介绍对沥青混合料搅拌设备控制系统故障分析与处理的方案
首先我们在使用沥青混合料搅拌设备时要理解它的工作原理，然后解读沥青混合料搅拌设备控制系统，把里面出现的故障进行分析。
沥青混合料搅拌设备是一种在公路施工行业中的施工机械，是比较复杂的机电一体化设备，由冷料供给系统、加热烘干系统、热料筛分系统、热骨料系统、粉料系统、沥青系统、搅拌系统、成品料系统、除尘系统、气动系统和控制系统等组成。冷料供给系统、加热烘干系统、热料筛分系统主要的作用是在控制系统的作用下将原材料按一定比列进行加热筛分后储存；热骨料系统，粉料系统、沥青系统主要的作用是在控制系统的作用下来称量、输送沥青混合料生产所需要的各种原材料；搅拌系统的作用是搅拌已按一定比例混合的各种原材料 ；
成品料系统是在控制系统作用下来输送、储存沥青混合料；气动系统是控制系统的部分执行单元，例如开关投料门、卸料门等。整个生产过程即冷料供给、加热、筛分、称量、输送、投料、搅拌和卸料都是在控制系统控制下自动完成。显然，它是一个受多环节制约的复杂系统。沥青混合料搅拌设备的搅拌性能、物料动态配比、物料动态称量精度等直接影响混合料质量。
1 系统的组成
系统由称重变送器、可编程控制器（plc）和工控机组成。
plc 带模数模块 （a/ d） ，输入输出模块（i/o）传感器输入信号经称重显示变送器后接到 a/ d 模块上，i/o 模块控制中间继电器、外部限位和操作按钮 , plc同工控机连接实现管理功能。系统结构图如图1 所示 ：
2 数据采集
传感器检测重量变化，将压力变化转化成 0～20 mv 模拟量输出给称重变送显示器 ；带显示的称重变送器将接收的 0～20 mv 模拟量通过模数转换 （a/d）转换成数字量，便将运算结果经数字滤波后送到 led数码管显示重量； 同时输出标准信号的电压 （0~10v）或电流信号 （4～20 ma）传送给 plc, plc 将接收的标准信号通过模数转换 （a/d）转换成数字量，便经运算得到重量值 ； 同时通过 rs232 串口通讯传送给工控机。
3 控制流程
（1）通过操作界面，工控机将生产配方和启动指令传送给 plc ；
（2）plc 接收到生产配方和启动指令，立即根据配方内容计算各物料的目标量，并根据各物料的快慢速设定来组织生产 ； 同时 plc 接受操作按钮与现场各行程或接近开关的信号，经逻辑运算后输出控制继电器，再由继电器驱动现场执行元件的控制线圈，如电磁阀及交流接触器，使电磁阀开关和电动机运行或停止；
（3）生产过程中 plc 不断将秤斗重量值与计算出的目标量进行比较，并根据配料净重来决定快、慢速信号的输出与否 ； 当一种物料配完 plc 将立即计算该物料的误差值和落差修正值以备下批次配料使用；此时如果配料实际值超出设定的允差范围，系统将弹出对话框提示操作员处理超差；超差处理完成并被确认后或配料超差值在允差范围内，plc 将启动该称的其它物料的配料工作，如该称只配一种物料，plc 将发出该称的允许卸料信号 ；卸料完成后，plc 在进行批次补偿后以修正后的目标量启动下一批次配料 ；
（4）生产过程中可以随时手 / 自动切换干预生产进程 ；亦可以随时中断某种物料或某个秤甚至所有秤的配料工作；
（5）其它的工作参数 （如： 搅拌时间、卸料延时等）通过操作界面，工控机传送给 plc 并保存 ；
（6）配方的全部目标量配料完成后，系统输出和打印配料的详细生产和结束报表。
4 沥青混合料的油石比控制
油石比是沥青混凝土混合料质量的一个重要指标。沥青含量过少、过多都会降低沥青混凝土强度，影响压实度和稳定度；含量过多还会在矿料颗粒间形成自由沥青而最终导致路面 “泛油”。因此必须遵照试验数据，制定出相当佳油石比并在施工中严格控制使其误差达到±0.3%以内。
油石比： 对一批次 （锅）成品料而言，油石比即是沥青重量与石料重量的百分比值 ：
油石比＝沥青重量 /(骨料 + 粉料 + 粉状外加剂 ) ·100%。
4.1 影响油石比的因素
抛开温度的影响、外加剂的影响和人为因素，其主要因素为：骨料、粉料、沥青三个计量控制装置的静态计量和动态动态计量精度。
4.1.1影响骨料称量精度的因素
（1）各料仓仓容 ：仓容大小及料重 （料位）影响称量冲量 ；
（2）各料门大小： 料门大，冲量大； 料门小，又会影响称量时间 ；
（3） 气缸动作（快排阀） 速度： 快速关断会减少冲量；
（4）自动控制冲量补偿性能 ： 良好的自动控制系统的调节与补偿功能也是关键。
4.1.2影响粉料称量精度的因素
（1）供粉稳定性 ：粉料料源或料位能否保证在计量时稳定供粉；
（2）螺旋供粉速度 ：慢则加长称量时间影响周期 ；快则增大称量冲量； 经过计算或现场应用能调整 （也有用变频调速的） ；
（3）出口蝶阀配置及动作 （含密封性） ：通常粉料计量用螺旋输送器（也有用叶轮给料机） ，当计算机判断称够停止时，由于惯性作用，其多转数取决于此时螺旋内粉料量，是个不恒定的冲量值； 因此要用带制动的减速机，但多数用出口加装密封性好的快速关断蝶阀来限制冲量，从而保证称粉精确；
（4）称粉料总重补偿 ：回收粉用量小，同样误差公斤下，回收粉自身精度很难保证 ；但若用量大的新粉即 “量大后称，总重补偿” ，保证粉料总重恒定，能达到更好效果 ；
（5）自动控制冲量补偿性能 ： 良好的自动控制系统的调节与补偿功能也是关键。
4.1.3影响沥青称量精度的因素
（1）循环沥青供应稳定性 ： 是单管还是双管上楼、三通阀在楼上还是楼下均对沥青供应有影响；沥青温度（改性沥青要求足够高温度流动性才好） ；
（2）三通阀称量气缸动作速度 （含三通阀密封性） ：快速关断的气缸动作可有效减小称量冲量；
（3） 排料方式：保证所要求的沥青有效进入搅拌缸；
（4）自动控制冲量补偿性能 ： 良好的自动控制系统的调节与补偿功能同样重要。
4.2 提高骨料、 粉料、 沥青称量精度主要措施
（1）选用精度高的传感器、放大器或仪表，并具有好的抗扰、抗振能力 ；而搅拌楼的稳定、泄压管道的通畅、信号的屏蔽和接地、料门较适中和对称体冲击小等都有利于提高各称动态称量精度；
（2） 计量秤要经常用标准砝码核对校验并及时调整；
（3）熟练的操作与及时有效的调整 ：熟悉产品各部件性能、正确的参数 （时间参数、粗称设定、冲量补偿参数设定）设置、熟练的操作和及时有效的调整，可减少人为误差；
（4）选用快速关断的气缸、电磁阀、蝶阀，减少飞料和冲量 ；
（5）骨料是否总量补偿、粉料是否量大后称总量补偿、是否油石比自动跟踪：这些都是具体而有效的方法 ；
（6）自动控制程序稳定、补偿性能好： 优质的元件、可靠稳定的系统、良好的补偿方法和措施是对油石比精度保证。
5 系统的维护和故障排除
5.1 系统的维护
（1）每半年用干燥空气或氧气将电脑主机、打印机清洁一次 ；
（2）电脑尽量系统机，不要强制关机 ；
（3）定期以标准砝码检验各称的静态准确性 ；检查称体是否有机械变形造成非正常接触 ；
（4）定期吹扫灰尘，紧固接线端子。
5.2 故障分析处理
（1）故障现象 ：电脑开机无显示，主板不启动，有显卡报警声（一长两短的鸣叫） 。故障原因 ：一般是显卡松动或显卡损坏 ； 处理办法： 打开机箱，把显卡重新插好即可。若不能解决问题，则须考虑交设备提供商或专业电脑公司处理；
（2）故障现象 ：电脑开机无显示，主板不启动，有内存报警声（ “嘀嘀”地叫个停） 。故障原因： 内存报警的故障较为常见，主要是内存接触不良引起的。处理办法：打开机箱，把内存条取下，用橡皮仔细地把内存条的金手指擦干净，重新插一下，用热熔胶把内存插槽两边的缝隙填平，防止在使用过程中继续氧化。若不能解决问题，交设备提供商或专业电脑公司处理；
（3）故障现象 ：电脑显示分辨率仅 256 色，无法正确显示画面。故障原因 ：显卡驱动程序问题 ；处理办法 ： 重装显卡驱动程序；
（4）故障现象 ：电脑启动、运行缓慢；电脑经常无故死机 ；不能进行系统还原 ； 故障原因 ：电脑硬件损坏或系统中毒、文件损坏等问题 ；处理办法 ：使用杀毒软件对电脑进行杀毒处理；若不能解决问题，交设备提供商或电脑公司处理。
（5）故障现象 ：在进入管理操作软件提示“等待超时” ，在电脑上不能进行操作。分析处理：电脑与plc 控制器通讯故障。处理方法 ： 检查两端通讯插口是否有松脱和通讯脱焊、断线等现象； 改变通讯口 ( 一般是 com1)，将通讯线插在 com2 上，同时在管理操作软件中进行端口的设置。若不能解决问题，交设备提供商处理 ；
（6）故障现象 ：称重仪表重量显示不稳定（几十或几百个分度值浮动） 。故障原因 ： 按接线盒潮湿 ； 传感器接线松脱 ； 传感器供桥或信号与屏蔽线阻值很小；传感器问题； 称重仪表或放大器问题； 处理办法： a. 量传感器供桥或信号线与屏蔽线阻阻值大小 （正常几十兆欧）； b. 检查传感器接线及接线盒（潮湿烘干） ； c. 测量称重仪表或放大器接线端ex+ 与 ex—之间的电压 （不小于 9.8vdc） ； 若输出电压小于 9.8vdc，拆掉传感器接线，再测若仍小于 9.8vdc，说明仪表损坏 ； 维新或更换该称重仪表 ； d. 与相邻重量显示正常的称重仪表互换传感器接线，判断仪表故障还是传感器故障；
（7） 故障现象：称重仪表重量显示： “ol” （超载）、 “—ol” （开路）。故障原因： 传感器接线问题； 传感器问题；称重仪表问题。 处理办法： a.电测量传感器供桥、 信号线、屏蔽线之间的阻值大小 ；检查传感器接线有无松脱现象； b. 与相邻重量显示正常的称重仪表互换传感器接线，判断仪表故障还是传感器故障；
（8）传感器故障的判断
a. 阻值测量法 ：测量传感器供桥、信号线、屏蔽线之间的阻值大小。此法适合那些明显有开路或短路现象的传感器； b. 电压测量法：测量传感器的信号输出电压，任何传感器 （灵敏度为 2mv/v）信号输出电压不在 0～20mv 范围内，该传感器均可视作已损坏。此法适合那些阻值测量正常有明显已损坏的传感器； c. 排查法 ：此法适合阻值测量正常且信号输出电压无明显异常的传感器。先从传感器接线盒的接线端子上拆掉其中一个传感器的信号输出线，观察称重仪表重量显示是否稳定；若重量显示变的稳定，于是可以初步确定被拆传感器有问题 ；若重量显示仍不稳定，在拆别的传感器的信号输出线至重量显示变的稳定。将确定的有问题的传感器信号输出线分别重新接上再仔细观察、比较、然后确认；
（9）故障现象 ：搅拌机开门卸料时；骨料秤和粉料秤等仪表重量显示突然增大。待搅拌机卸完料，骨料和粉料等仪表重量显示恢复原状。分析处理 ：搅拌机开门时气压失去平衡造成负压问题。检查各排气管是否堵塞 ； 加大进气管解决气压平衡问题；
（10）故障现象 ：计量秤物料装载量不变，可重量显示在搅拌机或其它秤体有料和无料不一致 ；可能导致多配或少配料，而报表正常。分析处理： 卸料闸口软连接过紧或被混合料凝固。定时检查和清理各卸料口连接，保证配料计量的准确性；
（11）故障现象 ：自动生产过程正常，报表正常，可生产出来的混凝土实际重量就是比报表统计的要多，但用标准砝码检验各秤均正常。分析处理：机械变形 （肉眼看不出来） ，造成配料到一定程度时，秤体非正常接触使实际配料值大于重量显示值 ；
（12） 故障现象： 电铃等不经 plc 控制的有输出； 经plc控制的无输出。 分析处理：检查plc是否有电源输入；看 plc 的 run 及 error 指示灯是否亮 ； 如 run 不亮而 error 指示灯亮联系设备提供商来处理。
沥青混合料搅拌设备控制系统出现的故障要进行分析，才能够避免下次的故障。