在苏丹组建混凝土搅拌站

关键词： 搅拌站控制系统 小型混凝土搅拌站
前言：
混凝土搅拌站是土建工程的一个主要组成机构。它的性能和运行状况将直接影响整个工程进度和质量。一个优秀搅拌站主要可以从两个方面进行考核，一是组建，二是运作。组建又为运作奠定基础。
混凝土生产看似比较简单，其实不然。它对设备精度要求较高。试化验制定配合比，由配料机完成配合比，送至搅拌机搅拌，同时加入相应的水和外加剂。每一个环节的故障都可能中断生产，每一个环节的计量错误都将影响产品质量。因此机械运行的可靠性和配料机的计量是搅拌系统的关键。机具设备性能必须于当地地材及外加剂使用配套。它们的运行控制均采用电动电控，电控系统则是关键中的关键。
1. 喀北电厂搅拌站
苏丹喀北电厂三期工程搅拌站，是“洛阳佳一机电设备有限公司”出口苏丹，并派专人指导、受湖北电建委托安装。始建于2007年2月。3月下旬投入生产。
机具设备因运输不当或运输包装不当损坏严重。整个安装过程可以说是一次“设备翻新改造”。设备进场后没有操作室。只好借用集装箱临时替代操作室。给操作带来极大不便。厂家没有提供机站附属器件列如：电缆桥架、照明系统等。应现场监理和安全部门要求，只好本地采购，自行设计配套。
1.1 系统结构
该搅拌站有两套独立的“HZS50混凝土搅拌站”机具。每套包括：一台JS1000型搅拌机、一台PL1600型配料机，两个水泥桶仓（60T+30T）、一套卧式供料器及电气等部分组成。
电控系统：采用360工控机加插PCI-16P16R数字控制卡控制运行。系统软件采用VB编写，运行于Windows2000。计量采用4个PT650D称重显示器，配合传感器实现。工控机有4个串行通讯端，分别于砂、石、水泥、水和添加剂的称重显示器通讯，采集模拟变量数据。
特点：它不但能完成生产过程的在线控制，数据库还可以自动生成报表，方便打印、调用和保存。但系统运行稳定性较差，经常出现：某项功能无故自动运行或无法停止，运行时画面器件“丢失”，……重新启动故障排除，但部分生产记录丢失。在实际使用过程中工控机故障较为平凡。
1.2 分析
搅拌站在使用过程中，原机设计制造工艺不足，给生产带来不便，并且故障连连。曾多次组织抢修。主要体现在以下几个方面。
1、主机控制柜距离大功率电机太远。搅拌机控制柜动力、控制一体，安装在操作室内。动力输出和控制信号均由控制柜引至搅拌机现场电器。容易对系统产生干扰。大功率电机导线载面不足，驱动输出距离太远（最长达30m）。电源的轻微波动，长距离电缆电力损耗，多次烧坏电机。
2、原厂设计爬斗行程开关可靠性低。爬斗提升到位，行程开关失效，卷扬机不能自动停止，拉断钢丝绳或料斗动滑轮支架焊缝，导致爬斗坠落损坏。
3、螺旋输送机水泥输送距离太远，原厂设计采用两节对接，接头处水泥流动较差容易造成堵塞，每次维修都必须将机内水泥全部排出并无法回收，几百公斤水泥被风吹散，造成极大浪费。
4、原厂设计外加剂是液体原料，而现场采用粉质原料。无奈，只好人工上料。原机外加剂装置空闲没用。这样，不仅占用人工，而且计量不准，同时也降低了生产效率。
5、制造工艺不足，器件材质较差：机具配合间隙过大。刮板、衬板、搅臂、主轴磨损严重。间隙越磨越大，小石子容易卡入料门，使卸料门不能正常开启、关闭或开/关不到位。石子卡入衬板和刮板之间，增大主轴运转阻力，烧毁电器。严重影响搅拌站正常运行。
6、卧式供料器：苏丹目前没有散装水泥，生产前采用人工将50kg装水泥经卧式供料器倒入水泥桶仓。水泥供给量太低，水泥桶仓容量太小（60吨）。无形将单机日产量降低到200方/日。
2. 组建搅拌系统的关键
2.1 苏丹地材特点
根据苏丹地理位置和国家经济状况，在苏丹组建搅拌站的关键，首先是以下三项。
1、 机具设备耐高温性能：苏丹夏季日晒温度能达到70℃，机具电器运行的轻微发热都可能影响生产。所有机具设备必须具有较好的散热性能。主电缆和动力电缆应增大载面，缩短长度，减少发热。外露配电柜要有遮阳板和冷却风扇。电机、电器、模块都要注意冷却和散热。
2、 要有大的水泥储备：苏丹水泥市场紧张，供应商不首信誉，水泥采购时有时无，所以要有较大的水泥储备。另外，苏丹根本没有散装水泥。搅拌站所有水泥均由人工倒入水泥桶仓使用。在组建过程中必须定购可靠的小包装水泥供给系统。
3、 外加剂的使用：在苏丹混凝土生产，使用干粉外加剂。组建时，还必须配套干粉外加剂配料装置。
2.2 机具选择
购买一套优质的搅拌机具，往往价格很高。制造厂商根据各类混凝土的搅拌配套生产搅拌机具（厂商不同特性有所不同）。其功能比较全面，综合性能很好。可是，作为使用者有一部分功能完全没用或不实用。无形增加采购成本。
在采购过程中，要注意机械制造工艺、传动方式、关键件的材质。选择购买大厂产品。最好采用两台搅拌机同步生产，这样即使一台搅拌机出现故障进入抢修，另一台照常生产，避免混凝土浇注中断事故发生。
配料机上料口尽量低一点，为装载机上料带来方便。水泥桶仓容量尽量大一些，以便大方量混凝土生产。螺旋输送机尽量短一点，可以有效避免水泥堵塞。减少浪费。
搅拌机上料采用皮带输送机或其他方式，可避免不必要麻烦。卷扬机提升料斗，行程开关限位器故障是搅拌机最常见问题。
搅拌机操作有两种，一是简易型：操作人员在搅拌机平台上操作，工作条件级差，不适合大方量及长时间混凝土搅拌作业。另一种能够自动运行，有独立的操作室。操作人员在正常情况下，只需监护其自动运行。
操作室的安装，要结合当地风向，安装在上风处。操作室视窗尽量大，操作工能直视搅拌机80％的机械运行暴露面。高度要于搅拌机一层平台接近。配备较好的室内/室外照明系统。注意密封、恒温。
2.3 控制系统
系统结构分控制柜和动力柜两个部分。控制柜是由控制系统硬件和中间继电器组组成，安装在操作室方便操作位置。动力柜主要是由交流接触器组成，安装在主搅拌机机体上，尽量缩短大功率电机连线。控制柜完成小信号处理，经中间继电器驱动动力柜交流接触器动作，中间继电器组采用220VAC供电。这样就有效的降低了信号干扰，提高了系统可靠性。
现在大多数搅拌站均采用《基于组态软件开发的混凝土搅拌站自动化控制系统》，它以工控机为上位机，PLC为下位机，基于Windows98/NT操作平台，提供一种实用的混凝土搅拌站自动化控制系统，它还有一个强大的数据库，能自动生成几乎搅拌站所有数据资料、报表、记录。适用于大型专业商品混凝土搅拌站。不过，此系统对操作人员技能要求很高，不仅要了解搅拌机，而且还要有一定的电脑基础。可是现在我们的操作人员只适合按钮和操纵杆操作。……。
无论一套机具或是一个系统，每增加一项功能或一个元件就相当于增加了一个故障源。机械和系统的简洁，也能有效地降低故障率。
2.4 小型搅拌站的方案
在建筑施工过程中，由于地区等条件限制，没有商品混凝土供应，施工用混凝土需自行搅拌。如果不是大型专业商品混凝土生产，可以定性为“小型混凝土搅拌站”。为了配合此类混凝土生产，开发实用简洁的《小型混凝土搅拌站控制系统》具有重要意义，同时极大的提高了自动化水平，降低了工人的劳动强度。
在苏丹承建施工项目，无须购买专业性很强的搅拌机具和控制系统，可以采购分立的搅拌机、配料机，定制辅助机构，采用HMI和PLC自行开发配套控制系统，利用HMI完成人机交流，PLC完成流程控制。这样不仅可以大大降低机具采购成本，还可以遂意增减其功能，对现场使用针对性极强。根据不同的生产要求编写相应的运行程式，让每一份投入，得到回报。将其性价比提至最高。
3. 结束语：
苏丹喀北电厂三期工程搅拌站可以说是一个“失败”。本站07年3月投产至今生产混凝土约4万方。07年11月油罐基础南段1400方混凝土浇注，搅拌站部分尽投入30多人两天两夜为此服务，自动化系统没有发挥它的功能，造成极大的人工浪费。……。今后，在苏丹或是其他地区承建项目，组建搅拌站有必要更深一步的讨论。
以上均为个人见解，仅供参考。

 
2008年7月4日