コンクリートプラントでは、水の管理は精密な自動化されたプロセスです。 水は、体積を追跡する高精度流量計または正確な質量を測定する専用計量ホッパーのいずれかを使用して測定されます。この機能全体は、プラントの中央コンピューターシステムによって管理され、ミクスデザインに必要な正確な量の水が各バッチに加えられるようにバルブとポンプを制御します。
コンクリート製造における中心的な課題は一貫性です。現代のプラントは、単に水を加えるのではなく、センサー、計量器、中央制御装置を統合したシステムを使用して正確に計量することで、各バッチが必要な強度、作業性、耐久性の仕様を満たすことを保証します。
制御システムの中心的な役割
制御システムは、プラント全体の頭脳であり、すべてのコンポーネントの動作を調整して、レシピを完成品に変えます。
オペレーションの「頭脳」
システムは、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）と特殊なソフトウェアによって実行されます。これは中央神経系として機能し、オペレーターからの入力を受け取り、すべての機械部品にコマンドを送信します。
レシピから現実へ
オペレーターは、コンピューターで特定のミクスデザインまたはレシピを選択します。このレシピには、目標水セメント比を達成するために必要な正確な量（体積または重量）の水を含む、すべての材料の正確な数量が含まれています。
統合されたコンポーネント通信
PLCは、センサー、モーター、およびプラントのバルブを操作する空気圧システムと通信します。バッチ処理が開始されると、PLCはレシピコマンドを自動的に実行します。
水計量プロセスの説明
水の実際の測定と供給は、制御システムによって管理される、別個の多段階プロセスです。
ステップ1：コマンドの発行
ミクスデザインに基づき、PLCは水システムに信号を送信し、特定の目標量に対する計量サイクルを開始します。
ステップ2：バルブを開き、水が流れる
制御システムは、空気圧または電動バルブをアクティブにし、メイン供給からミキサーに向かって水が流れるようにします。
ステップ3：リアルタイム測定
水が流れると、次の2つの方法のいずれかで測定されます。
- 体積計：配管内の高精度計器が、通過する水の体積を測定し、そのデータをPLCに送信します。
- 計量ホッパー：水は、ロードセル（スケール）の上に置かれた別のホッパーに排出されます。これらのセルは、水の蓄積重量をPLCに報告します。
ステップ4：正確なカットオフ
PLCは、測定された量と目標量を継続的に比較します。目標に近づくと、バルブを部分的に閉じて流量を遅くするように指示し、目標を超えないように正確な瞬間に完全に閉じることがあります。
ステップ5：ミキサーへの排出
正しい量が測定されると、PLCは別のバルブを開くようにコマンドを出し、計量ホッパーまたは配管から計量された水を中央ミキサーに放出し、セメント、骨材、添加剤と混合されます。
避けるべき一般的な落とし穴
完璧な水管理を達成するには、無視するとコンクリートの品質を損なう可能性のあるいくつかの運用上の課題を克服する必要があります。
計量器とスケールの校正
流量計と計量ホッパーは、時間の経過とともに仕様から外れる可能性があります。システムが追加していると思っている量が、実際に追加している量であることを保証するために、定期的な校正が不可欠です。
システムラグまたは「飛行中の」水
制御システムは、バルブが閉じたときにバルブとミキサーの間の配管に残っている水を考慮できるほどインテリジェントである必要があります。高度なPLCは、より正確な最終計量のために、この「飛行中の」水を予測するようにプログラムされています。
考慮されない骨材の水分
エラーの最も一般的な原因は、砂と砂利にすでに含まれている水分です。骨材が雨で濡れている場合、混合物に余分な水が入り込み、水セメント比が乱れます。高度なプラントでは、骨材ビンにマイクロ波水分センサーを使用して、この水分をリアルタイムで測定し、自動的に追加する水の量を減らして補正します。
目標に合わせた適切な選択
水管理プロセスの方法と厳密さは、最終製品の品質要求に一致する必要があります。
- 標準的で大量生産が主な焦点の場合：適切に保守され、定期的に校正された体積水計は、通常効率的で十分に正確です。
- 高性能または建築用コンクリートが主な焦点の場合：重量（計量ホッパー）システムは、水の温度や密度の変化の影響を受けないため、優れた精度を提供します。
- 絶対的な品質保証が主な焦点の場合：精密な測定システムとリアルタイムの骨材水分センサーを組み合わせることが、真のバッチ間の一貫性を達成するための決定的なソリューションです。
最終的に、規律のある正確な水管理は、予測可能で高品質なコンクリートを製造する上で最も重要な単一の要因です。
概要表：
| コンポーネント | 主な機能 | 品質への影響 |
|---|---|---|
| 制御システム（PLC） | ミクスデザインを実行し、コンポーネントを制御する | 正確なレシピ遵守を保証する |
| 水計量器/計量ホッパー | 水の体積または質量を正確に測定する | 正しい水セメント比を保証する |
| 骨材水分センサー | 砂/砂利のリアルタイム水分を測定する | 補正のために水を自動調整する |
| 校正とメンテナンス | センサーと計量器の精度を維持する | ドリフトを防ぎ、長期的な精度を保証する |
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