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混凝土搅拌站行业中常用术语 搅拌站

由供料、贮料、配料、搅拌、出料、控制等系统及结构部件组成，用于生产混凝土的成套设备。 生产率

在规定的试验工况下，混凝土搅拌站（楼）每小时生产出的混凝土量（以捣实后体积计）。试验工况指：a，混凝土各组成材料供料充分，成品混凝土出料及时，混凝土搅拌站（楼）连续运转；b，混凝土配合比不变，骨料级配、水泥种类和标号、混凝土标号和塌落度及用水量等均按GB4477的规定；c，每一次循环搅拌的混凝土量应以混凝土搅拌机组的公称容量计算；d，不加掺和料和附加剂，不进行干搅拌。 型号

由混凝土搅拌站（楼）的组代号、装机台数、搅拌机形式代号、主参数和变型或更新代号等组成。其中，组代号HZ为混凝土搅拌站，HL为混凝土搅拌楼；装机台数用阿拉伯数字标准，单机可省略；搅拌机型式代号S为双卧轴式，D为单卧轴式，T为行星式，W为涡浆式，F为锥形倾斜出料式，Z为锥形反转出料式；主参数代号为生产率，单位m3/h；变更或更新代号用A、B、C…表示。

引用标准

GB/T 10171混凝土搅拌站（楼）分类，适用于生产普通混凝土的周期式混凝土搅拌站（楼）。

GB/T 10172混凝土搅拌站（楼）技术条件，适用于GB/T 10171中规定的搅拌站（楼）。

GB/T 9142混凝土搅拌机，适用于周期式混凝土搅拌机、混凝土搅拌站（楼）中配套的搅拌机。 GB/T 4477混凝土搅拌机性能试验方法。

用途分类

混凝土拌和站（楼）是由供料、储料、配料、出料、控制等系统及结构部件组成。用混凝土拌和站（楼）进行水泥混凝土集中搅拌具有许多优越性:

（1）水泥混凝土的集中搅拌便于对混凝土配合比作严格控制，保证混凝土质量，从根本上改变了现场分散搅拌配料不精确的情况；

（2）水泥混凝土的集中搅拌有利于采用自动化技术，可使劳动生产率大大提高，节省劳动力，降低成本；

（3）采用集中搅拌不必施工现场安装搅拌设备、堆放砂石料、储存水泥，从而节约了场地，避免了原材料的浪费。

混凝土搅拌机主机按型式可分为自落式和强制式。自落式的搅拌筒容量可以做得很大，适应大集料搅

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拌。

强制式搅拌机又有立轴与卧轴之分。强制式搅拌机的混凝土质量好，适合搅拌低坍落度和干硬性混凝土。

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第二篇：混凝土搅拌站设计与选用

混凝土搅拌站设计与选用 前 言

混凝土搅拌站泛指配置了制备混凝土所需用的各种原材料的储料、供料、配料、搅拌和控制等装置，将各种骨料、粘结剂、掺合料、添加剂和水按一定配比通过搅拌机，采用集中搅拌供应新鲜混凝土的方式生产混凝土的成套设备。

自从水泥被开发后，以水泥为粘结剂，石子和砂为骨料制成的混凝土成为应用最为广泛的一种建筑材料，制备混凝土的搅拌机械装备随即

诞生和发展。早期的混凝土制备采用单机搅拌形式，而在搅拌机基础上配置砂石、水泥和水的供料计量和控制装置便构成了搅拌站的雏形，并逐渐发展形成了紧凑式、组合式、卧式、直投式、立式等各种结构形式的搅拌站。随着混凝土工程施工技术的不断进步和商品混凝土的应用与推广，对混凝土制备装置性能和功能的要求不断提高。同时，粉煤灰、矿渣粉等活性矿物掺合料和膨胀剂、减水剂、泵送剂、缓凝剂、增强剂、速凝剂、防冻剂、塑化剂等添加剂的相继开发和应用，制备混凝土的原材料元素增加，对搅拌站配置及技术要求也相应提高。与早期产品相比如今混凝土搅拌站无论是成套设备的配置和技术条件，还是整机的功能和性能指标，以及产品的适用性和可靠性都有了明显的变化和显著的进步。

本文结合了混凝土搅拌站产品标准的术语定义和业内人士的通俗称谓，对混凝土和搅拌站的相关名词概念作了系统的描述；介绍了混凝土搅拌站发展历史、现状和趋势；综述了各种型号规格产品的结构特点及适用条件；详细地分析了成套设备各系统配置实现相关功能和效果的技术条件和设计规范。

本文的内容是全面了解和掌握混凝土搅拌站用途的入门知识，可用作产品销售和售前技术服务人员的培训教材，引导用户合理地选购产品，使产品的配置与技术规格具有理想的适用条件和性价比。

本文的内容也是对产品技术标准的诠释，有助于混凝土搅拌站的从业人员提高对产品技术的认知水平，可用作产品技术开发、机械设计选型、控制软件设计和安装调试等工作的参考资料。作者希望各位读者

阅后作进一步的交流和指正，以便补充完善，推动混凝土搅拌站的技术发展。

第二章 搅拌站术语与概念

第一节 搅拌站术语

1、混凝土搅拌站（楼）：由供料、贮料、配料、搅拌、出料、控制等系统及结构部件组成，用于生产混凝土的成套设备。

2、混凝土搅拌站（楼）生产率：在规定的试验工况下，混凝土搅拌站（楼）每小时生产出的混凝土量（以捣实后体积计）。试验工况指：ａ，混凝土各组成材料供料充分，成品混凝土出料及时，混凝土搅拌站（楼）连续运转；ｂ，混凝土配合比不变，骨料级配、水泥种类和标号、混凝土标号和塌落度及用水量等均按GB4477的规定；ｃ，每一次循环搅拌的混凝土量应以混凝土搅拌机组的公称容量计算；ｄ，不加掺和料和附加剂，不进行干搅拌。

3、混凝土搅拌站（楼）型号：由混凝土搅拌站（楼）的组代号、装机台数、搅拌机形式代号、主参数和变型或更新代号等组成。其中，组代号HZ为混凝土搅拌站，HL为混凝土搅拌楼；装机台数用阿拉伯数字标准，单机可省略；搅拌机型式代号S为双卧轴式，D为单卧

轴式，T为行星式，W为涡浆式，F为锥形倾斜出料式，Z为锥形反转出料式；主参数代号为生产率，单位ｍ3/h；变更或更新代号用A、

B、C…表示。

4、引用标准与使用范围

GB/T 10171混凝土搅拌站（楼）分类，适用于生产普通混凝土的周期式混凝土搅拌站（楼）。

GB/T 10172混凝土搅拌站（楼）技术条件，适用于GB/T 10171中规定的搅拌站（楼）。

GB/T 9142混凝土搅拌机，适用于周期式混凝土搅拌机、混凝土搅拌站（楼）中配套的搅拌机。

GB/T 4477混凝土搅拌机性能试验方法。

第二节 搅拌站和搅拌楼的概念

从产品标准的术语定义来看，混凝土搅拌站（楼）按照骨料在混凝土生产流程中需要提升的次数，分为混凝土搅拌楼和混凝土搅拌站。骨料经一次提升而完成全部生产流程的称为搅拌楼，骨料提升两次或两次以上的称为搅拌站。

从混凝土生产流程的工作程序和功能内容来看，料场贮存的石子和砂，筒仓贮存的水泥等大宗原材料，分别通过骨料和粉料集运系统转运提升到设备主体上部的储料仓，各种物料在设备主体内从上到下完成储料、配料、搅拌、出料工作流程的为搅拌楼。设备主体没有储存

仓，骨料经配料后再提升向搅拌机投料，粉料则由螺旋输送机直接向主体的计量装置供料的为搅拌站。

从产品结构特点和成套设备的配置来看，搅拌楼的主体是全封闭的，自上而下分别为受料室、储料室、计量室、搅拌室和控制室、支腿和搅拌输送车接料室。储存仓的容量一般可供20分钟以上连续生产，主体的高度重量和设备基础较大。搅拌楼的骨料和粉料的集运方式及其配置形式多种多样，因地制宜，较典型的形式是砂石料场下设接料斗，通过地槽水平皮带机、倾斜皮带机送至主体，水泥由筒仓通过斗式提升机、翻板机构、卸料导管或螺旋送入主体。搅拌楼的控制系统包括骨料集运流程、粉料集运流程和混凝土生产流程的控制。

搅拌站的结构特点和配置与搅拌楼相比，首先是主体没有储存仓，因此高度重量和设备基础都缩小；其次是物体集运与混凝土生产流程合为一体，成套设备的配置大为简化，流程更为简捷；另外，控制系统对成套设备的工作统一控制，操作与管理较为简便。搅拌站的型式多样，主要区别在于骨料的储供配料及提升形式的区别和组合变形的多样性，按照产品研制的发展历程，搅拌站大致可分为以下型式。

1．第一代产品为拉铲集料式搅拌站。早期引进的紧凑式搅拌站和国产搅拌站的骨料系统采用扇形料场储料、悬臂拉铲集料、卸料门下带称量斗、料车提升投料的方式，代号A型。拉铲式搅拌站还有称量斗与提升料斗分别设置或合二为一，提升轨道为直轨或弯轨，轨道角度60°～90°，料车底门投料或倾翻投料，不同的混凝土卸料高度等结构变型，采用涡浆式搅拌机时主机悬挑型式，以及料场分隔仓改为储

料仓用装载机上料方式等各种变更型式。国外还有270°以上扇形料场，用皮带机上料，拉铲集料门下设皮带秤等形式。拉铲式搅拌站的主机规格以0.5ｍ3、1ｍ3、1.5ｍ3为主，国外产品还有2ｍ3。拉铲的悬臂长度为8ｍ、12ｍ、16ｍ，国外产品达20ｍ。

拉铲式搅拌站的建站投资比较低，因此被广泛采用。但在实际应用中逐渐显露其不足：1）拉铲卷扬的钢丝绳和铲斗的磨损量大，拉铲的作业环境差，劳动强度大；2）料场的堆积容积有限而且死料多，对砂石供应流通领域的物流要求较高；3）受拉铲与提升装置的规格和露天料场的影响，搅拌站的规格和资质升级也受限制。因此，拉铲式搅拌站虽曾独领风骚，随着产品的技术进步和规格品种的发展而逐渐被淘汰。

2．第二代产品为配料机组合式搅拌站。骨料配料机又称配料站，是集砂石的储供料、计量和配料输出的功能于一体的模块化骨料后台装置，它与骨料提升装置组合的形式逐渐替代了拉铲式搅拌站的骨料系统。配料机的隔离式储料仓有多种数量和容积的规格，计量方式有称量斗独立计量或累积计量、皮带机累积秤、行走小车累积计量等形式，上料方式一般采用装载机将独立料场的砂石料转运到配料机储料仓，也有用多根斜皮带机直接或转接对配料机储料仓上料形式，国外还有在配料机储料仓上方安置行走式拉铲的集料方式。配料机组合式搅拌站骨料贮存采用的独立料场形式是符合国情的普遍形式，配料机与拉铲形式相比建站投资相近，但性价比提高，适用性更强，因此配料机投入实际应用后便风靡市场。

组合式搅拌站的基本形式是配料机与直轨料车提升组合的骨料系统，代号B型，主机规格仍以0.5ｍ3、1ｍ3、1.5ｍ3为主，主体结构比较简单，60°直轨结构占地面积较小，建站投资也较低，应用在工程施工现场比较多见。然而，骨料系统采用料车提升方式的搅拌站也有难以逾越的弱点：1）是提升卷扬的钢丝绳磨损较大，钢丝绳缠绕和料车轨道运行的维护保养工作量较大；2）是受提升驱动和制动装置配套的局限，规格难以再大；3）是骨料流程中由于料车下降时间的因素存在，批次骨料的工作循环周期相应增加，提高生产率受到限制。

3．第三代产品为皮带机提升仿楼式搅拌站。倾斜皮带机是搅拌楼传统的骨料集运装置，采用倾斜皮带机提升骨料，再加上全封闭的主体，使设备宏观外形与搅拌楼相似，俗称仿楼式。提升皮带机按皮带机的带型区别有通用槽形皮带机，人字型浅花纹皮带机和波形档边形大倾角皮带机等形式。骨料提升采用倾斜皮带机的方式优点很多：1）皮带机是一种通用输送设备，各种配置技术成熟，运行稳定，工作可靠；

2）不同的技术规范及输送能力能满足各种主机规格和主体结构形式搅拌站的设计条件；3）搅拌站的工作循环周期可以按搅拌机的搅拌周期设定，以提高搅拌站的生产率；4）成套设备的不同配置和布局方式可以适应不同现场的条件和不同用户的需求。

搅拌站第三代产品的骨料系统有两种形式，一种是斜皮带机前加置配料机，骨料提升至主体的中途斗暂存再投料的基本形式，代号C型，适配的主机规格为1m3、1.5m3、2m3、3m3、；另一种是隔墙料场下的地槽里加置独立计量的砂、石计量斗，批次骨料经水平皮带机输送，

倾斜皮带机提升到主体的中途斗暂存后投料的仿楼流程形式，代号E型，适用主机规格为1.5m3、2m3、3m3、4m3。实际应用中，双机组对称布置，全封闭集中统一的控制和主体结构形式被广泛应用，成为商品砼搅拌站的理想模式；隔墙料场加地槽形式常被高资质的商品砼搅拌站采用，料场上可加盖或建屋，以适应各种气候条件下作业；配料机形式适用独立露天料场，常被扩大规模或升级改造的商品砼工厂采用；人字形浅花纹皮带机形式占地面积较小，常被场地受限制的商品砼工厂和混凝土制备要求高的工程用搅拌站采用。

搅拌站第三代产品结构合理，性能优越，配置先进，功能齐全，成套设备布局能适应商品砼和工程站的使用要求和适用条件，一经面世便大有一统天下之势。然而C型砼搅拌站虽然兼顾了商品站和工程站的适用条件，但是专用为工程站时难免有所欠缺，为此，我公司在C型砼搅拌站基础上，开发了专用于工程站的第四代产品。

4．第四代产品为骨料直投式砼搅拌站，代号D型，适配主机规格以1m3、1.5m3、2m3为主。其结构特点是骨料提升采用人字花纹带型的倾斜皮带机，皮带机输出直接投料。主体没有中途暂存斗，计量系统将水泥与掺合料，水与添加剂的计量装置及其架体采用模块化结构设计，并直接坐落在搅拌机上。其优点是骨料流程简捷，结构紧凑，设备占地面积小，设备主体结构安装调试简捷，拆迁移动便利，外观简洁美观，主体台面通畅，维护保养方便，而且能采用砂浆裹石搅拌工艺，满足拌制高性能砼的要求，是工程站的理想配置模式。

第三节 搅拌站的各种称谓

1．商混站和工程站

商混站指适用商品砼生产和供应方式的搅拌站，工程站指适用施工现场拌制混凝土的搅拌站。两者在产品的性能与功能方面都应符合国家的标准要求，成套设备应配套齐全、完善，工艺合理、可靠，能满足各种混凝土的生产。商品站更强调的是产品的生产效率和管理功能，工程站更期望的是较好的拆装移动性和较少的初期投资。从产品的适用性看E型砼搅拌站是典型的商混站，D型砼搅拌站是专用的工程站，C型搅拌站则是商混与工程兼容性搅拌站。

2．固定式和移动式搅拌站

固定式与移动式是个相对的概念。商混站一般是不会迁移的，产品的结构设计是固定的，如搅拌楼、E型搅拌站。而工程站一般施工周期要小于产品使用寿命，施工结束后需拆迁转移场地，因此产品结构设计应减少拆装部套件，同时考虑设备基础费用与拆迁成本。如B型搅拌站组合形式的拆迁移动性较好，A型D型C型搅拌站的移动性能则逐一次之。搅拌站初期产品中有的结构设计是可以整体拖运或配料机与主体拆卸拖行的，称为移动式搅拌站，一般规格较小，配置简单，适用于道路，隧道等延伸性工程。随着工程施工技术与管理的进

步，砼输送泵与布料杆的应用，以及汽车起重机的普及，牵引拖运形式的移动式搅拌站已消声蹑迹，但性能优良且移动性良好的工程站则受用户的青睐。

3．强制式与自落式搅拌站

主机采用立轴涡浆、立轴行星、单卧轴、双卧轴等强制式搅拌机的通称强制式搅拌站，其搅拌周期较小，生产率较高，其中双卧轴搅拌机是应用最广泛的机型。主机采用锥形反转出料或锥形倾翻出料等自落式搅拌机的通称自落式搅拌站，其搅拌周期较长，能适应大粒径骨料而且驱动功率较小，采用多台锥形倾翻出料搅拌机的搅拌楼是生产水工混凝土的常见机型。

4．周期式与连续式搅拌站

国家标准定义的混凝土搅拌机和搅拌站都是周期式的，也就是混凝土生产的配料、投料、搅拌、出料按周期进行循环作业的方式。还有应用螺旋式搅拌原理，物料在拌筒里边搅拌边输送到卸料位置的搅拌机称为连续式搅拌机，主机采用连续式搅拌机，配料采用流量计量，供料装置也连续供应的成套设备则称为连续式搅拌站，这种形式的特点是能用较小的结构尺寸得到较大的生产率，但计量精度和可靠性较难保证，搅拌效果也不如周期式搅拌机，适用于批量较大标号较小的道路工程制备混凝土。

周期式搅拌站的工作循环周期指主机两次卸料间的时间间隔，也就是成套设备完成配料、投料、搅拌、出料等工作循环所需的最长时间。设工作循环周期为T（S），搅拌主机额定容量为E（m3）则搅拌站生

产率Q=3600E/T（m3/h）。设计时将骨料、粉料、液料各系统和搅拌流程的工作时序相互交叉重叠，使工作循环周期尽量接近搅拌工作周期，以提高搅拌站的生产率。

对于搅拌楼，由于砂、石水泥等大宗材料的集运提升流程与配料计量流程分离，各种物料通过重力下落采用开启斗门等方式完成计量，工作周期要小于搅拌机工作周期，因此，同样规格容量主机的搅拌楼生产率能更高些。而选择搅拌工作周期较长的自落式搅拌机的水工混凝土搅拌楼，则可以配置3至4台主机使多次配料的循环周期与搅拌工作周期接近，充分发挥成套设备的生产效率。

第三章： 混凝土搅拌站、楼的生产工艺流程

第四章 搅拌站机械设计与配置的技术条件

第一节 搅拌系统

搅拌机以作业方式来划分可分为周期式和连续式两类。国家标准定义的搅拌机和搅拌站为周期式（batching）。关于连续式可参见“搅拌站术语与概念”有关章节。

搅拌机以搅拌原理来划分可分为强制式和自落式两类。强制式的罐体不动，搅拌轴旋转，通过搅拌臂带动搅拌叶片对罐体内的物料进行强

制导向搅拌；自落式拌筒旋转，借助安装在拌筒内的搅拌叶片，使物料抬起，物料靠自身重力跌落，并产生轴向串动，从而实现搅拌效果。两者相比，强制式的搅拌作用强烈，一般在30-60秒的搅拌时间就可将混合物拌成匀质性混凝土，制备专用或特种混凝土时，则需较长时间；自落式的搅拌时间需翻倍甚至更长，搅拌特种混凝土困难甚至不可能。在相同的搅拌容量下，强制式与自落式相比搅拌机的驱动功率较大，相应的设备装机总功率及配电设施要增加，但是工作周期较短，所以生产混凝土的单位能耗增加不大。以双卧轴强制式与锥形倾翻出料自落式为例两者相比，搅拌机的驱动功率约为2.4倍，单位能耗则约为1.3倍。综合搅拌的效率、功能、质量、能耗各方面因素，搅拌站应选择强制式搅拌机作为主机，只有在骨料采用较大粒径如150㎜以上的碎石时才优先选用自落式搅拌机。

强制式搅拌机按结构型式区分为两类，一类是立式搅拌轴，有涡浆式和行星式两种，另一类是卧式搅拌轴，有单卧轴和双卧轴两种。立轴与卧轴型式的搅拌效果都很良好，两者相比立轴型式的功率消耗要高于卧轴型式，同一规格机型的搅拌额定功率一般要高20﹪。对骨料粒径的适应范围立轴型式最大粒径一般为60㎜，规格1500L以上为80㎜，卧轴型式最大粒径一般为80㎜，规格1500L以上可达100㎜，增大驱动功率时可达120-150㎜。立轴型式的规格最大可达4m3,受拌筒直径运输尺寸的限制，大规格的机型应用较少。卧轴型式的规格最大可达6m3,双卧轴甚至做到9m3。两者的结构特点，立轴搅拌机的上盖部位受驱动装置安装位置与维修条件的限制，用作搅拌站的主

机，不利于骨料投料装置和粉料计量装置的结构设计，而卧轴搅拌机的驱动装置在罐体旁侧位置，罐体上方可合理布置骨料投料和粉料计量装置，驱动装置的维护保养工作也更方便。综合各方面因素，卧轴搅拌机更适合用作搅拌站主机。双卧轴与单卧轴型式相比，搅拌叶片的线速度低，耐磨损；罐体各部位衬板的磨损程度比较接近，衬板的使用寿命长，经济性好；驱动装置可采用双套同步运行，更有利于大规格机型的配套条件和产品系列化发展，因此，双卧轴搅拌机成为应用最广泛的搅拌站主机。

双卧轴搅拌机由罐体、搅拌轴装置、轴端密封和支承装置、驱动装置、卸料门装置和上盖等组成。我公司的JS系列双卧轴搅拌机，采用整体的罐体结构，铸钢的搅拌臂、座与方管状搅拌轴螺栓联接，相邻搅拌臂夹角90°，大尺寸搅拌叶片的欧式搅拌罐结构形式，对混凝土坍落度和骨料粒径的适应范围大。同时采用了多项公司专有技术和专利技术，如搅拌轴偏心技术，菱形衬板，卸料门偏心技术，独特的五道密封结构组成的轴端密封装置，轴端支承与轴端密封分离的结构形式等。采用两套驱动装置并列同步驱动方式，减速器有平行轴传动和直角轴传动两种型式，使搅拌机的工作运行更加可靠，维护检修更加便利，使用寿命明显提高。参见JS型混凝土搅拌机的图片。

第二节 骨料配料机

骨料配料机是集砂与石子的贮料、计量、配料输出等功能于一体，模块化设计的骨料流程装置。不仅在工程站被广泛应用，也常用于商混站。配料机的型式用代号PL表示，规格用单位为升的阿拉伯数字表示与搅拌主机的进料容量适配的批次骨料配料容量，如PL1600表示适配1m3搅拌机，其额定出料容量为1000L，进料容量也就是骨料的配料容量为1600L。

按贮料仓的数量区分，配料机有2斗、3斗、4斗等多种，以3斗配料机为典型，能适应各种级配的骨料贮存。每仓贮料容量一般在5-15m3，大容量贮料仓上部可做成装配式以适应运输条件。为了提高有效容积，料仓下部应做成两个锥形斗的落料形式，供料采用气动控制底门开启方式。

按计量方式区分，配料机有砂、石独立计量和累积计量两种。独立计量方式的配料机在每个料仓下设置称量斗，完成配料后通过开启气动底门，分别投落到下方的水平皮带机输出。累积计量方式的配料机在水平皮带机上设置档板与皮带构成计量槽，骨料落入计量槽与皮带机一起完成累积计量。两种计量方式都采用电子称重形式，动态计量精度都能符合标准规范要求。两者相比，独立计量方式的配料机结构高度是有所增加，装载机上料作业坡道要相应加长。而累积计量方式的配料机在同样的装载机上料高度条件下，料仓结构的高度及相应的贮料容量能增加，因此更受用户青睐。累积计量方式配料机的水平皮带输送机是重载起动工作，因此驱动装置的电机功率需增加，同时计量槽的结构型式应减小运行时下部流动骨料的截面尺寸和上部骨料的

压力，以降低工作能耗。

累积计量方式的配料机，骨料累积计量的实施用时t1=∑G/Qt（S），其中：∑G（㎏）为批次骨料总重量，一般∑G=2000E，式中：E（m3）为搅拌主机的额定容量；Qt（㎏/s）为骨料的供料流量，Qt=S1·Qg，式中：S1（d㎡）为贮料仓底门的开口截面面积，Qg（㎏/S·d㎡）为骨料自由落体时单位面积流量，经验数据Qg=12㎏/ S·d㎡。水平皮带机将完成配料的批次骨料送出配料机的实施用时t2=∑G/Qs+l/v（s），其中：Qs（㎏/s）为皮带机的输送流量，Qs=10SV·v·r，式中：SV（d㎡）为计量槽里流动骨料的纵截面积，r为骨料的堆比重，v（m/s）和lt（m）分别为水平皮带机的带速和计量槽前的输送长度。设计时考虑动态计量精度，每种骨料的计量时间宜不小于6-8（S），因此t1宜为18-24（S），若骨料流程时序设计中累积计量的设计定时T1较大时，也就是完成累积计量后需等待较长时间才实施配料输送流程时，也可通过现场调试S1使t1接近T1。皮带机输送批次骨料的时间从工作循环周期及骨料各流程分配的时间来考虑，即使工作周期为60秒时，∑G/ Qs=30（S），皮带机的输送能力符合≥240E（t/h）就可以，适用直投式搅拌站时，骨料投料时间就是批次骨料输送时间，则∑G/ Qs=20（S），Qmax≥360E（Q/h）为宜。设计选型时，皮带机的带型和带宽一般按统型通用原理考虑，带速以1.25m/s，1.6 m/s，2.0 m/s为宜.必要时可以通过现场调试计量槽前端的开口截面,减小Sv使∑G/ Qs符合实施用时的要求。

独立计量方式的配料机，由于各贮料仓可同时开始放料计量，所以计

量的实施用时较小。而批次骨料的输送时间，主要是受计量斗底门的开口截面面积S2制约，即Qs= S2·Qg，另外还受各计量斗放料时序要求连贯又不重叠的影响，一般t2﹥∑G/ Qs。可以通过现场调试S2实现t2≤T2或t2≤T4，即批次骨料流程实施用时接近或不大于输送或投料流程的控制定时要求。

对于骨料流程采用墙隔料场下设落地斗和计量斗，地槽设置水平皮带式的E型砼搅拌站配置形式，其流程装置工作的技术条件与独立计量方式的配料机一样，只是水平皮带机的长度因为料场与地槽长度较大及倾斜皮带机导料口位置较远而增加。

第三节 倾斜皮带输送机

皮带机的带型和倾角按产品结构型式及现场适用条件来选择，适用商混站的C型和E型砼搅拌站一般选平皮带，倾角18°～20°；适用工程站的C型和D型砼搅拌站一般选人字形浅花纹皮带倾角24°～30°。 皮带机的带速一般选1.6m/s或2.0m/s。输送带的带宽常用规格有650，800，1000，1200㎜。倾斜皮带机的输送能力Qmax（t/h）应能满足水平皮带机实际输出流量Qs（㎏/s）的要求。即Qmax≥3.6Qs。同时符合设计循环周期下分配给提升流程用时的要求，即t3≤T3。批次骨料提升流程的实施用时t3=L/V+∑G/ Qs。其中：L(m)和V (m/s)分别为倾斜皮带机的输送长度和带速，L/V就是料头的提升时间，∑G/ Qs

是批次骨料的输送或投放时间，t3则是从料头开始提升到料尾结束提升的时间总和。

配料机形式的骨料流程包括：1、配料计量，2、水平皮带机放料输出，

3、倾斜皮带机输送提升，4、中途斗暂存投料。从工作循环角度看，流程1和2组成配料工作循环，流程2和3、4（直投式则是流程2和3）组成提升工作循环，配料计量与提升在时序控制上交叉重叠，也就是前一批次骨料完成了配料放料，提升尚未结束时，后一批次骨料已开始计量。从流程的时间与周期的关系看，批次骨料的放料输送用时30秒时，也就是皮带机输送能力Qmax≥240E（t/h）时，就能满足工作周期60秒的条件。这时，t1+t2=24+30＜60，t2+t3+t4=24+30+6=60，也就是说，皮带机输送长度和带速设计时l0/v+L/V不大于24s，中途斗投料结束延续时间不超过6s即可，既使是料场地槽形式，水平皮带机较长，倾斜皮带机倾角较小，输送长度较长，也能实现这些技术条件。骨料直投形式取消了中途斗，不存在投料延续时间，则提升周期更短，但是从搅拌工作周期考虑，投料时间不宜超过20S。即皮带机的输送能力Qmax≥360 E（t/h）。

皮带机设计选型的结果，其最大输送能力一般都大于流量的设计参数，而工作时的实际流量取决于输出放料源头装置，实施用时与设计参数有一定的差异，运行时通过控制系统设定的流程控制定时和时序，指令相关流程的执行元器件按设计的逻辑程序工作。

皮带机输送能力的设计选型范围很大，能适配各种规格的搅拌主机，尤其是大规格机型更是非它莫属。而且倾斜皮带机还可增设防护性蓬

盖，维修保养用廊道，配置为固定式搅拌站时可作全封闭包封。

第四节 粉料筒仓

大宗粉状原材料如水泥、粉煤灰、矿渣粉、膨胀剂等都采用筒仓贮料。筒仓规格有100t，150t，200t，300t甚至更大，筒仓的储存容量越小，搅拌站连续生产混凝土时对粉料供应渠道的流通要求越高。一般固定式双机组商混站，每个机组配大规格筒仓两座，分别储存2种标号水泥粘结剂，配小规格筒仓两座分别储存粉煤灰矿渣粉等掺和料，两机组合用一个小规格筒仓储存膨胀剂。一般移动性的工程站可配较小规格筒仓3座，200t以上筒仓受运输条件限制需在现场制作。

筒仓由筒体、风帽、支腿及梯子等组成，贮料筒体上下侧壁装有料位器，下部锥体设有破拱装置，内外壁设梯子，顶部有检修进口，并设置排气除尘风帽，进灰管从支腿旁直通筒体上部。粉料通过散装水泥输送车接头与进灰管连通直接送入贮料筒体。

搅拌站使用袋装水泥生产混凝土时，可选配辅助设备袋装水泥气力输送泵送入筒仓的贮料筒体。参见搅拌站主要辅助设备章节。

第五节 螺旋输送机

水泥等粉料的输送必须在完全密封的腔体内进行，以免污染环境和输送物料受潮。O形截面的螺旋输送机是应用最广泛的粉料供料输送装

置。其机壳采用无缝钢管，常见规格有φ219，φ273，φ325，机壳尾部进口通过球形绞链与筒仓翻板门连接，头部出口通过帆布袋柔软连接通向主体上的粉料秤斗。安装倾角一般在30°～45°之间，必要时可达60°。螺旋的长度不应超过14m，可通过更换中间节段得到不同的螺旋总长度。更长的输送距离可通过螺旋接力的方式实现，接续螺旋设置两个进料口。机壳中的旋转体由芯管与连续式的螺旋叶片组焊而成，中间节段的旋转体采用中间支承和无油润滑的联轴节。螺旋体的直径D=φ－2（b+δ）其中：φ与b为机壳的外径与壁厚，δ为旋转体与机壳的间隙，δ/D值以0.04～0.05为宜，芯管直径d一般按旋转体直径D的三分之一左右选择.螺旋节距t=0.8D.螺旋转速n的范围一般为150～300rpm，应用较多的为160 rpm 和210 rpm。

影响螺旋输送机生产效率的因素很多，螺旋输送能力Q=33.5KxKαKβrD3n(t/h)。首先输送能力取决于旋转体的直径和转速。Q与D3n成正比；其次，轴向泄漏系数Kx旋转体与机壳之间产间隙有关，Kx=1－4.5δ/D，一般Kx=0.77～0.82；此外，切向滞后系数Kα与螺旋面的平均螺旋角α和粉料对钢的摩擦系数tg∮有关，Kx=cosα·cos（α+∮）/cos∮。一般Kα=0.75～0.82;另外,倾角系数Kβ与螺旋安装角度β有关,当β=0°时, Kβ=1，β=30°时，Kβ=0.75～0.85，β=45°时，Kβ=0.65～0.72;而且，粉料的容重与其堆积状态有关，变化范围较大，如水泥r=0.9～1.7，粉料进入螺旋后的充填密度又与供料的流量有关；因此输送时的粉料实际容重也可能差异很大。总而言之,螺旋的实际输送能力不仅取决于设计的技术条件,而且受制于使用条

件和外界因素；若按各项因素的上下极限系数计算,螺旋在不同安装倾角的输送能力计算值为Q0=17～38 D3n,Q30=13～33 D3n,Q45=11～28 D3n,由此也不难理解相同规格螺旋输送机,不同生产厂标注的输送能力却不一样甚至差异较大。综合平衡各项因素和实际经验，通常螺旋输送能力按QL=28 D3n计。

螺旋的输送能力QL（t/h）应符合QL≥3.6∑C/t5。其中t5为螺旋供料完成计量的实施用时，应满足t5≤T-t6，例如工作循环周期T=60S，称量斗放料时间t6=12S，则t5≤48S。∑C（kg）为批次粉料的重量，生产不同标号的混凝土，水泥用量不同，变化范围很大，例如标准规定试验工状的水泥用量300～350 kg/m3，而高标号砼的水泥用量相比超过一半甚至还多。而粉煤灰等活性矿物掺合料的广泛应用又降低了水泥用量。通常，水泥与掺和料累积计量时，批次粉料可按∑C=560E计；独立计量时，水泥可按500E计，掺合料可按200E计。因此，螺旋的输送能力，要在t6=12S条件下实现T=60S，粉料累积计量时应QL≥42E（t/h），独立计量时，水泥螺旋QL≥37.5E（t/h），掺合料螺旋QL≥15E（t/h）。而实现T=72S时，累积计量应QL≥33.6 E（t/h），独立计量分别为30E（t/h）和12 E（t/h）即可。

关于螺旋的驱动功率，可查阅的计算方法诸多。轴功率N0国内通用的计算公式为N0=K·Q（WL±H）/367（kw）式中：K为功率储备系数，取1.2，W为物料阻力系数，水泥取3.2；苏联通用的计算公式为N0=Nx+KTP·NT。其中：空载运行功率Nx=CKL3n，输送物料功率NT=QLTCN+ZnNn。式中，空载系数CK=10CKO（cosδμ+Kmsinδ）

μ，螺旋当量长度L3=LK－0.5(a1+a2)(1-μ1/μ2)，输送距离LT=L－Zn（LC+LP），输送物料比电能CN=CN0KN/3670，一个吊轴承区域功率Nn=0.05ND2LP2frKδ+QLCCNC；美国ANS1/CEMA350-81计算公式N0=Npt+Npm。其中：机械摩擦功率Npt=FdFbLn×10-6（马力），输送物料功率Npm=FfFmFpQLW×10-6（马力），式中：L（英尺）为输送距离，Fd为螺旋直径系数，Fb为吊轴承系数，Q（英尺3/小时）为输送量，W（磅/英尺3）为水泥密度，Ff为螺旋叶片系数，Fm为物料系数，Fp为浆叶系数；德国标准D1N15262-83计算公式N0=U/（FR+Fse）1000；国际标准ISO7119-81计算公式N0=NH+NN+Nse，其中：物料运行功率NH=QLλ/367，空载运行功率NN=DL/20，倾斜运行功率为Nse。

上述各国的螺旋功率计算方法导出了轴功率的计算途径，但实用还有些问题，而国内通用计算法是针对U型螺旋而定，用于O型螺旋不尽合理，笔者综合了国际标准和各国的计算公式，归纳为螺旋驱动功率N≥KfN0/η。式中：Kf为满载起动系数，取Kf=1.4，η为传动效率，取η=0.9 ，N0为轴功率N0=N1+N2+N3，其中：N1为物料运行功率，N1=QLW/367（kw），N2为空载运行功率，N2=QLλ/367（kw），N3为物料提升功率，N3=QLSinβ/367（kw），式中w为阻力系数，对水泥取w=3.2，λ为空载阻力系数，取λ=1，β为螺旋倾角，取β=45°。螺旋驱动功率N= KfQL（W+λ+Sinβ）/367η。简化后得经验公式，电机功率N≥0.02QL(kw)。式中：Q（t/n）为实际输送能力，L（m）为输送距离。

第六节 液料系统

俗称水路系统，包括水和液态添加剂的储料供料装置及管路元件。商混站一般都自建储水池用潜水泵供水，工程站通常选购带水泵的水箱。供水管路应设循环回水支路，以免停泵时上水管受缩变形，尤其是泵排量较大和采用软管上水时更显必要。添加剂供料应选用耐腐泵。

水泵排量Qb（t/h）和耐腐泵排量Qt（t/h）应符合Qb≥3.6w/t7和Qt≥3.6A/t7。其中：W（kg）为批次用水量，理论上水灰比w/c=0.4，故按w=220E计。A（kg）为批次添加剂用量，一般不超过水泥的5﹪，故按A=28E计。t7（s）为批次水和添加剂泵上水完成计量的实施用时，满足t7﹤T-t8就行。t8为液料秤斗的放水时间，一般t7=35～45s为宜。考虑到水和添加剂累积计量的因素，若设水和添加剂的上水时间分别为27s和8s，则水泵和添加剂的排量应为Qb≥30E（t/h）和Qt≥12.6E（t/h）。当添加剂与水分别独立计量时，再考虑两种添加剂累积计量的因素，耐腐泵排量应为Qt≥5.76E（t/h）。泵的扬程应不小于15m。

第七节 计量系统

计量装置按计量元素的物理特性区分有流量时间计量、容积计量、重

力称重计量等方法，称重计量装置按结构区分有机械杠杆秤、杠杆电子秤和电子秤等形式，电子秤量装置按受力传感器的数量区分又有一点式、三点式和多点式电子秤的称谓，按受力方式区别还有拉力传感器或压力传感器的区别。目前，全电子称重计量的称量装置已经普遍应用，一般称量斗采用三点式，带计量槽皮带机采用四点式，液态添加剂秤采用一点式电子秤，依照计量装置的安装形式选择拉力或压力传感器。

计量系统的计量元素应包括成套设备所配置的各种储存物料，通常搅拌站配置骨料储存仓3或4个，粉料筒仓3至5个，水箱1个，液态添加剂储筒1至3个。计量系统的数量取决于计量方式，一般骨料料场地槽计量形式适用独立计量，配4个秤，骨料配料机形式采用累积计量时配1个秤，独立计量时按储存仓数量相应配置3或4个秤。粉料只有水泥和粉煤灰时，可采用累积计量，配1个秤，还有矿渣粉、膨胀剂等粉料时，水泥与其他粉料分别独立计量配2个秤，水与添加剂可累积计量配1个秤，也可分别独立计量配2个秤。搅拌站常规设计可配3至8个计量装置配对8至12种物料进行配料计量。此外，还可增设其他的计量装置以实现一些特殊的功能，例如，增设干粉添加剂的储供配料系统，常见于骨料隔墙料场形式的商混站。骨料中途斗加秤或搅拌机加秤，以便控制系统编制流程循环逻辑程序时增设连锁约束条件；水路增设清洗灰浆水供水分支回路以实现环保和回收双重效益。

计量装置的计量范围，骨料累积为2000E（㎏），独立计量为700E（㎏），

粉料累积计量为700E（㎏），独立计量水泥可600E（㎏），掺合料可200E（㎏），液料累积计量为250E（㎏）独立计量水可200E（㎏）液剂可50E（㎏）。计量动态精度骨料≤2﹪，粉料、水和液剂均为≤1﹪。

第八节 气路系统

气路系统包括空压机、储气罐、供气管路和气水分离器、油雾器、减压阀等气路附件，用于向搅拌机卸料门、骨料储料仓底门、计量斗底门或蝶阀、中途斗底门等装置执行开关动作的气缸和粉料筒仓下部锥体的破拱装置提供压缩空气。

空压机的技术规格排气量按气缸等执行元件的规格和数量选配，常用规格为0.9，1.3，1.6m3/㎜，工作压力按0.7～1MPa选配。空压机自带储气罐，一般不用另配，必要时如骨料料场地槽落料斗与计量斗底门执行开关的气缸距离空压机安放位置远时，或主机卸料门气缸规格较大时，可以考虑在气缸附近增设储气罐。向气缸供气的管路应设气水分离器和油雾器。向破拱装置供气的管路应设气水分离器和减压阀，不能设油雾器，减压阀的压力约0.2MPa。

第九节 搅拌站的辅助装置

1．集中润滑系统

双卧轴搅拌机的轴端密封装置实现密封功效，防止轴端漏浆的重要条

件是密封结构中各封闭油腔充满润滑油脂，工作运行时浮动油封的一对浮动密封环在良好的润滑条件下受力紧贴并相对转动。因此，轴端装置注油孔的设计和润滑油脂的补充供油装置至关重要。

供油装置可采用手动油泵、机动油泵或集中润滑系统。手动油泵成本低廉，油路简捷，但操作规范要求及时补充，可靠性差。机动油泵对各注油点的补油有时不能全面到位。集中润滑系统由一台连油箱的润滑油泵，一组递进式分配器，润滑管路和电子控制元件组成。而且，浮动油封的内腔，外腔以及转动件与固定件装配间隙空腔等油腔的补油量可分别选配不同供油量和油压的分配器模块组合，4组12路分配器是轴端密封结构最理想的集中润滑系统配置。

2．除尘装置

当搅拌机投料时在很短的时间内将排出大量带粉尘的空气，这些气体瞬间压力较大，流速较高，若排放到外界会产生粉尘污染。为了避免发生这种情况，可在搅拌机上盖与粉料秤之间设置软连接的管路，使粉料投放时前后的空间连通气体回流不外排放，而且空气疏散泄压利于通畅地投料；可将骨料投料装置设为翻板式卸料活门，尤其适用水泥投料在骨料投料之后进行的控制程序；还可设置皮带机头罩；这些装置能取得较好的防尘效果。

对于主体全封闭的商混站，为了获得更好的工作环境和环保指标，往往采用专门的除尘装置。除尘装置由集尘器、过滤器及振动电机构成，并与搅拌机上盖、粉料秤上部空间、皮带机头罩等排气口相连。投料时带粉尘的空气从下进入数个由非吸湿性材料（如尼龙帆布）制成的

袋式过滤器里，通过布袋过滤可将粉尘减少，同时气体的速度在集尘器里从下至上逐渐降低，在集尘器排气口处达到最小，粉尘不会离开集尘器，并在投料结束气体瞬间压力消失或者搅拌机卸料拌筒内形成瞬间负压时，粉尘下落返回。沾在过滤器滤布上的粉尘可借助振动电机进行清理，以免堵塞过滤孔，清理后的粉尘下落返回或另行收集。 除尘装置可以选购，在空气湿度大或蒸气加热搅拌的情况下尤为有利。

3．混凝土卸料装置

搅拌站通过出料高度为3.8米的混凝土卸料装置与搅拌输送车的进口对接。搅拌机的卸料时间无论规格大小都规定为t10≤15S，搅拌站的工作循环周期也按此设定，而搅拌输送车的进料速度规定为Q≥3m3/㎜。即t≤20s/m3，两者之间不能匹配，尤其是配置较大规格搅拌主机的搅拌站。混凝土卸料装置往往成为生产效益的瓶颈，产生所谓的木筒短板效果。

通常混凝土卸料装置采用天方地园形敝口槽或接料斗，在配置大规格主机时可能出现搅拌车进口处溢料现象。若采用放慢搅拌机出料速度来适应则势必降低生产效率而得不偿失。显然只要增大接料斗容量并设开关可控的出料门机构能解决这个现象，但是也带来一系列问题。首先卸料装置高度尺寸增加使主体高度和成套设备配置的技术条件相应提高，其次，卸料门机构的密封性，可靠性和使用寿命等技术条件也能以满足；此外，会产生接料斗残料清理困难，增加清洗保养工作难度。综合各方面因素和实践，对于大规格主机的混凝土卸料装置

应相应增大接料斗的容量并适当控制出口的面积，经济而合理地确定接料斗的尺寸。

4．粉剂装置

添加剂有液体和粉剂两种形态。大多数添加剂为桶装液体，使用时倒入添加剂储罐，加水稀释并搅拌使添加剂含量更均匀，配比更精确，其工作流程及装置与水相似，液剂和水组成液料系统或俗称水路系统，在第六节已有综述。

粉剂中膨胀剂的配比用量稍大些，可以与掺合料一样采用水泥的工作流程及装置，即散装粉料输送车供应原材料，筒仓储料，螺旋供料计量，组成粉料系统，在第四、五节已有综述。粉料计量通常设两个秤，水泥单独计量，掺合料与膨胀剂累积计量。

国内有些新开发的添加剂，为袋装粉剂，而且配比用量小，不能适用粉料或液料系统的工作流程，实际应用时往往采用手工添加剂的方法。在E型砼搅拌站中可在骨料料场的隔墙旁，倾斜皮带机的尾部上方，增设一套粉剂装置，包括粉剂储仓、供料小型螺旋、计量斗和落料管，配料后的粉剂随着批次骨料输送提升并投料。

第十节 搅拌站的附属设备

1．粉料气力输送机

散装水泥和粉煤灰等掺合料属于建筑业的重点推广应用项目，由其生产供货单位采用散装粉料输送车运送。该车配备空压机及气路可将散

装水泥等送至搅拌站的粉料筒仓。

有些工程站由于受散装水泥供应复盖面的局限或其他原因还使用袋装水泥，则需配置粉料气力输送机向筒仓输送水泥。单仓泵式粉料输送机的工作原理同散装粉料输送车一样，只是没有汽车底盘，固定安装在粉料筒仓附近。粉料气力输送机的罐体容积有5t、6t、8t几种，空压机排气压力为2㎏/㎝2，排气量有4.5、6、8、10、12m3/㎜几种。单仓泵式气力输送机为周期式工作方式。还有一种螺旋加压泵式的气力输送机是连续式工作方式，其工作原理是水泥从进料斗进入变径螺旋，高速推向单向卸料活门，然后进入混合室内，压缩空气将混合室内按60﹪的空气与40﹪的水泥混合的流体通过管路送至粉料筒仓。加压泵式气力输送机的螺旋转速很高达900～1000γpm所以螺旋体材料的耐磨性和运转时动平衡成为关键技术，进口产品配套有应用实例。

2．袋装水泥拆包机

拆包机是将袋装水泥破袋与卸料，与水泥气力输送机配套的机械装置，使用袋装水泥时最简单的方法可采用在圆锥形料斗上装有锯齿形顶格棚，用人工打开袋口卸料，这种方式操作工人的劳动强度和粉尘污染程度都很大。拆包机由袋装水泥输送带、旋转刀片、导向槽、筛子、水泥卸料口、包装袋抛出口和袋式除尘器等组成。

袋装水泥拆包机的包装袋无损回收和水泥残留率也是制约其应用的重要因素。

3．残留混凝土清洗回收设备

商品混凝土生产供应完毕后，搅拌机、搅拌输送车、混凝土输送泵车中的残余混凝土都需清洗排放，清洗出来的这些残渣污水由于环境保护的要求既不能在土地排放，更不允许随路随地排放，只能在搅拌站集中处理再生利用。

残留混凝土集中处理的较好办法是在搅拌站旁建立洗车台和沉淀池，将搅拌站卸料位置和洗车台清洗排放出的残渣污水导入分格的沉淀池里，骨料和粉粒残渣会沉积在前一格池内，可定期清理回收，污水则从前一格池上部溢出排到后格池里，排至最后一格池里的污水利于混凝土制备时可作用工业用水用于清洗或按有关规程再次用于混凝土制备。工业用水的水浆比应当进行监视并保持稳定，用于混凝土制备时一般工业用水占搅拌用水30﹪，新鲜水占70﹪。工业用水在搅拌站生产流程中的工作原理类似一种液态添加剂。只是上水采用泥浆泵，计量斗稍大些。

第五章 搅拌站电气设计与控制系统

第一节 控制系统功能综述

搅拌站的电气控制系统能对成套设备的工艺流程进行系统自检和自动运行，各类控制之间既有串行衔接，又有并行重合的时序控制，并在一定的连锁约束条件下进行逻辑程序控制。计量配料系统能保证各种原料在设定的配合比和规定的精度范围内进行动态计量。计算机管理系统具有各类信息及参数的设置和存储，控制数据的处理和修改，

生产运行状况的监视和常见故障的报警，生产运行资料的记录和打印输出等管理功能。工业电视监视系统可观察监视远处现场和重要部位的运行状况

搅拌楼的电气控制系统还有骨料集运装置和粉料转运装置的操作控制系统。拉铲式搅拌站有独立的拉铲操作电气装置。其他型式搅拌站的电气控制系统则对成套设备的工作运行实行集中统一的操作和控制。

搅拌站各系统装置工作流程的操作控制，都具有手动、半自动和全自动三种方式。自动控制是通过设定的程序对整个工艺流程实施自动的强制的程序控制，无需人工进行单调的不断重复的操作，就可完成混凝土生产的全过程。半自动控制是对串行衔接的相关流程实施自动控制，而并行交叉的相关流程用手动操作控制时序，适用某流程执行装置的实施用时超过工艺要求的设计定时，致使全自动控制因为连锁的约束条件不能满足，而控制程序尚不需更改时的操作控制。手动按钮操作，适用于单点调试和保养维修，以及现场条件不具备连续自动运行的场合。

控制系统的核心技术是程序控制，早期的搅拌站采用常规的继电器加接触器的控制方式，随着电子技术的飞速发展，经历了单板机，单片机，可编程序控制器和工控机等几个阶段，以PLC为下位机，工控机为上位机的微机控制系统成为搅拌站控制系统的典型模式。可编程控制器是针对工业控制应用而设计的，有较强的抗干扰能力和较大的驱动功率，可以直接控制电器装置，而且其模块结构组合方便，扩展

容易，能适应各种产品的系统配置。其源程序可用图形编程器在个人计算机上进行梯形图编程，也可以用手持式编程器进行助记符编程。两种方式都可以通过通信接口将编写好的程序写入PLC的主控制器，并可以进行修改、调试、设置断点和单步执行。PLC作为下位机单元，由于它的适用性广，可靠性高，而且编程效率和调试速度较高，而得到广泛利用。但是PLC控制系统如果没有上位机，则有程序开发不太方便，控制命令的输入及信息输出有局限等缺点，而且由于内存有限，无法实现更多的管理功能。采用工控机作为上位机，能存储大量配合比供用户选用，而且调用或修改配合比都十分方便；能直观的模拟显示搅拌站的整个工艺流程动态，实现实时监控；能自动记录存储各类数据和制表打印，实现先进的科学管理功能；配合其他电气装置，可实现最高效的生产流程自动化和最优化的混凝土质量控制。

程序控制的关键环节是对计量流程中向称量装置供料的执行元器件启闭的控制。早期的机械杠杆秤利用秤杆的翘起或落下时秤杆上的水银开关、微动开关或无触点开关的接通或断开，控制储料仓活门的启闭。物料的预设重量是利用秤杆上的游铊和法码来设定的。也有采用摆锤式或拉簧式表头的园盘秤，利用活动指针转动到与固定指针重合时永磁感应开关发出电信号控制料仓活门启闭。物料的预设重量由固定指针在表盘上的位置设定，可设多个固定指针实现累积计量。所谓的机械电子秤的工作原理是通过传感器元件，将机械杠杆系输出端随被称物料重量而变化的位移量转变为相应的模拟电信号，再通过运算放大处理向料仓活门发出启闭控制信号。早期进口的搅拌站中，有的

在园盘秤的活动指针转轴上安装一个同步旋转的精密电位器，在电位器的两固定端加一固定电压时，其电位器动臂输出的电压值随转轴角位移量变化而与被称物料的重量值成正比，将电位器动臂输出的电压值输入到专门设计的电子电路中，与预置的代表配比重量的电压值进行比较，相等时输出控制信号，关闭料仓活门。还有采用模拟式穿孔卡读出器工作原理设置配比重量，伺服电机驱动设定值指针，以及数字表头显示预定值的机械电子秤。

如今搅拌站的机械杠杆装置已被淘汰，在称量装置上直接安装拉力或压力传感器的结构形式被普遍应用。

第二节 控制系统硬件配置

电子称量配料仪

工控机

P L C

显示器

键盘

打印机

流程执行装置

输入输出驱动

摄像头

操作台

监视器

1．电子称量配料仪。配料仪是向计量装置的测力传感器提供电源，显示称重量值，输出计量到位模拟信号的配料控制器。每一台秤配置一个配料仪。

2．可编程序控制器。PLC是搅拌站各系统工作运行的程序控制器，由主控制器、输入单元、输出单元、模数转换单元以及与工控机进行数据通讯的连接单元组成。实时处理各流程装置运行信号的输入输出，作为控制系统的下位机程序响应工控机上位机程序的通信命令。

3．工业控制计算机。工控机是实施控制系统上位机主控程序和实现档案建立、级配登录、参数修改、实时监控、通信处理、质量控制、故障监视、生产记录、统计打印等功能的微机管理系统，由主机、电源、显示器、键盘、打印机等组成。

4．工业电视监视系统。由多台摄像头、显示器或转换控制器组成，可实施远程的运行监视。

目前，搅拌站控制系统的硬件配置普遍采用工控机作为上位机，可编程序控制器作为下位机，配料仪作为计量控制仪表，工业电视系统作为远程监视装置的结构形式，控制系统各装置的连接参见硬件配置图。

控制系统可以只配置PLC和配料仪，适用低配置的C、D型工程站；增设工控机微机管理系统的控制系统适用C、E型商混站；增设工业电视监视系统的控制系统适用E型搅拌站。此外高资质的搅拌站还可配置砂石含水测定仪或混凝土稠度仪，用以控制混凝土的水灰比和坍落度。

有些搅拌站产品的控制系统还用采用双屏显示或双机控制的配置形式。我公司新产品的控制系统采用触摸式液晶显示屏的微机管理系统。

第三节 控制系统软件设计

第四节 搅拌站各系统工作流程的时序第五节 搅拌站各系统工作流程的实施与控制

工作流程 流程实施 流程控制T=72S

代号 内 容 Tn（s） 执行装置 技术条件 Tn（s） 时序 条件 开始连锁约束条件 结束发出连锁信号

1 骨料（累积）计量 ≤24 储料斗底门 t1=∑G/s1Qg =29 T1+T2=T ↘ ↗ 2 骨料放料输出 ≤30 水平皮带机 t2=∑G/Qs =43 ↗ ↘

3 料头输送提升 =16 倾斜皮带机 t3=lu/u+L/V =27 T1+T3=T5 ↗ 4 批次骨料提升 ≤20 中途暂存斗 t4=∑G/s4Qg =25 T3+T4＜T T10 5 粉料（累积）计量 ≤48 螺旋输送机 t5=∑G/QL =55 T5+T6=T ↘ ↗ 6 粉料投放 ≤12 粉料称蝶阀 t6=∑G/Qd =17 T10↗ ↘

7 液料（累积）计量 ≤35 泵阀 t7=∑W/QB =50 T7+T8=T ↘ ↗ 8 液料投放 ≤17 泵阀 t8=∑W/Qf =22 T10↗ ↘

9 混合搅拌 ﹡57

（t0=35） 搅拌机 GB/T9142 =57 T9+T10=T T4T6T8

10 混凝土卸料 ≤15 卸料门 GB/T9142 =15 行程开关

符号说明

≤表示tn由该流程执行装置的技术条件决定，为随机变化的值，但不应超过设定的值。

= 表示tn由该流程执行装置的技术条件决定，为一个确定的值。 还表示Tn为该流程执行装置的控制定时。

﹡表示t9为t4t6t8复盖的时间段与搅拌时间之和，通过调整T9可以调节搅拌时间t0

流程实施执行装置的技术条件参见有关章节的介绍。

第六节 搅拌站的工作循环周期

搅拌站工作流程时序表用量化的时间概念直观地反映了各系统流程串行衔接时的时序和并行交叉重叠构成的工作周期。

分析自动循环工作的条件，从串行衔接关系看T1+T2=T，T3+T4＜T，T5+T6=T，T7+T8=T，T9+T10=T，而且tn≤Tn时，各系统就能按设定的T循环工作，从并行交叉关系看，T1+T3=T5，T7=T5+T6-T8时，骨料、粉料、液料就能同时投料。其中：时序表中T3为骨料直投状态，T3=t3=l0/v+L/V+∑G/Qs，对于骨料中途斗暂存投料状态，可设t3＜T3＜t3+t4，这时除第一批次的粉料，液料投料时间推延之外，工作周期依然照常。

分析工作循环周期的设计条件，首先，控制系统设定的T应符合搅拌机技术性能和搅拌站技术条件的规定，同时，机械设计的流程执行装

置的技术规格应满足tn≤T的条件。关于强制式搅拌机的技术性能，GB/T9142规定：搅拌时间t0≤35～45s，小规格机型取较低值，大规格机型取较高值，卸料时间t10≤15s，投水时间t7≤t0/2，三者合计为67.5～82.5s。要求工作周期T≤72～90s。GB/T10172规定t0≤35～45s，并能按搅拌不同标号、不同坍落度的混凝土随时进行调节，由搅拌时间的定时器控制，而搅拌站的程序仍有节奏的配合。搅拌站在标准工状下的工作循环周期T按合格品、一等品、优等品分别规定为≤80S，≤72S，≤65.5S。关于各系统配料流程的实施用时，有关章节已有专题介绍不再赘述。

综合各项因素，工作循环周期以T=72S为宜，可设T9=57S，T10=15S，这时，若投料时间不超过22S，搅拌时间可达35S。若设T=60S，为满足tn≤Tn，各流程执行装置的规格选型则要相应增大，而且搅拌时间t0将相应减小。

第七节 搅拌站工作运行的逻辑程序

搅拌站工作流程时序表形象地描述了成套设备各系统工作的逻辑程序。

从各系统本身的串行衔接程序看，首先，流程执行装置完成工作内容的实施用时tn可以是一个随机变化的值，如计量供料的↗和计量后放料的↘，也有基本不变的值，如t3=l0/v+L/V，t4=∑G/Qs，但都不能超过该流程的控制定时，即tn≤Tn，其差值为控制等待时间，也就是

说，串行衔接流程的开始时间，不是在前一流程的工作完成时间后立即起动，而是由前一流程的控制定时指令起动；其次，T1+T2=T，T5+T6=T，T7+T8=T，T9+T10=T，而T3+T4﹤T，也就是说，串行衔接的各流程应该按流一的工作循环周期运行。

从各系统相互交叉或重叠程序看，各流程的控制定时的时序应符合T1+T3=T5，T5+T6-T8=T7，也就是说，骨料、粉料、液料的投料流程必须同步开始，（时序表图示为同时开始，也可以稍有先后）。 从控制程序的约束条件看，电子称量配料仪的计量到位和计量回零信号分别是供料流程和放料流程结束的约束条件，也就是说，↗和↘分别是相关流程Tn的连锁信号，先后到位后才能会下一流程运行。而且T3、T5、T7、T10为相互连锁的约束条件，只有共同到位时（包括其连锁信号），才能指令相关的投料流程，以实现同步投料并防止两次投料。还可增设搅拌机卸料门开启和关闭到位的行程开关作为T10计时开始和结束的连锁信号，增加投料流程起动的约束条件，避免产生两次投料的严重后果。

通过对搅拌站工作运行时逻辑程序分析的同时，也揭示了控制系统在监视工作运行状态时对故障予以报警的工作机理。也就是搅拌站工作运行中，当某一流程的实施用时，如粉料计量用时设定为t5=48S，而运行到48S时电子称量配料仪尚未发出计量到位信号，或者是某一流程的控制定时已到位，但设定的约束条件没有到位，如T5计时结束，粉料秤配料仪也发出计量到位信号，但是搅拌机卸料门关门行程开关发出关闭到位的连锁信号，诸如此类不符合设定的逻辑程序的情况均

可视为故障，控制系统除了按设定的逻辑程序指令运行或者等待到符合条件再指令运行外，同时发出相应的声、光警示或指令软件程序在显示屏设定位置打出故障现象、原因、处理方式等内容的字幕。

第八节 骨料直投式搅拌站工作运行逻辑程序

骨料直投与上述的中途斗暂存投料相比，骨料流程的工作运行特点和逻辑程序有些不同。首先是投料时间不同，直投形式t4=t2=∑G/Qs，如设t4=20S，则皮带机的输送能力应符合Qmax≥360E（t/h）。中途斗形式t4=∑G/S4·Qg，取决于中途斗底门开口截面面积。与骨料输送流量没有直接关系，如设t4=20S，而t2=30S，则Qmax≥240 E（t/h）。可见中途斗形式对皮带机输送能力的要求比较宽容。其次是实现同步投料的控制时序不同，同样的T1+T3=T5，对直投式来说流程3运行到t3= l0/u+L/V时，就随即投料了，再过t4=∑G/Qs批次骨料随即投料结束了。因此控制定时T3=t3-2秒为宜，而T4无需设定。对中途斗形式来说，则需符合T＞T3+T4＞t3+t2，T4＞t4，一般T3＞t3。为满足T1+T3=T5，直投式的T1相应增加，也就是t1可以加大，对骨料计量的时间要求比较宽容，而t2=t4相应减小不会影响T1+T2=T的条件。

第九节 搅拌站工作循环周期

依据搅拌站各系统工作流程时序的设计原则，按照成套设备配置形式和计量方式列行绘制的搅拌站工作循环周期表是综合产品机械设计和控制程序的一个重要技术文件。

1．骨料累积计量三斗配料机，倾斜皮带机直投，水泥和粉煤灰累积计量，水与添加剂独立计量，设计周期72秒的搅拌站工作循环周期表；参见附表一。

2．按照“客运专线高性能砼暂行规定”的搅拌工艺要求编制的搅拌站工作循环周期表；参见附表二。

第十节 混凝土质量控制的新技术与辅助仪器

影响混凝土质量的因素很多，如原材料中石料的强度、粒度，砂石的含泥量，水泥的质量等。对于混凝土搅拌过程而言，搅拌材料的配合比和称量精度，水灰比的控制，拌合物匀质性的检查是至关重要的，也是衡量搅拌站电气控制系统性能的重要技术指标。

1．电子称量配料仪

电子称量配料仪的功能是接收称量装置上传感器的重量信号，经取样滤波放大和模数转换处理，与仪表设定或计算机输入的配料重量信号进行运算比较，通过PLC指令供料机构的执行装置实施关停或起动。配料仪与称量装置对应配置，具备标称、落差调整、秤斗去皮、称量显示等功能，与PLC配合能保证各种原材料在设定的配合比和规定的精度范围内进行动态计量。与工控机配合能实施传送配方、实时监

控、过程显示、统计打印等功能。

电子称量配料仪运行速度快，工作可靠性强，能适用各种电阻应变式测力传感器和远距离的信号传输，而且操作方便、外形美观，被搅拌站各种电气控制系统广泛利用。

2．砂石含水率测定仪

砂石含水量的变化将改变混凝土的水灰比和稠度，影响混凝土的施工性能和强度。因此，测定砂石表面含水率并修正配合比，即所谓减水加砂，以保证设计水灰比值不变是保证混凝土品质的重要环节。

通常采用骨料储仓落料口取样，实验室烘干法测出含水率，将砂含水率输入搅拌站的控制系统，计算机对砂和水的设定值进行自动修正，实现设计水灰比值不变。

高资质的商品砼搅拌站可以配置在线测湿系统。在线测量含水率的工作原理有电阻法、中子法、电容法、微波法等几种，实践证明微波测湿误差小，稳定性好，应用前途良好。微波测湿系统由安装在骨料仓壁上的棒形测湿探头，操作台的显示仪表和屏蔽输送电缆组成。探头检测流动物料的湿度和含水率，显示仪表既可显示瞬间湿度，也可显示在一段时间的平均湿度百分比，显示仪表与计算机控制程序连通，对观察到的砂石含水率进行混凝土配比调整。英国Hydronix公司开发的微波测湿器的测湿量程达12﹪，通常用于砂含水率测定，石子的表面含水率较小，一般不用配置在线测湿系统。

微波法测量原理是利用水分子在交变电磁场中产生共振吸收微波能

量，然后根据微波能量损耗的多少间接测算出骨料含水率的。常态水分子中两个带正电的氢原子和一个带负电的氧原子形成电偶极子的极性排列是混乱无序的，在电场中水分子的极性排列立即变得整齐有序。在高频率的交变电磁场中，水分子的极性排列反复变化但跟不上交变电磁场的变化而变得混乱不堪，并且与邻近分子碰撞产生能量，家用微波炉的工作原理就是通过发射中等频率的微波将食品加热。在低频率的交变电磁场中水分子的极性排列能与交变电场同步。微波测湿的工作原理是探头发射与砂或混凝土等被测物质的共振频率尽量接近的低频电磁波，并接收测量被测物料系统变化了的共振频率和振幅，由于被测物料系统的共振频率是与物料的介电常数有关的，而水的介电常数大约是砂或混凝土介电常数的50倍，可见含水率的变化引起介电常数的变化，而介电常数的变化又改变了被测物料系统共振频率，共振频率变化了，振幅也跟随变化。因此，通过探头传感器利用模拟技术测量被测物料系统与被测物质两者共振电磁波振幅的差值，便可获取被测物料的含水率信息。

微波测湿探头的关键技术是发射低频电磁波的频率，而发射与接收天线的长度一般约为150㎜是保证有足够吸收信号的重要指标。

3．混凝土稠度仪

稠度是表示搅拌过程中拌合物的流动性和匀质性的一个综合概念。分析搅拌工作周期中不同时间段搅拌功率或电流的变化曲线，投料时间段电流上升直至峰值，搅拌时间的前段称为K1段电流在高位基本没变化，搅拌时间中段称为K2段电流呈线性变化逐渐减小，搅拌时间

后段称为K3段电流在低位变化也很小，当达到一个稳定幅度值时说明搅拌达到了匀质性能，可进入卸料时间段。如果较长时间搅拌随着骨料的破碎电流值反而上升，搅拌时间应根据电流变化情况确定。分析搅拌工作周期中拌合物的导电率或电阻的变化曲线，投料时间段电阻逐渐减小，K1段电阻呈线性变化逐渐减小，K2段电阻缓慢减小至低值，K3段电阻基本不变。分析不同水灰比混凝土的变化曲线，干硬性混凝土呈K1段的变化特性，塑性混凝土呈K2段变化特性，流动性混凝土呈K3段变化特性。

稠度测量有测量电机功率或电流，测量拌合物的导电率或电阻，以及微波测量拌合物的湿度三种方法。综合上述分析，测量电流法只适用稠度特性为K2的塑性混凝土，电阻法只适用稠度特性为K1的干硬性混凝土，而微波法则可适用各种水灰比的混凝土。尤其是当稠度只允许在很小的偏差范围内波动的混凝土制品或要求进行在线随机检测并能自动调整的混凝土制备中得到应用。

微波测量稠度方法中测量混凝土含水率的原理与测定砂石含水率一样，只是测湿探头安装在搅拌机侧壁或底板上，探头的外形为圆盘形。显示仪表配置流量计及其他操作监视元器件组成的坍落度控制器与计算机控制系统连通，可以实现在线检测和稠度控制，达到很高的稠度控制精度。

混凝土稠度的微波检测和控制的使用前提是在搅拌基本均匀后进行，在搅拌初始阶段进行检测和调整会造成失误。

第六章 用户选购指南

搅拌站楼类别与特点

产品型式 拉铲式 组合式 直投式 兼容型 仿楼型 搅拌楼 搅拌站型式代号 HZS-A HZS-B HZS-D HZS-C HZS-E HLS 适配主机规格(m3) 0.5～1.5 0.5～1 0.5～2 1～3 1.5～4 1.5～4

系统配置 骨料粉料液剂完整性 比较完整适用较低配置 完整齐全适用各种配置 最齐全带粉剂 配置复杂庞大

骨料粉料液剂计量方式 累积计量 累积计量或独立计量 独立计量 控制系统 继电器 PLC 增设微机控制监视管理 增设工业电视远程监视

设备外型装饰 裸站不包封 操作室包封 主体和操作室都包封 主体操作室皮带廊全包装

骨料流程特点 骨料料场特点 储料有限 料场分离储存物流适应性强 料场加盖建屋可全天候生产

骨料储料形式 扇形料场 独立料场 隔墙料场

骨料供料方式 悬臂拉铲 （装载机）

配料机 地沟 地沟供料

皮带机提升

主体贮料

再配料投料

骨料配料装置 料车

骨料提升装置 料车 皮带机 皮带机

骨料投料装置 中途斗

经济技术性能指标 设备和基础初期投资 较低 稍低 适中 较大 很大

设备运行和保养费用 易损件费用较大 运行能耗与保养费用适中 能耗保养都大

成套设备占地面积 较小 稍小 适中 较大 很大

设备拆装与移动性 较好 可以 较差 固定式

产品技术性能与功能 符合GB/T10172标准要求 符合商品砼生产要求 最好

产品适用规格 小型 中型 大型

产品适用用途 通用 工程站 通用 商混站

产品综合性价比 ☆☆ ☆☆ ☆☆☆☆ ☆☆☆☆☆ ☆☆☆☆ ☆☆☆