CN104569360A - 搅拌站混凝土塌落度控制方法与系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种搅拌站混凝土塌落度控制方法与系统，采用严谨的数据采集、避免个别异常数据对整个数据平均值的影响，根据主机电流以及主机电流与混凝土塌落度对应关系，准确获得混凝土的塌落度，不需要经验丰富的操作人员进行操作，也不存在人为误差，所以塌落度获取过程简单、且准确，最后基于已获得的搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求塌落度，计算加水或减水参数，实现对搅拌站混凝土塌落度的准确控制。

Description

搅拌站混凝土塌落度控制方法与系统

技术领域

本发明涉及搅拌站技术领域，特别是涉及搅拌站混凝土塌落度控制方法与系统。

背景技术

混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称，它广泛应用于土木工程，判断混凝土是否符合工地需求的一个重要参数是混凝土的塌落度。

塌落度主要是指混凝土的塑化性能和可泵性能，是用一个量化指标来衡量其程度(塑化性和可泵性能)的高低，用于判断施工能否正常进行。影响塌落度的因素有很多，在实际搅拌站生产混凝土过程中需要实时对搅拌的混凝土进行塌落度控制，现有搅拌设备控制塌落度的方式是靠搅拌楼操作员通过观察卸料口摄像头等数据，然后根据经验判断坍落度的大小，然后确定是加水还是加入砂石原料。

基于搅拌楼操作员的经验来判断塌落度，一方面需要熟练、有经验的操作人员来实现，另一方面，由于人为主观判断，其判断结果准确度不高。

发明内容

基于此，有必要针对现有搅拌站塌落度控制方法存在较大误差的问题，提供一种控制准确的搅拌站混凝土塌落度控制方法与系统。

一种搅拌站混凝土塌落度控制方法，包括步骤：

采集预设时间内搅拌主机的电流数据；

去除所述电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据；

根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值；

获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系；

根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度；

根据所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求混凝土塌落度基准值，计算搅拌装置中加水或减水的参数。

一种搅拌站混凝土塌落度控制系统，包括：

数据采集模块，用于采集预设时间内搅拌主机的电流数据；

去除模块，用于去除所述电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据；

平均值计算模块，用于根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值；

对应关系获取模块，用于获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系；

塌落度获取模块，用于根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度；

计算模块，用于根据所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求混凝土塌落度基准值，计算搅拌装置中加水或减水的参数。

本发明搅拌站混凝土塌落度控制方法与系统，采集预设时间内搅拌主机的电流数据，去除电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值，获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系(可以根据历史经验数据或者实时模拟数据分析获得)，根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度，根据所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求混凝土塌落度基准值，计算搅拌装置中加水或减水的参数。整个过程中，采用严谨的数据采集、避免个别异常数据对整个数据平均值的影响，根据主机电流以及主机电流与混凝土塌落度对应关系，准确获得混凝土的塌落度，不需要经验丰富的操作人员进行操作，也不存在人为误差，所以塌落度获取过程简单、且准确，最后基于已获得的搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求塌落度，计算加水或减水参数，实现对搅拌站混凝土塌落度的准确控制。

附图说明

图1为本发明搅拌站混凝土塌落度控制方法第一个实施例的流程示意图；

图2为本发明搅拌站混凝土塌落度控制方法第二个实施例的流程示意图；

图3为本发明搅拌站混凝土塌落度控制系统第一个实施例的结构示意图；

图4为本发明搅拌站混凝土塌落度控制系统第二个实施例的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。

如图1所示，一种搅拌站混凝土塌落度控制方法，包括步骤：

S100：采集预设时间内搅拌主机的电流数据。

预设时间可以根据实际需要进行设定，例如1秒、2秒等，在这个时间段内搅拌站装置主机的电流是一个变化的值，我们可以根据实时采集到的电流数据绘制一个时间、电流变化曲线图。这个图可以清晰的表征搅拌装置在预设时间内电流变化的情况。搅拌主机指的是搅拌站中执行搅拌任务的主电机。

S200：去除所述电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据。

在实际生产过程中，搅拌装置的主机可能某一时刻突然需要加大输出功率，例如有比较大的卵石进入搅拌装置等，此时搅拌装置的主机电流会有一个瞬时突变的现象，相应的，在某一时刻搅拌装置内半成品混凝土搅拌阻力突减，搅拌主机输出功率突然变小，此时其电流亦会出现一个突变(减小)，这些电流的突变可能在相同的一个预设时间内。在严谨的计算过程中，我们是需要去除这些突变数据，避免其影响最后结果的准确度。在这里，我们去除电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据。

S300：根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值。

正如之前所述，搅拌装置的主机电流在预设时间内是一个变化的数据，为了准确获得数据，提高后续计算结果的准确度，在这里我们采用平均值算法，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值。

S400：获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系。

搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系可以根据历史经验数据或者专家数据分析获得，又或者可以利用实时数据采集、计算模拟获得。例如我们可以在准备生产之前，采用设备测量搅拌站的主机电流、搅拌装置内混凝土的塌落度，再根据这些实时采集到的数据绘制一个对应关系表，基于这个对应关系表，即可获得搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系。

S500：根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度。

在已知搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，我们即可根据这个对应关系获得搅拌装置内混凝土的塌落度。这个获取方式可以是上述查对应关系表的方式。

S600：根据所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求混凝土塌落度基准值，计算搅拌装置中加水或减水的参数。

工地需求混凝土塌落度基准值是从工地发过来的订单请求中获知的，不同工地、不同用途的混凝土对其塌落度由不同的需求。我们在检测出搅拌装置内混凝土的塌落度之后，再与客户(工地)需求混凝土的塌落度进行比较，判断当前是需要在搅拌装置加入水量还是需要扣除水量，关于扣除水量，对于当前盘生产的混凝土，我们可以采用某些方式去除掉，也可以选择重新加入砂石、水泥等原料来消耗掉多余的水量，另外在生产下一盘混凝土，我们可以直接在加入水量时扣除这部分扣除水量，以使生产出的混凝土塌落度满足工地需求。

具体的其计算公式为：

m_wa为实际用水量，β为减水剂的减水率，k为混凝土单位用水量计算系数，A_(x)为搅拌装置中加水或减水的参数。其中k可以本领域行业规范中查找到，具体如下表1(k值对于其他混凝土材料可以查阅行业规范和经验数据获知，在此仅以碎石和卵石为例进行解释说明)。

表1

本发明搅拌站混凝土塌落度控制方法，采集预设时间内搅拌主机的电流数据，去除电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值，获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系(可以根据历史经验数据或者实时模拟数据分析获得)，根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度，根据所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求混凝土塌落度基准值，计算搅拌装置中加水或减水的参数。整个过程中，采用严谨的数据采集、避免个别异常数据对整个数据平均值的影响，根据主机电流以及主机电流与混凝土塌落度对应关系，准确获得混凝土的塌落度，不需要经验丰富的操作人员进行操作，也不存在人为误差，所以塌落度获取过程简单、且准确，最后基于已获得的搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求塌落度，计算加水或减水参数，实现对搅拌站混凝土塌落度的准确控制。

如图2所示，在其中一个实施例中，步骤S600之后还有步骤：

S700：根据所述搅拌装置中加水或减水的参数对搅拌装置进行加水或者减水操作，重新检测搅拌站装置内混凝土的塌落度，并根据工地需求混凝土塌落度基准值，判断搅拌装置内调整后的混凝土塌落度是否符合工地需求。

计算获得搅拌装置中加水或减水的参数之后，我们根据这个计算结果对搅拌装置进行加水或者减水操作(当计算结果为加水参数时，按照加水参数和当前搅拌装置内生产混凝土的量加入水量，当计算结果为减水参数时，按照减水参数和当前搅拌装置内生产混凝土的量扣除水量)。进行完这些操作之后，为了确保生产出符合工地需求的混凝土，我们再次对调整后的混凝土进行塌落度检测，这个检测可以是采用高精度仪器进行检测，待检测结果显示符合工地需求时，引导混凝土运输车辆到装料口，装载成品混凝土。

在其中一个实施例中，所述根据所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求混凝土塌落度基准值，计算搅拌装置中加水或减水的参数具体包括步骤：

获取所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求的混凝土塌落度；

计算所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求的混凝土塌落度之间差值获得△T；

利用计算搅拌装置中加水或减水的参数，式中，m_wa为实际用水量，β为减水剂的减水率，k为混凝土单位用水量计算系数，A_(x)为搅拌装置中加水或减水的参数。

在其中一个实施例中，所述m_wa获取的公式具体为：

m_wa＝m_s0*βs+m_w，其中，m_wa为实际用水量，m_s0为沙子重量，m_w为配比用水量，βs为沙含水率。

在实际生产过程中，砂是含有一定水分的，例如刚开采出来的砂或者露天存放之后被雨水淋过的砂等，在生产混凝土时，这部分水分也是需要考虑在内的。所以在计算实际用水量时m_wa，我们需要整合配比用水量m_w和沙含水率βs。在公式当A_(x)为正值时，加入这部分水量。当A_(x)为负值时，扣除这个数值的水量。当需扣除水量时，对于当前盘的混凝土我们可以采用某些方式去除掉，也可以选择重新加入砂石、水泥等原料来消耗掉多余的水量，在生产下一盘混凝土时，我们可以直接在加入水量时扣除这部分扣除水量，以使生产出的混凝土塌落度满足工地需求。

在其中一个实施例中，所述预设时间为3秒。

正如之前所述，预设时间是可以根据实际需要或者情况来进行选定的，其主要基于两个因素：其一是，预设时间不能太长，因为在实际混凝土生产过程中我们需要快速检测出其塌落度，其二是，预设时间不能太短，太短的话在这个时间内采集到的主机电流数据无法准确反映当前主机电流的真实情况。在本实施例中，我们选取3秒作为预设时间，这样既能确保计算结果的准确、符合真实情况又能快速获取计算出混凝土的塌落度。

如图3所示，一种搅拌站混凝土塌落度控制系统，包括：

数据采集模块100，用于采集预设时间内搅拌主机的电流数据；

去除模块200，用于去除所述电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据；

平均值计算模块300，用于根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值；

对应关系获取模块400，用于获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系；

塌落度获取模块500，用于根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度；

计算模块600，用于根据所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求混凝土塌落度基准值，计算搅拌装置中加水或减水的参数。

本发明搅拌站混凝土塌落度控制系统，数据采集模块100采集预设时间内搅拌主机的电流数据，去除模块200去除电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据，平均值计算模块300计算搅拌主机预设时间内的电流平均值，对应关系获取模块400获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系(可以根据历史经验数据或者实时模拟数据分析获得)，塌落度获取模块500根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度，计算模块600根据所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求混凝土塌落度基准值，计算搅拌装置中加水或减水的参数。整个过程中，采用严谨的数据采集、避免个别异常数据对整个数据平均值的影响，根据主机电流以及主机电流与混凝土塌落度对应关系，准确获得混凝土的塌落度，不需要经验丰富的操作人员进行操作，也不存在人为误差，所以塌落度获取过程简单、且准确，最后基于已获得的搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求塌落度，计算加水或减水参数，实现对搅拌站混凝土塌落度的准确控制。

如图4所示，在其中一个实施例中，所述搅拌站混凝土塌落度控制系统还包括：

重检模块700，用于根据所述搅拌装置中加水或减水的参数对搅拌装置进行加水或者减水操作，重新检测搅拌站装置内混凝土的塌落度，并根据工地需求混凝土塌落度基准值，判断搅拌装置内调整后的混凝土塌落度是否符合工地需求。

在其中一个实施例中，所述计算模块600具体包括：

标准值获取单元，用于获取所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求的混凝土塌落度；

差值获取单元，用于计算所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求的混凝土塌落度之间差值获得△T；

计算单元，用于利用公式计算搅拌装置中加水或减水的参数，式中，m_wa为实际用水量，β为减水剂的减水率，k为混凝土单位用水量计算系数，A_(x)为搅拌装置中加水或减水的参数。

在其中一个实施例中，所述m_wa获取的公式具体为：

m_wa＝m_s0*βs+m_w，其中，m_wa为实际用水量，m_s0为沙子重量，m_w为配比用水量，βs为沙含水率。

在其中一个实施例中，所述预设时间为3秒。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种搅拌站混凝土塌落度控制方法，其特征在于，包括步骤：

采集预设时间内搅拌主机的电流数据；

去除所述电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据；

根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值；

获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系；

根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度；

根据所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求混凝土塌落度基准值，计算搅拌装置中加水或减水的参数。

2.根据权利要求1所述的搅拌站混凝土塌落度控制方法，其特征在于，所述根据所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求混凝土塌落度基准值，计算搅拌装置中加水或减水的参数之后还有步骤：

根据所述搅拌装置中加水或减水的参数对搅拌装置进行加水或者减水操作，重新检测搅拌站装置内混凝土的塌落度，并根据工地需求混凝土塌落度基准值，判断搅拌装置内调整后的混凝土塌落度是否符合工地需求。

3.根据权利要求1或2所述的搅拌站混凝土塌落度控制方法，其特征在于，所述根据所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求混凝土塌落度基准值，计算搅拌装置中加水或减水的参数具体包括步骤：

获取所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求的混凝土塌落度；

计算所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求的混凝土塌落度之间差值获得△T；

利用公式计算搅拌装置中加水或减水的参数，式中，m_wa为实际用水量，β为减水剂的减水率，k为混凝土单位用水量计算系数，A_(x)为搅拌装置中加水或减水的参数。

4.根据权利要求3所述的搅拌站混凝土塌落度控制方法，其特征在于，所述m_wa获取的公式具体为：

m_wa＝m_s0*βs+m_w，其中，m_wa为实际用水量，m_s0为沙子重量，m_w为配比用水量，βs为沙含水率。

5.根据权利要求1或2所述的搅拌站混凝土塌落度控制方法，其特征在于，所述预设时间为3秒。

6.一种搅拌站混凝土塌落度控制系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，用于采集预设时间内搅拌主机的电流数据；

去除模块，用于去除所述电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据；

平均值计算模块，用于根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值；

对应关系获取模块，用于获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系；

塌落度获取模块，用于根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度；

计算模块，用于根据所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求混凝土塌落度基准值，计算搅拌装置中加水或减水的参数。

7.根据权利要求6所述的搅拌站混凝土塌落度控制系统，其特征在于，还包括：

重检模块，用于根据所述搅拌装置中加水或减水的参数对搅拌装置进行加水或者减水操作，重新检测搅拌站装置内混凝土的塌落度，并根据工地需求混凝土塌落度基准值，判断搅拌装置内调整后的混凝土塌落度是否符合工地需求。

8.根据权利要求6或7所述的搅拌站混凝土塌落度控制系统，其特征在于，所述计算模块具体包括：

标准值获取单元，用于获取所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求的混凝土塌落度；

差值获取单元，用于计算所述搅拌装置内混凝土的塌落度和工地需求的混凝土塌落度之间差值获得△T；

计算单元，用于利用公式计算搅拌装置中加水或减水的参数，式中，m_wa为实际用水量，β为减水剂的减水率，k为混凝土单位用水量计算系数，A_(x)为搅拌装置中加水或减水的参数。

9.根据权利要求8所述的搅拌站混凝土塌落度控制系统，其特征在于，所述m_wa获取的公式具体为：

m_wa＝m_s0*βs+m_w，其中，m_wa为实际用水量，m_s0为沙子重量，m_w为配比用水量，βs为沙含水率。

10.根据权利要求6或7所述的搅拌站混凝土塌落度控制系统，其特征在于，所述预设时间为3秒。