新型智能料位檢測(cè)系統(tǒng)在商品混凝土攪拌站的應(yīng)用

商品混凝土亦稱預(yù)拌混凝土或商品砼，實(shí)質(zhì)上是把混凝土這種主要建筑材料從備料、配料、拌制到運(yùn)輸?shù)纫幌盗猩a(chǎn)環(huán)節(jié)從傳統(tǒng)的施工系統(tǒng)中分離出來(lái)，成為一個(gè)獨(dú)立經(jīng)濟(jì)核算的加工企業(yè)——預(yù)拌混凝土攪拌站或混凝土公司。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的時(shí)代背景下，商品混凝土攪拌站成為了房屋建筑、造橋修路等工程項(xiàng)目中提供基礎(chǔ)混凝土原材料的關(guān)鍵場(chǎng)所。

在商品混凝土原材料管理工作中，水泥、粉煤灰、礦粉等粉體物料的備料存料是通過(guò)粉體罐車（散裝水泥運(yùn)輸車）的出料管接入商品混凝土攪拌站粉體罐的進(jìn)料管中進(jìn)行送料的，一般是利用車輛的柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)車載擺動(dòng)式空壓機(jī)，產(chǎn)生的壓縮空氣進(jìn)入氣室內(nèi)，使罐內(nèi)粉狀物料產(chǎn)生流態(tài)化現(xiàn)象。當(dāng)壓力達(dá)到目標(biāo)值時(shí)，打開(kāi)出料蝶閥，實(shí)現(xiàn)向粉體罐輸送水泥、粉煤灰、礦粉等粉體料的過(guò)程。

粉體罐一般由筒倉(cāng)罐體、罐頂收塵器、壓力安全閥（防爆閥）、阻旋式料位指示器、檢修爬梯、進(jìn)料管、助流氣墊、手動(dòng)蝶閥和支腿構(gòu)成。為了探測(cè)粉料罐內(nèi)粉料的儲(chǔ)存量，常在筒倉(cāng)罐體內(nèi)設(shè)置有料位計(jì)及聲光指示器。常采用阻旋式料位指示器，設(shè)高低兩個(gè)料位指示。高位聲光報(bào)警，表示粉料罐中的物料已快裝滿，物料到達(dá)高料位，應(yīng)停止向罐內(nèi)輸送物料。低位聲光報(bào)警，表示粉體罐內(nèi)的物料已經(jīng)快用完，物料降到低料位，應(yīng)及時(shí)向罐內(nèi)輸送物料。送料、止料均是通過(guò)粉體罐車司機(jī)人工操作，并在很大程度上受商品混凝土攪拌站的實(shí)際管理水平、機(jī)電技術(shù)人員力量以及粉體罐車（散裝水泥運(yùn)輸車）司機(jī)的責(zé)任心等各種因素影響，粉體罐安全閥被打爆、嚴(yán)重冒灰的事屢見(jiàn)不鮮；有的甚至將筒倉(cāng)倉(cāng)頂或倉(cāng)頂除塵器打爆，造成設(shè)備設(shè)施損毀及危及人員生命安全的事故。

1 新型智能料位檢測(cè)系統(tǒng)簡(jiǎn)介

鑒于傳統(tǒng)的粉料打灰系統(tǒng)可能出現(xiàn)種種的環(huán)境問(wèn)題和安全隱患，我們特對(duì)原來(lái)安裝有阻旋式料位指示器的粉體罐進(jìn)行了升級(jí)改造，重新安裝了兩套新型智能料位檢測(cè)系統(tǒng)予以代替，使用效果良好，可以很好地解決粉體罐被打冒、打爆的問(wèn)題，為商品混凝土攪拌站創(chuàng)造更安全、環(huán)保的工作環(huán)境。

該系統(tǒng)是由貼片式料位計(jì)、安全上料顯示終端、粉料電子門禁鎖、智能電子物料顯示牌、粉料余量監(jiān)控（箱）系統(tǒng)（觸摸屏終端）、進(jìn)料管電磁閥、手機(jī) APP、PC 采集軟件以及智能電視終端顯示系統(tǒng)組成。它能夠?qū)崟r(shí)顯示粉倉(cāng)物料重量等數(shù)據(jù)，并能保證粉倉(cāng)進(jìn)料正確，避免注料過(guò)程中發(fā)生打滿爆倉(cāng)爆罐的現(xiàn)象，還能減少粉塵污染。

1.1 新型智能料位檢測(cè)系統(tǒng)架構(gòu)

檢測(cè)系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。

1.2 新型智能料位檢測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成

1.2.1 貼片式稱重料位傳感器

貼片式稱重傳感器的工作原理是測(cè)量容器支撐件的應(yīng)力變化，進(jìn)而產(chǎn)生與物料重量成正比的電壓變化，亦即測(cè)量物料變化給容器支撐結(jié)構(gòu)的形變，因此不受掛料、堆積角、結(jié)拱等影響。標(biāo)準(zhǔn)化軸向應(yīng)變靈敏度可在廣泛的溫度范圍提供主動(dòng)溫度補(bǔ)償，是新一代帶主動(dòng)溫度補(bǔ)償?shù)馁N片式稱重傳感器，廣泛應(yīng)用于料倉(cāng)稱重，源自于常見(jiàn)的螺栓固定應(yīng)變式技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)獨(dú)特、靈敏度高、熱穩(wěn)定性好，可在容器使用期間進(jìn)行快速簡(jiǎn)單地安裝，可直接固定于容器的支撐結(jié)構(gòu)上。無(wú)論對(duì)需要稱重或需要指示料位的容器、罐體使用 H 型支腳、剪切梁交叉支架還是支撐裙筒，貼片式稱重傳感器都有良好的通用性，與其他需要調(diào)整或提升容器的傳統(tǒng)稱重傳感器相比，貼片式稱重傳感器無(wú)疑是一個(gè)高性價(jià)比的稱重儀器。

該產(chǎn)品克服了傳統(tǒng)料位傳感器安裝維護(hù)困難（登高作業(yè)）、測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確、測(cè)量結(jié)果易受干擾（如雷達(dá)超聲波料位計(jì)容易受掛壁、架橋、揚(yáng)塵干擾，重錘式料位計(jì)雖然一般不會(huì)受溫度、粉塵、震動(dòng)等干擾，但也有機(jī)械系統(tǒng)維護(hù)量較大、繩斷、亂繩，容易被料埋錘等）等缺點(diǎn)，具有安裝維護(hù)簡(jiǎn)便、測(cè)量準(zhǔn)確、使用安全性高、安裝過(guò)程中不需要停產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是目前測(cè)量粉料倉(cāng)料位的首選傳感器解決方案。

1.2.2 物聯(lián)網(wǎng)信號(hào)采集終端

（1）通過(guò)采集貼片式稱重料位傳感器的料位信號(hào)，自帶多色指示小燈可以顯示每路料倉(cāng)的料位或重量百分比，方便直觀。

（2）采用 2.4G無(wú)線通信技術(shù)，將傳感器料位信號(hào)傳送給智慧料倉(cāng)管理顯示終端，料位信息可通過(guò)觸摸屏、生產(chǎn)監(jiān)控電腦、磅房監(jiān)控系統(tǒng)、ERP（BGM 企業(yè)綜合管理系統(tǒng)）等終端顯示。而2.4G是一種新興的近距離、低復(fù)雜度、低功耗、低數(shù)據(jù)速率、低成本的雙向無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以嵌入各種設(shè)備中，同時(shí)支持地理定位功能，適合于自動(dòng)控制和遠(yuǎn)程控制，在眾多領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。

1.2.3 分線管理系統(tǒng)終端（粉料余料檢測(cè)箱）

（1）支持以太網(wǎng)和串口通訊，可與多個(gè)料位采集終端通信。

（2）對(duì)檢測(cè)到的進(jìn)料信號(hào)做了濾波處理，能夠有效屏蔽掉無(wú)效信號(hào)。

（3）觸摸屏可實(shí)時(shí)顯示每路料倉(cāng)的稱重?cái)?shù)值，料位百分比（柱狀圖方式形象直觀），同時(shí)可設(shè)置料倉(cāng)的基本信息。

1.3 新型智能料位檢測(cè)系統(tǒng)功能綜述

（1）采用 2.4G無(wú)線通信技術(shù)，將料位情況通過(guò)采集終端——觸摸屏實(shí)時(shí)顯示，畫面形象具體，可直觀地利用柱狀圖顯示當(dāng)前料位。

（2）利用以太網(wǎng)通訊，料位信息還可以通過(guò)生產(chǎn)監(jiān)控電腦實(shí)時(shí)顯示，方便操作員在混凝土生產(chǎn)過(guò)程中實(shí)時(shí)查看料倉(cāng)料位情況。

（3）系統(tǒng)可通過(guò)生產(chǎn)監(jiān)控電腦實(shí)時(shí)了解料位信息，也可設(shè)計(jì)高低料位報(bào)警提示及聯(lián)鎖關(guān)閉進(jìn)料管電磁安全閥功能，聲光報(bào)警提示、防止粉料斷料或粉體罐冒頂爆倉(cāng)情況。

（4）開(kāi)放的接口協(xié)議，料位信息可與 ERP（MIS 企業(yè)綜合管理系統(tǒng)）聯(lián)網(wǎng)，即支持?jǐn)嚢枵?ERP 系統(tǒng)訪問(wèn)，進(jìn)行料位實(shí)時(shí)監(jiān)控、磅房管理，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)料位信息共享，減少磅房人員人為出錯(cuò)及作弊的可能，也允許管理人員在 ERP 系統(tǒng)內(nèi)，任何位置查看料位數(shù)據(jù)，對(duì)采購(gòu)人員提供決策依據(jù)，也可通過(guò) ERP 系統(tǒng)對(duì)比每個(gè)倉(cāng)的原料消耗曲線數(shù)據(jù)、進(jìn)料數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)庫(kù)存，系統(tǒng)可監(jiān)控混凝土生產(chǎn)原料是否使用錯(cuò)誤，及時(shí)提醒預(yù)警信息，防止質(zhì)量事故發(fā)生。

（5）系統(tǒng)采用以太網(wǎng)通信，可將每個(gè)倉(cāng)的重量信號(hào)傳送到攪拌站控制系統(tǒng)監(jiān)控軟件上，便于操作人員查看，也可以通過(guò)手機(jī) APP 查看實(shí)時(shí)料位信息，方便快捷。

2 結(jié)果與討論

（1）本公司新型智能料位檢測(cè)系統(tǒng)的改造升級(jí)采取了循序漸進(jìn)的步驟，先在一個(gè)雙生產(chǎn)線攪拌站試用，論證設(shè)計(jì)安裝調(diào)試，前后耗時(shí)約一個(gè)星期，改造后效果良好，徹底解決了粉體罐易被打冒、打爆的問(wèn)題。

（2）料罐料位顯示直觀，徹底改變了每月盤庫(kù)需要人工機(jī)械敲罐的落后做法，杜絕了粉體罐每月至少被一次人為的機(jī)械敲罐外力損傷或破壞，延長(zhǎng)了罐體外刷油漆以及粉體罐的壽命，降低了粉體罐定期刷漆防腐的維護(hù)成本。

當(dāng)前自動(dòng)化、信息化已廣泛應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面，信息化進(jìn)程和工業(yè)化進(jìn)程不再相互獨(dú)立進(jìn)行，將在技術(shù)、產(chǎn)品、產(chǎn)業(yè)、管理和業(yè)務(wù)等許多層面進(jìn)行融合。但“兩化”融合仍任重道遠(yuǎn)，廣大企業(yè)應(yīng)需要不斷摸索改進(jìn)，以適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。還應(yīng)與時(shí)俱進(jìn)，開(kāi)拓創(chuàng)新，結(jié)合自身實(shí)際情況，重視“兩化”融合，重視新技術(shù)、新設(shè)備、新材料和新工藝的推廣與應(yīng)用，以信息化為支撐，帶動(dòng)工業(yè)化轉(zhuǎn)型升級(jí)，以工業(yè)化促進(jìn)信息化不斷完善改進(jìn)，追求可持續(xù)性科學(xué)發(fā)展模式。