一、 引言
隨著國(guó)家在高等級(jí)道路建設(shè)上的投入不斷加大，對(duì)道路建設(shè)材料的需求量以及品質(zhì)要求越來(lái)越高，特別是路基材料的品質(zhì)對(duì)整體工程質(zhì)量的影響尤其明顯。路基材料是由生石灰、熟石灰(含水量在 10-15% )、土、沙石、粉煤灰、水泥等為原料按照一定配比混合生成的水泥穩(wěn)定土。按照國(guó)家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，合格的水泥穩(wěn)定土必須達(dá)到以下要求：①必須用廠拌設(shè)備;②生產(chǎn)過(guò)程中必需自動(dòng)計(jì)量配料;③嚴(yán)格的生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)督檢驗(yàn)。這三條重點(diǎn)體現(xiàn)在對(duì)水泥穩(wěn)定土拌和站設(shè)備的要求上，其關(guān)鍵就是計(jì)量配料。
綜合現(xiàn)在全國(guó)的水泥穩(wěn)定土拌和站上所用的計(jì)量配料系統(tǒng)，主要有以下兩個(gè)模式：①PLC控制的配料系統(tǒng);②上位機(jī)軟件控制的配料系統(tǒng)。 由于操作方便，功能強(qiáng)大，目前主流產(chǎn)品大多采用上位機(jī)軟件控制系統(tǒng)。在配料計(jì)量系統(tǒng)中主要采用變頻器調(diào)節(jié)控制。根據(jù)市場(chǎng)要求，四方公司開(kāi)發(fā)筑路基專用變頻器，以其卓越的性能在廠拌設(shè)備中得到了廣泛應(yīng)用。
二、 設(shè)備組成
1 、配料供給系統(tǒng)： 骨料儲(chǔ)料倉(cāng)(可根據(jù)情況加減)，調(diào)速(變頻)計(jì)量皮帶稱、皮帶輸送機(jī);
2 、水泥料供給系統(tǒng)： 水泥倉(cāng)(水泥斗)、調(diào)速(變頻)螺旋輸送機(jī)，計(jì)量螺旋電子稱。
3 、自動(dòng)供水系統(tǒng)： 潛水泵、管道、調(diào)節(jié)閥、噴水器。
4 、攪拌系統(tǒng)： 電機(jī)減速機(jī)、雙臥軸連續(xù)式攪拌機(jī)。
5 、成品料倉(cāng)裝置系統(tǒng)： 雙卸料儲(chǔ)料倉(cāng)、斜皮帶機(jī)、空壓機(jī)。
6 、電氣系統(tǒng)： 操作控制柜、操作室。
7 、計(jì)量控制系統(tǒng)：微機(jī)控制手動(dòng)、自動(dòng)兩種形式。
在系統(tǒng)中，需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的場(chǎng)合均使用變頻器調(diào)速，通過(guò)微機(jī)指令調(diào)整各個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)速，而達(dá)到精確控制。
設(shè)備簡(jiǎn)圖如下：
三、 設(shè)備運(yùn)行原理與要求
自動(dòng)配料系統(tǒng)的原理：上位機(jī)通過(guò)配料秤(皮帶或螺旋)送來(lái)的物料重量信號(hào)和速度脈沖信號(hào)，經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)計(jì)好的程序處理，精確的計(jì)算出物料的瞬時(shí)流量和累計(jì)量。上位機(jī)把瞬時(shí)流量與設(shè)定流量進(jìn)行比較，其偏差作為變頻器的頻率輸入信號(hào)，從而調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，使單位時(shí)間內(nèi)實(shí)際流量與設(shè)定流量相等，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)按比例定量配料。同時(shí)上位機(jī)通過(guò)專用水表(或轉(zhuǎn)子流量計(jì))采集水流量信號(hào)與水流量給定值比較，調(diào)節(jié)水泵轉(zhuǎn)速，使水流量穩(wěn)定在給定值上，另本系統(tǒng)具有料水按比例自動(dòng)跟蹤功能，當(dāng)產(chǎn)量增加時(shí)，水按比例自動(dòng)增加，當(dāng)產(chǎn)量減少時(shí)，水按比例自動(dòng)減少，以保持料和水的比例不變，并具有延時(shí)功能。
在原料配比控制上，主要通過(guò)上位機(jī)軟件采集運(yùn)算數(shù)據(jù)，發(fā)出指令控制變頻器運(yùn)行頻率，調(diào)節(jié)各處電機(jī)轉(zhuǎn)速，使各種原料的出料量達(dá)到合適的配比，經(jīng)混合后成為合格的水泥穩(wěn)定土。變頻器和上位機(jī)之間通過(guò)485/232信號(hào)轉(zhuǎn)換裝置傳輸數(shù)據(jù)。變頻器接收由稱重皮帶機(jī)上的電子稱傳來(lái)的4-20MA電流信號(hào)，上位機(jī)對(duì)此信號(hào)采集后，結(jié)合軟件進(jìn)行運(yùn)算后給出變頻器運(yùn)行頻率信號(hào)。變頻器與上位機(jī)之間通訊通過(guò)MODBUS通訊協(xié)議完成。
根據(jù)以上原理：變頻器由于起到連接與控制的作用，要求變頻器首先要具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)通信能力并且與專用控制軟件功能相配套，其次在運(yùn)行中要做到力矩大，速度穩(wěn)定精確，過(guò)載能力強(qiáng)，加減速時(shí)間短，糾錯(cuò)能力強(qiáng)等性能。另外，由于變頻器連接強(qiáng)電與弱電，實(shí)現(xiàn)通信與控制，要求變頻器抗干擾能力強(qiáng)，本身電磁輻射弱，控制簡(jiǎn)單，接線方便，操作簡(jiǎn)易等特點(diǎn)。
四、四方變頻器性能特點(diǎn)
根據(jù)設(shè)備要求，四方E380系列通用型變頻器可完全滿足需要，而在此基礎(chǔ)上公司對(duì)E380進(jìn)行功能改進(jìn)，開(kāi)發(fā)了一種適合穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的專用機(jī)型。從而以其強(qiáng)大的功能特點(diǎn)，在穩(wěn)定土廠拌設(shè)備的電氣應(yīng)用中得到了廣泛實(shí)踐：
1.標(biāo)準(zhǔn)485通信接口，可以方便的實(shí)現(xiàn)與上位機(jī)的通信;
通信協(xié)議簡(jiǎn)單，使用方便，極大的方便了客戶對(duì)于上位機(jī)程序的編寫(xiě);
3.獨(dú)特的低頻轉(zhuǎn)矩設(shè)置，啟動(dòng)時(shí)力矩大，運(yùn)行時(shí)力矩穩(wěn)定，有效地解決了堵料問(wèn)題;
4.精確地轉(zhuǎn)速控制，使電機(jī)轉(zhuǎn)速和要求一致，保證了出料均勻，以及精確地出料數(shù)量，確保了產(chǎn)品的質(zhì)量;
5.專用的數(shù)據(jù)采集傳輸通道，采集傳感器電流值，將該值定義為反饋數(shù)值傳送給上位機(jī);
6.專有的脈沖信號(hào)輸出通道，可以實(shí)現(xiàn)專用功能;
五、電氣原理結(jié)構(gòu)
在該設(shè)備上，變頻器作為連接微機(jī)控制系統(tǒng)和動(dòng)力裝置的重要設(shè)備，起到電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，信號(hào)采集傳送，微機(jī)指令實(shí)現(xiàn)等重要功能，通過(guò)變頻器調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)現(xiàn)原料的精確配比。其電氣接線如圖所示(可根據(jù)實(shí)際配料情況增加或減少變頻器)：
變頻器控制線接線如圖：
微機(jī)系統(tǒng)軟件中需要加入對(duì)變頻器的控制指令，分為數(shù)據(jù)接收，數(shù)據(jù)發(fā)送，指令控制，報(bào)警處理等，需要設(shè)備廠家在軟件編寫(xiě)時(shí)根據(jù)變頻器的通訊協(xié)議進(jìn)行編寫(xiě)，在此不再詳述。
在變頻器方面需要設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)以便和上位機(jī)進(jìn)行正常通信。在使用E380系列變頻器時(shí)主要設(shè)置以下參數(shù)：
變頻器的通信地址通過(guò)修改F9.1參數(shù)實(shí)現(xiàn)，該地址參數(shù)根據(jù)軟件要求的從機(jī)地址進(jìn)行設(shè)置。如果使用自定義協(xié)議，則需要將F9.0設(shè)置為0014
六、設(shè)備操作及維護(hù)
變頻器參數(shù)已經(jīng)設(shè)置好后，在設(shè)備安裝調(diào)試過(guò)程中，僅需通過(guò)控制臺(tái)和微機(jī)按照規(guī)程操作即可達(dá)到生產(chǎn)要求，操作簡(jiǎn)單方便。
四方變頻器維護(hù)簡(jiǎn)單，在正確配線以及操作要求下可長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行。若機(jī)器較長(zhǎng)時(shí)間不使用，則需每個(gè)星期通電2小時(shí)左右。由于設(shè)備露天并且金屬物較多，在雷雨天氣需要注意避雷，防止設(shè)備雷擊損壞，同時(shí)注意防水，防止機(jī)器進(jìn)水受潮。
七、結(jié)束語(yǔ)
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工藝要求，四方工程師通過(guò)進(jìn)一步的深入研究，開(kāi)發(fā)出一種無(wú)需上位機(jī)的情況下，通過(guò)更改模式，現(xiàn)場(chǎng)所有數(shù)據(jù)直接采集到變頻器中，通過(guò)變頻器特殊軟件計(jì)算處理，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)計(jì)量配料生產(chǎn)。
四方E380系列變頻器廣泛應(yīng)用于穩(wěn)定土廠拌設(shè)備中，以良好的產(chǎn)品性能和優(yōu)質(zhì)的服務(wù)獲得用戶的一致好評(píng)。設(shè)備長(zhǎng)期連續(xù)安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證了生產(chǎn)穩(wěn)定和質(zhì)量合格，取得了良好的效益。
（轉(zhuǎn)載）
