蒸汽养护控制系统应用案例 

1 项目背景 

在预制构件生产过程中，以小箱梁生产过程为例，为改善生产工艺，采用饱和蒸汽进行蒸汽养护，为满足对小箱梁蒸汽养护过程的控制，开发了i5蒸汽养护控制系统。 

2 控制系统仿真 

2.1 蒸养系统控制仿真 

为了提高箱梁蒸汽养护温度控制系统的控制精度，实现箱梁生产时蒸汽养护的精准自动控制，简化实验过程中参数调节过程，必须对整个控制系统进行控制仿真。

2.2 Simulink仿真模型搭建 

使用Matlab/Simulink软件作为仿真平台，对整个箱梁蒸汽养护控制系统进行仿真。

仿真过程中，考虑到温度传感器的精度问题，取采样时间为20s。对于升温阶段，取升温速度为18℃/h，即0.1℃/20s。调节PID参数，得到蒸养系统升温阶段仿真图如图1所示：

图1 蒸养系统升温阶段仿真图

图1中可以看出，使用PID控制器能够较好的完成对蒸养系统的温度控制。

3 实施方案

3.1 硬件安装

蒸汽管线布置及蒸汽调节阀安装，将从蒸汽分气缸引出的DN50蒸汽管径延长，接至箱梁浇筑场地，采用法兰安装方式，将蒸汽调节阀接入管路中，从蒸汽调节阀后引出4个DN20分管，每个分管上接入阀门并使用三通变成两路，共8个DN20出气管口。如图2所示：

图2 调节阀安装示意图

将蒸汽调节阀的电源线缆和控制信号线缆接入控制柜，如图3所示：

图3 线缆连接示意图

根据传感器采集的温度数据，按照控制要求，调节蒸汽调节阀的输出。

3.2 准备工作

3.2.1 内模及外模拼装

在小箱梁蒸养试验开始之前，首先进行内外模具的拼装、钢筋笼绑扎，如图4所示。

图4 内外模具的拼装

3.2.2 混凝土浇筑

模具拼装完成后，小箱梁开始进行混凝土浇筑，如图5所示：

图5 混凝土浇筑示意图

3.2.3 传感器布置

在此次小箱梁蒸养试验中，共布置了12个温度传感器，分布如下：

1）内芯模2个，用来采集内芯模中的环境温度；

2）外模中8个，用来采集外模中的环境温度；

3）混凝土中埋入2个，用来采集混凝土10cm深处内部温度；

4）混凝土表面放置2个，用来采集粱体表面温度；

传感器布置位置简图如图6所示：

图6 传感器布置示意图