一、工程地理位置图(见附图)
二、工程概况
1、工程说明:
三福高速公路南平连接线地处闽东北丘陵,丘陵坡地残积台地和丘陵间谷地。路线始于南平坑甲,终点位于南平黄墩村小作公路。行政区属南平市管辖。起讫里程:K000+00~K000+000,属山岭区高速公路,主线设计行车速度80公里/小时。桥涵设计荷载:汽—超20,挂车—120,路基宽度24.5米,其中行车道宽(4×3.75)15米,中央分隔带1.5米,硬路肩(2×2.25)4.5米,路缘带(2×0.5×2)2米,路面横坡为2%,土路肩横坡为4%。合同段内主要的工程为:隧道1.5座,大桥—座,分离立交桥—座、车行天桥两座,涵洞10座,路基、防护、排水、路面及交通安全设施。
2、主要技术标准:
全线按高速公路双向四车道标准进行测设,其主要技术标准如下:
主线设计行车速度80公里/小时;
桥涵设计荷载:汽—超20,挂车—120;
路基宽度24.5米,其中行车道宽(4×3.75)15米,中央分隔带1.5米,硬路肩(2×2.25)4.5米,路缘带(2×0.5×2)2米,路面横坡为2%,土路肩横坡为4%。
桥面宽度:与路基同宽。
3、工程自然条件:
本路段线位地貌基本类型为丘陵低山间谷地,路轴线穿越的地貌单元有丘陵坡地,丘陵间冲洪积沟谷,山间残积谷地等。路轴线地形起伏较大,沿线丘陵连绵,一般丘陵浑圆,顶部标高一般为200~300米,局部超过400米,残积台地呈波状起伏,台顶标高一般为120~160米。
本路段地处亚热带海洋性季风气候,年平均气温19.2。C,年平均降雨量1634.9毫米,夏季高温多雨,夏秋之际多台风暴雨,冬季属大陆西北风,降雨量集中在5、6月,为丰雨季节,雨季为3~9月,旱季为10月~翌年2月。
本路段地质构造属新华夏系第二复式隆起及岭南东西向复杂构造带的复和部位的闽西北隆起带。基岩为元古代的变质岩和志留纪的侵入岩,路线基本未穿越大型断裂段,构造稳定,仅在局部处发现小型断裂及破碎带。
根据中国地震烈度区划图(1990)福建省区划分一览表可知,本路段场地地震基本烈度为Ⅵ度。
本路段沿线地下水类型主要为孔隙潜水和基岩裂隙水。其中孔隙潜水广泛分布于沿线的第四系堆积层中,主要有丘陵坡地中残坡积土层和河谷冲沟中的砂、砾卵石层,接受大气降水入渗补给,裂隙潜水存在于基岩节理裂隙或断层破碎带中,其补给来源为大气降水。
京福高速公路南平连接线沿线已具有以公路为主的,由公路、铁路、水运组成的交通运输网,并兼营客、货运业务。公路可直达路段工地。现有国道316线、205线,与高速公路大致平行,分布在高速公路两侧,县级和乡级公路与高速公路纵横交错。同时一些农村道路亦可通行。
钢筋、钢绞线、水泥、防水卷材等供应由南平市或福州购买,沿线砂石料比较丰富,南平市的砂溪沿线、建溪沿线均有砂料场,市禾村、东坑村、东边村均有石料场。经业主取样试验,各项指标均能满足要求,可作为本合同段的取料场。
本合同段施工用水主要水源为各小溪河沟和水塘的水以及水渠的水,经业主水质化验,均符合工程用水的要求。
本段高速公路沿线均有电力供应,施工前向业主提出申请用电要求,由电力部门统一安装解决。
本段高速公路沿线市、区、乡镇均有国内国际电话服务,沿线可通移动电话。
本段高速公路沿线市、区、乡镇均有大中小型医院。
4、本合同段工程特点、重点、难点
(1)、施工场的狭窄:线路在低山、丘陵中穿越。(2)、土石方填挖不均衡:本合同段高填深挖较多,而且前半段填方数量较大,挖方数量小,而后半段挖方数量大,填方数量小,弃方数量大。…(3)、地质条件差:本合同段地表覆盖层有砂质粘性土、粘性土和亚粘土等,给隧道、路基雨季施工造成不利影响。
本合同段施工重点:(1)、XXX洋隧道地质条件差,设计埋深浅,开挖难度大,是本合同段施工的重点。(2)、VV施工长度大,且两次通过断层破碎带。工期较紧,也是本合同段重点工程。
本合同段施工难点:XX头洋隧道(双连拱隧道)的地质条件差、埋深浅、开挖跨度大,是本标段施工的难点。
三、组织机构及人员的配置
为按期、优质完成XXX标段工程施工任务,我集团公司组建了中铁局集团京福高速公路南平连接线XXX标项目经理部。项目部设项目经理1人,项目副经理2人,项目总工程师1人,内设四部一室,即工程管理部(8人),安全质量部(4人),物资设备部(3人),计划财务部(3人)及综合办公室(4人),共26人,该项目经理部是我集团公司的派出机构,代表我集团公司负责对内组织、协调、指挥生产,对外配合业主、监理及地方有关部门工作,确保合同履行。除项目管理人员、技术人员外,安排如下:
隧道施工一队:200人负责VV施工
隧道施工二队:200人负责XXX洋隧道施工
桥梁施工一队:200人负责小作大桥施工
桥梁施工二队:100人负责分离立交桥、两座车行天桥施工
路基施工队:500人负责整个标段内路基、涵洞、防护、排水及路面等工程。
四、计划完成情况
本标段计划总工期为24个月,实际因变更等影响,共施工34个月,按合同要求完成了施工任务。在施工过程中我们认真编写施工组织设计,合理安排各工序的衔接,采取“计划——实施——检查——调整”动态的办法控制计划的实施,具体的采取了以下措施:
1、项目进场后,对现场进行了详细的调查研究,编制了切实可行的施工组织设计。
2、在施工过程根据情况变化,不断改进、优化施工组织方案,使之更趋于完善合理,同时根据当地可能出现的水文变化情况,有预见性地调整施工方案,使工程能够有序不断进行。
3、建立高效的指挥系统,及时掌握和准确处理施工中的各种问题,对重大关键问题要超前研究,制定措施,及时调整工序和调动人、财、物、机,保证工程的连续均衡性。
4、强化施工管理,实行短期网络计划管理。
对劳动力实行动态管理,优化组合,使之专业化、规范化。严格落实责任承包制,确定分岗责任制,使责任和收益挂钩,做到多劳多得,充分调动单位、个人的积极性和创造性。编制分阶段和月度网络计划,确定阶段施工重点,严格按网络计划组织施工,加强和搞好材料供应和贮备,保证施工用料。
5、采用先进的施工技术,提高施工速度。
五、工程管理:
1、技术管理:
(1)、实事求是、科学的做好试验工作
配备了具有多年实验经验的试验工程师,配置了先进的试验机械,完成了临时资质的申请。建立健全工地试验室各种制度,并上墙标示,专业人员操作熟练,能够按照各种制度及规范完成各种检测,数据准确可靠。所有的原材料凡进场的都会同监理工程师检查认可。
编制试验检测大纲、月计划,各种检测频率达到规范及设计要求。
(2)、对施工图进行了认真的审核,熟悉图纸,且对各个细部进行数量计算,做到现场进行的核对,及时填写设计文件审核单。
(3)、认真做好测量工作
测量工作严格按照我公司制定的《施工技术管理细则》要求执行,认真贯彻落实测量双控制,公司精测队、项目经理部测设的定位桩、控制桩、中桩、水准点等,工程队进行复测并上报测量成果;工程队测设的定位桩、经常置镜的中桩,经理部定期进行复测成果;工程队测设的中桩、边桩、护桩、临时水准点由不同的主测人复核或用不同的测设方法进行复核,未经双检的桩位、水准点不得投入使用。
2、物资、机械管理
由于工程材料费占工程总价的比重特别大,项目物质管理的好与坏直接影响到整个项目生产经营结果。我合同段在物质管理方面主要采取了几点做法。
第一、编制材料采购计划,各种施工材料严格按照材料计划进行采购调配。
第二、工程主要材料、特殊材料全部实行招标采购法,增加材料采购透明度。根据同等质量比单价、同等单价比服务以及低价中标原则确定材料供应商。该办法即保证了材料质量,又可降低工程成本。
第三、对非招标采购的零星材料,工程开工前,由经理部材料人员逐一调查各个购买点和购买单价,汇总列表并定期复查;对材料人员购料时,须经理部签字同意后方可购料,同时审核购料单价、数量。
第四、严把材料质量关,所有的原材料进场都必须由实验室会同监理工程师取样,对于不合格的材料坚决不予进场。
第五、建立施工机械台帐,掌握机械动态,根据施工生产需要合理调配使用,保证施工的顺利进行。
3、临时设施建设
全标段共建施工营地四处,分别为:VV的出口(桩号为RK16+200)左侧300米处;XXX羊隧道的出口100m(桩号为KQQ+120)处;KQQ+520处205国道右侧100m处。小作大桥的桥头80m(桩号为KQQ+780)处;共租地13992m2。施工完成后,彻底清理驻地及施工现场,做到了文明施工,文明撤点,没有给当地留下任何垃圾,防止了污染农田、河流。
施工便道共设两条,共长950m,占用土地2000m2;施工用电采用外接高压电为主,自发电备用的电力供应方案。
4、安全的管理
建立健全安全保证体系,把落实作为安全工作的重点。安全是施工生产顺利进行的前提,我部始终把安全工作做为重中之重来抓,在安全方面我们主要做了以下工作:
(1)、建立健全安全保证体系,安全管理形成了从项目经理、副经理、安质部、施工队齐抓共管,纵向到底,横向到边,职责明确层层落实的网络格局。以项目经理为安全生产第一责任人,对项目安全生产负全责,由项目副经理、总工程师主抓,安质部专门负责,相关人员协助指导监督,各专业施工队严格按照各项安全规章制度作业,安全工作始终处于受控状态。
(2)、加强爆破四大员、电工、电焊工、机械操作等主要特种工种的实际操作知识培训,把安全知识灌输到每个施工人员中去。同时以用电安全为重点,翻箱倒柜、举一反三,进行了多次全面的安全检查,对隧道开挖爆破作业、火工品的保管及使用等容易发生安全事故环节进行检查,检查角。对检查出的问题,逐项落实,责任到人,及时整改,使安全各种制度真正的落到实处。
(3)、加强安全知识宣传和检查
张贴现场安全文明生产宣传标语、图片,重点作业区设置了安全防护措施与标志,同时为了保证安全生产,加强安全工作,对上工地不戴安全帽、赤膊、穿拖鞋、特殊工种不持证上岗的违章现象经常进行检查,并以队为单位每周进行考评,根据考评结果进行相应的奖罚。这样增强了全体员工的安全意识。
5、质量管理与体制
成立了质量自监体系,建立质量自检台帐,对工程进行全面检查和管理,开工前项目经理部、施工队、班组逐级签定质量责任书。同时根据各工点的实际情况编制了实施性施工组织设计及创优规划,明确了质量目标。为更规范的对每一施工环节进行控制,还制订了《质量管理奖惩办法》。在施工中,以规范为标准,以管理为龙头,开展全面质量管理活动,针对施工过程中的关键工序,编制作业指导书,制定相应的质量保证措施,以确保有章可循规范施工。在技术控制方面,制定了《技术管理细则》,由总工程师负责,检查督促制度的落实,每月进行一次的安全质量大检查。同时我们施工过程中严把“三关”:①严把图纸关。用于现场施工的图纸,都必须经过严格的复核审核,充分了解设计意图,并按照ISO9002质量保证体系进行管理,加盖受控章后由项目总工程师签发执行。未经复核、审核的图纸,不得用于工程施工。②严把测量关。制定切实可行的测量方案,经项目总工程师审核批准后实施。控制测量由项目部工程部实施,并对控制导线网定期复核。施工放线由施工队技术室负责,项目部工程部复核。③严把试验关。建立工地试验室,配齐满足施工需要的人员及仪器。按照要求做好工程的有关实验工作,为技术工作提供依据。对进入工地的原材料、半成品进行检验试验,杜绝不合格的材料及半成品使用到工程中去。
结合我标段实际情况推行规范化作业。按照我局ISO9002质量保证体系,规范及技术管理工作,杜绝由于管理的随意性造成的技术失误。施工作业严格执行施工工艺细则及相关的操作规程,以规范、标准的作业确保技术措施的有效落实。
成立隧道施工攻关组。针对隧道开挖、支护、衬砌、施工运输等施工重点环节,研究制定技术可行、安全可靠的施工技术方案,收集施工过程中存在的问题及有关参数,研究解决办法对策,不断优化施工方案。
成立施工监测组。重点对地表沉陷、围岩变形、爆破振动、隧道施工影响范围内的重点保护对象等进行监测,及时反馈,指导施工。
加强与业主、监理、设计单位的联系,在施工技术方面得到广泛的合作与支持,及时解决施工中遇到的问题。
试验室为重点,由总工直接负责,现场料场、预制场及搅拌站实行“承包式”管理,材料检验严格按照规范进行,抽检频率均满足要求,对隐蔽工程,进行特别检查,将其做为一个重要工序进行,并保证记录齐全,在监理工程师同意的前提下进行下一道工序,对有工程质量问题的一经发现立即整改,并将整改意见反馈。
后附质量保证体系表、质量组织机构框图、质量检查程序图
6、合同管理:
(1)、工程变更:施工期间,发现图纸与现场有出入的地方,或为了优化设计,和业主、设计、监理和施工单位共同进行现场勘察,现场确定方案,并按此进行变更设计、施工。共上报工程变更53项,成立31项。
(2)、工程延期和费用索赔:根据省高指要求,南平互通区重新变更设计施工,工期顺延至2004年10月26日。
(3)、工程分包:合同段工程均由我部施工,不存在分包现象。
(4)、工程保险:保险种类有:建筑工程一切险,按5‰投保,第三方责任险,按2.5‰投保。保险期限为:自开工到工程竣工。
7、竣工资料整理:
根据业主有关竣工文件整理办法的文件同通知,现已开始着手进行竣工文件整理。
六、各种施工工艺简介
1、隧道施工工艺:
1.1、边仰坡加固
进洞之前,先按设计施工洞顶截水沟,尽量少破坏植被的原则,施刷洞门边仰坡,并且喷锚加固。洞口围岩破碎,沿洞口衬砌外侧轮廓线设置双排超前导管并注浆,进洞后按设计施工超前导管及中空锚杆。
1.2、洞口开挖
(1)、洞口为Ⅱ—Ⅲ类围岩,石质破碎,沿隧道衬砌外轮廓按设计要求施工超前导管(L=5米,φ50)及中空锚杆注浆加固围岩,上下半断面开挖,上半断面采用环形开挖预留核心土施工,上下台阶长度6—8米为宜,循环进尺0.5—1.0米。
(2)、开挖采用人工或者风镐,必要时采取弱爆破,先开挖弧形,长度够一片格栅钢架的位置,挖完后立即安装格栅钢架,再用人工挖取核心土,喷锚加固格栅钢架撑。
(3)、下半断面分左右半断面施工,两断面相差7—10米,采用人工持风镐或者风钻眼,弱爆破,铲车配合自卸车出碴,每次进尺长度0.5—1.0米,够一片格栅钢架的位置立即安装格栅钢架,并且按设计锚喷支护。
1.3、洞身开挖方法
(1)、洞身Ⅱ—Ⅲ类围岩地段按洞口开挖施工。
(2)、Ⅳ—Ⅴ类围岩地段采用新奥法施工,人工手持风钻钻眼,非电毫秒雷管爆破,掘进进尺每循环3.5米,在施工的过程中根据围岩情况调整爆破参数,修改爆破设计,达到最佳爆破效果。
(3)、掘进、钻爆、装运顺序在施工过程中要合理安排,紧密配合。
(4)、钻爆设计
为减少对围岩的扰动及降低爆破振动强度,爆破采用非电毫秒微差控制爆破,周边眼采用光面爆破、不耦合装药;掏槽眼及底板眼按抛掷爆破设计;其它炮眼采用深孔微振动控制爆破。掏槽眼、底板眼:取最大允许装药量的70%。
段间隔时间差:合理选择段间隔时间差,使前段爆破为后段创造新的临空面及避免爆破振动波的叠加作用。本隧道Ⅰ—Ⅲ类围岩采用100~200毫秒,Ⅳ—Ⅴ类围岩采用100~500毫秒。
(5)、出碴
本隧道采用无轨运输,每个工作面配备1台966F装载机配合3—4辆25吨自卸车出碴,将弃碴直接运到弃碴场。
1.4、初期支护
Ⅱ、Ⅲ类围岩设计采用φ50mm超前小导管及直径为φ25mm的中空锚杆注浆,格栅钢拱架加强,喷射16—20厘米的混凝土。Ⅳ—Ⅴ类围岩采用直径为φ22mm的砂浆锚杆,喷射10厘米钢纤混凝土支护。
锚杆按设计要求在洞外提前加工,根据设计位置布眼、并用红油漆标注,用台车钻孔,成孔后,用高压水将钻孔内石粉冲洗干净,然后灌注砂浆至孔深2/3,将锚杆用风钻杆顶进、锚固。
隧道设计φ25mm的注浆中空锚杆,采用7655型普通风钻钻进锚杆,在风钻前部加工一个异型套(一头与风钻连接,一头安装自进式锚杆),风压控制在4~6kg/cm2,钻到设计位置后用风吹孔,避免堵塞注浆孔,注浆时压力控制在1~1.5Mpa。
本标段小导管为直径φ50mm的无缝钢管加工,其前部钻注浆孔,孔径为8mm,孔间距15mm,呈梅花形布置。前端为锥形,尾部长度不小于40cm,作为不钻注浆孔的预留止浆段。
小导管压注水泥压浆,水灰比采用W/C=0.5~1.0,注浆压力0.5~1.0Mpa,按设计配合比掺早强剂分段连续注浆。
格栅钢架在洞外分片加工,按设计尺寸放大样检验,洞内安装,确保钢架与隧道轴线垂直,最后焊接连接杆,并按设计安装锚杆,使钢架成为一个整体。
喷射混凝土,采用湿喷工艺,喷射机和拌合机安装在汽车上,施工时运至工作面,工作前检查开挖断面,清除岩面灰尘、浮石、污迹,润湿岩面,用速凝砂浆在开挖面上设置检验钢筋条,然后进行喷射,喷射时喷头距岩面控制在0.6—1米范围内,风压控制在0.3~0.5Mpa,喷射嘴a=90。最佳。喷头作连续不断的圆周运动,并形成螺旋状运动,后一圈压前一圈三分之一,喷射线路要自上而下,呈现“S”形运动,隧道内的喷混凝土要先边墙后拱部。混凝土喷射分两次进行,第一次喷射厚度5~10厘米,第二次喷至设计厚度。后一层喷射在前一层混凝土终凝后进行,两次间隔时间控制在40—60分钟,在操作时严格控制风压及水压,喷射作业后及时清除反弹溅落的混凝土,对喷射表面进行湿润养护,在混凝土达到设计强度后割除检验钢筋条的外露部分。
喷射砼的厚度检验采用埋设钢筋标尺的方法,围岩粘结力的检验采用埋设拉环法进行抗拉试验。
钢纤维采用RC-65/35-BN型(冷拉型),弯曲韧度系数Re3=67%,其长度L=35mm,直径D=0.55 mm,长细比L/D=64,两端带有弯钩,以快速水溶性胶水粘接而成。按设计要求进行,本标段设计每立方米混凝土中掺量为35Kg/m3。
搅拌混合料时,采用钢纤维拌料机往混合料中添加钢纤维,并使用强制式搅拌机,打散之后,再投入搅拌,分布要均匀。
钢纤维混凝土喷射时,与喷射混凝土工艺方法相同;喷射机采用湿法喷射机,配以挤压软管式泵。为避免钢纤维回弹伤人,严格遵守喷头操作安全事项。
1.5、通风防尘
经过计算隧道安装FP—110SW风机能满足施工,风管采用φ150 cm软管,压入式通风,风筒悬挂在隧道一侧的拱脚处(见三管两线布置图),风机安装在洞口以外30米处,搭设安装架,为确保风管的通风质量,设专人安装挂设,保证风管的直顺。
为净化空气,装碴前采用喷雾洒水等辅助防尘措施。
在洞口各安装两台20m3/min电动空压机,风管采用φ150钢管,将风输入作业面,满足施工。
1.6、施工供水与排水
(1)、在隧道洞顶设190t高山水池一座两单洞共用,上水管采用φ100,下水管采用φ80,管道引入洞内供施工使用。
(2)、隧道施工均为上坡,排水采用两侧挖排水沟的办法将水引出洞外。
1.7、供电
(1)、施工初期洞口配备内燃发电机200KW/1台、75KW/1台过渡到甲方提供电源为止,之后作为备用。
(2)、洞口安置400KVA的变压器2台,架设380V的动力线、36V的照明线分别架设在隧道边墙的一侧进洞满足施工,管线布置。
1.8、混凝土衬砌施工
在隧道出口设75m3/h电子计量的拌合站一座,每个工作面配备2辆4m3混凝土输送车运输,1台混凝土输送泵将混凝土入模。
隧道采用自制1=12米液压整体模板台车衬砌施工,每循环长度12米,模板由优质钢制作而成,块与块之间用高强螺栓连接而成。铺设钢轨行走,由洞口向中部施工。衬砌距掌子面Ⅳ—Ⅴ类围岩不大于60米。为消除施工错台,先施工仰拱,行走轨枕底部至仰拱混凝土面的距离控制在2—3厘米,并支垫牢固。
按设计要求采用复合衬砌,混凝土为耐腐蚀混凝土,采用掺FS混凝土防水济,其掺量为水泥用量的6%,每方混凝土的水泥用量不小于330Kg,水泥采用硅酸盐水泥,混凝土的抗渗等级≥S8。砼浇注均采用泵送入模对称浇注机械捣固密实。
仰拱开挖及混凝土浇注施工采取分段施工,分段长度大于60米,仰拱超边墙衬砌20米,仰工超前有利于排水、文明施工及模板台车衬砌。
在施工的过程中为探明地质,钻爆前先用台车钻5米深φ42的孔,专人记录分析地质情况,选择最佳的施工方案。
追问:
再来几个?好不好?麻烦了
回答:
找不到了 不好意思
小料自动配料称量系统是我公司经过多年精心研发的高科技产品,可广泛应用于摩擦材料自动配料、橡胶制品自动配料、塑料自动配料、PVC自动配料、粉末冶金自动配料、新材料自动配料、橡塑自动配料等行业的小料自动配料称量过程,自动配料系统采用高精度有轴螺旋给料器或无轴螺旋给料机与变频调速控制模组,实现自动配料称量过程智能化、一体化和连续性,确保系统的稳定、高效、连续。系统包括密封机架台、存贮料仓、防架桥破拱装置、螺旋给料器、自动计量秤、吸尘器、解包仓、控制柜与主控计算机。系统适应各种粉末、颗粒、纤维、片状原料的自动称量控制,具有操作简单、性能可靠、控制精度高、结构紧凑、美观等技术特点:1.配料过程全自动控制,工人工作环境得到有效改善,使员工与化工原料的接触大大降低,有效降低工人劳动强度、提高自动配料工作效率。2.
消除了人为因素对配料工艺过程的影响,确保产品质量的稳定。3. 采用高精度给料器与变频调速技术完美结合,实现并满足原料最小10g用量与精度要求。4.
根据原料的特性,采用不同规格给料机构与控制方式,提高配料效率,满足最大生产要求。5.
性能可靠的控制器件与精确的机械加工,确保系统的稳定性;6、具备异常报警功能,保证每个配料批次的可靠性。7.
采用高性能计算机作为上位机管理,自动保存每个批次称量记录及原料使用批号,实现质量的可追溯性。8. 操作简便,可实现连续自动工作9、
可实现配方保密功能,只有特定的工作人员才能查看和更改配方。10、 可实现自动记录配料作业控制与过程。11、
系统可存贮和编制多个生产配方,供作业人员调用和修改。12、 系统自动保存每次配料的实时称量、操作员、时间,能够实现质量的可追溯性管理。13、
异常报警,确保称量的准确与可靠性。14、 系统权限管理。
以下对影响配料精度主要原因的分析,可以看出配料系统是一个复杂的自动控制系统想要保证配料的精度,就必须根据工艺的要求、所需配制物料的特性等因素进行综合的分析,控制配料系统的高精度,对提高产品质量有好处,是企业实力的一种突显。
一、物料特性
主要是指物料的流动性、吸潮性、物料形状的均匀程度以及物料的粘度等。这些因素会直接影响到物料在配制过程中的流动情况,从而影响到配料的精度。
二、给料量的控制
1、料仓中料位的影响:料仓中料位过低或者缺料有可能引起给料无法达到设定值,
2、给料速度:给料速度指标与给料精度指标是矛盾的,加快给料速度,可以降低配料时间
,而要求提高配料的精度,就必须延长给料时间。
3、给料机出料口至称量料斗的高度:切断给料机电源,停止给料后,自给料机至称量料斗中间的空中落料(落差)是影响配料精度的主要误差来源之一,给料机出料口至称量料斗的高度越大,落差值也越大,精度越不易控制。
三、称量料斗
如果系统中每次配制的物料都较少称量料斗的重量会影响到称重传感器量程的选择。称量料斗的刚度也会影响传感器的受力情况。
自动配料系统是随着现代工业生产的高度自动化和过程控制的日益复杂化而发展起来的,它融合自动控制技术、计算机技术与通讯技术为一体,具有技术先进、功能完备、应用灵活、运行可靠等优点,并且随着计量仪表智能化程度的提高,使配料系统控制更灵活,功能更强。是企业生产工艺过程较理想的控制系统。
自动配料系统由除尘装置、解包投料装置、日储仓、给料装置、粉料秤及集料斗、设备机架和自动控制系统组成。
工作原理:
在料仓下方安装给料装置和粉料称量秤及集料斗,以完成物料的输送及计量工作。物料由料仓落到螺旋给料装置,在给料装置上运行时,其重量信号和速度信号送到称重仪表。称重仪表将载荷重量电信号和速度信号经过运算和处理得出电子秤的瞬时流量和累计运料量,分别在称重显示器上显示。
智能称重仪表调节流量,仪表和变频调速器形成闭环控制。称重仪表内置的智能软件PID调节器对瞬时流量与设定流量进行实时比较后,输出一电流信号,用来控制变频器,进而控制给料机电机运行速度,从而达到调节至用户所设定的流量的目的。其调节过程如下:当物料增大时,流量增大,与流量成正比的调节输出控制电流减少(即反向调节),控制输出减少,给料量减少,反之亦然。如此形成一个低层闭环,反复调节并保持最佳控制状态。
工控机通过串行口与PLC进行通讯,工控机按配料工艺实际过程以动态画面的形式反映上料、配料、送料及相关设备的运行状态,可以根据运行数据作出控制状态分析,根据运行数据工控机可以下达配比,并真实反映配料状态。
所需设备:提升设备(斗式提升机、螺旋提升机)、旋转分配器、待配料仓 、喂料器、计量斗。工作流程:通过提升设备以及旋转分配器,将原料提升至相应的 待配料仓,各配料仓配置有喂料器,采用累加式称重方式,按一定顺序将原料喂入计 量斗进行称重,全部称重完成后,物料送入下一生产工艺。安徽泽鸿,优质的方案设计,ahzhjd@126.com
自动配料系统的恒流量控制采用PID调节,流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合。依据系统工艺流程介绍了配料系统的流量控制方式和系统控制过程,详细讲述了PLC的选型及PLC配料系统变频控制中的硬件设置、参数设定和软件设计过程。
自动配料系统是精细化工厂生产工艺过程中一道非常重要的工序,配料工序质量对整个产品的质量举足轻重。自动配料控制过程是一个多输入、多输出系统,各条配料输送生产线严格地协调控制,对料位、流量及时准确地进行监测和调节。系统由可编程控制器与电子皮带秤组成一个两级计算机控制网络,通过现场总线连接现场仪器仪表、控制计算机、PLC、变频器等智能程度较高、处理速度快的设备。在自动配料生产工艺过程中,将主料与辅料按一定比例配合,由电子皮带秤完成对皮带输送机输送的物料进行计量。PLC主要承担对输送设备、秤量过程进行实时控制,并完成对系统故障检测、显示及报警,同时向变频器输出信号调节皮带机转速的作用。
配料系统的软件组成:常规的配料系统软件部分是针对配料工段进行监控和自动化配料而设计开发的可视化电脑操作系统。具有操作简单方便、可靠性强、人机界面友好、功能完备等特点,可广泛应用于饲料、粮食、制药、冶金、化工等需要电脑自动配料的行业,智能化信息化水平高:上位机具有配方库管理功能;智能报表软件为生产管理提供大量数据信息,如配料结果列表、原材料消耗列表、生产量列表、配方使用结果记录等,可按时间、配方等生产班报、日报、月报和年报等统计及打印功能。同时提供两种用户自定义报表组件,一种是采用水晶报表进行二次设计;另外一种是把数据无缝嵌入到EXCEL报表中。另外,系统可与其他管理系统进行数据交互,满足深层次的数据分析要求。上位将每次运行各路的累计量、配比、运行起止时间等参数存储,以便查询。配料系统的软件部分可自动完成系统配料工艺流程,计算机画面实时显示配料系统(工作流程,软件操作简单,画面逼真。同时具有如下特点:上位机软件设置运行密码和重要参数密码修改保护,且用户实现分级管理,可任意定义人员的权限。
该配料系统的核心硬件均采用进口或国产优质产品,其中控制仪表采用优质称重控制仪表,它具有高精度,高可靠性,抗干扰能力强等特点。传感器选用高精度称重模块。称重模块安装简单、维护方便,为系统长期稳定性提供了可靠的保证。因此我们的配料系统精度高、速度快、稳定性能好,自动化程度高。
1.自动配料系统的构成
自动配料系统由5台电子皮带秤配料线组成,编号分别为1#、2#、3#、4#、5#、,其中1#~4#为一组,1#为主料秤,其余三台为辅料秤。当不需要添加辅料时,5#电子秤单独工作输送主料。系统具有恒流量和配比控制两种功能。对于恒流量控制时,电子皮带秤根据皮带上物料的多少自动调节皮带速度,以达到所设定流量要求。以主秤(1#)系统工艺流程来分析,工艺流程如图1所示。
自动配料系统加电后,皮带驱动电机开始旋转,微处理机根据当前操作控制电机转速。料斗中的物料落在落料区,经皮带运送到达称重区,由电子皮带秤对皮带上的物料进行称重。称重传感器根据所受力的大小输出一个电压信号,经变送器放大,输出一个正比于物料重量的计量电平信号。该信号送至上位机的接口,经采样后并转换成一个流量信号,在上位机上显示当前流量值。同时将此流量信号送至PLC接口,与上位机设定的各种配料给定值进行比较,然后进行调节运算,其控制量送至变频器,以此来改变变频器的输出值,从而改变驱动电动机的转速。调整给定量,使之与设定值相等,完成自动配料过程。
流量就是一定时间内皮带上走过的物料量。电子皮带秤称量的是瞬时流量,上位机给出的是设定流量,二者在实时计量中有所偏差。在流量实际控制中采用工业控制中应用最为广泛的PID调节,根据流量偏差,利用比例、积分、微分计算出控制量进行控制,控制量输入和输出(误差)之间的关系在时域中可用公式表示如下:
公式中e(t)表示误差、控制器输入,u(t)是控制器的输出,kp为比例系数,Ti为积分时间常数,Td为微分时间常数。图2为系统流量PID闭环调节结构图。在生产过程进行自动调节时,以主料成分的流量计量为依据,根据生产工艺要求通过上位机设定出总流量及主、辅料配比参数,按配方比例掺杂其余辅料。流量计量控制是计量偏差与变频调速的结合,具有结构简单、稳定性好、工作可靠和调整方便等优点。
当自动配料系统)开始工作时,启动配料生产线。首先系统程序进行初始化,通过上位机或触摸屏设置配料配比,检查料斗有无物料。若无物料,向料斗送料,启动配料生产线,由电子皮带秤进行称重并实时计量,CPU计算得实时流量及累计流量。若设定流量与实际流量有偏差,调节器根据系统控制要求比较设定值与实际流量的偏差,经PID调节改变输出信号以控制变频器对输送电机的速度调节,从而实现恒流量控制。根据配比各辅料同时混合计量,并按配方工艺要求添加。系统主程序控制流程如图:
自动配料系统)中主、辅料秤由可编程控制器(PLC)和上位机实现两级控制。现以1#~4#四台电子皮带秤的PLC控制分析为例,每一电子皮带秤有一台皮带驱动电机,两个料位传感器,一个速度传感器,一个称重传感器,一台变频器,它们构成了被控对象。电动机的启、停由开关量控制,PLC数字量输出信号作为变频器的控制端输入信号,经变频器调制输出高频脉冲给皮带驱动电机。料位传感器检测料斗有无物料,速度传感器测量电机的转速。系统需8个数字量输入信号,25个开关量输入信号和24个开关量输出信号,I/O点总数量为57。I/O点数量和类型如表1所示。
公司的SIMATICS7-/300,属于模块化小型PLC系统,各种单独的模块之间可进行广泛组合构成不同要求的系统。
根据系统被控对象的I/O点数以及工艺要求、扫描速度、自诊断功能等方面的考虑,选用SIEMENS公司S7-300系列PLC的CPU315-2DP。CPU315-2DP是唯一带现场总线(PROFIBUS)SINECL2-DP接口的CPU模板,具有48KB的RAM,80KB的装载存储器,可用存储卡扩充装载存储容量最大到512KB,最大可扩展1024点数字量或128个模拟量。根据统计出的I/O点数选择一个直流32点和一个16点的SM321数字量输入模块和一个32点SM322继电器输出模块。
3.2变频器选型及其功能设定
三菱公司提供了FR-A540系列变频器与该公司的标准电机相匹配时的技术参数。采用三菱的标准电机,1#皮带机额定功率2.2KW,2~4#皮带机额定功率为0.4KW,额定电压380V,额定电流5A,转速1420r/min,调速范围120~1200r/min。三菱FR-A540变频器自带有PID调节功能,根据自动配料系统生产工艺要求进行PID控制,需要检测设定的部分参数设定如下:
① Pr.1=50 Hz, Pr.2= 5 Hz,本系统Pr.18=120 Hz不变。
② Pr.19=9999,与电源电压相同
③ Pr.7=2s,加速时间(7.5K以下出厂设定值5s,0~3600s/0~360s)
Pr.8=2s,减速时间(7.5K以下出厂设定值5s,0~3600s/0~360s)
④ Pr.9 由电机额定值决定
⑤ Pr.14=0,适用恒转矩负载
⑥ Pr.79=3,外部/PU组合操作模式
⑦ Pr.183=8,实现RT开关=REX开关
⑧ Pr.128、Pr.129、Pr.130、Pr.131、Pr.132 、Pr.133、Pr.134根据现场PID调节具体要求来设定。
STEP7是西门子的S7-300系列PLC所用的编程语言,它是一种可运行于通用微机中,在WINDOWS环境下进行编程的语言。通过STEP7编程软件,不仅可以非常方便地使用梯形图和语句表等形式进行离线编程,并通过转接电缆可直接送入PLC的内存中执行,而且在调试运行时,还可在线监视程序中各个输入输出或状态点的通断情况,甚至进行在线修改程序中变量的值,给调试工作也带来极大的方便。
STEP7将用户程序分成不同的类型块。程序块分为两大类:系统块和用户块。用户块包括:OB=组织块,FB=功能块,FC=功能,DB=数据块。主程序可以放入“组织块”(OB)中,而子程序可以放入“功能块”(FB或FC)中。
在本系统中,PLC的主要任务是接受外部开关信号(按钮、继电器触点)和传感器产生的数字信号的输入,判断当前的系统状态以及输出信号去控制接触器、继电器、电磁阀等器件,以完成相应的控制任务。除此之外,另一个重要的任务就是接受工控机(上位机)的控制命令,以进行自动配料控制。
自动配料程序共有OB1及FC1至FC6等7个“块”。OB1是主程序,通过6个“CALL”调用语句,依次调用FC1至FC6等功能模块,达到组织整个程序的目的。程序中6个功能块的任务分配如下所示:
FCl负责系统开始运行以及运行方式的设定;FC2负责对系统的停止;
FC3负责计量泵和计量泵配比控制;FC4负责故障、事故处理控制;
FC5负责对变频器的控制;FC6负责指示灯的显示控制。
5.结束语
PLC代替了传统的机械传动及庞大的控制电器,实现了电气的自动化控制。通过对皮带电动机的变频调速,达到节约能源和提高配料精度。
本文的创新点是:自动配料系统采用PLC控制方案,具有功能强大、方便灵活、可靠性高、低成本、易维护等优点,大大提高了配料精度,便于计量的微机化控制,实现网络化生产管理,通过投产使用取得了良好的经济效益。此项目的经济效益为20万元。
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