（广东省公路管理局茂名沥青储运中心 广东茂名 525000）
摘 要：本文主要介绍了以热电阻温度传感器和PLC的控制系统为核心的温度控制系统在高速剪切法生产改性沥青的实际应用。简单介绍了热电阻温度传感器和基于PLC特殊功能模块的温度控制系统的优势，分析了如何提高SBS对沥青的改性效果，得出结论要给SBS尽可能充分的溶胀，通过精确控制沥青的溶胀温度来保证改性沥青质量。同时还给出了改性沥青生产溶胀温度调节的工艺流程 , 详细介绍了溶胀时温度控制系统的工作原理和组成。实践证明该温度控制系统简单方便、安全可靠，有很强的实用性。
关键词： 热电阻温度传感器 PLC 高速剪切法 改性沥青 温度控制系统
引言
随着我国道路建设的发展，对施工材料的需求越来越大，而改性沥青作为一种相对较新的施工材料，得到了越来越多施工单位的追捧。生产改性沥青的方法主要有传统的热熔法和高速剪切法，本文介绍了是用高速剪切法生产改性沥青过程中热电阻温度传感器和PLC在温度控制系统中的应用。大量的生产实践表明，溶胀是生产改性沥青过程中的一个至关重要的环节，只有给SBS一个尽可能充分的溶胀才可以提高沥青的改性效果。SBS溶胀时的影响因素决定着沥青改性质量。其中，温度是一个至关重要的一部分。理论上来说，基质沥青的温度越高，SBS越容易溶化，但是如果沥青的温度太高，沥青自身也越容易老化。所以保证沥青改性质量的关键就是精确地控制沥青的溶胀温度。下文给出了具体的温度控制原理，并说明了热电阻温度传感器PLC模块是如何运用的。
1.温度控制技术在改性沥青中的应用
目前改性沥青在改性剂的选择上大多是选择SBS热塑橡胶。而SBS在实际生产过程中，需要被加工成为细小的微粒才可以使用，这就需要使用高速剪切机来对SBS剪切、研磨。具体的要求是微粒在沥青中必须分布均匀，而且微粒的尺寸必须小于5。所以改性沥青的生产拌和温度要考虑基质沥青和SBS两方面因素，否则生产的改性沥青会发生性能上的变化而达不到要求。例如AH-90#的基质沥青，在理想情况下，这种沥青在SBS拌和的加工温度应该在165-175摄氏度之间，而且必须要低于195摄氏度。
通常情况下，改性沥青的粘度一般很高，所以在使用之前必须进行前置加热处理，如果温度降至155摄氏度以下时，就会有非常高的粘稠度，难以以液态的形式喷入拌和用机仓。具体地说，改性沥青只有在使用之前加热到170-175摄氏度之间，才能确保使用的能效。
由此可见，对改性沥青生产过程中的温度控制很有研究必要。
2.温度控制系统的组成及其工作原理
2.1 PLC控制器
大量实践表明，对复杂的系统进行控制时如果选择继电控制，不但系统繁杂而且调试较困难，出故障的可能性大。并且维护也极为不便，而选择PLC除了能避免以上情况出现，还有以下优点：
（1）控制系统接线简单明了，条理清晰。
（2）用软件对系统进行控制，而不是选择传统的继电控制，移动程度上降低了设计的难度，减少了系统的故障率。
（3）选用模块化的程序设计，方便调试，同时功能改进也极为方便。
（4）编程可视性强，图形化让人一目了然。
欧姆龙中型机有着近二十种特殊功能单元，比如温度控制单元、位置控制单元以及模拟量输入输出单元等。在平常的单片机与ＰＣ组成的温度系统中，因为单片机的外部电路较为复杂而且抗干扰能力较弱，所以需要额外增加软硬件保护机制，这就在一定程度上限制了它的使用。而ＰＬＣ的模块化的电路与之相比有着很强的抗干扰能力，所以在工业上的应用也更广泛。
2.2温度传感器
其中的顶部的温度传感器主要是对温度溶胀罐里面空间的温度参数进行测量、设定与报警，而中部的温度传感器则主要对溶胀罐本身的温度进行测量、设定、控制导热油阀门的开关、或控制燃烧机开、停与报警，从而来保证溶胀罐的安全运行。液位传感器则主要用来对溶胀罐沥青的的储量进行测量，而且如果当沥青高度超过限值，液位传感器会报警，通过控制沥青进油阀关闭来防止溶胀罐溢油。
2.3 XMT*-7000系列智能数显调节仪：
次仪表主要为了配合PLC控制器而设计的，通过对温度液位测量结果的显示以及温度和液位等控制参数的测定，来帮助完成温度与液位参数的采集，为PLC控制器输入合适的信号来直接和PLC控制器通信。
2.4 PLC与温度传感器的连接方式
我们安装和使用温度传感器需要弄清楚温度传感器和PLC相连的方式。温度传感器和PLC相连的几种方式各有其优缺点，具体怎么连接还要结合具体的使用环境。
温度传感器作为一种常用的温度测量仪器一般都是配合PLC或者数据采集器使用，其中与PLC相连较常见也较困难。那么温度传感器要怎样才能与PLC相连呢?接下来详细的介绍一下温度传感器要怎样才能与PLC相连。
（1）温度传感器是一个精准的温变电阻，温度不同其阻值也会有差别，PLC专门的热电阻模块就能通过测量出电阻进行内部计算来得到实际温度值，但是由于电缆也有长度，对测量准度会有影响，所以一般会做电阻补偿。
（2）当冷端温度有差别时也会对测量精度有影响，所以也会做冷端补偿。
（3）温度传感器结合变送器将模拟信号传输至PLC，PLC通过读取信号，程序中设立与之对应的温度值，通过计算得到传感器显示的温度。
（4）温度传感器输出数字量，PLC通过数字量模块直接接受。
2.5温度控制系统的控制原理
温度控制系统通常有开环控制系统和闭环系统两种形式，而本文是通过使用闭环控制系统来对溶胀罐温度进行调节。首先是传感器对溶胀罐的液位和温度等参数进行测量，然后通过智能数显调节仪来给PLC输入合适的信号，PLC对采集到的数编制有逻辑关系的各种梯形图，来对参数进行比较，而判断的结果通过输出24伏的继电器来实现对燃烧机的开停进行控制，来完成溶胀罐的温度调节。温度控制系统如图1所示。
3.1生产流程
（1）生产开始时，在保证生产条件符合要求的情况下，基质沥青进油总管阀门和基质沥青罐入油阀打开，进油开始。此时要求操作人员注意观察基质沥青罐的液位与温度以及流量。然后液位传感器对油液面进行检查观测，如果检测到到达百分之五十，则导热油阀门开启，通过加温设备燃烧机对基质沥青溶胀罐进行加温。沥青温度是通过对导热油阀开度的把控、燃烧机开停的控制来保证的。如果液位达到所设的要求时，则沥青进油阀门关闭，进油结束。
（2）如果基质沥青罐的沥青温度满足先前设定的投料温度时，则会投入改性剂，而且不断地搅拌与控制升温而且要仔细观察改性剂在搅拌的过程中的溶解情况。若沥青的温度不满足要求时，不允许投入改性剂。
（3）如果混合料在经过一段时间的搅拌之后到达了相应的温度，就可以投入满足比例要求的稳定剂，之后控制导热油阀门，然后保温延时十五分钟，然后胶体磨开始工作，等正常运转之后，沥青泵开始启动，对混合料进行剪切工作，剪切好的改性沥青储存至成品罐中。
（4）上述步骤重复进行，系统会在设备运转过程中自动对相关参数及运转情况进行记录。
3.2 SBB改性沥青的加温控制系统
SBB改性沥青的加温控制系统根据改性沥青溶胀时的温度特点来设计的，其组成部分包括：24伏继电器和实时参数显示仪表、溶胀罐燃烧机、温度检测系统以及PLC技术控制系统。
图3 改性沥青加温控制系统
4.结语
本文简单讨论了改性沥青生产的流程以及电阻温度传感器和ＰＬＣ在高速剪切法生产改性沥青温度控制系统中的应用。首先分析了在改性沥青生产过程中只有充分控制溶胀温度，方能提高改性沥青的质量，得出了温度控制系统在生产改性沥青过程的重要性。然后通过介绍温度控制系统的组成，得出PLC以及温度传感器的组成、工作原理以及在实际运用中的优势。分析表明基于ＰＬＣ以及温度传感器的控制系统结构简单、操作方便、运行安全、生产高效、可行性极强。在未来有着广阔的应用前景。
参考文献：
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[3]郭金光，游锦山，汪根生，陈长琦；基于PLC的磁控溅射温度控制系统设计[J].真空.2013.6（50）:32-35
论文作者:黄兴辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/5
标签：温度论文; 沥青论文; 改性沥青论文; 控制系统论文; 温度传感器论文; 基质论文; 热电阻论文; 《电力设备》2017年第14期论文;