进口混凝土搅拌站自控系统改造经验谈之二

       为了国内同行在改造进口搅拌站的控制系统时能够节约成本、提高成功率,我把近十年来进口搅拌站控制系统改造中的一些成功经验写出来，以供参考。

一、计量部分的改造

1、杠杆秤的改造

       早期的进口搅拌站都使用杠杆秤，由于我们行业的特点，现场环境恶劣，很多杠杆秤由于刀口磨损或锈蚀等原因，造成计量不稳定、不准确，若改用先进的计算机控制系统，必须对原有秤量部分进行改造。为了把原设备利用起来，最好的办法是改用电子秤。一般讲来，增加的传感器在计量秤重中要直接受力，而不要经过杠杆系统间接受力，虽然间接受力，可以节约传感器费用，但是杠杆部分的磨损、锈蚀等因素仍会影响秤量的精度和线性。为了避免这些故障，还是直接受力为好，改造的成功率也高。一般骨料秤，提升斗式的用2只2~5吨的传感器，料斗秤用3~4只2~5T传感器，水泥秤用1~2只1吨的传感器，水秤用1~2只500kg的传感器。由于国内传感器的技术都已成熟了，线性和稳定性都能满足要求。建议用拉式传感器或梁式传感器为好。

2、流量计的改造

      如果原来水计量采用流量计，由于流量计秤量方式的精度受到限止，而且流量计都是后加水计量，也影响了生产效率，因此建议还是改为料斗式计量秤。由于原来是水泵直接打入搅拌机，有一股冲击力，对于卧轴式搅拌机可以缓解一下粘料现象，改成料斗秤后，就应在水秤斗出料口装一同功率的水泵投水。这样，既解决了计量的精确度，提高了生产效率，又不影响原来的效果。

3、外加剂计量的改造

       外加剂计量大都使用体积计，现在新进口的搅拌站也仍在使用，使用体积计量实际上秤量精度也是难于提高，再加上在零区范围有个死区，若用水填充到零点，加水量难以控制。而不进行零点补偿，外加剂浪费又太大，加上有些外加剂泡沫多，往往使控制传感器误动作而影响正常生产。因此建议外加剂也改成料斗秤。实际上改起来也比较简单，原来的进出料泵仍可使用，只是用一只传感器吊起一只带出料阀门的不锈钢量筒。按目前的技术要做到0.01kg的秤量精度是很容易的。为了省钱也可以在改水秤时，使用水秤迭加秤量外加剂。由于外加剂相对于水需要量要少得多，因此建议：①应把水秤的最小分度值保持有1位小数，达0.1公斤；②秤量顺序是先秤水，再秤外加剂，秤水和外加剂之间要有一个稳定时间，一般不少于5秒钟。待水秤平稳后，计算机找到新的零点，再秤外加剂。省钱的方法虽然实用，但是要求是稀释的外加剂，否则计量精度达不到国家标准的要求。

4、指针式仪表的改造

        早期的进口搅拌站大都采用圆盘指针式仪表，那时也风靡一时，但是随着数字仪表的发展，目前这种仪表的缺陷也显露出来。其示值误差比较大，最少分度值也较大，最主要是调秤麻烦、维修困难、元器件难找、更换的价格也很高，再说想更换也很难买到。因此，更换新的、高质量、高稳定性的数字仪表是最佳选择，这种仪表的输出一般都是0~10V的标准电压，只要找到这种相同规格的仪表换上就行。我一般都采用PT650进口数字仪表进行替代更换，价格既便宜，性能又比指针式仪表好的多。

5、进口仪表的代用和选择

       近几年，进口的搅拌站大都也使用了数字仪表，数字仪表也分成2种，一种是模拟式数字仪表，一种是带微处理器的数字仪表，俗称电脑电子秤，而常用的进口仪表大都属于第一种。这可以通过校零方法就能分辨，模拟式数字仪表，调零都需要调节内部电位器或拨动开关，而电脑电子秤仪表直接在面板上，按清零按纽就行。由于原装的进口仪表国内都很难配到，要向供货商购买价格高，且供货期长。我一般都采用PT650直接替代，效果相当不错，注意事项是原仪表的输出形式，欧州进口的搅拌站一般都是用0~10V标准电压或0~20mA，4~20mA标准电流输出，台湾、日本大都用232口或485口输出信号。以上几种情况都可分别选用相应的输出模块来解决。另外，选择替代的电子秤仪表也很关键。我的经验是看一个仪表的好坏有三点，① 稳定性。这包括热稳定性和零点漂移，直观上可以这么判断：在开机后2小时内，零点应没有变化，放上重量后（一般是量程的50%）2小时内重量没有变化或仅在1个分度值内跳动，才能算稳定性好。 ②灵敏度要好。一般按最小分度值，放上一个相应的法码，要有显示。例如最小分度值是1kg，那么在一定重量下，再放一个1kg法码，仪表上要能稳定显示。 ③线性要好。一般线性好的仪表，在传感器量程的10%~80%之内只有1个分度值的绝对误差，这样的仪表在校调秤时，放一次法码，校一个满量程值就把秤校调好了。

二、计算机控制部分的改造

1、老式搅拌站自控系统的改造

       如果原系统没有用计算机控制系统的话，那就比较好办，只要在原系统上加上计算机接口就行了。注意的问题是原系统的控制输入点，特别是安全保护的输入点绝对不能去除。若去除的话，整个系统的安全性就得不到保障，那么这样的计算机控制系统再完美也是一个不可靠的系统，很容易发生设备故障和生产事故。在这种情形下，要是原来是一个很稳定可靠的系统，改造后，反而不可靠了，或者故障都比原来多，那么这种技改就是失败的改造，不可取。所以我的经验是一定要把原电路分析透，绝不能轻易改变一个原来的安全保护装置。

2、原系统有PLC控制系统的改造

      如果原来的计算机控制系统坏了、难以修复，或者原系统的管理系统不完善、不能满足实际的需要，这样就需要更换计算机控制系统了。在更换新计算机系统时，一定要注意：若原来有PLC控制的，要尽可能利用原来的PLC控制。因为这种系统，一般的安全保护都由PLC承担了，若改变了工作方式而PLC的保护不利用，则会出现安全问题，影响系统的可靠性。若原理的PLC坏了，则需更换PLC系统，这就需要把原PLC程序拷出来进行分析，编出相同的PLC程序来替代原系统，这种改造的技术性比较复杂一点。

3、计算机控制系统的可靠性要求

       在更换计算机控制系统时，要求系统的容错技术和软、硬件安全保护要完备。有些控制既要用到软件互锁技术也要增加硬件的互锁技术，一般讲来，硬件保护比软件保护更可靠。例如，搅拌机中有料时就坚决不能允许第二拌材料投入到搅拌机中去，否则两拌料进入搅拌机，轻则搅拌机堵料，要花费几个小时来进行处理，重则把搅拌机电机损坏。因此判断搅拌机中有没有料，既要软件判断锁定投料输出端，更需要硬件判断搅拌机里有没有料，否则一旦计算机出错导致软件判断失误，就会造成重大的损失。

4、计算机控制系统的选择

在选择计算机控制系统时起码要具有几个功能：

① 基本的管理功能齐备，包括随机打印发货单、生产管理、材料管理、配方管理功能等；

② 应有质量保障功能。质量保障功能起码要有砂石含水率的自动调整、整车计量精度的保障功能、临时加减原材料功能和留料功能、实时调整控制参数等功能；

③ 应具有系统安全保障功能，包括重复投料的防止功能、软件自修复功能、工艺流程中前后控制点的互锁联锁功能、系统防死机功能、系统软硬件抗干扰功能等，不能老是在生产运行时失灵或死机。

④ 一般来说，新的控制系统更换后效率都会比原来有所提高。这主要是现在的自控系统的智能化程度提高了，减少了生产工艺流程中的无效时间，能以最大效率的方案自动进行生产。

5、提升斗式搅拌站的智能控制

① 使用提升斗的搅拌站，改造的计算机控制系统应该尽量保证不让提升斗在负重时中途停顿等待，要既能保证提升机不在中途停顿、又不影响生产效率，这就要求计算机系统在控制提升斗上升时有个智能条件判断提前上升的功能。

② 对于用提升斗的搅拌站，其中故障率最高的是提升斗的控制，特别是使用年代比较长的系统，由于元器件的老化、导轨的变形、机械的磨损都会增加设备故障的几率，因此在改造这类设备时一定要记住在原来保护的基础上增加软件保护。例如，若到底限位失灵会造成钢丝绳反转，投料位限位失灵又会造成冲顶或脱轨事故，中间位置的限位失灵则会造成重复投料事故。这些情况都可以在计算机控制系统中增加软件智能判断和保护来进行预防，实际应用效果很好。

三、电气部分的改造

原系统的电气部分<