发布时间：2022-10-05 10:06 热度：
摘要：阳离子乳化沥青作为一种性能优越的路面材料，其生产自动化控制系统由微机控制系统和PC逻辑控制系统组成，能够自动实现乳化沥青生产的开机和停机;自动完成乳化剂水溶液的配制;自动实现对流量和温度的检测;高精度油水比的连续控制以及各有关电磁阀的开关等逻辑控制。
关键词：乳化沥青;生产自动化;控制系统;研究
自商品化的乳化沥青生产以来，至今已有60多年的历史。在前40年的发展中主要是阴离子乳化沥青，但这种阴离子乳化沥青的微粒带有阴离子电荷，当乳液与骨料表面接触时，由于湿润骨料表面也带有因离子电荷，同性相斥的原因，致使沥青微粒不能尽快地粘附到骨料表面上。若使沥青微粒裹覆到骨料表面必须待乳液中水分的蒸
发。
随着近代界面与胶体化学的进展，近20年来，阳离子乳化沥青发展速度很快。这种沥青乳液是使沥青微粒带有阳离子电荷，当与骨料表面接触时，异性相吸的作用，使沥青微粒较快地吸附在骨料表面上。由于阳离子乳化沥青优越的路面性能，显著的节能效果和简便的施工方法，深受广大筑养路部门的欢迎。
乳化沥青生产按工艺流程可以分为间歇作业式、半连续作业式和连续作业式三种。间歇式乳化沥青生产设备，生产时将乳化剂、盐酸、水等在配液罐中掺配制成乳液，然后通过管道泵送入胶体磨中和热沥青高速研磨。一罐乳液用完后再配制下一罐乳液，然后再进行乳化沥青的生产。半连续式乳化沥青生产设备，实际上是将间歇式的乳化沥设备多配备了几个乳液掺配罐，通过交替配制乳液，保证不间断的将乳液送入胶体磨。目前，国内相当数量的乳化沥青生产设备属于这种类型。连续式乳化沥青生产设备，只需使用一个配液罐就可以自动连续地将乳化剂、盐酸、水等配制成乳液，乳化沥青生产可以连续进行。由此可见，不论从质量上讲，还是从产量上讲，连续作业式的生产有很大的优点。
我局原有的乳化沥青设备是1995年由唐山工程技术学院研制的，由于设计上的先天不足，整套设备自动化控制水平不高，油水比误差较大，所生产的乳化沥青只能供普通稀浆封层使用，或作为粘接油和透层油使用。
针对生产设备的实际情况和乳化沥青较大的市场需求，为了提高产品的质量和产量，我们与唐山工程技术学院再次合作共同研制了乳化沥青生产自动化控制系统。
实现自动化连续生产应包括以下内容：自动实现乳化沥青生产的开机和停机;自动完成乳化剂水溶液的配制;自动实现对流量和温度的检测;高精度油水比的连续控制以及各有关电磁阀的开关等逻辑控
制。这里的逻辑控制是实现自动化生产的主要部分，它控制点多，逻
辑关系复杂。只有对流量和温度的检测准确，才能保证产品的质量。
按上述要求，再考虑到尽量降低投资和现有设备的实际情况，我们对逻辑控制部分选用经济、编程灵活、输出能力强、技术先进的PC控制。它与继电器的逻辑控制相比占地面积小，设计施工调节简单，可靠性高，抗干扰能力强。流量、温度的检测显示及高精度的油水比连续控制选用投资少、技术先进的微机控制。整个乳化沥青自动化生产由微机和PC联合控制。
一、 微机控制系统
乳化沥青生产自动化微机控制系统由工业控制计算机及配套接口电路和应用程序组成。可完成对生产中热水温度、中配液温度、慢配液温度、中乳液温度、慢乳液温度和沥青温度的检测功能，主要完成对热沥青、乳液和成品流量的检测和控制功能。
应用程序可以完成以下工作：1、系统变量的外围接口I/O板的初始化。2、要求输入设定生产量、设定油水比。3、对流量、温度等9个量采样，滤波处理。4、显示器显示流量、温度、油水比实测值、累计总产量以及显示电子钟年、月、日、时、分、秒。
生产过程中乳化沥青的油水比必须严格控制在±1%以内。为了对油水比进行检测控制，在乳液泵出口与乳化机入口之间安装了乳液流量计。因沥青温度、粘度都很高，无法使用流量计，故在乳化机出口和成品泵入口之间安装了成品流量计。
目前，阳离子乳化沥青按油水比划分有60:40、55:45、50:50三种产品，不同的阳乳产品的使用方法和应用范围各不相同。为了保证高精度的油水比，微机控制系统采用精度高、调节快的比例解耦控制的双值双闭环的PID调节系统。首先将产量设定值和油水比设定值输入微机，微机经计算后输出油流量给定值和乳液流量给定值，然后经过速度和流量双闭环无静差调节系统的控制作用，使输出流量与给定值相同，这就是说给定多大的油水比，就输出多大的油水比。
当生产开始时，采取半自动控制，先启动乳化机，待系统运行15分钟后，再投入自动运行方式。在自动运行方式下，油水比和产量处于自动控制状态。
二、 PC逻辑控制系统
1、系统组成
PC逻辑控制系统由接触器柜、PC柜及应用程序组成，其中PC的输入量为控制的条件，输出即接触器的线圈和电磁阀的线圈为控制对象。前者控制电机的运转，后者控制管道中电磁阀门的开关，应用程序构成各量之间的逻辑关系，通过PC来实现。在PC柜上装有手动开关，与相应的PC输入点开关并联，实现半自动控制。整个控制系统可以进行全自动、半自动和手动控制，以适应不同生产方式和规模的需要。
2、PC实现的控制
(1)乳化剂水溶液的配制
闭合乳液配制开关，通过内部设定的逻辑关系，PC控制加水电磁阀打开阀门，开始向配液罐内加水。当液位达到一定位置，加水电磁阀自动关闭，乳剂泵和盐酸泵启动，向配液罐内加入乳化剂和盐酸，同时搅拌器启动进行搅拌。经过一定时间搅拌停止，送液泵将配好的乳液输送到储液罐中。
(2) 乳化沥青生产
闭合乳化沥青生产控制开关，乳化机电机进行Y—Δ启动运转，而后乳液泵电机启动运转，接着成品泵电机启动运转。经过一定时间，沥青泵电机启动运转，乳化沥青生产开始。生产过程中，油水比控制由微机完成。停机时，PC控制先停沥青泵、乳液泵，最后停乳化机、成品泵。PC在整个控制过程中，严格按工艺条件起、停机顺序进行。
本控制系统投入运行后，大大提高了乳化沥青产品的质量，增加了产量，所生产的阳离子乳化沥青被广泛应用在青银高速公路、环胶州湾高速公路、重庆路、黑龙江路等高等级路面，取得了较好的经济效益和社会效益，为青岛的公路建设做出了一定的贡献。
