[砼商网编辑部]混凝土搅拌站物料两种计量方式的探讨

商品混凝土搅拌站控制系统的核心过程是配料控制。本文介绍了目前国内混凝土搅拌站控制系统普遍采用的两种物料计量方式，通过对两者的构成方式的阐述，对比两者的优缺点。

0  前言

混凝土搅拌站控制系统的核心过程是配料的控制，即按照设定的混凝土原材料配方，精准、高效的完成每种物料的配料过程。配料控制过程的优劣决定了混凝土的质量和生产效率，配料控制过程即物料计量方式。混凝土搅拌站及控制系统和计量方式的关系，就像我们要到达一个地方（设定生产混凝土的目标），坐什么车（采用哪种自动控制系统），走哪条路（采用哪种计量方式）。计量方式决定了整个控制程序采用的配料算法，算法也是程序的灵魂。

根据目前混凝土搅拌站的生产实际，主要有加法计量和减法计量两种物料计量方式。

1   加法计量配料

1.1加法计量定义及称重计量量

物料通过控制阀门从料仓自由下落（或靠其它动力运送）到计量称重秤斗，秤斗装有称重传感器，通过传感器将秤斗内物料的重量信息传递给控制系统，控制系统根据传递来的重量信息判断是否达到目标重量，如果达到就发出命令，关闭控制阀门（或其它动力），停止称量。这种配料方式即为加法计量配料方式（通俗的说就是要多少，配多少）。

物料计量过程中实际配料重量M：

M=S×V×T+M1

其中：S——料仓阀门的截面积（或动力运送装置出料截面积），m2；

V——物料的流速，m/s；

T——从发出开始计量信号到实际关门到位的时间，s；

M1——仓阀门（或运送装置出口）到计量称重秤斗之间的物料，此部分物料在关门完成时尚未被称重控制装置识别，称为落差量，kg。

1.2  加法计量误差产生的主要原因

（1）搅拌站所用砂石料因含水率不同、结块等特性，极易造成物料粘连，且无动力输送装置，采用重力自由落料方式，故流速V不稳定。

（2）因砂石料流速V不稳定又会造成实际落差值与设定落差值偏差大。

（3）控制系统软硬件的启停反应速度对计量时间T会有一定影响。

1.3  加法计量控制相应对策

（1）采用粗、精计量加点动方式。粗计量配料：即刚开始配料时采用多卸料门全开（对于有动力装置的，全速工作）快速卸料，以提高效率。精计量配料：设定精计量控制量，当到达该配料量时，关闭部分卸料门（对于有动力装置的，降速工作）慢速卸料，降低物料流速，避免因系统软硬件反应延迟造成配料超差。

（2）点动配料：设定点动控制量，当到达该配料量时，点动开关卸料门（或动力输送装置），点动卸料，让卸料量一点一点增加，同时设置稳秤时间，消除物料下落冲击力对秤值的影响，直到计量秤斗重量值在设定目标值允许的误差之内，确保配料精度（点动次数过多，会造成配料时间长，点动次数少，可能会造成配料误差大，需合理设置点动量和点动启停时间，以确保生产效率）。

（3）设置落差：根据物料特性以经验值或现场调试平均值设定每种物料的固定落差，同时控制软件也可以自动根据以前盘次的配料误差自动修正调整落差值，前提是自动调整的落差值需不大于设定的固定落差值（因偶然因素或手动干预会得到一个离谱的自动调整的落差值），需确保落差值在合理范围内。

（4）设置合适的点动开、关、稳秤时间，消除系统软硬件反应速度对配料精度的影响。

（5）增加物料扣秤功能，对偶然出现的物料多下料进行手动或自动扣秤，将扣除的物料作为下盘次的物料，确保每盘次的物料精度。

（6）增加物料自动补偿功能，即下盘次的物料配料目标值根据上盘次的物料实际误差动态调整，确保每车混凝土配方的整体物料精度。

2  减法计量配料

先将物料运送到一个有动力输出装置（比如圆盘给料机）的计量称重秤斗内，在配料过程开始前先在秤斗内计量出一个比所需目标值大的物料重量值，实际配料时启动计量称重秤斗的物料动力输出装置强制卸料，从当前计量称重的重量值中减掉所需物料的目标值后停止卸料。这种物料配料方式称为减法计量配料（通俗的说就是先多配点，再匀速可控的放够需要量）。

减法计量配料过程中的称量重量：

M= S×V×T

其中：S——物料运送装置出料截面积，m2；

V——动力输送装置的卸料速度即物料的流速，m/s；

T——从发出开始计量信号到实际停止卸料的时间，s；

由于减法计量配料的出料截面积S调整好后是固定的，物料的流速V由动力输送装置决定，也是相对恒定的，所以减法计量配料的精度可以很高。为提高效率，出料截面积S可适当设大点，仍然在接近设定目标量时采用点动计量，只要点动量设置合适，配料时一般不需进入点动过程即可达到准确配料。

3  两种计量配料的特点

加法计量配料方式优点是结构简单，更换维护方便；缺点是配料精度较低，尤其对用量很大的砂石料需先由料仓配料至计量秤斗，再依次从各个秤斗放出，通过皮带或提升机构运送到骨料中间储存斗，再放至搅拌机，整个配料时间长，严重影响生产效率。

减法计量配料方式优点是配料精度高，在空闲时间已预先在计量秤斗内准备好所需物料，开始计量时，多个物料可同时配料，在皮带上做预混合，整个配料时间短，同时可减少主机搅拌时间，提高生产效率30%以上。但缺点是结构相对复杂，更换维护相对麻烦。

4  结语

所以为了提高混凝土搅拌站的配料精度和生产效率，混凝土搅拌站设备对用量大、运输距离较远的砂石料和粉状添加剂易采用减法计量配料方式，以提高配料精度和生产效率。对其它位于主站附近，采用动力运送装置输送的物料（水泥、煤灰、水、液体添加剂）采用加法计量配料方式，以降低设备成本。