搅拌站生产设计与绿色智能化

1 搅拌站智能化生产改造的背景随着国家大力发展“新基建”战略决策推出，数字化、网络化、智能化、绿色化发展道路成为传统产业转型升级和高质量发展的重要途径。近年来围绕首都功能定位，北京启动实施了疏解整治促提升的专项工作，据统计在“十三五”期间北京累计退出一般制造企业2 100余家，疏解腾退市场、物流中心900余个；在疏解首都功能过程中，总被污染诟病的搅拌站也在减少，仅2020年就拆除停产31个搅拌站。在这种情况下，必然要对搅拌站的生产方式、质量控制做出重大的改革，要想在传统生产方式与质量控制上提升效率，必须引入网络远程互联技术，实现生产、质量、线下、线上、实时动态管理跟踪的转变。2 搅拌站智能化改造的意义在混凝土的“下单–生产–运输–浇筑”过程中的信息化管理尤为重要。将网络远程互联技术应用到实际混凝土的下单、生产、运输、浇筑跟踪管理中去，有利于加快企业的转型，调节生产进度，减少管理成本。3 搅拌站智能化生产设计分析3.1 传统企业整体信息化、自动化程度低现有的传统生产，多数由人工控制完成，且各环节信息化水平参差不平，多数停留在传统的线下干预方式进行信息管理，实际操作过程做不到规范统一执行，存在一定的误差。导致生产开盘延时、分配不合理、现有的资源得不到合理的利用，整体生产水平程度偏离理论预想，严重阻碍了企业发展。3.2 混凝土产业各组织之间协调困难当前企业各部门之间信息资源得不到共享，生产模式滞后，现有的信息资源还存在虚假的延误。搅拌站智能化生产，需要1整套完整的线上管理系统支撑各个部门系统之间的协调工作，实现生产管理共享，信息资料追溯。4 搅拌站智能化生产研究途径通过“下单–生产–运输–浇筑”一体化智能改造，建立围绕搅拌站为核心针对施工方、材料商、租赁方的线上管理信息化系统。4.1 智能化系统改造作为线上自动信息化管理系统，承担着工地智能下单、罐车智能排号、物资智能派送、质量自动监控等功能，集审核、定位、监管于一体，同时具有可追溯性。智能化升级总体框架如图1所示。图1 智能化升级总体框架（1）通过手机App线上点单，所有操作全部线上操作，持续提升客户满意度，提高企业市场竞争力。移动端送料系统如图2所示。图2 移动端送料系统（2）司机通过下载手机App，在每结束1次运输点击回站后，会在系统上出现1个相应的二维码，司机依次对准扫码口识别，系统会根据识别的顺序进行相应的排队，并在成功排队后投放到大屏幕上，也可在手机App上直接查看。避免司机等待疲劳，影响工作实效。同排队流程一样，系统会在司机到号的时候进行提醒，司机可根据二维码进行取票打灰，系统会直接关联搅拌机并在相应的搅拌机下面显示对应司机的车号。（3）原材料进厂告别过去人工电话、上磅观察、手动称重、手动扣杂等系列人工操作，只需物资线上下单，系统会自动生产1个二维码推送到材料商手里，里面包括所需材料的全部信息，材料商根据搅拌站要求进行委派与运送，搅拌站可根据App实时监控原材料车辆信息，方便对生产进行合理安排，材料商司机也可通过App对搅拌站的原材料库存一目了然，根据二维码选择相应的吹灰口，自动识别对仓吹灰，实现吹灰“高效”“精准”“安全”的优势。移动端供料系统如图3所示。图3 移动端供料系统（4）完成质量自动监管，根据App实际发生的生产方量，对试块与进场原材料进行自动委托排序，并对试块与原材料对应的生产任务单关联，当发现不合格试块与不合格原材料，可通过系统对关联工地进行追踪统计，严格保证工程质量。4.2 智能试验室通过连接智能温湿控制、自动化抗压、抗渗、坍落度自动识别、报告自动生成，形成了1套完善的智能化技术质量管理体系。（1）智能温湿度控制。通过红外感应将温湿度控制器与空调、加湿器（除湿机）连接，并设置相应的温度、湿度区间，以接近上限、下限为主，在每个对应的试验室安装温湿度传感器，把这些传感器连接到同一局域网上，并以网络连接的形式传送到显示屏上，在电视上清楚地记录与展示各原材试验室的温湿度，为试验环境过程节省了大量的人力，避免了人工读取温湿度数据监控不及时导致试验结果的不准确性。智能温湿度控制如图4所示。图4 智能温湿度控制（计算机截图）（2）智能全自动抗压、抗渗。智能抗压、抗渗由二维码芯片、自动识别、压力机、机械臂、抗渗仪五部分组成，通过系统自动委托，生成试件编号，在做试块成型前通过手机App对二维码芯片进行扫码录入，根据试件编号选择对应的工程名称、浇筑部位、标号等级、龄期。并进行影像留存，必须由取样人与验证人两个人同时上传，操作成功后上传至App生成试块取样信息。在养护龄期达到要求时，把试块放到对应的位置，由机械臂进行自动夹取，在放入压力机之前，对二维码芯片进行扫码识别，通过扫码把二维码信息录入电脑，系统识别后会根据试件的强度等级，按照相关标准规范要求自动切换试验速率、自动加荷完成检验，同时试验数据实时上传生成报告。混凝土抗压全自动智能检测系统如图5所示。图5 混凝土抗压全自动智能检测系统（3）实时质量监控。在质检楼、罐车安装车载视频摄像头及显示器。通过对出站罐里混凝土状态视频观察分析，对应地把坍落度合适的视频储存在系统里，通过大数据手段把罐车口视频同自动筛选系统连接，分析罐车到场后混凝土的流速与状态，同系统里混凝土坍落度进行比对，发现有质量隐患以及达不到浇筑要求的时候进行预警，做到对混凝土出场质量的全程监控，可以形成视频追溯，为混凝土质量保驾护航。4.3 智能设备改造（1）三位一体。中水系统、砂石分离机、厂区排水系统三位一体，生产过程产生的工业废水回收利用率达100 %。中水系统将雨水、部分生活用水等污水经过适当处理去除水中的泥沙、悬浮物、胶体、氧化剂，保证出水指标满足回用要求，经处理的中水可用到厕所冲洗、道路保洁、洗车以及砂石分离设备等，经测算在污水足量条件下，利用中水系统1 d处理污水，可满足全站60台罐车涮罐洗车；经过试验室前期对于泥浆水配合比的验证、适配、复试等检测工作，经过技术主任工程师审批后，再将搅拌均匀的浆水采取一定的技术措施用于低标号混凝土的搅拌，内部形成闭路循环，可以真正实现“三废”的零排放，根据测算，此系统实现渣土零排放，全年累计节约成本80余万元，实现降本增效，绿色发展；厂区排水循环形成闭合回路，三位一体，真正实现资源循环利用，零废物。（2）智能洗轮机。整套设备采用PLC控制，红外线感应，车到即洗，车离即停，节约水量和降低电耗，设备采用全自动控制，无需人员值守，按照每天3 000 m3生产任务量，罐车与送料车每日接近300车次，相较于传统洗轮机，每辆车洗轮时间缩短30 s，提升生产效率。同时拥有完善的水处理系统，能够确保洗车水循环使用，节省了大量的水资源，据不完全统计，建恒站每年循环使用洗车水，累计节约成本20万元。4.4 绿色改造打破了传统站点建设受环境影响的评价，节省经济成本的同时，承担了较好的社会责任，通过绿色改造，不仅加深了全体员工的绿色环保意识，而且在提升混凝土质量的同时也获得了广大客户的认可。（1）光伏发电。建筑光伏一体化发电项目，项目包含4台光伏设备。光伏发电是把太阳能转化为电能，不会产生噪声和废气，也不需要燃料，有效地杜绝了因为化石燃料的燃烧而产生的污染，并且太阳能取之不尽用之不竭，对环境“零污染”。光伏与建筑的结合，能够有效降低建筑用能，大力发展低碳、零碳建筑，对于节能减排、保护环境具有重要的现实意义。按照建恒站实际占地面积60亩测算，全部安装光伏发电后，可全部满足办公用电及其部分生产用电。（2）燃油电动化。引进电动洒水车、电动扫地车、电动铲车“三辆车”。电动驱动零废气、零尾气、低噪音，实现零污染；传统铲车油耗、维修成本高，并且由于高能耗、高污染，每年还需面对相关政府部门检查、罚款的风险，而新能源铲车纯电动系统结构简单、免去更换机油、“三滤”等保养环节，维护保养大幅降低，综合经济效益凸显。每年节省约30万元成本；传统扫地车、洒水车油耗及维修成本每年4万元左右，而新能源电动洒水车、扫地车电费的成本是油费的1/10，并且维护简单，成本较低，经核算，每年节省油耗、维修成本约3万元。5 结束语搅拌站智能化生产打破了传统生产流程桎梏，全面实现生产