张良材
（北京智砼科技发展有限公司 100041 ）
摘 要：预拌混凝土配料控制系统的动态计量精度，是影响混凝土质量的最重要的因素之一。通过精确计量配料，不仅可以提高企业混凝土质量的控制水平，也可以为技术部门提供优化配合比的数据支持从而降低成本。混凝土的计量超差也一直是很多企业悬而未解的老大难问题，限于篇幅本文仅研究实现骨料的精计量，粉料、水、外加剂的精确计量的实现另作文阐述。
关键词：混凝土；控制系统；精计量；
前言
混凝土国家标准要求的骨料计量精度是±2%，是要求计量精度最低的，但是很多搅拌站的骨料计量误差都超出这个标准。骨料超差直接影响到砂率、水胶比、和易性，超差大的时候对混凝土质量影响非常明显。
影响骨料精确计量常见的几个因素：
（1） 配料仓门机械变形动作不灵活；
（2） 气压不稳定，太高太低都会影响骨料计量精度；
（3） 配料仓漏料；
（4） 信号干扰；
（5） 软件算法不科学；
前四个因素都可以通过机械改造、人员培训等很容易实现，唯独第（5）条，因为软件设计者算法不同，实际生产中应用效果千差万别。
骨料计量的软件算法公式
G=g+δg
G ： 预期计量值
g ： 当前检测到的计量值
δg ： 落差修正值
从公式可以看出来，实际影响骨料计量的精度的就是落差修正值δg，δg控制得越小，预期计量值G就越精确。实际应用中很多系统的δg的范围大多在50-200公斤，甚至有更大的落差修正值，很明显，δg越大计量误差范围也越大。
1、软件算法的优化
为了提高计量速度和精度，现在每个骨料仓都有2个配料门。为了控制δg值，我们在软件设计时，把骨料计量过程分四段来实现：双开门计量；单开门计量；单开门点动粗计量（点动时间稍长）、单开门点动精计量。
我们设计了以下参数实现骨料的四段计量，通过脉冲点动将计算落差控制到了5公斤，骨料的绝对误差不会超过5公斤。
图1：四段控制参数
骨料计量控制PID图：
1.1通过单开门重量参数控制双开门计量，目标值-G≥800时一直打开1、2号仓门配料。
1.2当目标值-G≥450（精称重量），系统只开2号仓门配料，1号仓门关闭。合理地设置精称重量，可以实现单盘骨料用量只有几百公斤的精确计量。
1.3当目标值-G≥100时，系统每2500毫秒点开2号仓门一次，点开时间是500毫秒（一次脉冲时间）。这个过程相当于点动粗计量。每次点动下料大约60公斤。一次脉冲时间过长，可能会造成超差，太短则会延长配料时间降低生产效率。
1.4当目标值-G≥5（落差修正值）时，系统每2500毫秒点开2号仓门二次点开时间是400毫秒，每次点动下料大约是8公斤。二次点开时间越短，每次点开仓门的开度越小，落差修正值也越小，计量精度也越高，但是会延长计量时间，生产效率低；合理地设置单开门重量、精称重量、一次脉冲时间、二次脉冲时间既能提高计量精度，还不会降低生产效率。
2、机械的调整改造
2.1对气压的控制
通过实践，要实现上述精确计量参数，气压控制在4-5.5kg为宜。气压太低，精计量时点动打不开仓门；气压太高，每次点动仓门会打到全开，反而造成点动计量时的落差太大出现计量超差。
2.2对转动不灵活的仓门进行修整，确保每次点动开关顺畅。仓门转动不灵活也可以通过延长点开时间，加大落差修正值来弥补，但是超差概率则会增大几倍以上。
2.3对漏料的料仓进行修补。一般配料系统都有3-5S的稳称时间控制，如果料仓有漏料，即便软件设计再合理，在稳称期间也会造成计量超差。
3、系统参数的调试
一般来说，单开门重量设置成700-800kg、精称重量设置成400-500kg、一次脉冲时间设置成500-700毫秒、二次脉冲时间设置成400-500毫秒、落差设置成5-10kg就可以实现骨料的精确配料。不同的生产线可以根据具体情况进行微调。参数调整好原则上不用根据材料变化做大的调整。一般的操作人员通过几车混凝土的生产就可以掌握参数的调整。
4、干扰信号的处理
一般搅拌站现场都有对讲机、电焊机、变频器等强电磁感染信号，经常会对采用0-10V信号放大的计量系统产生严重干扰，影响混凝土的计量。我们在称重信号采集时对传感器的毫伏信号进行了4-20毫安信号转换，彻底杜绝了上述干扰。
5、人员的培训
系统实施后，一定要对操作员做好培训工作，让其充分了解每个参数的作用和意义，完全掌握并正确设置骨料配料参数是实现精确计量的关键。
6、 实际应用效果
本年初我们成功将北京班诺混凝土的4号机进行了精计量改造，改造后的系统运行安全、稳定，实现了每盘每种物料的计量都符合高铁和北京市建委的计量标准要求。
结语：
本文从软件算法、机械调整、人员培训等角度充分阐述了通过降低计量落差来实现骨料的精确计量，满足企业及各级监管部门对混凝土质量的控制要求。实际应用中，要彻底解决混凝土计量误差除了有科学的计算机算法，企业管理者的重视程度、企业管理人员的责任心、企业计量设备管理水平都会影响到混凝土的精确计量。
参考文献
[1] 中华人民共和国住房和城乡建设部，混凝土质量控制标准，2012