一、綜述：
自動控制系統作為大型瀝青混凝土攪拌設備產品的關鍵核心技術，其先導技術主要來自國外；國內專業自動控制技術公司和瀝青混合料攪拌設備廠家,在研發和試驗上也有較大投入，但由于關鍵配套元件依賴進口，加上思維方式和應用實踐驗證過程長，因此技術升級極其緩慢。國內企業要涉足高端產品市場或推進國際化戰略,就無法擺脫國際瀝青攪拌設備控制系統的影響。很多人所倡導的所謂“國際化配套”雖然可以一時滿足國內企業的生存性需求,但束縛和限制了其自身的研制與發展,因為隨著外資企業本土化戰略的推進實施,國內合資和外資企業的大舉涌入,而國內企業在技術、品牌等主要因素上卻處于劣勢地位。因此,鑒于我國瀝青攪拌設備市場的巨大潛力,國內的瀝青攪拌設備主機生產廠家應該和控制配套企業,尤其是有實力的專業院校聯合攻關,從而擁有自己的核心控制技術。
從近年來的中國市場來看,國內用戶更多的接受了德國、意大利和英國技術的瀝青攪拌設備,因此,國內高速公路的施工和養護工程中,經?？吹降氖沁@些國家公司的瀝青攪拌設備產品。目前國外瀝青攪拌設備智能控制技術的成功運用,使得瀝青攪拌設備的技術水平得到了進一步的提升。
另外,我國的瀝青攪拌設備主要用于高速公路的建設和維護,節能技術和機電一體化技術的應用已到了必須面對的時候。采用人機工程學設計,提高操作的智能化。國內企業應充分重視我們目前與國外同類產品存在的技術上的差距,一些看似無足輕重的問題,將成為能否在市場上進一步發展,甚至生存的決定性因素。
瀝青混合料攪拌設備是一種復雜的綜合配套設備，由于在野外作業，工作環境惡劣、氣溫變化幅度大、干擾源多等因素的影響，給該設備控制系統的設計增加了很大的難度。特別是用于高等級公路的設備，對瀝青、粒料、粉料和溫度的計量精度要求高，因此對該設備控制系統硬件和軟件設計相對要求也較高，必須綜合考慮上述因素，采取必要的設計措施，才能滿足高等級公路施工的要求。
瀝青混合料攪拌設備是一種綜合配套設備，獨立運轉部件多，工藝流程復雜。其控制系統的任務是將各部件按照預定的程序開機、運行及拌料、關機，在整機性能滿足要求的前提下，盡量簡化操作，提高整機的自動化控制水平。
★控制系統設計的原則：
(1)提高控制系統的可靠性，使系統可靠性指標達到國家標準要求，并爭取達到或接近國際先進水平。
(2)硬件部分應盡量采用優質的成熟產品或國外先進產品，在滿足各項性能指標的前提下，設法降低控制系統的制作成本。
(3)采用國際標準，貫徹執行現行的國家及企業標準，努力提高“三化”程度。
(4)計量控制精度：
按行業標準JT/T270-2002規定（標準工況）：
瀝青計量精度：±0.25％ （標準砝碼靜態計量）
粉料計量精度：±0.5％ （標準砝碼靜態計量）
骨料計量精度：±0.5％ （標準砝碼靜態計量）
瀝青計量精度：±2.0％ （物料動態計量）
粉料計量精度：±2.5％ （物料動態計量）
骨料計量精度：±2.5％ （物料動態計量）
(5)人機工程學：采用桌面型組合操控臺,設計簡潔，新穎美觀，操作方便.辦公化的風格給人以舒適，開闊的操作界面讓一切盡在掌控之中；
(6)操作的舒適性：控制室最大限度滿足使用者的操作效率和人性化設計；巨大的玻璃窗、取暖和空調設備等保證舒適的環境。
★控制系統設計的目標：
1．系統兼容設備原有控制模式，可實現手動、自動、電腦分別操作，方便用戶生產，同時順利完成產品銜接和便于今后設備改造。
2．硬件資源最新最優，軟件資源功能強大。支持多項新技術的應用，如觸摸屏、雙顯示、遠程診斷、冗余控制等。具有較高的性能價格比。
3．提供友好操作界面，具有較高控制精度。
★控制系統設計的可靠性：
1．穩定、可靠的冗余控制系統
2．采用工業電腦+人機界面組合成雙操作系統.
3．全電腦操控穩定、可靠，動態顯示攪拌站（樓）各部件運行情況，同時可以大量存儲攪拌站的各種數據，并按要求打印各類報表資料
4．人機界面全自動控制，所見既所用，觸摸操作，上手迅速，控制方便可靠。
★控制系統設計的先進性：
電腦系統軟件具有較高的穩定性、可靠性, 具有快速的通訊性能,能準確控制每個生產工藝細節,滿足連續生產的要求, 高速的畫面更新能使畫面更流暢、更美觀;同時軟件具有強大的數據庫連接,數據處理、配方功能,報表功能。能準確記錄生產數據,并以各種方式進行打印.
★控制系統設計的擴展功能：
1．強大的遠程通訊監控功能
2．支持手機短信功能,可通過手機及時了解生產狀況
3．支持GRPS/CDMA/電話撥號通訊可及時監控現場狀況及生產數據
4．可提供視頻采集設備,支持CDMA和局域網傳輸,通過視頻服務器和監控站能看到現場圖象.。
二、 瀝青混合料攪拌設備控制技術及方案
1、強電控制
(1)低壓電器：低壓電器均選用國外原裝進口低壓電器，并原廠采購。主要供應商有西門子、金鐘、歐姆龍、松下、三菱、托利多等，高品質的低壓電器為提供高品質的性能提供了可靠的保證;箱體采用組合聯體型控制柜，先進的工藝設計，合理的布置組合為電氣元件經久耐用，性能穩定持續可靠提供保證。
(2)變頻調速控制：冷骨料用變頻器調速，可實現無級、連續穩定給料，與熱料倉所需相對穩定的料位保持一致。
(3)大功率電機合理的降壓啟動方式：對于大功率電機，根據其負載特性，確定合理的降壓啟動方式，如星－三角、自耦變壓器、軟啟動器等，以保護電機、電纜、變壓器。
(4)聯鎖與保護：各被控制電機根據其工作性質選擇保護整定值，關鍵部件要有二級以上保護；相互之間依據工藝流程實現聯鎖，防止物料的堆積或設備的破壞。
(5)接地與屏蔽：良好的接地與屏蔽是設備平穩安全運行的保障。
(6)避雷措施：配置避雷器，保護設備和人身的安全。
2、信號采集
(1)稱重信號：稱重系統采用世界上先進的控制裝置(美國METTLER TOLEDO公司的Panther（磐獅）稱重顯示儀表和傳感器)，穩定性好，計量精度高；模擬信號進入PLC進行控制和飛料計算、落差自動補償功能;且具備工作穩定性好和抗干擾能力強的特點。整個系統重心的精確設計、防磨措施的采用，和完全透氣的耐熱軟連接接口，使得計量的精度能夠在施工過程中始終得到保證。（石料累計計量精度≤±0.5%；粉料累計計量精度≤±0.5%；瀝青累計計量精度≤±0.35%）等；
(2)溫度信號：熱集料倉、瀝青、除塵器裝有溫度計，并有報警顯示、聲光報警和重要溫度記錄。其中干燥滾筒出口燃油時加裝快速響應的非接觸式紅外線測溫儀，此信號反饋給燃燒器控制器，自動調節風油比跟蹤設定的熱骨料溫度。布袋除塵器加溫度計，一方面顯示尾氣溫度指導操作員有效調節；一方面采集信號進行二級溫控保護（一級超溫自動打開混風閥，二級超高溫時強制停燃燒器）。
(3)料位信號：成品料倉、熱集料倉、新粉倉、回收粉倉、溢料倉、廢料倉均裝有料位計；顯示料位方便操作員了解各倉狀態，及時掌握并采取相應的措施進行調整，實現設備連續穩定運行。
(4)位置信號：對于粉料蝶閥開、關限，放石料開、關限，攪拌缸門開、關限，閥位開、關限，成品料倉各到位信號等；進行位置檢測和反饋，并參與程序控制，可確保各動作能相互聯鎖，準確可靠。
(5)負壓、差壓信號：測量滾筒負壓并及時調節引風風門使其穩定，為充分燃燒提供條件。檢測布袋除塵器進出口差壓可為反吹時間或間隔調節提供依據。
3、弱電控制
(1)計算機（控制+管理）：
組態軟件的控制設計：程序支持6種骨料、2種粉料、2種瀝青、1種添加劑的配置計量和不篩分計量；電腦控制冷倉調速；可實現電機分別啟停和自動順序啟動；實時監測砂倉、瀝青、溜槽、除塵器出入口溫度和拌鍋等重要電機電流及連續式料位計的料位變化情況；實時顯示的報警中包含配料超時超差、秤超重、空秤、外部故障、電機過載設備自動故障檢測、報警等功能。
組態軟件的管理設計：能顯示和打印名稱、數量參數和溫度參數的設定值和實際值，并能設定稱量誤差范圍，當超過規定值時發出報警信號；可儲存200種以上配方，并可方便更改配方。儲存和隨時打印所有數據，包括日期、時間、累計生產小時，累計材料消耗等內容以及平均小時生產率和日、周、月生產報表及對應材料消耗量.
(2)PLC：
可編程控制器是一種數字運算操作的電子系統，專為工業環境應用而設計的，它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算、順序控制、定時、計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程，可編程控制器及其有關外部設備，都按易于與工業控制系統聯成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。
可編程控制器是一臺專用的計算機，它是專為工業環境應用而設計制造的計算機。
三、 瀝青混合料攪拌設備的溫度控制
1．瀝青溫度的保障：導熱油系統及管道加熱循環提供保障。
2．干燥滾筒出料溫度及控制：熱骨料溫度是決定成品料溫的主要因素。自動控制的燃燒裝置能跟蹤所要求的設定的溫度并能在擾動時（火焰、料含水量）快速調整
3．熱料倉細料溫度：反映拌料時的熱骨料溫度；達不到所需溫度時寧可排掉。
4．成品料溫：攪拌缸出口加紅外線監視，或成品料倉保溫措施（電加熱、導熱油加熱、巖棉保溫等）。
瀝青混合料的出料溫度是影響施工質量的一個重要因素。溫度過低會影響混合料質量，產生拌和不均勻的“花料”現象，而且不利于攤鋪碾壓；而過高的溫度又會造成燃料等很大的浪費，嚴重時還會引起瀝青老化、結焦。因此必須嚴格控制混合料溫度，還要根據不同施工情況、天氣情況制定出合理的出料溫度。早晨溫度要稍高一些，尤其第一車由于攤鋪機溫度很低，故應高于正常拌和溫度20℃左右；中午可以適當降低5℃～10℃；風大的天氣也要適當提高一下料溫；粗粒式混合料溫度要比中粒式料溫高8℃～10℃才容易施工。根據實際情況，掌握砂石料的含水量變化調整油門開度，使料溫在正常溫度±5℃之間變化。雨季施工因原材料含水量太大要特別注意控制料溫，要告之裝載機操作手排除含水量過大的材料，避免濕料進入冷料倉。另外操作中發現溫度異?，F象，要及時排查原因，并將機械故障和拌和中的其它情況分別對待。
四、 瀝青混合料攪拌設備的油石比控制
1.骨料稱量精度控制
2.粉料稱量精度控制
3.瀝青稱量精度控制
4.其它（再生料、SMA）精度控制
5.油石比精度及自動跟蹤
油石比是瀝青混合料質量的一個重要指標。瀝青含量過少、過多都會降低瀝青混凝土強度，影響壓實度和穩定度，含量過多還會在礦料顆粒間形成自由瀝青而最終導致路面“泛油”。因此必須遵照試驗數據，制定出最佳油石比并在施工中嚴格控制使其誤差達到±0.3%以內。瀝青計量秤要經常用標準砝碼核對校驗并及時調整，尤其是瀝青計量斗、排放閥門的嚴密性要經常進行檢查，以防止瀝青內漏引起油石比偏大，造成浪費和降低拌和料質量。
另外，還要按照拌和工藝根據不同情況及時調整拌和參數。例如，在熱料倉滿料和缺料兩種情況下拌和參數是不大一樣的，此時的空中落料質量有很大的差別，滿倉時幾十公斤而空倉時只有幾公斤，這要在操作過程中及時調整。對機器的性能原理要熟知，只有了解透徹才能達到熟練應用以便提高出料質量。因此，選擇合理參數、穩定可靠且具有自動補償能力的控制系統是提高拌和質量的重要前提。
五、控制系統發展的市場要求：
瀝青混合料攪拌設備控制系統應高度人性化設計，滿足市場要求。由觸摸屏或鼠標完成各種操作，可實現全自動、半自動、手動控制；采用上微機監控和通訊控制方式，計算機彩色屏幕顯示，動態監控生產過程；具有控制與管理功能，可進行參數與多種配方設定、數據管理、故障診斷、遠程監控等功能；計量系統采用進口傳感器，全密封結構，傳感器精度等級0.02%，適合任何惡劣工況；控制系統能對飛料誤差進行自動補償。營造整潔、溫度適中、視野開闊、防塵防噪的操作空間，符合人機協調性；使工作舒適、方便、快捷。
