CN108927899A - 一种混凝土设备控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种混凝土设备控制系统，该系统包括：混凝土站通信单元，用于将装载至运输设备的混凝土的相应混凝土信息发送至该运输设备；运输设备通信单元，用于将卸载至布料设备的混凝土的相应混凝土信息发送至该布料设备以及运输设备控制单元，布料设备通信单元将混凝土信息发送给布料设备控制单元，该混凝土信息包括以下一者或多者：混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离，还包括运输设备控制单元，根据所述混凝土信息控制搅拌筒转速；布料设备控制单元，根据所述混凝土信息控制发动机转速和泵送排量参数，提高混凝土运输和布料效果。

Description

一种混凝土设备控制系统及方法

技术领域

本发明涉及混凝土设备控制，具体地涉及一种混凝土设备控制系统及方法。

背景技术

混凝土设备一般是联合作业(生产-运输-布料)，混凝土施工流程是：混凝土站进行混凝土生产，混凝土运输设备(如搅拌运输车等)负责将混凝土从站运输到指定的工地，工地上的混凝土布料设备(如泵车、车载泵等) 负责将混凝土布料到指定的位置。在施工过程中，混凝土运输设备由混凝土站装载混凝土后，无法得知装载的混凝土的有关信息，进而无法根据装载的混凝土的信息对混凝土进行相关维护，保证混凝土的质量。同样的，布料设备在无法得到混凝土信息的情况下，无法根据混凝土信息调整自身参数，以避免影响布料设备的布料效果。

发明内容

本发明的目的是提供一种混凝土设备控制系统，该系统将混凝土站生产的混凝土信息传递给相应的运输设备和布料设备，运输设备和布料设备根据混凝土信息自动调整控制参数，提升设备工作性能，保证混凝土质量。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于混凝土站的控制设备，该设备包括：

混凝土站通信单元，用于将装载至运输设备的混凝土的相应混凝土信息发送至该运输设备；

其中，该混凝土信息包括以下一者或多者：

混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离。

本发明还提供一种用于运输设备的控制设备，该设备包括：

运输设备通信单元，用于接收混凝土站发送的混凝土信息；以及

运输设备控制单元，用于根据所述混凝土信息控制搅拌筒转速；

其中，该混凝土信息包括以下一者或多者：

混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离。

可选的，所述运输设备通信单元还用于将所述混凝土信息发送至布料设备。

可选的，所述搅拌筒转速的计算方式包括：

υ＝η¹(η²·C+η³·S+η⁴/T)；其中，η¹、η²、η³、η⁴为系数，C表示所述方量，S表示混凝土生产时的坍落度，T表示运输时间。

本发明还提供一种用于布料设备的控制设备，该设备包括：

布料设备通信单元，用于接收运输设备发送的所述混凝土信息；

布料设备控制单元，用于根据所述混凝土信息以及布料设备自身采集的泵送压力、发动机功率信息控制布料设备的泵送排量参数及发动机转速；

其中，该混凝土信息包括以下一者或多者：

混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离。

可选的，所述泵送排量参数包括：

泵送排量电流目标值，该电流目标值的计算方式包括以下一者或多者：

I＝α·W/P；其中，α为系数，W为布料设备发动机功率，P为布料设备泵送压力，该电流目标值I与布料设备泵送压力P成反比；

变化斜率K，表示布料设备的泵送排量电流的变化斜率，该变化斜率K 与所述坍落度成正比，且该变化斜率K的计算方式包括：K＝β·S，S表示混凝土生产时的坍落度，β为系数。

可选的，所述发动机转速的计算方式包括：

E＝(ψ1/S+ψ²·R+1)·E0，其中，ψ¹、ψ²为系数；R表示所述混凝土强度，E0表示基准发动机转速，S表示混凝土生产时的坍落度。

可选的，所述坍落度为经过下式修正之后的坍落度：

S1＝(1-λ·T)·S，

S1表示修正后的坍落度，S表示混凝土生产时的坍落度，T表示运输时间，λ表示修正系数。

本发明还提供一种混凝土设备控制系统，该系统包括：用于混凝土站的控制设备、用于运输设备的控制设备以及用于布料设备的控制设备。

本发明还提供一种用于混凝土站的控制方法，该方法包括：

通过混凝土站通信单元将装载至运输设备的混凝土的相应混凝土信息发送至该运输设备；

其中，该混凝土信息包括以下一者或多者：

混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离。

本发明实施例还提供一种用于运输设备的控制方法，该方法包括：

通过运输设备通信单元接收混凝土站发送的混凝土信息；以及

通过运输设备控制单元根据所述混凝土信息控制搅拌筒转速；

其中，该混凝土信息包括以下一者或多者：

混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离。

可选的，该方法还包括：

通过运输设备通信单元将所述混凝土信息发送至布料设备。

可选的，所述搅拌筒转速的计算方式包括：

υ＝η¹(η²·C+η³·S+η⁴/T)；其中，η¹、η²、η³、η⁴为系数，C表示所述方量，S表示混凝土生产时的坍落度，T表示运输时间。

本发明还提供一种用于布料设备的控制方法，该方法还包括：

通过布料设备通信单元接收运输设备发送的所述混凝土信息；

通过布料设备控制单元根据所述混凝土信息以及布料设备自身采集的泵送压力、发动机功率信息控制布料设备的泵送排量参数及发动机转速；

其中，该混凝土信息包括以下一者或多者：

混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离。

可选的，所述泵送排量参数包括以下一者或多者：

泵送排量电流目标值，该电流目标值的计算方式包括：I＝α·W/P；其中，α为系数，W为布料设备发动机功率，P为布料设备泵送压力，该电流目标值I与布料设备泵送压力P成反比；

变化斜率K，表示布料设备的泵送排量电流的变化斜率，该变化斜率K 与所述坍落度成正比，且该变化斜率K的计算方式包括：K＝β·S，S表示混凝土生产时的坍落度，β为系数。

可选的，所述发动机转速的计算方式包括：

E＝(ψ1/S+ψ²·R+1)·E0，其中，ψ¹、ψ²为系数；R表示所述混凝土强度，E0表示基准发动机转速，S表示混凝土生产时的坍落度。

可选的，所述坍落度为经过下式修正之后的坍落度：

S1＝(1-λ·T)·S，

S1表示修正后的坍落度，S表示混凝土生产时的坍落度，T表示运输时间，λ表示修正系数。

本发明还提供一种混凝土设备控制方法，该方法包括：

一种用于混凝土站的控制方法、一种用于运输设备的控制方法以及一种用于布料设备的控制方法。

通过上述技术方案，混凝土站通信单元将装载至运输设备的混凝土的相应混凝土信息发送至该运输设备，为运输设备提供装载至该运输设备的混凝土的信息，以解决运输设备只能接收运输设备作业信息而接收不到混凝土信息的问题，从而该运输设备可以通过接收的混凝土信息提升运输设备的工作性能以保证混凝土的质量。该运输设备向布料设备设备卸载混凝土时将有关卸载的混凝土信息发送至布料设备，以解决无法根据混凝土实时信息调整自身参数以提供根据混凝土实时信息的针对性作业。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1A是本发明实施例提供的一种用于混凝土站的控制设备的结构示意图；

图1B是本发明实施例提供的混凝土站与运输设备配对场景示意图；

图1C是本发明实施例提供的混凝土站与运输设备的数据传输示意图；

图2A是本发明实施例提供的一种用于运输设备的控制设备的结构示意图；

图2B是本发明实施例提供的运输设备与布料设备配对场景示意图；

图2C是本发明实施例提供的运输设备与布料设备的数据传输示意图；

图2D是本发明实施例提供的运输设备控制单元控制流程示意图；

图2E是本发明实施例提供的运输设备控制单元中数学模型控制流程示意图；

图3是本发明实施例提供的编号确认流程示意图；

图4A是本发明实施例提供的一种混凝土设备控制系统的数据传输示意图；

图4B是本发明实施例提供的布料设备控制单元控制流程示意图；

图4C是本发明实施例提供的布料设备控制单元中控制模型控制流程示意图；

图4D是本发明实施例提供的混凝土信息传输流程示意图；

图5是本发明实施例提供的运输设备返回混凝土站的数据传输示意图。

附图标记说明

102 混凝土站确认单元 202 运输设备确认单元

302 布料设备确认单元

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明。

在本发明实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”、“内、外”、“远、近”是指参考附图的方向，因此，使用方向用语是用来说明并非来限制本发明。

混凝土设备的联合作业过程大致可以分为生产、运输和布料这三个流程。其中混凝土站进行混凝土生产，运输设备负责将混凝土从混凝土站运输至指定地点转送至布料设备，该布料设备负责将混凝土布料至指定位置。在应用过程中，一套混凝土站可以对应一台或多台运输设备进行作业，一台运输设备同样也可以对应一台或多台布料设备进行作业。在一套混凝土站对应有多台运输设备、一台运输设备对应多台布料设备的情况下，为满足混凝土站、运输和布料设备之间动态配对并进行数据传输能够快速有效运行，本发明提供相应控制设备解决该动态配对以及相应的数据传输问题。

图1A示出了本发明实施例提供的一种用于混凝土站的控制设备的结构示意图，图1B示出了本发明实施例提供的混凝土站与运输设备配对场景示意图，图1C示出了本发明实施例提供的混凝土站与运输设备的数据传输示意图，结合图1A、1B和1C所示，该用于混凝土站的控制设备可以包括混凝土站通信单元和混凝土站确认单元。所有混凝土站、运输设备和布料设备均有各自的编号，且该编号可以存储在各设备的通信单元和/或确认单元中。调度中心将调度数据发送至相对应的混凝土站通信单元，该混凝土站通信单元接收调度中心发送的调度数据，具体地，该调度数据可以为本次任务的运输设备编号和布料设备编号。混凝土站通信单元将需要配对的运输设备编号发送至混凝土站确认单元，混凝土站确认单元根据需要配对的运输设备编号为混凝土站匹配相应的运输设备，具体地，再结合图3示出的本发明实施例提供的编号确认流程示意图，混凝土站确认单元通过无线网络扫描以得出混凝土站确认单元附近的一个或多个运输设备，混凝土站确认单元向距离最近的运输设备发送编号请求数据，运输设备根据该编号请求数据将自身编号数据发送至混凝土站确认单元，混凝土站确认单元判断该运输设备编号是否与本次任务需要配对的运输设备编号相匹配，在二者相匹配的情况下，与该匹配的运输设备建立连接，控制混凝土站将混凝土装载至该配对的运输设备，并将可以与该运输设备匹配的布料设备编号以及向该运输设备装载的混凝土的强度、坍落度、方量信息和/或传输距离发送至该运输设备。混凝土站确认单元判断需要配对的运输设备编号与接收到的运输设备发送的该布料设备自身编号匹配失败的情况下，混凝土站确认单元继续向网络范围内剩余运输设备中距离最近的一个发送编号请求数据，直至编号匹配成功。

图2A示出了本发明实施例提供的一种用于运输设备的控制设备的结构示意图，图2B示出了本发明实施例提供的运输设备与布料设备配对场景示意图，图2C示出了本发明实施例提供的运输设备与布料设备的数据传输示意图，结合图2A、图2B和图2C所示，该用于运输设备的控制设备可以包括运输设备通信单元和运输设备确认单元。该运输设备通信单元用于接收混凝土站通信单元发送的可以与本运输设备匹配的布料设备编号及本次装载的混凝土的强度、坍落度方量和/或传输距离信息，并将需要配对的可以与本运输设备匹配的布料设备编号发送至运输设备确认单元。运输设备装载混凝土行驶至相应目的地与布料设备进行配对。具体地，再结合图3示出的本发明实施例提供的编号确认流程示意图，该运输设备确认单元通过无线网络扫描以得出运输设备确认单元附近的一个或多个布料设备，运输设备确认单元向距离最近的布料设备发送编号请求数据，布料设备根据该编号请求数据将自身编号数据发送至运输设备确认单元，运输设备确认单元判断该布料设备编号是否与本次任务需要配对的布料设备编号相匹配，在二者相匹配的情况下，与该匹配的布料设备建立连接，控制运输设备将混凝土卸载至该配对的布料设备，并将向该布料设备卸载的混凝土的强度、坍落度、方量和/或传输距离信息发送至该布料设备。运输设备确认单元判断需要配对的布料设备编号与接收到的布料设备发送的该布料设备自身编号匹配失败的情况下，运输设备确认单元继续向网络范围内剩余布料设备中距离最近的一个发送编号请求数据，直至编号匹配成功。

图2D示出了本发明实施例提供的运输设备控制单元控制流程示意图，如图2D所示，运输设备通信单元接收混凝土站发送的运输设备本次装载的混凝土的强度、坍落度方量和/或传输距离信息。其中，混凝土强度是指混凝土的抗压强度，主要与混凝土配比相关；混凝土坍落度是指混凝土的塑化性能和可泵性能，坍落度越高，混凝土流动性越好；方量反应混凝土数量；运输设备控制单元可以通过运输距离、行驶速度计算混凝土运输时间。运输设备在运输混凝土过中，需要搅拌筒不断地搅拌混凝土，防止混凝土离析，但搅拌速度目前只有一个较大经验范围，没有根据运输的混凝土状态进行调整。运输设备的控制单元根据混凝土信息中的坍落度、方量、运输距离，自身的行驶速度和运输距离，计算一个最佳转速，减少混凝土在运输过程中的离析，提高混凝土匀质性。进一步地，运输设备控制单元根据混凝土信息中的坍落度、方量、运输距离，自身的行驶速度和运输距离计算得出运输设备搅拌筒的最佳转速，并将该转速设定为搅拌筒的转速。

图2E示出了本发明实施例提供的运输设备控制单元中数学模型控制流程示意图，如图2E所示，该数学模型根据混凝土的方量、坍落度以及混凝土的运输时间计算搅拌筒的最佳转速。具体地该计算方式可以为υ＝η¹(η²·C+η³·S+η⁴/T)；其中，η¹、η²、η³、η⁴为系数，C表示所述方量，S表示混凝土生产时的坍落度，T表示运输时间。发动机转速的计算方式可以为E＝(ψ1/S+ψ²·R+1)·E0，其中，ψ¹、ψ²为系数；R表示所述混凝土强度，E0表示基准发动机转速，S表示混凝土生产时的坍落度。根据运输时间的不断增加，该数学模型计算出的搅拌筒发动机转速随之变化，进一步地，运输设备控制单元根据数学模型实时计算出的搅拌筒发动机转速实时控制搅拌筒发动机以相应转速运行以保证混凝土质量。

图4A示出了本发明实施例提供的一种混凝土设备控制系统的数据传输示意图，如图4A所示，该系统包括设置在调度中心的调度单元、用于混凝土站的控制设备、用于运输设备的控制设备、布料设备通信单元以及布料设备确认单元。其中，设置在调度中心的调度单元将本次任务的调度数据发送至用于混凝土站的控制设备，该调度数据可以为本次任务的运输设备编号和布料设备编号。用于混凝土站的控制设备根据运输设备编号为混凝土站匹配相应的运输设备，控制混凝土站向匹配的运输设备装载混凝土并将布料设备编号及混凝土数据发送至该运输设备的控制设备，所述混凝土数据包括有关所装载的混凝土的强度、坍落度和/或方量信息。用于运输设备的控制设备根据接收到的布料设备编号匹配相应的布料设备，并控制运输设备向匹配的布料设备卸载混凝土，并将有关卸载的混凝土的强度、坍落度和/或方量信息发送至该布料设备的控制设备。布料设备通信单元用于接收运输设备发送的设备编号请求，该布料设备确认单元用于在所述布料设备通信单元接收到运输设备的设备编号请求后，控制所述布料设备通信单元将本布料设备的设备编号发送至运输设备确认单元。

图4B示出了本发明实施例提供的布料设备控制单元控制流程示意图，布料设备在接收到运输设备卸载的混凝土后，要将混凝土泵送出去，需根据混凝土状态选择不同工作参数，采取不同控制策略。现有方式只能根据泵送压力来大致判断混凝土状态，但是泵送压力受到影响因素较多，不能完全反应混凝土状态。布料设备控制装置可以根据运输设备发送的混凝土的强度、坍落度方量和/或传输距离信息以及布料设备自身采集的泵送压力、发动机功率信息控制布料设备的泵送排量参数及发动机转速。其中，泵送排量参数包括泵送排量电流目标值，泵送压力越大，泵送排量要越小，保证泵送功率不能超过发动机功率。坍落度低，流动性越差，可泵送性能越差，泵送排量需要缓慢变化。电流目标值与泵送压力成反比，与发动机功率W成正比，因此该电流目标值的计算方式可以为：I＝α·W/P；其中，α为系数，W为布料设备发动机功率，P为布料设备泵送压力。

根据混凝土运输时间的变化，混凝土的坍落度需要进行修正。图4C示出了本发明实施例提供的布料设备控制单元中控制模型控制流程示意图，如图4C所示，该控制模型用于对坍落度S进行修正提供修正后的坍落度 S1，其中，修正后坍落度的计算方式包括：S1＝(1-λ·T)·S，S表示混凝土生产时的坍落度，T表示运输时间，λ表示修正系数。

根据修正后的坍落度，该控制模型可以进一步优化布料设备发动机的转速以提高泵送连续性，减少泵送过程中堵管、超压、掉速等问题，提高布料效率。具体地，坍落度越低和强度越大，泵送能力需求也越大，需要布料设备提供更大的功率，目标值E与坍落度成反比，与强度成正比。因此优化后的发动机转速的计算方式可以为E＝(ψ¹/S1+ψ²·R+1)·E0，ψ¹、ψ²为系数；R表示所述混凝土强度，E0表示基准发动机转速，S1表示修正后的坍落度。所述泵送排量参数还包括变化斜率K，表示布料设备的泵送排量电流的变化斜率，该变化斜率K与所述修正后的坍落度成正比，且该变化斜率K的计算方式包括：K＝β·S1，β为系数。

图4D示出了本发明实施例提供的混凝土信息传输流程示意图，如图 4D所示，混凝土站通信单元将混凝土信息发送至运输设备通信单元，运输设备控制单元根据运输设备通信单元接收到的混凝土信息以及运输设备自身采集的行驶速度计算搅拌筒的最佳转速。运输设备将该混凝土信息继续发送至布料设备通信单元，布料设备控制单元根据布料设备通信单元接收到的混凝土信息计算布料设备泵送排量参数泵送排量目标电流值I以及变化斜率K。布料设备控制单元中的控制模型根据修正后的混凝土坍落度、混凝土强度以及布料设备自身采集的布料设备泵送压力及发动机压力实时计算布料设备发动机的最佳转速。布料设备根据布料设备控制单元中的控制模型实时计算的布料设备发动机转速实时控制布料设备发动机以相应转速运行，已根据混凝土实时信息提供针对性布料作业。根据混凝土站发送的混凝土信息提高运输设备和布料设备的工作性能，保证混凝土的质量以及布料设备布料效果。

图5示出了本发明实施例提供的运输设备返回混凝土站的数据传输示意图，如图5所示，在运输设备返回混凝土站进行下次混凝土装载时，运输设备通信单元可以将与本运输设备相匹配的布料设备编号以及自身编号发送至混凝土站通信单元。混凝土站通信单元可以将混凝土站与该运输设备的配对记录和本混凝土站的编号以及混凝土站通信单元接收到的该运输设备通信单元发送的与该运输设备相匹配的布料设备编号以及该运输设备编号整合为该运输设备本次运输配对记录，并将该运输设备本次运输配对记录发送至调度单元。该调度单元将该运输设备本次运输配对记录进行存储，以便日后数据的分析及管理。

在实施例中，通信单元可以通过WIFI、Zigbee、RFID等无线通信技术中的一种或多种进行无线通信。各控制设备的通信单元与确认单元可以位于同一硬件模块中，也可以位于不同的硬件模块中。用于混凝土站的控制设备的通信单元和确认单元可以设置在混凝土站的卸料口，用于运输设备的控制设备的通信单元和确认单元可以设置在运输设备的卸料口，用于布料设备的控制设备的通信单元和确认单元可以设置在布料设备的料斗附近。

本发明实施例还提供一种用于混凝土站的控制方法，具体地，调度中心将调度数据发送至相对应的混凝土站通信单元，该混凝土站通信单元接收调度中心发送的调度数据，具体地，该调度数据可以为本次任务的运输设备编号和布料设备编号。混凝土站通信单元将需要配对的运输设备编号发送至混凝土站确认单元，混凝土站确认单元根据需要配对的运输设备编号为混凝土站匹配相应的运输设备，具体地，再结合图3示出的本发明实施例提供的编号确认流程示意图，混凝土站确认单元通过无线网络扫描以得出混凝土站确认单元附近的一个或多个运输设备，混凝土站确认单元向距离最近的运输设备发送编号请求数据，运输设备根据该编号请求数据将自身编号数据发送至混凝土站确认单元，混凝土站确认单元判断该运输设备编号是否与本次任务需要配对的运输设备编号相匹配，在二者相匹配的情况下，与该匹配的运输设备建立连接，控制混凝土站将混凝土装载至该配对的运输设备，并将可以与该运输设备匹配的布料设备编号以及向该运输设备装载的混凝土的强度、坍落度方量和/或传输距离信息发送至该运输设备。混凝土站确认单元判断需要配对的运输设备编号与接收到的运输设备发送的该布料设备自身编号匹配失败的情况下，混凝土站确认单元继续向网络范围内剩余运输设备中距离最近的一个发送编号请求数据，直至编号匹配成功。

本发明实施例还提供一种用于运输设备的控制方法，具体地，该运输设备通信单元用于接收混凝土站通信单元发送的可以与本运输设备匹配的布料设备编号及本次装载的混凝土的强度、坍落度和/或方量信息，并将需要配对的可以与本运输设备匹配的布料设备编号发送至运输设备确认单元。运输设备装载混凝土行驶至相应目的地与布料设备进行配对。具体地，再结合图3示出的本发明实施例提供的编号确认流程示意图，该运输设备确认单元通过无线网络扫描以得出运输设备确认单元附近的一个或多个布料设备，运输设备确认单元向距离最近的布料设备发送编号请求数据，布料设备根据该编号请求数据将自身编号数据发送至运输设备确认单元，运输设备确认单元判断该布料设备编号是否与本次任务需要配对的布料设备编号相匹配，在二者相匹配的情况下，与该匹配的布料设备建立连接，控制运输设备将混凝土卸载至该配对的布料设备，并将向该布料设备卸载的混凝土的强度、坍落度方量和/或传输距离信息发送至该布料设备。运输设备确认单元判断需要配对的布料设备编号与接收到的布料设备发送的该布料设备自身编号匹配失败的情况下，运输设备确认单元继续向网络范围内剩余布料设备中距离最近的一个发送编号请求数据，直至编号匹配成功。

本发明实施例还提供一种用于运输设备的控制方法，运输设备通信单元接收混凝土站发送的运输设备本次装载的混凝土的强度、坍落度方量和/ 或传输距离信息。其中，混凝土强度是指混凝土的抗压强度，主要与混凝土配比相关；混凝土坍落度是指混凝土的塑化性能和可泵性能，坍落度越高，混凝土流动性越好；方量反应混凝土数量；运输设备控制单元可以通过运输距离、行驶速度计算混凝土运输时间。运输设备在运输混凝土过中，需要搅拌筒不断地搅拌混凝土，防止混凝土离析，但搅拌速度目前只有一个较大经验范围，没有根据运输的混凝土状态进行调整。运输设备的控制单元根据混凝土信息中的坍落度、方量、运输距离，自身的行驶速度和运输距离，计算一个最佳转速，减少混凝土在运输过程中的离析，提高混凝土匀质性。进一步地，运输设备控制单元根据混凝土信息中的坍落度、方量、运输距离，自身的行驶速度和运输距离计算得出运输设备搅拌筒的最佳转速，并将该转速设定为搅拌筒的转速。根据混凝土的方量、坍落度以及混凝土的运输时间计算搅拌筒的最佳转速。具体地该计算方式为υ＝η¹(η²·C+η³·S+η⁴/T)；其中，η¹、η²、η³、η⁴为系数，C表示所述方量，S表示混凝土生产时的坍落度，T表示运输时间。发动机转速的计算方式可以为E＝(ψ¹/S+ψ²·R+1)·E0，其中，ψ¹、ψ²为系数；R表示所述混凝土强度，E0表示基准发动机转速，S表示混凝土生产时的坍落度。根据运输时间的不断增加，该数学模型计算出的搅拌筒发动机转速随之变化，进一步地，运输设备控制单元根据数学模型实时计算出的搅拌筒发动机转速实时控制搅拌筒发动机以相应转速运行以保证混凝土质量。

本发明实施例还提供一种用于布料设备的的控制方法，布料设备在接收到运输设备卸载的混凝土后，要将混凝土泵送出去，需根据混凝土状态选择不同工作参数，采取不同控制策略。现有方式只能根据泵送压力来大致判断混凝土状态，但是泵送压力受到影响因素较多，不能完全反应混凝土状态。布料设备控制装置可以根据运输设备发送的混凝土的强度、坍落度方量和/或传输距离信息以及布料设备自身采集的泵送压力、发动机功率信息控制布料设备的泵送排量参数及发动机转速。其中，泵送排量参数包括泵送排量电流目标值，泵送压力越大，泵送排量要越小，保证泵送功率不能超过发动机功率。坍落度低，流动性越差，可泵送性能越差，泵送排量需要缓慢变化。电流目标值与泵送压力成反比，与发动机功率W成正比，因此该电流目标值的计算方式可以为：I＝α·W/P；其中，α为系数， W为布料设备发动机功率，P为布料设备泵送压力。

根据混凝土运输时间的变化，混凝土的坍落度需要进行修正。图4C示出了本发明实施例提供的布料设备控制单元中控制模型控制流程示意图，如图4C所示，该控制模型用于对坍落度S进行修正提供修正后的坍落度 S1，其中，修正后坍落度的计算方式包括：S1＝(1-λ·T)·S，S表示混凝土生产时的坍落度，T表示运输时间，λ表示修正系数。

根据修正后的坍落度，该控制模型可以进一步优化布料设备发动机的转速以提高泵送连续性，减少泵送过程中堵管、超压、掉速等问题，提高布料效率。具体地，坍落度越低和强度越大，泵送能力需求也越大，需要布料设备提供更大的功率，目标值E与坍落度成反比，与强度成正比。因此优化后的发动机转速的计算方式可以为E＝(ψ¹/S1+ψ²·R+1)·E0，ψ¹、ψ²为系数；R表示所述混凝土强度，E0表示基准发动机转速，S1表示修正后的坍落度。所述泵送排量参数还包括变化斜率K，变化斜率K表示布料设备的泵送排量电流的变化斜率，该变化斜率K与所述修正后的坍落度成正比，且该变化斜率K的计算方式包括：K＝β·S1，β为系数。

本发明实施例还提供一种混凝土设备控制方法，混凝土站通信单元将混凝土信息发送至运输设备通信单元，运输设备控制单元根据运输设备通信单元接收到的混凝土信息以及运输设备自身采集的行驶速度控制搅拌筒的最佳转速。运输设备将该混凝土信息继续发送至布料设备通信单元，布料设备控制单元根据布料设备通信单元接收到的混凝土信息计算布料设备泵送排量参数泵送排量目标电流值I以及变化斜率K。布料设备控制单元中的控制模型根据修正后的混凝土坍落度、混凝土强度以及布料设备自身采集的布料设备泵送压力及发动机压力实时计算布料设备发动机的最佳转速。布料设备根据布料设备控制单元中的控制模型实时计算的布料设备发动机转速实时控制布料设备发动机以相应转速运行，已根据混凝土实时信息提供针对性布料作业。根据混凝土站发送的混凝土信息提高运输设备和布料设备的工作性能，保证混凝土的质量以及布料设备布料效果。

本发明实施例还提供一种混凝土运输管理方法，具体地，该方法包括：设置在调度中心的调度单元将本次任务的调度数据发送至用于混凝土站的控制设备，该调度数据可以为本次任务的运输设备编号和布料设备编号。用于混凝土站的控制设备根据运输设备编号为混凝土站匹配相应的运输设备，控制混凝土站向匹配的运输设备装载混凝土并将布料设备编号及混凝土数据发送至该运输设备的控制设备，所述混凝土数据包括有关所装载的混凝土的强度、坍落度和/或方量信息。用于运输设备的控制设备根据接收到的布料设备编号匹配相应的布料设备，并控制运输设备向匹配的布料设备卸载混凝土，并将有关卸载的混凝土的强度、坍落度和/或方量信息发送至该布料设备的控制设备。布料设备通信单元用于接收运输设备发送的设备编号请求，该布料设备确认单元用于在所述布料设备通信单元接收到运输设备的设备编号请求后，控制所述布料设备通信单元将本布料设备的设备编号发送至运输设备确认单元。

本发明实施例还提供一种运输设备返回混凝土站的数据传输方法，在运输设备返回混凝土站进行下次混凝土装载时，运输设备通信单元可以将与本运输设备相匹配的布料设备编号以及自身编号发送至混凝土站通信单元。混凝土站通信单元可以将混凝土站与该运输设备的配对记录和本混凝土站的编号以及混凝土站通信单元接收到的该运输设备通信单元发送的与该运输设备相匹配的布料设备编号以及该运输设备编号整合为该运输设备本次运输配对记录，并将该运输设备本次运输配对记录发送至调度单元。上次运输周期的各控制设备间的配对记录发送至调度单元。该调度单元将该运输设备本次运输配对记录每台运输设备的通信单元发送的配对记录进行存储，以便日后数据的分析及管理。

在实施例中，通信单元可以通过WIFI、Zigbee、RFID等无线通信技术中的一种或多种进行无线通信。各控制设备的通信单元与确认单元可以位于同一硬件模块中，也可以位于不同的硬件模块中。用于混凝土站的控制设备的通信单元和确认单元可以设置在混凝土站的卸料口，用于运输设备的控制设备的通信单元和确认单元可以设置在运输设备的卸料口，用于布料设备的控制设备的通信单元和确认单元可以设置在布料设备的料斗附近。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM， Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (18)

1.一种用于混凝土站的控制设备，其特征在于，该设备包括：

混凝土站通信单元，用于将装载至运输设备的混凝土的相应混凝土信息发送至该运输设备；

其中，该混凝土信息包括以下一者或多者：

混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离。

2.一种用于运输设备的控制设备，其特征在于，该设备包括：

运输设备通信单元，用于接收混凝土站发送的混凝土信息；以及

运输设备控制单元，用于根据所述混凝土信息控制搅拌筒转速；

其中，该混凝土信息包括以下一者或多者：

混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离。

3.根据权利要求2所述的控制设备，其特征在于，所述运输设备通信单元还用于将所述混凝土信息发送至布料设备。

4.根据权利要求2所述的控制设备，其特征在于，所述搅拌筒转速的计算方式包括：

υ＝η1(η2·C+η3·S+η4/T)；其中，η1、η2、η3、η4为系数，C表示所述方量，S表示混凝土生产时的坍落度，T表示运输时间。

5.一种用于布料设备的控制设备，其特征在于，该设备包括：

布料设备通信单元，用于接收运输设备发送的所述混凝土信息；

布料设备控制单元，用于根据所述混凝土信息以及布料设备自身采集的泵送压力、发动机功率信息控制布料设备的泵送排量参数及发动机转速；

其中，该混凝土信息包括以下一者或多者：

混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离。

6.根据权利要求5所述的控制设备，其特征在于，所述泵送排量参数包括以下一者或多者：

泵送排量电流目标值，该电流目标值的计算方式包括：I＝α·W/P；其中，α为系数，W为布料设备发动机功率，P为布料设备泵送压力，该电流目标值I与布料设备泵送压力P成反比；

变化斜率K，表示布料设备的泵送排量电流的变化斜率，该变化斜率K与所述坍落度成正比，且该变化斜率K的计算方式包括：K＝β·S，S表示混凝土生产时的坍落度，β为系数。

7.根据权利要求6所述的控制设备，其特征在于，所述发动机转速的计算方式包括：

E＝(ψ1/S+ψ2·R+1)·E0，其中，ψ1、ψ2为系数；R表示所述混凝土强度，E0表示基准发动机转速，S表示混凝土生产时的坍落度。

8.根据权利要求6或7所述的控制设备，其特征在于，所述坍落度为经过下式修正之后的坍落度：

S1＝(1-λ·T)·S，

S1表示修正后的坍落度，S表示混凝土生产时的坍落度，T表示运输时间，λ表示修正系数。

9.一种混凝土设备控制系统，其特征在于，该系统包括：

权利要求1所述的用于混凝土站的控制设备、权利要求2-4任一项所述的用于运输设备的控制设备以及权利要求5-8任一项所述的用于布料设备的控制设备。

10.一种用于混凝土站的控制方法，其特征在于，该方法包括：

通过混凝土站通信单元将装载至运输设备的混凝土的相应混凝土信息发送至该运输设备；

其中，该混凝土信息包括以下一者或多者：

混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离。

11.一种用于运输设备的控制方法，其特征在于，该方法包括：

通过运输设备通信单元接收混凝土站发送的混凝土信息；以及

通过运输设备控制单元根据所述混凝土信息控制搅拌筒转速；

其中，该混凝土信息包括以下一者或多者：

混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离。

12.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，该方法还包括：

通过运输设备通信单元将所述混凝土信息发送至布料设备。

13.根据权利要求11所述的控制方法，其特征在于，所述搅拌筒转速的计算方式包括：

υ＝η1(η2·C+η3·S+η4/T)；其中，η1、η2、η3、η4为系数，C表示所述方量，S表示混凝土生产时的坍落度，T表示运输时间。

14.一种用于布料设备的控制方法，其特征在于，该方法还包括：

通过布料设备通信单元接收运输设备发送的所述混凝土信息；

通过布料设备控制单元根据所述混凝土信息以及布料设备自身采集的泵送压力、发动机功率信息控制布料设备的泵送排量参数及发动机转速；

其中，该混凝土信息包括以下一者或多者：

混凝土强度、混凝土坍落度、方量及传输距离。

15.根据权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述泵送排量参数包括以下一者或多者：

泵送排量电流目标值，该电流目标值的计算方式包括：I＝α·W/P；其中，α为系数，W为布料设备发动机功率，P为布料设备泵送压力，该电流目标值I与布料设备泵送压力P成反比；

变化斜率K，表示布料设备的泵送排量电流的变化斜率，该变化斜率K与所述坍落度成正比，且该变化斜率K的计算方式包括：K＝β·S，S表示混凝土生产时的坍落度，β为系数。

16.根据权利要求15所述的控制方法，其特征在于，所述发动机转速的计算方式包括：

E＝(ψ1/S+ψ2·R+1)·E0，其中，ψ1、ψ2为系数；R表示所述混凝土强度，E0表示基准发动机转速，S表示混凝土生产时的坍落度。

17.根据权利要求15或16所述的控制方法，其特征在于，所述坍落度为经过下式修正之后的坍落度：

S1＝(1-λ·T)·S，

S1表示修正后的坍落度，S表示混凝土生产时的坍落度，T表示运输时间，λ表示修正系数。

18.一种混凝土设备控制方法，其特征在于，该方法包括：

权利要求10所述的用于混凝土站的控制方法、权利要求11-13任一项所述的用于运输设备的控制方法以及权利要求14-17任一项所述的用于布料设备的控制方法。