李泉

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，信息化、智能化、物聯(lián)網(wǎng)及大數(shù)據(jù)的應(yīng)用普及，混凝土攪拌站的智能化水平也有了長足進步。傳統(tǒng)混凝土攪拌站多由一套工控系統(tǒng)對生產(chǎn)設(shè)備進行操作控制，后逐步加入ERP 管理系統(tǒng)、車輛調(diào)度系統(tǒng)等模塊進行延伸管理。但仍存在一定的制約性，往往需要過多的人工干預(yù)與輔助，系統(tǒng)間不互通，存在信息孤島，系統(tǒng)性不強。而隨著信息技術(shù)、傳感技術(shù)、視覺識別技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)處理分析水平的不斷提升，攪拌站中央控制理念逐步形成，集智能調(diào)度、設(shè)備管理、材料管理、作業(yè)管理、數(shù)據(jù)分析于一體的智能控制系統(tǒng)登上歷史舞臺。

1.混凝土攪拌站智能控制系統(tǒng)的構(gòu)成

混凝土攪拌站智能控制系統(tǒng)主要由生產(chǎn)控制系統(tǒng)、智能調(diào)度系統(tǒng)、物料管理系統(tǒng)、控制中心等系統(tǒng)組成[1]。生產(chǎn)控制系統(tǒng)主要用于生產(chǎn)設(shè)備的監(jiān)視與控制，與傳統(tǒng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)不同，不僅僅是生產(chǎn)線控制，同時包含各輔助設(shè)備的控制與監(jiān)視。智能調(diào)度系統(tǒng)用于計劃控制與資源調(diào)配、運輸車輛的調(diào)度管理、設(shè)備監(jiān)測及人員管理，保證設(shè)備資源的充分使用、狀態(tài)完好及人員安全運行。物料管理系統(tǒng)用于各種原材料的計量、調(diào)度與監(jiān)視?？刂浦行闹饕糜趨R集各系統(tǒng)數(shù)據(jù)并進行分析處理、提供決策依據(jù)，同時聯(lián)動各系統(tǒng)，促進系統(tǒng)間協(xié)作。

2.混凝土攪拌站智能化控制特點

2.1 網(wǎng)絡(luò)化

在當(dāng)前的發(fā)展階段下，網(wǎng)絡(luò)環(huán)境愈加完善，現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展很大程度上改變了以往的信息傳輸方式以及生產(chǎn)運營方式，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下處理工作能夠在很大程度上提高工作效率。在實現(xiàn)混凝土攪拌站智能化控制的過程中，加強網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用，以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)為依托進行混凝土攪拌站的控制，對提高混凝土的生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品品質(zhì)具有重要意義。尤其現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)基本發(fā)展成熟，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將混凝土攪拌站設(shè)備進行連接，通過網(wǎng)絡(luò)后臺就能對混凝土攪拌站的生產(chǎn)進行監(jiān)控以及管理。同時，利用計算機以及其他多媒體設(shè)備對混凝土攪拌站的具體生產(chǎn)情況進行監(jiān)控，依托網(wǎng)絡(luò)，借助顯示屏、鼠標(biāo)等交互設(shè)備，相關(guān)工作人員就可以控制各個生產(chǎn)執(zhí)行機構(gòu)，從而實現(xiàn)對生產(chǎn)過程的有效控制。網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)控制具有較強的即時性以及可視性，在進行生產(chǎn)管理的過程中，相關(guān)管理人員通過網(wǎng)絡(luò)，就可以進行管理，在很大程度上提升了生產(chǎn)管理的效率。網(wǎng)絡(luò)化的生產(chǎn)監(jiān)控與其他自動化技術(shù)有較強的兼容性，因此也能根據(jù)技術(shù)發(fā)展的趨勢，對生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)進行進一步拓展，滿足混凝土攪拌站生產(chǎn)控制系統(tǒng)后續(xù)升級的需求。

2.2 系統(tǒng)化

對于現(xiàn)代混凝土攪拌站來說，在生產(chǎn)過程中，需要根據(jù)項目情況合理分配和調(diào)度資源，各種設(shè)備以及人員需緊密配合，存在較大的生產(chǎn)管理難度。在當(dāng)前的發(fā)展階段下，為了確保管理效能，需要依據(jù)現(xiàn)代混凝土生產(chǎn)的需求建立系統(tǒng)化的管理控制系統(tǒng)。在這個過程中需要確保混凝土攪拌站各系統(tǒng)的聯(lián)動與協(xié)作，做好數(shù)據(jù)共享與互聯(lián)，避免信息孤島。運用大數(shù)據(jù)及人工智能技術(shù)減少生產(chǎn)過程中的人為干預(yù)與控制，以數(shù)據(jù)分析作為基礎(chǔ)，用標(biāo)準(zhǔn)化流程替代經(jīng)驗，進一步減少人力資源投入，以機器代人。智能混凝土攪拌站控制系統(tǒng)主要采取計算機控制，該控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機電一體的全自動生產(chǎn)，能夠?qū)υO(shè)備生產(chǎn)運行的狀態(tài)進行全面檢測，這就保證了生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性，并提高了生產(chǎn)效率。同時，該系統(tǒng)還能保存大量的生產(chǎn)數(shù)據(jù)，在生產(chǎn)管理的過程中，能夠隨時對生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行調(diào)用，進一步提升生產(chǎn)管理的水平。

3.混凝土攪拌站智能化控制系統(tǒng)

3.1 生產(chǎn)控制系統(tǒng)

生產(chǎn)控制系統(tǒng)主要由電力控制系統(tǒng)、生產(chǎn)攪拌系統(tǒng)、污水處理系統(tǒng)組成，電力控制系統(tǒng)包括配電設(shè)備及應(yīng)急發(fā)電設(shè)備，用于保障所有設(shè)備的電力供應(yīng)。生產(chǎn)攪拌系統(tǒng)用于混凝土的生產(chǎn)，主要控制環(huán)節(jié)有原材料的輸送、計量、攪拌與產(chǎn)品的輸出。污水處理系統(tǒng)用于提高資源利用率，回收砂石資源，復(fù)用水資源，清理車輛內(nèi)外，減少環(huán)境污染。包含洗車凈車設(shè)備、砂石分離設(shè)備、壓濾設(shè)備、沉淀攪拌設(shè)備等。與傳統(tǒng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)相比，擴展了傳統(tǒng)生產(chǎn)控制系統(tǒng)的范圍，增加了各系統(tǒng)設(shè)備的遠程控制功能及狀態(tài)反饋。

3.2 智能調(diào)度系統(tǒng)

智能調(diào)度系統(tǒng)通過信息化平臺、大數(shù)據(jù)分析與現(xiàn)代物聯(lián)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將任務(wù)信息、人員信息、車輛信息、路況信息等有機地結(jié)合在一起。通過實時路況信息、車載GPS 結(jié)合信息系統(tǒng)，智能分析路線規(guī)劃管理及車速管控，智能識別最優(yōu)路徑，并對路徑偏離情況進行監(jiān)測，同時控制車速，一旦出現(xiàn)異常，發(fā)出報警信號，進行干預(yù)；通過車載攝像頭及視覺識別系統(tǒng)自動監(jiān)測車輛行駛狀態(tài)（如道路偏離、前車過近等），司機疲勞狀態(tài)、大罐加水情況及工地異常情況；通過大罐正反轉(zhuǎn)傳感器反饋大罐運行情況，確保混凝土質(zhì)量；通過油位傳感器監(jiān)測車輛用油情況；根據(jù)工地施工緊迫程度、進度及效率，車輛資源情況，結(jié)合路況、壓車數(shù)據(jù)，智能調(diào)度車輛，自動調(diào)整發(fā)車間隔，最大限度提高車輛的利用率；通過洗車系統(tǒng)、凈車系統(tǒng)確保車輛清潔，保證產(chǎn)品質(zhì)量，同時滿足環(huán)保要求。

3.3 物料管理系統(tǒng)

物料管理系統(tǒng)充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計量技術(shù)、編程技術(shù)等，強化生產(chǎn)安全、質(zhì)量安全，增進環(huán)保手段，同時有利于科學(xué)規(guī)劃物資采購，合理安排企業(yè)物資供應(yīng)流程。以無人值守地磅作為管理的起止點，加入進料系統(tǒng)、簡倉稱重系統(tǒng)、低壓系統(tǒng)、安全打料系統(tǒng)的聯(lián)動，對物料進料、卸料全過程進行自動化管控，實現(xiàn)對粉料罐庫存量的實時在線監(jiān)控和輔助驗證來料入庫安全。無人值守地磅系統(tǒng)實現(xiàn)車輛在地磅稱重過程中數(shù)據(jù)自動判別、自動采集、自動指揮、自動處理、自動控制，最大限度降低人工操作帶來的弊端和工作強度，提高了地磅管理的數(shù)字化、自動化程度。將原來粗獷、繁雜的稱重管理工作變得高效、便捷，同時杜絕了各種稱重作弊行為。按功能性可劃分為：（1）光電感應(yīng)檢測子系統(tǒng)；（2）圖像抓拍子系統(tǒng)；（3）LED指揮子系統(tǒng)；（4）車號自動識別子系統(tǒng)；（5）紅綠燈道閘控制子系統(tǒng)；（6）稱重管理系統(tǒng)。

過磅后的骨料車輛通過進料引導(dǎo)系統(tǒng)指引進入指定地面料倉卸料或卸入固定卸料口，系統(tǒng)判斷后自動通過移動皮帶、伸縮皮帶或轉(zhuǎn)運皮帶送至指定料位。對于粉料車輛，地磅系統(tǒng)、打料系統(tǒng)、稱重系統(tǒng)充分聯(lián)動。過磅后，系統(tǒng)結(jié)合筒倉稱重系統(tǒng)數(shù)據(jù)判斷粉料進料筒倉，并分配動態(tài)密碼，確保運輸司機開啟對應(yīng)倉位料口，同時聯(lián)動除塵與低壓打料系統(tǒng)，確保打料正確及打料安全，同時降低能耗。打料過程中，稱重系統(tǒng)實時在線，筒倉壓力也實時監(jiān)測，如出現(xiàn)異常，系統(tǒng)自動報警并做出響應(yīng)，保證設(shè)備安全。打料完畢安全上料，鎖自動關(guān)閉，除塵系統(tǒng)、低壓打料系統(tǒng)自動停止工作，車輛出廠上磅。

3.4 控制中心

控制中心及中央控制室作為整站的中樞大腦，收集和分析管理各系統(tǒng)數(shù)據(jù)，智能作出響應(yīng)。工作人員在中央室中通過各監(jiān)測手段及監(jiān)測數(shù)據(jù)輔助，遠程發(fā)出生產(chǎn)信號自動生產(chǎn)，必要時進行遠程干預(yù)，大大保證了人員的職業(yè)健康安全及標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)[2]。通過數(shù)據(jù)大屏實時了解全廠設(shè)備狀態(tài)、物料庫存、車輛運行情況、項目供應(yīng)情況及所有異常報警。第一時間對異常及時作出響應(yīng)，保證資源充分使用、作業(yè)安全與質(zhì)量穩(wěn)定。通過控制中心，可以實時了解全廠各系統(tǒng)、各環(huán)境運行情況，實時掌握全廠數(shù)據(jù)，能夠根據(jù)變化快速做出響應(yīng)，人力資源需求將大大降低，數(shù)據(jù)的及時性與準(zhǔn)確性是傳統(tǒng)攪拌站無法比擬的，將極大提高效能，減少資源浪費。

圖1 物料管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖示

4.結(jié)語

隨著技術(shù)的進一步發(fā)展，無人駕駛技術(shù)、智能檢測技術(shù)日趨成熟，各行各業(yè)的信息化水平也逐步提高，行業(yè)間系統(tǒng)與數(shù)據(jù)將進一步關(guān)聯(lián)與協(xié)作，未來混凝土生產(chǎn)有望全面實現(xiàn)無人化生產(chǎn)，機械臂進行原材料采集與檢測，無人裝載機通過視覺識別系統(tǒng)進行上料，攪拌車已實現(xiàn)無人駕駛，樓車聯(lián)動智能生產(chǎn)?？蛻糍徺I混凝土下單如網(wǎng)絡(luò)購物一般，可實時看到混凝土的生產(chǎn)過程、進度，運輸情況，車輛到場，掃碼收貨，卸料施工，后臺電子結(jié)算支付。智能控制系統(tǒng)的應(yīng)用對促進行業(yè)智能化發(fā)展起到了推動作用。