混凝土搅拌楼的理论与应用.docx

1、混凝土搅拌楼的理论与应用 第一章搅拌站操作一、搅拌站基本工作原理 搅拌站有五杆秤，分别是砂、石、水泥和粉状掺和料、水和液态外加剂，这五杆秤各自按照混凝土的配合比称量一定的物料，砂石称完后要自动提升到搅拌机上方的砂石储存斗中，然后，按设定好的次序，先后被投入搅拌机内，搅拌至一定时间后，混凝土已搅拌好，放入搅拌站下面的搅拌运输车中，输送到需要的工地。控制框图如下：操作面板(主令元件)电机接触器(执行元件) 螺旋机： 计量水泥等 水泵： 计量水 计量砂石电磁阀(气动元件)斗门气缸 计量外加剂 投 料 放出混凝土统计数据、控制生产、打印报表PC机 操作面板上有两类按钮元件。一类为辅助元件，做开动主机、

2、皮带、控制电铃、浓油泵、振动器、破拱等辅助工作，另一类为执行生产混凝土，做配料、投料、放出混凝土的工作。这些元件被按下后，接触器的线包得电，其触点吸合，推动相应电机工作。同样，电磁阀得电后，高压气体推动气缸活塞，带动斗门进行开和关的动作。 单片机和操作面板的功能一样，最终也要发出电信号，使接触器和气缸工作，不过单片机的处理是自动的，依据控制软件处理由传感器传来的重量信号和斗门信号，作出判断，并迅速给出指令电信号，控制搅拌的进程。它还将各个秤中的物料重量通过处理，显示在相应的位置上，供操作人员观察。若进程出现异常,如某些斗门开关不到位，单片也会把故障指示出来。 PC机通过串行通讯口与单片机联接，

3、主要功能为处理各种物料的消耗、打印报表，随着应用软件的改进，更多的功能和进程的提示帮助会增加进去。三、搅拌站各部器件的认识1、 空气开关：作为电机、电路的过流、过载、短路的保护。2、 接触器：其线包接到控制电指令后吸合，使其所带的触点闭合，接通电机线路，使电机通电工作。3、 传感器：包括称重传感器与行程传感器，其作用为测量物料重量和器件动作位置。4、 信号放大器：将微弱的电信号由mV级放大为V级信号，以便单片机处理。5、 操作面板：上面分布有按钮等多种元件，主要起调试和搅拌进程的指示。6、 电压表和电流表：指示控制交流电压和主机工作电流。7、 24V直流电源：提供主要控制回路的电能。8、 电磁

4、阀：又称电磁换向阀，通过改变高压气体的方向推动气缸中的活塞运动。9、 气缸：通过活塞的运动，使机械动作。例如，斗门的开关。10. 螺旋输送机：将粉状物料通过螺旋管从下向上送到指定位置。11. 气拱：当水泥仓中水泥拱起来不下料时，通过吹进高压气体打破结拱，使水泥下落。四、基本操作：搅拌站的基本操作包括三部分，即手动的操作、控制器的操作、PC机的操作。1、 手动的操作 手动的操作主要在调试、调整、维修的时候使用，当按键命令或者PC机的串行口通讯命令失灵的时候，可以使用手动的操作通过控制器秤值的显示或PC机秤值的显示，进行生产。手动的操作主要分为配料、提升、投料、出料几个步骤。用手启动各个配料按钮，

5、待物料计量到份量时释放；配完料，将砂石骨料逐个提升至砂石储存斗；然后，将各种物料按投料顺序投入搅拌机中；搅拌均匀时，打开罐门，将混凝土放出到搅拌车中。2、 控制器的操作A、控制器的简介NJP-V型控制器有四种工作方式，分别是模拟、连续、 单步和参数设置。其中模拟方式用于测试整个系统是否准备就绪；连续方式用于批量生产；单步方式用于试生产和小批量生产；参数设置方式用于设置和修改生产参数。 B、操作方法 专用术语： 配比：即配合比，每立方混凝土中含有的各种物料的质量； 落差补偿：由于机械动作的滞后而对物料计量偏多部分进行的补偿；a、 参数设置方式 按下“参数设置”键, 可进入参数设置方式。 按下“参

6、数选择”键，可选择要修改的参数种类。当参数选择指示灯区的配比指示灯亮时，“左移”“右移”可以选择要修改的混凝土配比单元；补偿指示灯亮时, 可修改相应的物料的落差补偿；同样，还可修改时序、限位、称重、罐立方参数单元的有关参数（可以参考参数设置表）。设置或修改配比时，按“参数选择”键，使参数选择区的配比指示灯亮，同时，砂配比显示区数字开始闪动, 这时您可按动一下“加/减”键，数值会自动增加，再按一下，数值会自动减少；若想加快速度，按一下“快/慢”键； 修改合适后，按“存入”键存入修改好的值，或者等一组全部修改完成后，再存入。按“左移”、“右移”选择要修改的其他配比单元。用同样的方法可设置或修改补偿

7、、时序、限位、 称重等参数。 各参数单元所分布的参数如下表所示:参数单元12345678910配比砂石1石2水泥掺和料1水外加剂石3批立方罐立方补偿砂石1石2水泥掺和料1水外加剂石3掺和料2配比掺和料2补偿时序砂石投料时间搅拌时间砼放出时间秤稳定时间外加剂系数限位限位1主机门 关限位2主机门开限位3砂石门关限位4水泥门关限位5限位6限位7限位8限位9限位10 注：时序单元用来设置时间参数，其中砂石投料时间设置从砂石贮存斗门打开至最后关闭所需时间；搅拌时间用来设置投料完毕后，至物料搅拌成均匀的成品混凝土后开门放料的时间；砼放出时间用来设置搅拌主机开门至关门所需的时间；秤稳定时间用来设置计量完毕或

8、放出完毕后计量斗稳定下来所需的时间。限位单元用来控制程序对限位开关的采样，当该单元的相应数值为奇数时， 不采样该项目所对应的限位开关，反之则采样该项目所对应的限位开关。b、 模拟方式按下模拟方式键，该方式指示灯闪烁，程序进入模拟运行方式。此时，如果预先设好了一批搅拌的方量，则程序按照罐立方换算以后，执行完会自动停止；如果没有设置，程序将默认为6方；如果所设批立方量与罐立方量不能构成整除关系，程序将自动按照罐数计算最接近的原则调整罐立方参数。按下模拟方式的执行键，程序开始按流程图（附后）模拟运行。与连续方式的唯一不同之处是其显示值完全是计算机自动模拟值，而不是实际物料的重量，此外，各部机件照常动

9、作。注意：此种方式只适用于无料供应或者各个执行器件处于关闭的状态，否则，物料将会被误计量。c、 连续方式 按下连续方式键，该方式指示灯开始闪烁，程序进入连续运行方式。 按下连续方式的执行键，程序开始进行连续生产。其生产工艺流程图和上述模拟运行方式完全一样，所不同的是秤上显示的是实际称量。注: 在模拟和连续方式下，当批立方设定为9.99时，程序可进行无限次循环运行。 d、单步方式按下单步方式键，该方式指示灯开始闪烁，程序进入单步运行方式。按下计量键，各种物料开始计量，完成计量时自动停止，砂石料计量完后自动提升。按下投料键，各种物料按规定动作投入搅拌机中。按下出料键，控制器可按设定时间开搅拌机门，

10、把已搅拌好的混凝土放出。注: 在生产过程中，若需暂停，按暂停键，再按暂停键则继续运行。 C、说明 a、指示灯说明 方式指示灯：包括模拟、连续、单步、参数设置四种方式的指示；参数选择指示灯：用于指示所选参数的类别，包括: 配比、补偿、时序、 限位等；工作状态指示灯：用于指示当前工作状态，包括：砂石计量、水泥 计量、水计量、外加剂计量、投料、出料、发送、接收等；故障指示灯：用于指示故障的种类，包括: 容积: 容积设置值可能大于允许值(1.2方)，须找出并重新设置。皮重: 某个秤余料的值超过允许值(要把这部分余料清完才能正常 生产。 限位: 某个限位不到位，可能是出现与之相关的机械故障。 砂石卡料：

11、可能某个斗门被卡，或某种物料超差，须人工处理。 补偿: 某个补偿参数可能大于允许值，须找出来并重新设置。 配比: 某个配比参数可能大于允许值，须找出来并重新设置。 时序: 某个时序参数可能大于允许值，须找出来并重新设置。 斗门指示灯：用于指示斗门的状态，包括: 砂石斗门： 亮表示砂石放出斗门开。 水泥斗门： 亮表示水泥斗门开。 主机斗门开：亮表示主机斗门开。 主机斗门关：亮表示主机斗门关。 输入输出口说明：通讯口：通讯线连接上位机串口和下位机CPU通讯口。秤信号输入口：秤信号经放大后进入下位机。斗门信号输入口：斗门信号进入下位机。控制信号输出口: 控制信号经37芯D型插座输出。D、搅拌站生产的

12、工艺流程图： 开始 计量 砂石 水泥 水 外加剂 投料 搅拌 出料 批量结束否？ 退出 3、 PC机的操作A、 软件说明本搅拌站使用的控制软件系用VB语言编写的与NJP-V型控制器配套使用的应用 程序。基本上以汉字显示为主，配有少量的英文显示简单明了一看便知，依照画面提示进行操作，很快便可掌握。 B、软件安装将1#软盘插入A:驱动器，运用WIN95或WIN98 的资源管理器或者是使用WIN32下的主群组，运行A:盘上的SETUP.EXE文件，然后根据屏幕提示依次放入2、3、4盘，直至程序运行完毕。这时在WIN95或者WIN32下点击程序项，会看到HZS80字样的图标。如果您的计算机不带软驱，那

13、么此程序事先已安装完毕，不需要再进行安装。 C、使用（由于软件的缺陷尚待改进，这里的介绍从略，以实践为主）根据画面的汉字提示，一步一步进行即可。对于汉字输入，可同时按下CTRL与SHIFT两键，交替进行，即可选择汉字输入法。4、 其它注意事项A、 开机顺序合上所有需用空气开关 - 开稳压电源 - 打开NJP-V控制器 - 开计算机 - 启动准备和主机 - 开始正常工作流程 B、关机顺序结束工作流程- 关闭准备和主机 - 关闭计算机 - 关闭NJP-V 控制器 - 关闭稳压电源 - 断开所有空气开关 五、操作的要点和特别说明1、 启动电机的顺序。开启一个电机至少需两个条件。第一、是控制它的空气开

14、关要闭合；第二，开关后面的接触器要吸合。正确顺序是，先闭合空气开关，再按启动按钮使接触器吸合。但有时在调试与检修中，为了使有的电机不动作，开关没有闭合，而按钮已经被启动，接触器已经是闭合状态，这时若要强行闭合空气开关，当出现异常情况，如电机被卡住、过载、短路等，空气开关需要做保护性断开时，因为手柄被按着，空气开关不能自动断开，就会发生立即烧毁空气开关的后果。所以，应养成的习惯是：当闭合空气开关时，一定先行检查接触器是否被释放。2、 各开关的控制范围A、总电源开关（QF0）：控制全部搅拌站的用电（除操作室以外）。B、QFB：控制操作室的照明、空调等。C、QFA：1、给控制器，PC机、放大器供电。

15、 2、经过钥匙开关控制料位器，除尘。D、QFC：24VDC电源的保护开关。E、QFD：从24VDC电源输出到控制回路去的保护开关。F、其他电机空气开关：保护各个电机工作的开关。3各种控制的锁定次序A、控制电源开关：即钥匙开关，控制全部操作面板上的电器。B、紧急停止：锁定除电铃，电压表以外的全部控制和输出信号。C、搅拌准备：与主机启动共同锁定除“砼放出”之外的控制输出。D、主机启动：锁定所有计量、投料输出，包括控制器的控制输出。4主机启动的注意事项A、主机启动方式的说明主机的启动采用星三角转换的启动方式，即星形起劲，三角形运行。由于主电机功率有45KW，启动伊始，定子线圈为星形接法，这样可以减小

16、启动电流。待启动一段时间以后（这段时间由时间继电器控制，一般据情况调整为310S），电机的转速已接近正常转速，这时启动器将定子线圈改为三角形接法，启动指示灯亮，电机转为正常运行。B、禁止带载启动带载启动指搅拌机内有物料的情况下启动。因为带载启动电流在一段时间内非常大，容易烧毁空气开关、接触器，减少电机的寿命，在这种情况下的正确做法是：1、 启动空压机，将主机门打开，让物料漏下去一部分；2、 若机内物料不是很多，可以间歇点动主机，使物料放出，直到机内物料很少或完全放完，才可以启动；3、 若机内物料很多，则需人工清理一部分，再以所述方法进行。C、严禁在主机搅拌物料的情况下，停止主机因为主机禁止带载

17、启动。除非在特别紧急的情况下，可以停止正在重车工作的主机。5、“紧急停止”按钮“紧急停止”按钮是一个红色的蘑菇形按钮，位于操作面板的左上方。当出现紧急、突然、来不及处理的危险情况时，可以用手拍下紧急停止按钮，这个按钮将停止除电铃以外的一切电机和执行器件，包括主机。当危险解除时，可以旋转释放“紧急停止”按钮。6、开机时的注意事项开始生产流程之前的准备工作是开启搅拌准备和主机，搅拌准备包括大倾角皮带、平皮带、空压机和外加剂供料等，同时启动的功率超过了35KW，而主机电机为45KW。所以这两个部分的启动不允许同时，应该在一个部分启动完全平稳后，再启动另一个部分。7、连续的生产生产处于连续方式下，即全

18、自动的方式下，需要各部机件处于完好和正常的状态。指的是斗门的开关非常顺利、到位；物料供应及时；坍落度合适；秤斗出料干净。在这种状况下，操作员只用监视机器所指示的流程动作。如果遇到特别的情况，可以按“暂停”键使生产状态暂停。当机器处于不完好的状态时，只能进行“单步”方式的生产。单步生产时，尤其当清除限位信号时，重要的环节全靠操作员的观察，所以这时的操作要格外的当心。六、特别的判断和处理1、 秤是否变动的判断判断秤是否变动的一个重要的标志是皮重。皮重不一定等于秤斗的实重，只是一个参考数值，秤调好以后，皮重一般不容易变化。在秤斗被清空的情况下，记下皮重的参考值，当皮重增加几公斤，一般是秤斗沾了些物料

19、的缘故，所以在开始生产以前，应将秤斗清理干净，将其皮重与以前所记录的皮重比较，判断秤是否处于正常状态。当秤的皮重突然发生重大改变时，说明秤已发生变化，已不适宜进行生产，应立刻检查、修理、查明原因，进行处理。2、 砂石是否投料的判断有时由于砂湿，斗门不灵活等原因，投料时砂石斗门没有打开，或是斗门打开而砂石拱住，没有下料。这种情况一般通过限位故障指示来判断以外，通过主机电流表反应出来的负荷变化的异常也可以看得出来，此外主机声音的变化也可以作为参考。七、搅拌站操作规程1、 开机前，操作员应对搅拌站的各个部件的运行状况、性能、安全状况做到心中有数，应确保机器正常和安全运行。2、 开始生产以前，控制器、

20、放大器和传感器一路应提前20-30分钟开启电源，进行预热。3、 生产以前，应检查落实以下事项：1、 检修的工作有无完成、收尾，被修部件的零件、封装有无全部恢复，检修现场是否清理过，有无妨碍安全生产的隐患；2、 查看上一班的操作记录有无遗留问题，查看检修、维护记录有无遗留问题；3、 查看配料机、主机周围及主机支架下面有无安全障碍物，清理的工作有无收尾；4、 检查各秤的皮重显示有无异常，工作电压是否正常；5、 工整的填写操作记录，记录预热时间、皮重、开始时间。4、 按开机顺序开机，准备配合比和生产工艺要求的其他工作。5、 开启准备和主机，查看各电机运转是否正常，皮带是否跑偏。6、 等待气路气压达到

21、0.5Mpa以上时，可以开始生产流程。7、 生产中遇到异常、紧急情况时，应及时处理；不能处理的应及时报告；出现混凝土质量隐患应做补救处理并作记录，不能处理的应及时请示。8、 生产间歇超过一个小时的，应放水石洗罐并排干罐内积水。9、 生产完毕后，应放水石洗罐协助清理现场、维护机器的工作。10、 完工后按照关机顺序关机，整理操作现场，填写操作记录。 第二章 混凝土搅拌站的应用一、搅拌站安全管理安全管理是施工企业管理永恒的主题，贯穿于项目管理的各个层面，作为施工中搅拌站的安全管理，其重大危险源和安全管理措施如下|:1)安装搅拌站时的高空作业和电气安装 HZS60搅拌站在安装时有很多高空作业，如水泥仓

22、（容量100吨）和搅拌层主机楼等部分的安装均属于高空吊装作业，电气安装安装质量也影响到生产时的安全，管理者应将其作为重大危险源采取必要的管理措施，其措施为： a严格按设计图纸进行施工，其中预埋件、基础的的几何尺寸和平整度是检查重点，待基础强度达到要求后再进行安装。安装人员应熟悉并掌握图纸及有关技术条件，应按照总装图标出的位置和部件图及说明书所提要求进行安装。 b按正确的吊装顺序吊装搅拌站，在起重能力允许的条件下，应尽可能扩大地面组合件，减少高空作业，以提高安装速度和保证拼装质量。安装前，各构件必须清点编号，吊装时，必须选择正确的吊装方法与吊点，应有专人负责指挥，以防吊错返工。必须遵照国家安全操

23、作的有关规定进行高空作业，还要要特别注意平台安装、调整、测量符合要求后，方可吊装搅拌机。c所有的联接螺栓必须根据设计图正确配用，尤其是使用高强螺栓处，不得用普通螺栓代用，必须按规定扭矩拧紧。d搅拌站的电器安装严格按设计安装，并按要求布置接地和避雷装置，附属用电器（照明装置和水泵等）安装要统筹考虑，配电箱和配线符合安全用电规程。2）生产中的搅拌缸内清理和维修 HZS60搅拌站在清理搅拌缸或更换搅拌缸内配件时，此时如果搅拌机启动的话后果不堪设想，这也是搅拌机或搅拌站安全管理的重点，其管理措施为：a严格遵守搅拌站安全操作规程，搅拌缸内有人作业时应关掉电源总闸，按下紧急停车按扭，主机停车按扭，并挂上“

24、有人作业，请勿合闸”标志牌！b搅拌缸内有人作业时操作员必须在控制室值班，并且在确认搅拌缸处于完全停车状态后才能在进入搅拌缸作业。c每次搅拌缸的启动前必须拉响警铃，让其他工作人员有足够的时间离开机台工作区域，并确认在机台工作区内无人的情况下才能启动机器。d在工作期间，任何人不能在装载机上料和卸料等工作区域逗留。3）搅拌站工作人员安全意识的差异性 施工中的搅拌站，场地大多狭窄，生产时混凝土搅拌车，水泥车等各种车子来来往往，各种人员的安全意思参差不齐，给安全带来隐患。针对这个问题，对各作业人员进行安全技术交底，适时进行安全教育培训，让安全意识在每一位员工的头脑扎根，此项工作要常抓不懈，贯穿于搅拌站安

25、装、生产始终。二、混凝土生产管理 1）积极推行精细化生产管理制度在很多桥梁项目的搅拌站上，不打印生产小票，不重视搅拌站统计工作，这种比较粗放的管理不利于成本控制和质量控制。HZS60搅拌站的微机控制系统上自带有生产管理系统，对搅拌站的各种生产资料都有一个比较系统的统计，如配方管理、生产管理、监控管理、生产记录管理、单据管理等。特别是要强调每车生产的小票必须打印和月底的统计报表应该如实上报，其好处是：a )便于分析和控制材料成本当月混凝土生产小票上的混凝土方量和配合比结合起来与当月盘存所实际消耗的材料的差值就是非生产性消耗，非生产性消耗越小，则生产成本越小。搅拌站管理人员应结合当月所浇注的实际砼

26、方量与搅拌站统计方量和盘存材料，评价搅拌站材料成本，及时分析各个环节的非常损耗，发现问题后及时解决b） 便于控制桥梁施工的质量混凝土是一个由混凝土搅拌站生产混凝土，然后经罐车运输，再到结构物上浇注的动态过程，生产小票上一式四联，上面有混凝土标号、生产时间、塌落度、浇注部位等各种生产要素，实验员、控制室操作员、搅拌车司机、现场施工技术员一人一联，实验员确认后方可出站，现场施工人员签字后方可浇注，层层把关混凝土质量，从而使桥梁施工的混凝土质量处于受控状态！ 2）原材料管理混凝土搅拌站中原材料管理应该重点放在对原材料厂家进行根源控制，定期到原材料生产厂家对原材料进行抽检，对抽检不合格的严禁入场。对运

27、输到拌合站的各种原材料，由实验室按照100%的比例自检，监理按照规定频率抽检，不合格的必须清退。三、搅拌站操作和维护保养管理搅拌站日常操作管理要点如下： 1、操作员要熟悉手动操作技能。在现在的搅拌站的控制系统中，采取的操作方式为以自动操作为主，在实际生产中，在发生故障时或碰到意外情况，操作员必须要迅速切换到手动状态，解除故障后再转到手动控制状态。 2、投料顺序与搅拌时间。投料顺序与搅拌时间直接关系到混凝土是否能搅拌均匀。一般的投料顺序为：骨料和水（外加剂为水剂是外加剂先投入水中）先投入2到3秒后再投入粉料，这样有利于各种骨料和粉料和水的充分接触，减少搅拌时间，缩短工作循环时间。施工中混凝土的搅

28、拌时间是一个很重要的参数，需要引起足够的重视。在桥梁施工中最常见的混凝土是下部结构的C30和预制梁的C40或C50混凝土，实践证明， C30混凝土的搅拌时间不应小于25秒（最后一种物料投放完毕后开始计时），C40和C50混凝土则不应小于45秒，根据实际情况由混凝土的和易性来决定搅拌时间。在施工中，有时混凝土的运距较远，有一种误解认为搅拌时间不用那么长，由混凝土搅拌车来完成混凝土的搅拌，这种看法是不正确的。搅拌车的搅拌筒转速慢（25r/min），其搅拌机理和搅拌站的双卧轴或立式搅拌不同，搅拌筒是缓慢整体旋转，并不能使混凝土完全搅拌均匀，只能提高混凝土出料的均匀性，减少混凝土的初凝时间。在桥梁施工

29、中特别是加了减水剂的混凝土，如果搅拌不充分，容易造成混凝土的和易性差，造成生料，严重影响桥梁结构物的正常施工。3混凝土塌落度的控制塌落度是混凝土生产的一个重要质量指标，影响混凝土的塌落度的确定和不确定因素有很多，其中最为主要的有三点：即搅拌时所加水量、骨料的含水率与水泥湿度的饱和性。桥梁混凝土各种混凝土的塌落度差别很大，如桩基C30的水下混凝土为180到220，而墩柱为120到140,以往的操作人员对塌落度的控制以往主要靠经验或是到搅拌缸的观察窗去观察来进行校正用水量的操作，这些方法不是很可靠或者影响了工作效率。根据实践证明，在桥梁施工中，除了实验人员要根据原材料实际状况（含水率、级配等）进行

30、合适的配比设计外，以下两种措施在HZS60搅拌站对塌落度的实时监控较为可行，从而为校正用水量和提高混凝土质量提供依据。（1）根据搅拌主机的电流情况对混凝土塌落度进行监控这种监控的原理是搅拌缸主电机的电流随负荷的变化而变化，一般来讲塌落度小的混凝土在搅拌时搅拌缸主电机的负荷大，电流值也较大，塌落度大的混凝土在搅拌时搅拌缸主电机电流值较小。操作者可根据主电机的空转电流和混凝土搅拌一段时间后电流趋于稳定后的差值对混凝土的塌落度有个基本判断。例如在笔者工作的的一个项目上桥梁的水下C30混凝土（180到220的塌落度）基本上差值就在4个电流差值左右。如果电流差值和正常电流差值差异很大，就要根据实际情况进行校正用水量的操作。操作者特别要主要两种情况：一是电流差值很小或是零。这种情况混凝土大多数已经离析，很清，严禁用于桥梁施工。还有一种情况是电流突变超过主电机的接触器的保护电流后主电机会自动跳闸，这种情况除了电气故障外，最大的可能性是由于搅拌缸同时放了两盘料造成电机负荷突然增大而引起闷机。需要指出的是，这种看电流差值的方法需要操作者注意观察区别一些情况。影响主机电流差值的因素很多，如搅拌叶片的磨损或者搅拌缸上已经凝结的混凝土过多都会影响到电流差值对混凝土塌落度的判断！还有在搅拌过程中，叶片碰到大石块