王建強(qiáng)，何新初,2，王磊

（1. 杭州江河機(jī)電裝備工程有限公司，浙江 杭州 310001；2. 浙江省水利水電裝備表面工程技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310024）

0 前言

粉料倉(cāng)是混凝土攪拌站水泥、粉煤灰和摻合料等粉料最為常用的存儲(chǔ)設(shè)備，在混凝土攪拌站中廣泛使用。水泥、粉煤灰等粉料一般采用水泥罐車(chē)從工廠(chǎng)運(yùn)輸?shù)綌嚢枵荆俳?jīng)過(guò)特定的管路輸送進(jìn)入對(duì)應(yīng)的粉料倉(cāng)存儲(chǔ)，目前該過(guò)程一般采用人工控制，在操作過(guò)程中，由于人為的疏忽，會(huì)出現(xiàn)從罐車(chē)向粉料倉(cāng)進(jìn)料打錯(cuò)倉(cāng)的情況，還存在進(jìn)料過(guò)程中由于料位控制不及時(shí)而“冒頂”情況，導(dǎo)致粉料向大氣飄散，引發(fā)環(huán)境問(wèn)題。隨著混凝土攪拌站綠色管理及精細(xì)化管理的需要，迫切需要一套自動(dòng)化、安全可靠和環(huán)保的粉料進(jìn)料技術(shù)和設(shè)備。

1 系統(tǒng)組成

該進(jìn)料控制系統(tǒng)由上位機(jī)和控制單元兩部分組成，一個(gè)上位機(jī)系統(tǒng)可以對(duì)應(yīng)多個(gè)控制單元，控制單元以可編程邏輯控制器（PLC）為中心，實(shí)現(xiàn)對(duì)粉料倉(cāng)料位檢測(cè)、進(jìn)料口控制及除塵器控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)框圖

系統(tǒng)集成料位檢測(cè)、上料控制和除塵控制等多種功能，實(shí)時(shí)檢測(cè)料倉(cāng)料位，為上料控制提供依據(jù)，防止“冒頂”發(fā)生，在上料的同時(shí)，及時(shí)開(kāi)啟除塵設(shè)備，防止粉料倉(cāng)內(nèi)壓力過(guò)大而“爆倉(cāng)”，把粉料上料的過(guò)程作為一個(gè)有機(jī)的整體。同時(shí)該系統(tǒng)可為攪拌站信息化系統(tǒng)提供接口，提供必要的粉料倉(cāng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

控制單元 PLC 采用西門(mén)子 S7-200 smart，該 PLC配備西門(mén)子專(zhuān)用高速處理器芯片，并且可擴(kuò)展的 I/O 點(diǎn)數(shù)，且同時(shí)具有豐富的通信端口，集成強(qiáng)大的以太網(wǎng)通信等優(yōu)點(diǎn)，系統(tǒng)合理設(shè)計(jì)了所需要的數(shù)字輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)及模擬量輸入點(diǎn)，如圖2所示。

圖2 控制單元電氣圖

2 功能實(shí)現(xiàn)

2.1 安全上料控制

每個(gè)粉料倉(cāng)設(shè)置一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)操作箱和上料安全閥，并把控制點(diǎn)連接到 PLC?，F(xiàn)場(chǎng)安全上料閥由特制的固定架固定在管道上，安裝便捷，安裝有檢測(cè)裝置，實(shí)時(shí)反饋閥門(mén)狀態(tài)，保證了上位機(jī)顯示信息的準(zhǔn)確性?，F(xiàn)場(chǎng)操作箱上設(shè)有五位電子鎖和其它控制按鈕，按鈕信號(hào)進(jìn)入到PLC 系統(tǒng)，如圖3所示。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)操作箱

具體工作過(guò)程為：粉料罐車(chē)進(jìn)過(guò)地磅稱(chēng)重后，根據(jù)物料品種和實(shí)施料位情況，自動(dòng)或人工選擇確定一個(gè)倉(cāng)，隨后上位機(jī)系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)生成一個(gè)以 1、2、3、4、5為基數(shù)的兩位、三位或四位密碼，傳送到 PLC 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)。并打印出選倉(cāng)小票。車(chē)輛到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，司機(jī)按照小票上提示的密碼在現(xiàn)場(chǎng)操作箱上操作，比如按下按鍵1，動(dòng)作后按鍵1的指示燈會(huì)亮，其他按鍵一樣操作，如果發(fā)現(xiàn)密碼輸錯(cuò)，按取消鍵取消后重新輸入密碼，密碼正確后，PLC 輸出開(kāi)啟進(jìn)料管端口上料安全閥，允許物料進(jìn)行上料，反之密碼錯(cuò)誤上料口不能打開(kāi)，防止物料輸送錯(cuò)誤。

2.2 料位顯示

粉料倉(cāng)的料位顯示采用連續(xù)式料位計(jì)和阻旋式料位計(jì)相結(jié)合的方式，粉料倉(cāng)安裝連續(xù)式料位計(jì)，通過(guò)配套的安裝法蘭安裝于倉(cāng)頂，料位計(jì)模擬量信號(hào)輸入到 PLC中，在上位機(jī)上可以實(shí)時(shí)顯示粉料倉(cāng)料位，界面如圖4所示。并在倉(cāng)頂附件安裝阻旋式料位開(kāi)關(guān)，用于上料過(guò)程中料面接近臨界值時(shí)的超限報(bào)警，可以通過(guò)上位機(jī)及PLC 對(duì)阻旋式料位開(kāi)關(guān)進(jìn)行控制及顯示。

系統(tǒng)通過(guò)安裝于倉(cāng)頂?shù)倪B續(xù)式料位計(jì)探測(cè)筒倉(cāng)內(nèi)料面位置，獲取上空值，并通過(guò)料倉(cāng)總高、料倉(cāng)半徑、物料密度、錐體高度、未檢測(cè)高度等信息計(jì)算算法獲取倉(cāng)內(nèi)物料存量，對(duì)倉(cāng)內(nèi)存量有預(yù)期，配合報(bào)警系統(tǒng)，同時(shí)和超限開(kāi)關(guān)結(jié)合，雙重保險(xiǎn)，防止“冒頂”發(fā)生。根據(jù)安裝調(diào)試的精確度，可獲得誤差較小實(shí)時(shí)重量，該功能可與 ERP 信息化管理系統(tǒng)對(duì)接，獲取精準(zhǔn)的日盤(pán)點(diǎn)、周盤(pán)點(diǎn)、月盤(pán)點(diǎn)數(shù)據(jù)，為物料系統(tǒng)管理提供決策依據(jù)。

圖4 上位機(jī)操作界面

2.3 粉料倉(cāng)除塵器聯(lián)動(dòng)控制

系統(tǒng)檢測(cè)到進(jìn)料管端口閥門(mén)打開(kāi)后，延時(shí)一段時(shí)間，粉料倉(cāng)除塵風(fēng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)，同時(shí)除塵器上的脈沖電磁閥按照設(shè)定好的時(shí)間循環(huán)進(jìn)行，運(yùn)行信號(hào)在上位機(jī)顯示，當(dāng)檢測(cè)到輸送完成后，除塵風(fēng)機(jī)可及時(shí)停機(jī)，節(jié)約能源。系統(tǒng)中的時(shí)間參數(shù)均可通過(guò)上位機(jī)系統(tǒng)隨時(shí)調(diào)整。系統(tǒng)保留手動(dòng)功能，當(dāng)特殊情況需要手動(dòng)時(shí)，在粉料倉(cāng)現(xiàn)場(chǎng)操作箱和上位機(jī)都可以手動(dòng)控制除塵器。粉料倉(cāng)除塵器聯(lián)動(dòng)能夠有效地提高粉料倉(cāng)除塵效果，也能有效地避免安全閥冒灰問(wèn)題，避免“爆倉(cāng)”事故的發(fā)生。

3 總結(jié)

混凝土攪拌站粉料安全環(huán)保進(jìn)料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制可靠，能有效的提高粉料上料的可靠性和安全性，能有效的加強(qiáng)粉料的庫(kù)存管理，能有效的防止粉料的無(wú)組織排放污染環(huán)境。相比傳統(tǒng)人工管理，更安全、更高效、更節(jié)能環(huán)保。該系統(tǒng)已在多個(gè)混凝土攪拌站中投入使用，受到使用單位的一致認(rèn)可。