自动控制技术在项目成本管理中的应用

王 鹏, 余淑娟

(中国水利水电第七工程局有限公司五分局,四川 彭山 620860)

1 概 述

沙湾电站砂石加工系统工程位于四川省乐山市沙湾区葫芦镇潭坝乡,主要承担混凝土浇筑工程的成品骨料及坝体反滤过渡料等生产供应任务,需生产成品 粗 骨 料 460.88万 t,细 骨 料202.53万 t;系统成品骨料设计生产能力为 1 180 t/h,毛料处理能力为 1 280 t/h。

2 自动控制技术分析

2.1 控制系统的结构和组成

沙湾电站砂石加工系统自动控制主要由 1套工控机和 2套 PLC控制组成,用以控制从受料仓的振动给料机至成品堆料场 B27胶带输送机间的设备及胶带机等。

主控室设在一号配电房内,布置有工控机及1套 PIC(采用操作台形式),主要控制主筛分车间、中碎车间、脱水筛分车间、与其相关的胶带机群。第二套 PLC(采用配电屏形式)布置在二号配电房,用数据线与一号配电房工控机相连,主要控制砂车间、检查筛分车间及其配套的胶带机群,并对立轴制砂机等大功率设备进行负载监控。

2.2 控制系统功能

系统依据工艺流程分工序单元先后采用逆料流启动、顺料流停机的控制程序,与之有关的设备如给料机、筛分机、破碎机、胶带机、皮带电子称以及水泵等全部参与 PLC控制,破碎机自动调整开口,破碎量的检测控制及各保护等均纳入控制中。

为及时了解控制全系统的运行情况,保证系统高效运行,改善工作条件,提高管理水平,控制方式为自动控制和手动控制相结合,采用 PLC可编程序控制技术以实现全系统控制。每个电器设备现场装设机头控制箱,各机头控制箱用于单机调试、试运行及检修。在控制室操作台上可进行全系统的启动和停止并设有事故报警装置。控制程序可根据实际运行工况进行软件编程及调整,使用方便灵活,从而提高了加工系统运行的可靠性及经济性。

3 自动控制与成本管理的关系分析与应用

在现在的大多数项目中,自动控制技术已被普遍采用,但能将自动控制技术与项目经营成本管理相结合、让其充分发挥作用的却很少见。

在项目管理中,很大一部分是成本控制管理。以前的项目特别是生产系统的成本管理很多为人工测算,而要进行较为准确的成本管理与控制,则需要很多生产现场的原始数据。与传统继电器控制相比,PLC在模拟量的控制和数据记录上有无可比拟的优势,我们在沙湾电站砂石控制系统中就充分利用了这一优势,很好地将自动控制技术与项目成本管理相结合,使成本管理更加真实可信,真正做到了用数据说话。

沙湾电站自动控制系统关键有三组控制循环,即筛分控制循环、中碎控制循环和制砂控制循环,这些控制循环中都有一个关键设备,如筛分系统中的筛子、中碎系统的破碎机、制砂系统的制砂机,其工作状态直接影响砂石系统的生产效率。在本系统中,将这些设备都进行了运行监控,同时,对关键设备的供料设备采用给料量的控制,从而在设备循环中就存在首先对关键设备进行供料——观察设备运行工况——调整给料量——再观测设备运行工况——再调整给料量…,经过多次循环以确保这些关键设备能在一个高效率工况下进行生产,使之既能保证砂石骨料的生产,同时也节约运行成本。

成本管理的各个环节如成本预测、成本计划、成本控制、成本核算、成本分析、成本考核等均需大量基础数据的采集和一些基础工作,如单机核算等。基础数据的采集及单机核算中最难的是运行工况这一动态数据的准确采集和统计。我们在沙湾电站中充分利用了 PLC在模拟量上的处理优势,很好地解决了动态数据的采集与统计问题。

(1)砂石系统皮带机的功率是根据皮带长度、上扬角度、设计负荷决定的。在沙湾电站中,利用 PLC定时监控电机的实际运行功率,通过与额定功率进行比较,反算皮带的毛料上料量和成品料的生产量,从而对系统的毛料处理能力及成品料生产能力这两个关键数据进行比较精确地掌握,这些数据是成本管理中成本预测、成本计划中的关键数据,如在筛分系统中对毛料进料皮带B2、B3、B4,成品料出料皮带 B8、B10、B12、B14、B16的功率进行监控。

(2)砂石系统中设备工况的运行监控。砂石加工系统是一个高自动化的运行系统,设备运行费用占成本中的比重非常高,特别是破碎设备。因此,对于这些高运行设备的成本核算是砂石系统生产成本控制的一个重点。在成本核算中,实际处理量的数据是比较难采集的数据,在沙湾电站中,利用对破碎设备进料皮带的功率记录得到了设备平均小时的进料量,同时,根据对设备运行时间的记录,得到了准确的设备实际处理量。对进料皮带和设备运行时间的记录在 PLC中是非常容易实现的,在沙湾电站中,对破碎机运行时间的记录、进料皮带 B6运行功率的记录均得到了较为准确的设备实际处理量。

(3)砂石系统的运行效率主要由设备的运行效率决定,要提高砂石系统的运行效率,就要提高设备的运行效率。在沙湾电站,通过 PLC的运用,起到了对设备的事中控制,从而提高了设备的利用效率。砂石系统设备运行是以组运行的,在这一组设备中,负荷最高的这台设备决定了这一组设备的运行效率。要想提高系统效率,就要设法使负荷最高的设备一直工作在设备所允许的高负荷范围内。沙湾电站利用 PLC对高负荷运行功率实时采集并显示在控制面板上,操作人员随时可以自动观察。当监测到负荷低时,可以通过自动加大给料量,提高负荷,从而使系统一直工作在高效率的范围内。

以此类推,在沙湾电站砂石系统关键的中碎和制砂控制循环均能通过先进的自动化控制技术实现对系统重要设备运行工况的数据采集并进行系统经济运行成本核算和考核,从而将沙湾电站成本分析管理各个环节所需的运行动态数据建立在 PLC及微机自动采集处理的基础上,其数据采集的及时性和准确性都得到了很大提高。同理,也可对筛分系统进料级配构成进行分析,这些数据在项目运行、管理、成本分析中都具有非常重要的作用。

4 结 语

沙湾电站砂石系统自动控制技术的设计不仅考虑了系统生产工艺流程的需要,还将自动控制与项目经营成本管理相结合,利用先进的计算机技术,实现了施工管理和施工生产综合自动化,对于降低系统运行成本起到了积极的作用,并在一定程度上提高了项目的管理水平和生产效率,从而增强了企业的获利能力。