對一個沒有混凝土工業(yè)經(jīng)驗的人來說，預混合混凝土配料是一個簡單及直接的過程。然而，業(yè)內(nèi)人士則清楚知道，這個過程實際上是一個相當復雜和要求高度精確的工序。


在不同的應用項目工程中，需要不同配方的預混合混凝土，而每種混凝土中的成分，均需要按比例準確地混合。假如混凝土的配方未能符合顧客所訂的規(guī)格，就可能會拒絕接受整批混凝土，引發(fā)重大損失。

在各種影響因素中，濕度是其中一個重要因素。在進行預混合混凝土的配方前，必須清楚知道所用的聚合物及水泥中本身的水分含量。通常在暴風雨過后聚合物及水泥的濕度比干爽天氣的時候高出10%左右。如果不認真注意這個因素，可能會導致混合太多水分而影響混凝土的質(zhì)量。為了克服這個問題，必須增加聚合物及水泥，而使整體分量增加，帶來企業(yè)成本增加。

1. 系統(tǒng)簡介

從機械上來說，混凝土工廠可分為數(shù)種。區(qū)別在于聚合物的處理和運輸手法，或區(qū)別在于稱量斗的數(shù)量。一般應用的料斗數(shù)目為二個：一個用于聚合物，另一個用于水泥及水份。也有用五個料斗：三個獨立料斗用于聚合物、水泥及水份，一個用于液體添加劑，而另一個用于固體添加劑。最多可有八個料斗：每種物料對應一個配料斗，有三個聚合物料斗，一個水分配料斗，一個液體添加劑料斗，一個固體添加劑料斗和二個不同標號水泥料斗。

一般來說，就是由三種主要料種（聚合物、水泥及水份）及一些添加劑（如果需要），根據(jù)預先設定之配方，以配料程序混合，再載入攪拌車中。




這個過程有兩大特點，就是十分程序化和要求很高的精確度，否則很容易導致浪費和損失。因此，一個高質(zhì)量的自動化系統(tǒng)便顯得十分需要，而且這個系統(tǒng)必須在速度、精準度、可靠性及靈活性各方面都能有最佳的表現(xiàn)。

2. 產(chǎn)品描述

西門子提供預混合混凝土配料自動化解決方案主要有賴于稱重傳感器、稱重模塊和PLC控制。料罐或料斗的重量信息，透過安裝在其下的稱重傳感器，傳送到稱重模塊。它根據(jù)這些信息及預先設定的配料程序，進行分析并作出相應的控制。利用稱重傳感器、稱重模塊和PLC控制器，可獨立的控制整個程序。但假如能夠配合計算機及特別設計的軟件，可把整個系統(tǒng)的操作界面簡化，而使到控制人員更易掌握及使用。

稱重傳感器根據(jù)噸位不同可選SB系列或RN系列。
SB 系列為剪切梁式稱重傳感器，不銹鋼材質(zhì)，防護等級IP66/IP68，量程范圍從0.5噸到5噸，精度為OIML R60 認證(C3) 3000d，綜合最小誤差≤ ± 0.02% Cn。


RN系列為輪輻式稱重傳感器，不銹鋼材質(zhì)，防護等級IP68，量程范圍從60公斤到60噸，精度為C3級OIML R60 認證(C3) 最高分度值6000d，綜合最小誤差≤ ± 0.018% Cn，輸出阻抗1000 ± 0.5 Ω，靈敏度 2mV/V。




稱重模塊通常采用雙通道SIWAREX U，作為S7-300的特殊功能模塊，可以直接連接模擬量稱重傳感器信號（1mV/V - 4mV/V）。轉(zhuǎn)換精度為0.05%，分辨率 16 位（65,000內(nèi)分度），測量速率 50 次/秒，2 個串口可帶 4 路顯示，用 SIWATOOLS 軟件調(diào)試和標定。SIWAREX U稱重模塊可以根據(jù)不同要求有二種選擇：單通道，雙通道。




使用SIWAREX稱重模塊優(yōu)勢在于：由于不是采用稱重傳感器信號首先連接到稱重儀表，再連接到PLC方式；而采用直接連接到PLC模塊方式，從而降低集成價格和工程造價；減少開發(fā)周期；降低系統(tǒng)故障發(fā)生率；提高分辨率/精度；大大提高數(shù)據(jù)實時性和加速生產(chǎn)率；100% 與SIMATIC 兼容；無故障時間長（質(zhì)保二年）。

3. 系統(tǒng)組成

西門子提供了靈活的配料控制系統(tǒng)以應付不同系統(tǒng)的不同需要。普遍說來，一臺配料控制器負責控制一個攪拌裝置。但是如果幾個攪拌裝置在一起時，配料控制器能夠在同一時間控制多個攪拌裝置。




一個配料斗可以是單秤單料控制，如：根據(jù)配方控制聚合物加料放料；也可以采用一個配料斗實現(xiàn)單秤多料控制，如：根據(jù)配方分時段地控制水泥及水份加料。通常情況采用單秤多料控制方式，這樣可以節(jié)省設備和空間，但無法提高稱量精度和加快配料速度。

另一個自動化混凝土工廠的系統(tǒng)結構，采用單秤單料控制方式。在這系統(tǒng)中，聚合物、水泥和水份每個稱重點均由獨立的配料斗，由SIWAREX 稱重模塊和SIMATIC S7-300可編程控制器控制加料和出料，通過I/O模塊控制電機和閥門，靈活地控制多種原料配比的能力，能夠根據(jù)預先編定的程序，自動運行、控制輸入、輸出及從打印機印出報告，所以基本上不需要上位控制系統(tǒng)。

如果配置了計算機及配料軟件，可把設定及控制工作（例如配方設定、運行開關、警告監(jiān)察及記錄、打印報告等）簡化。西門子特別提供了WIN CC組態(tài)軟件，單秤單料控制方式的優(yōu)點在于每個物料用一個稱量斗，同一時間內(nèi)可以同時進行自動配料；利用稱重模塊直接接入PLC，不需要通過稱重儀表的中間轉(zhuǎn)換，從而更具有快速實時相應和保證數(shù)據(jù)處理的高精度的集中處理。

附：典型混凝土稱重配料配置

⑴稱重傳感器
①RN 系列稱重傳感器——24 只
②RN 系列稱重傳感器安裝件——24 套
⑵稱重傳感器接線盒——8 個
⑶專用傳感器電纜——若干米
⑷SIWAREX U模塊
①雙通道SIWAREX U模塊——4 塊
②前連接器，螺釘端子 ——4 塊
③SIWAREX U軟件包——1 套
（配置軟件、SIWATOOLS調(diào)試軟件及應用軟件例子）
⑸S7-300
①電源模塊
②CUP 312
③DI/DO模塊
④前連接器，螺釘端子
⑤導軌 DIN
⑥TP170 觸摸屏