連續(xù)強制式水泥混凝土攪拌站及其控制算法研究

摘要：連續(xù)強制式水泥混凝土攪拌站由于沒有很好的控制模型和算法，一直得不到推廣和應用。 首先闡述一種集散控制型的連續(xù)強制式水泥混凝土攪拌站的工作原理，然后給出物料流量的最優(yōu)積分分離式PID控制模型和算法，并給出計算機仿真結果。 結果表明，這種算法可以實現物料流量的快速過渡和穩(wěn)定。 最后介紹基于上述控制模型和算法實現的連續(xù)式攪拌站，具有效率高、節(jié)能及生產的混凝土指標一致性好等特點。

 

關鍵詞：攪拌站， 連續(xù)強制式， PID控制

 

 

    目前混凝土攪拌站按配料的控制方式分為間隙式和連續(xù)強制式兩大類。 間隙式是指根據配方計算所需各種料的重量并稱重，然后在攪拌機內進行混料、攪拌。 間隙式水泥混凝土攪拌站有間隙強制式和間隙自落式兩種，產品已成系列化，在技術上相應比較成熟，使用得也比較多。

 

    連續(xù)強制式是指根據配方計算各種料的流量，并控制瞬間流量滿足配比要求的各種料連續(xù)同步地進入攪拌機，攪拌機將進入入口處的混合料邊攪拌、邊推進至攪拌機出料口，攪拌好的混凝土連續(xù)進入成品容器。 攪拌機為雙臥軸強制式攪拌機，其物流為單方向、不循環(huán)。 顯然，連續(xù)強制式攪拌站對控制的要求很高，由于技術上的原因，連續(xù)強制式水泥混凝土攪站的推廣一度受到一些限制。 隨著計算機技術、現代控制技術、機電一體化設計技術[ 1 ]等在連續(xù)強制式攪拌站中的開發(fā)、應用， 連續(xù)強制式攪拌站原有的一些技術難題已被克服，其優(yōu)點越來越顯現，應用也必將越來越廣泛。

 

　　

    整套設備采用3級集散控制系統(tǒng)形式，如圖1所示。

    第一級為傳感器、執(zhí)行器。 包括拉荷式重量傳感器、壓荷式重量傳感器、渦輪流量計、含水率測試器、送料螺旋、強拉皮帶及水泵等。

 

    第二級為檢測控制單元。 每個檢測控制單元包含兩片MOTOROLA控制型單片機，完成物料流量信號的測量、轉換、處理和控制。 這一級是整個攪拌站控制的核心部分，其控制模型和算法的好壞直接決定了連續(xù)式攪拌站的可行性。

 

    第三級為計算機控制中心。 實現良好的人機接口、協調整個系統(tǒng)的工作，并向更高一級的系統(tǒng)（多套攪拌設備的群控、廠級計算機管理系統(tǒng)等）提供信息及發(fā)送指令。