入攪拌器。熔化、脫水后的熱態(tài)瀝青，通過計(jì)量進(jìn)入攪拌器；礦粉由粉料倉送出，經(jīng)計(jì)量后進(jìn)入攪拌器；熱骨料、瀝青、礦粉在攪拌器內(nèi)強(qiáng)行攪拌成為合格成品料。成品料通過成品料輸送機(jī)構(gòu)進(jìn)入成品料倉，最后通過放料機(jī)構(gòu)放料至運(yùn)輸車內(nèi)，運(yùn)往施工現(xiàn)場(chǎng)。圖2所示為生產(chǎn)流程方框圖。

圖2　瀝青攪拌設(shè)備的生產(chǎn)流程方框圖

4　控制系統(tǒng)組成

提升機(jī)、振動(dòng)篩和攪拌缸選用電機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)；熱料倉、稱量倉、暫存?zhèn)}和攪拌缸倉門選用氣缸進(jìn)行控制；整個(gè)裝置的核心計(jì)量部分，裝置集信號(hào)顯示與變送一體，輸出4-20MA電流信號(hào)用于遠(yuǎn)距離傳輸和PAC接口。熱料倉在倉底和倉頂分別安裝了料位計(jì)檢測(cè)缺料和溢料情況，及時(shí)報(bào)警。圖3為電氣控制圖、圖4為PAC接線圖。

圖3　PAC的瀝青強(qiáng)拌設(shè)備并行計(jì)量控制系統(tǒng)電氣控制結(jié)構(gòu)圖

圖4　PAC的瀝青強(qiáng)拌設(shè)備并行計(jì)量控制系統(tǒng)稱重接線圖

5　結(jié)語

基于GE PACSystems RX3i控制器設(shè)計(jì)的瀝青強(qiáng)拌設(shè)備并行計(jì)量控制系統(tǒng)接口簡單，運(yùn)行速度快、性能穩(wěn)定，應(yīng)用于瀝青混合料拌和設(shè)備中無論是計(jì)量精度還是每小時(shí)生產(chǎn)量同傳統(tǒng)的累加稱量方法相比均有大幅度的提高，成本增加小。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證該設(shè)計(jì)能夠減少骨料稱量時(shí)的沖量，骨料動(dòng)態(tài)計(jì)量精度控制在±2%之內(nèi)，強(qiáng)拌設(shè)備的拌和周期由原來45秒縮短到41秒。在單盤拌和質(zhì)量不變的情況下，提高了瀝青混合料攪拌設(shè)備的生產(chǎn)效率。

［1］余建輝.瀝青攪拌設(shè)備袋式除塵器［J］.筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2004（9）：17-20.

［2］柴本銀，彭麗華，李選友，等.干燥過程節(jié)能技術(shù)的研究與新進(jìn)展［J］.石油和化工設(shè)備，2009（12）：8-11.

［3］馮忠緒，趙利軍.智能化攪拌設(shè)備［J］.工程機(jī)械，2005（8）：71-72.

［4］李海鵬，孔德勇，王鵬.干燥滾筒內(nèi)流場(chǎng)和傳熱過程的數(shù)值模擬［J］.工程機(jī)械，2011，42（6）：20-23.

［5］孫祖望.瀝青攪拌設(shè)備的節(jié)能減排［J］.建設(shè)機(jī)械技術(shù)與管理，2011 （6）：41-44.

Design of Control System of Asphalt Mixing Plant Based on PAC

Liu Bin， Zhao Dandan，Cao Jiansheng
（Henan Polytechnic Institute，Nanyang，473000，China）

asphalt mixing equipment due to the huge volume of equipment，high operating costs，the impact of the environment and other factors，the company can not carry out test activities.Due to lack of special products，experimental environment，become the bottleneck of the students practice ability； and employees pre job training，vocational skills training to identify work only "empty".

asphalt mixing； waste heat recycling； measurement； IFIX

劉斌（1982-），男，漢族，河南南陽人，河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院教師，南京理工大學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)專業(yè)碩士研究生，助教，主要從事自動(dòng)控制方面的教學(xué)和研究工作。