混凝土砂石分離機(jī)實現(xiàn)自動化控制主要通過以下幾個關(guān)鍵技術(shù)和系統(tǒng)：

　　一、傳感器系統(tǒng)

　　1.物料流量傳感器

　　在進(jìn)料口安裝流量傳感器，用于檢測進(jìn)入砂石分離機(jī)的混凝土物料流量。常用的有電磁流量傳感器或超聲波流量傳感器。電磁流量傳感器基于法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)混凝土中的導(dǎo)電介質(zhì)(如其中的水和電解質(zhì))流經(jīng)磁場時，會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其大小與流量成正比。超聲波流量傳感器則是利用超聲波在流體中傳播速度的變化來測量流量。通過對進(jìn)料流量的實時監(jiān)測，控制系統(tǒng)可以根據(jù)流量大小自動調(diào)整分離機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，如分離機(jī)的轉(zhuǎn)速、沖洗水量等。

　　2.液位傳感器

　　在分離機(jī)的水槽或沉淀池等部位安裝液位傳感器，用于監(jiān)測水位。液位傳感器有多種類型，如浮子式液位傳感器、靜壓式液位傳感器和超聲波液位傳感器。浮子式液位傳感器通過浮子的升降來反映水位變化;靜壓式液位傳感器利用液體壓力與液位高度的關(guān)系進(jìn)行測量;超聲波液位傳感器則是通過發(fā)射和接收超聲波脈沖來計算液位高度。當(dāng)水位低于或高于設(shè)定值時，控制系統(tǒng)會自動開啟或關(guān)閉補(bǔ)水或排水閥門，以維持合適的水位，保證分離機(jī)的正常運(yùn)行。

　　3.物料成分傳感器(可選)

　　在一些高端的砂石分離機(jī)中，還會配備物料成分傳感器，用于檢測混凝土中砂石的比例、粒徑分布等信息。這些傳感器可以采用光學(xué)原理或射線原理。例如，基于激光衍射的粒徑分析傳感器，通過測量激光照射到砂石顆粒后的散射光強(qiáng)度和角度分布，來確定砂石的粒徑大小和分布情況。根據(jù)這些信息，控制系統(tǒng)可以更精準(zhǔn)地調(diào)整分離參數(shù)，以達(dá)到更好的分離效果。

　　二、控制系統(tǒng)硬件

　　1.可編程邏輯控制器(PLC)

　　PLC 是砂石分離機(jī)自動化控制的核心部件。它能夠接收來自各種傳感器的信號，并根據(jù)預(yù)先編寫的程序進(jìn)行邏輯運(yùn)算和處理。PLC 具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程靈活等優(yōu)點(diǎn)。例如，西門子 S7 - 1200 系列 PLC 可以通過其數(shù)字量和模擬量輸入輸出模塊，與流量傳感器、液位傳感器等連接，實現(xiàn)信號的采集和輸出控制信號。在程序設(shè)計方面，可以使用梯形圖語言或其他編程語言，編寫控制算法，如根據(jù)進(jìn)料流量和水位自動控制電機(jī)的啟停、轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)以及閥門的開閉等操作。

　　2.工業(yè)控制計算機(jī)(可選)

　　對于一些大型的、需要更復(fù)雜數(shù)據(jù)分析和監(jiān)控的砂石分離機(jī)系統(tǒng)，會配備工業(yè)控制計算機(jī)。工業(yè)控制計算機(jī)可以與 PLC 進(jìn)行通信，一方面可以對 PLC 進(jìn)行編程和參數(shù)設(shè)置，另一方面可以對整個分離機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。例如，通過工業(yè)控制計算機(jī)上的監(jiān)控軟件，可以實時顯示進(jìn)料流量、水位、分離機(jī)運(yùn)行狀態(tài)等信息，并生成數(shù)據(jù)報表和曲線，方便操作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和故障診斷。

　　3.電氣控制柜

　　電氣控制柜是放置 PLC、繼電器、接觸器等電氣控制元件的裝置。它為控制系統(tǒng)提供了一個安全、可靠的運(yùn)行環(huán)境，同時便于布線和維護(hù)。在電氣控制柜中，各個電氣元件按照一定的電氣原理圖進(jìn)行連接，通過信號線與傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如電機(jī)、閥門)相連。例如，當(dāng) PLC 發(fā)出電機(jī)啟動信號時，信號通過控制柜中的繼電器放大后，驅(qū)動電機(jī)的接觸器閉合，從而啟動電機(jī)。

　　三、執(zhí)行機(jī)構(gòu)

　　1.電機(jī)及其調(diào)速裝置

　　砂石分離機(jī)的攪拌裝置、輸送裝置等通常由電機(jī)驅(qū)動。為了實現(xiàn)自動化控制，電機(jī)需要配備調(diào)速裝置，如變頻器。變頻器可以根據(jù) PLC 的控制信號，改變電機(jī)的供電頻率，從而實現(xiàn)電機(jī)的無級調(diào)速。例如，當(dāng)進(jìn)料流量較大時，PLC 可以通過變頻器提高分離機(jī)攪拌電機(jī)的轉(zhuǎn)速，以加快混凝土的分離速度;當(dāng)進(jìn)料流量較小時，降低電機(jī)轉(zhuǎn)速，節(jié)省能源。

　　2.閥門及其驅(qū)動裝置

　　在分離機(jī)的沖洗水系統(tǒng)、排水系統(tǒng)等部位安裝有各種閥門，如電磁閥、電動閥等。電磁閥通過電磁力控制閥門的開閉，動作迅速、精度高，適用于小口徑管道的快速控制;電動閥則通過電機(jī)驅(qū)動閥門的開啟和關(guān)閉，適用于大口徑管道和需要準(zhǔn)確控制流量的場合。例如，當(dāng)液位傳感器檢測到水槽水位過低時，PLC 發(fā)出信號，驅(qū)動補(bǔ)水閥門的電動執(zhí)行機(jī)構(gòu)打開閥門，開始補(bǔ)水;當(dāng)水位達(dá)到設(shè)定值時，關(guān)閉閥門。

　　四、自動化控制軟件

　　1.控制算法編程

　　在 PLC 或工業(yè)控制計算機(jī)中，需要編寫控制算法程序來實現(xiàn)砂石分離機(jī)的自動化控制?？刂扑惴òㄟ壿嬁刂扑惴ê烷]環(huán)控制算法。邏輯控制算法用于處理傳感器信號與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的邏輯關(guān)系，如根據(jù)進(jìn)料流量是否超過設(shè)定值來決定是否啟動備用分離機(jī)。閉環(huán)控制算法則主要用于對一些連續(xù)變化的參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確控制，如采用 PID(比例 - 積分 - 微分)控制算法來控制水槽的水位。PID 控制器根據(jù)水位偏差(設(shè)定水位與實際水位之差)，通過比例、積分、微分三個環(huán)節(jié)計算出控制量，調(diào)整補(bǔ)水或排水閥門的開度，使水位穩(wěn)定在設(shè)定值附近。

　　2.人機(jī)界面(HMI)軟件

　　人機(jī)界面軟件用于操作人員與砂石分離機(jī)控制系統(tǒng)之間的交互。通過 HMI 軟件，操作人員可以在工業(yè)控制計算機(jī)或觸摸屏(與 PLC 連接)上直觀地查看分離機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)、參數(shù)設(shè)置、報警信息等。同時，也可以通過 HMI 軟件對控制系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)修改、手動操作(如緊急停止、手動啟動電機(jī)等)。例如，使用西門子 WinCC 等 HMI 軟件，可以設(shè)計出美觀、易用的操作界面，包括實時數(shù)據(jù)顯示、趨勢曲線、報警列表等功能，大大提高了操作的便利性和系統(tǒng)的可維護(hù)性。