0引言

稳定土厂拌设备是路面机械的主要机种之一，是专用于搅拌各种以水硬性材料为结合剂的稳定混合料的搅拌机组。广泛用于高等级公路和城市道路的基层、底基层施工。

水泥计量精度的高低对稳定土厂拌设备计量精度和成品料质量的稳定有决定性的影响。从经济性上看每吨成品料中所含水泥只有5%左右，但其价值却高于其他95%骨料价值总和。因此水泥供给系统的好坏是评价稳定土厂拌设备性能优劣的关键所在。减量秤称重系统在稳定土厂拌设备水泥供给系统中有着较广泛的应用。在实际的使用过程中很多设备动态计量不够稳定，影响拌和质量。本文通过对减量秤称重的工作原理进行介绍，分析其控制特点，找出其工作不稳定的根本原因。

1减量秤称重的工作原理

减量秤称重是指通过检测出料仓重量的减少速率来计算出料仓瞬时流量的计量方法。出料仓上安装称重传感器，在生产过程中称重传感器通过检测料仓重量的减少速率把信号传给控制器，由控制器来计算料仓瞬时的出料流量，再和预先标定好的设定值进行比较，发出控制信号给变频器转而控制料仓下面出料螺旋（叶轮）电机的转速来调整粉料输出量，直到与设定值相符并稳定运行。当料仓里的粉料到下限位时控制器发出加料命令给储料仓下的上料电机，料仓补充物料直到粉料到上限位为止。

2控制特点分析

减量称重系统从结构上看，自身出料仓的容积有限，在生产过程中出料仓在工作一段时间后有一个补充物料的过程，在补充物料过程中出料仓上的称重传感器不能检测料仓重量的减少速率，因此系统在加料过程中把出料螺旋（叶轮）的电机转速锁定在加料前那一时刻变频器控制电机的转速上。此时减量秤称重系统是出料电机恒速出料，减量秤称重系统实际上是个容积式加料系统。容积式加料系统加料稳定的条件是所出物料的密度不变，这就要求料仓底部物料的压力不能有变化。然而补充物料过程是把物料从料仓下限位加到料仓上限位的过程，随着料仓中的水泥不断增加，出料口物料的压力也是增大的，从而改变了物料的密度。因此在出料电机转速在料仓中物料最少时锁定的情况下，加料过程中系统的实际出料量会不断增加。停止加料后，称重传感器重新检测料仓重量的减少速率，控制器重新调整出料电机转速直到出料量重新稳定在控制范围之内。从上面的分析可以看出减量秤控制是一个调整→稳定→加料→调整→稳定的循环过程。

3影响系统工作稳定性的主要因素

从控制特点分析可以看出，减量秤称重系统的出料过程本身就是一个波动过程。在整个控制过程中补充物料过程会导致系统出料波动。如果系统本身出现问题那么出料波动范围就会超出控制范围从而造成动态计量不够稳定。因此影响减量秤称重系统出料稳定性的主要因素是出料仓补充物料的时间占整个出料仓物料输出总时间的百分比。

出料仓补充物料的时间占整个出料仓物料输出总时间的百分比越小，则在一个控制循环中加料和调整的时间就越少，稳定出料的时间就越多，有利于整体出料的稳定。文献3建议补充物料时间控制在整个计量仓的物料输出总时间的10%以内。要达到这个目标，出料仓的容积、补充物料给料机的上料能力都要根据稳定土厂拌设备的产量进行合理设计和匹配。

3.1料仓的匹配

料仓的匹配包括形状的设计和容积的确定。料仓的形状主要取决于是否能够顺畅地给出料螺旋（叶轮）供料，合理的形状会使料仓里的物料不易“起拱”并能充分保证供料顺畅。料仓容积过大则存在3个缺点：一是占用空间过大不易安装；二是补充物料给料机的上料系统不好匹配；三是上料过程中出料口物料密度变化过大，出料波动容易超出控制范围，不利于出料的稳定。料仓容积过小则补充物料后控制系统重新调整稳定的时间过短，也不利于出料的稳定。根据实践经验建议上料时间在5～10s左右，一个循环控制在50～100s左右。以当前公路建设常用的生产能力在500t/h的稳定土拌和站为例，当水泥用量在5%时，要求料仓出料速度为6.94kg/s，料仓容积应选择在347～694kg左右。

4结语

料仓设计不合理、补充物料能力达不到要求导致出料仓补充物料的时间占整个出料仓物料输出总时间的百分比过大是当前稳定土拌和站采用减量称重粉料系统工作不稳定的主要原因。减量秤称重系统控制出料过程本身就是一个波动的过程。根据其控制原理对其相应的参数合理匹配能够较好地解决这个问题，显著提高物料的拌和质量和拌和站整体的经济效益。

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