第五节 搅拌站各系统工作流程的实施与控制
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工作流程 |
流程实施 |
流程控制T=72S |
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代号 |
内 容 |
Tn（s） |
执行装置 |
技术条件 |
Tn（s） |
时序
条件 |
开始连锁约束条件 |
结束发出连锁信号 |
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1 |
骨料（累积）计量 |
≤24 |
储料斗底门 |
t1=∑G/s1Qg |
=29 |
T1+T2=T |
↘ |
↗ |
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2 |
骨料放料输出 |
≤30 |
水平皮带机 |
t2=∑G/Qs |
=43 |
↗ |
↘ |
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3 |
料头输送提升 |
=16 |
倾斜皮带机 |
t3=lu/u+L/V |
=27 |
T1+T3=T5 |
↗ |
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4 |
批次骨料提升 |
≤20 |
中途暂存斗 |
t4=∑G/s4Qg |
=25 |
T3+T4＜T |
T10 |
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5 |
粉料（累积）计量 |
≤48 |
螺旋输送机 |
t5=∑G/QL |
=55 |
T5+T6=T |
↘ |
↗ |
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6 |
粉料投放 |
≤12 |
粉料称蝶阀 |
t6=∑G/Qd |
=17 |
T10↗ |
↘ |
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7 |
液料（累积）计量 |
≤35 |
泵阀 |
t7=∑W/QB |
=50 |
T7+T8=T |
↘ |
↗ |
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8 |
液料投放 |
≤17 |
泵阀 |
t8=∑W/Qf |
=22 |
T10↗ |
↘ |
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9 |
混合搅拌 |
﹡57
（t0=35） |
搅拌机 |
GB/T9142 |
=57 |
T9+T10=T |
T4T6T8 |
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10 |
混凝土卸料 |
≤15 |
卸料门 |
GB/T9142 |
=15 |
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行程开关 |
符号说明
≤表示tn由该流程执行装置的技术条件决定，为随机变化的值，但不应超过设定的值。
= 表示tn由该流程执行装置的技术条件决定，为一个确定的值。
还表示Tn为该流程执行装置的控制定时。
﹡表示t9为t4t6t8复盖的时间段与搅拌时间之和，通过调整T9可以调节搅拌时间t0
流程实施执行装置的技术条件参见有关章节的介绍。
第六节 搅拌站的工作循环周期
搅拌站工作流程时序表用量化的时间概念直观地反映了各系统流程串行衔接时的时序和并行交叉重叠构成的工作周期。
分析自动循环工作的条件，从串行衔接关系看T1+T2=T，T3+T4＜T，T5+T6=T，T7+T8=T，T9+T10=T，而且tn≤Tn时，各系统就能按设定的T循环工作，从并行交叉关系看，T1+T3=T5，T7=T5+T6-T8时，骨料、粉料、液料就能同时投料。其中：时序表中T3为骨料直投状态，T3=t3=l0/v+L/V+∑G/Qs，对于骨料中途斗暂存投料状态，可设t3＜T3＜t3+t4，这时除第一批次的粉料，液料投料时间推延之外，工作周期依然照常。
分析工作循环周期的设计条件，首先，控制系统设定的T应符合搅拌机技术性能和搅拌站技术条件的规定，同时，机械设计的流程执行装置的技术规格应满足tn≤T的条件。关于强制式搅拌机的技术性能，GB/T9142规定：搅拌时间t0≤35～45s，小规格机型取较低值，大规格机型取较高值，卸料时间t10≤15s，投水时间t7≤t0/2，三者合计为67.5～82.5s。要求工作周期T≤72～90s。GB/T10172规定t0≤35～45s，并能按搅拌不同标号、不同坍落度的混凝土随时进行调节，由搅拌时间的定时器控制，而搅拌站的程序仍有节奏的配合。搅拌站在标准工状下的工作循环周期T按合格品、一等品、优等品分别规定为≤80S，≤72S，≤65.5S。关于各系统配料流程的实施用时，有关章节已有专题介绍不再赘述。
综合各项因素，工作循环周期以T=72S为宜，可设T9=57S，T10=15S，这时，若投料时间不超过22S，搅拌时间可达35S。若设T=60S，为满足tn≤Tn，各流程执行装置的规格选型则要相应增大，而且搅拌时间t0将相应减小。
第七节 搅拌站工作运行的逻辑程序
搅拌站工作流程时序表形象地描述了成套设备各系统工作的逻辑程序。
从各系统本身的串行衔接程序看，首先，流程执行装置完成工作内容的实施用时tn可以是一个随机变化的值，如计量供料的↗和计量后放料的↘，也有基本不变的值，如t3=l0/v+L/V，t4=∑G/Qs，但都不能超过该流程的控制定时，即tn≤Tn，其差值为控制等待时间，也就是说，串行衔接流程的开始时间，不是在前一流程的工作完成时间后立即起动，而是由前一流程的控制定时指令起动；其次，T1+T2=T，T5+T6=T，T7+T8=T，T9+T10=T，而T3+T4﹤T，也就是说，串行衔接的各流程应该按流一的工作循环周期运行。
从各系统相互交叉或重叠程序看，各流程的控制定时的时序应符合T1+T3=T5，T5+T6-T8=T7，也就是说，骨料、粉料、液料的投料流程必须同步开始，（时序表图示为同时开始，也可以稍有先后）。
从控制程序的约束条件看，电子称量配料仪的计量到位和计量回零信号分别是供料流程和放料流程结束的约束条件，也就是说，↗和↘分别是相关流程Tn的连锁信号，先后到位后才能会下一流程运行。而且T3、T5、T7、T10为相互连锁的约束条件，只有共同到位时（包括其连锁信号），才能指令相关的投料流程，以实现同步投料并防止两次投料。还可增设搅拌机卸料门开启和关闭到位的行程开关作为T10计时开始和结束的连锁信号，增加投料流程起动的约束条件，避免产生两次投料的严重后果。
通过对搅拌站工作运行时逻辑程序分析的同时，也揭示了控制系统在监视工作运行状态时对故障予以报警的工作机理。也就是搅拌站工作运行中，当某一流程的实施用时，如粉料计量用时设定为t5=48S，而运行到48S时电子称量配料仪尚未发出计量到位信号，或者是某一流程的控制定时已到位，但设定的约束条件没有到位，如T5计时结束，粉料秤配料仪也发出计量到位信号，但是搅拌机卸料门关门行程开关发出关闭到位的连锁信号，诸如此类不符合设定的逻辑程序的情况均可视为故障，控制系统除了按设定的逻辑程序指令运行或者等待到符合条件再指令运行外，同时发出相应的声、光警示或指令软件程序在显示屏设定位置打出故障现象、原因、处理方式等内容的字幕。
第八节 骨料直投式搅拌站工作运行逻辑程序
骨料直投与上述的中途斗暂存投料相比，骨料流程的工作运行特点和逻辑程序有些不同。首先是投料时间不同，直投形式t4=t2=∑G/Qs，如设t4=20S，则皮带机的输送能力应符合Qmax≥360E（t/h）。中途斗形式t4=∑G/S4·Qg，取决于中途斗底门开口截面面积。与骨料输送流量没有直接关系，如设t4=20S，而t2=30S，则Qmax≥240 E（t/h）。可见中途斗形式对皮带机输送能力的要求比较宽容。其次是实现同步投料的控制时序不同，同样的T1+T3=T5，对直投式来说流程3运行到t3= l0/u+L/V时，就随即投料了，再过t4=∑G/Qs批次骨料随即投料结束了。因此控制定时T3=t3-2秒为宜，而T4无需设定。对中途斗形式来说，则需符合T＞T3+T4＞t3+t2，T4＞t4，一般T3＞t3。为满足T1+T3=T5，直投式的T1相应增加，也就是t1可以加大，对骨料计量的时间要求比较宽容，而t2=t4相应减小不会影响T1+T2=T的条件。
第九节 搅拌站工作循环周期
依据搅拌站各系统工作流程时序的设计原则，按照成套设备配置形式和计量方式列行绘制的搅拌站工作循环周期表是综合产品机械设计和控制程序的一个重要技术文件。
1．骨料累积计量三斗配料机，倾斜皮带机直投，水泥和粉煤灰累积计量，水与添加剂独立计量，设计周期72秒的搅拌站工作循环周期表；参见附表一。
2．按照“客运专线高性能砼暂行规定”的搅拌工艺要求编制的搅拌站工作循环周期表；参见附表二。
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