CN109814507A - 一种混凝土拌和站生产配合比见证监控系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土拌和站生产配合比见证监控系统及方法，包括拌合机控制器、拌和站数据实时采集终端、以太网交换机、显示模块、图像采集模块、定位模块、配合比见证系统模块、云服务器和应用终端；拌和站数据实时采集终端通过以太网交换机与拌合机控制器连接；图像采集模块、显示模块以及定位模块均与拌和站数据实时采集终端连接；拌和站数据实时采集终端通过以太网交换机与配合比见证系统模块连接；拌和站数据实时采集终端通过GPRS与云服务器连接，云服务器通过互联网与应用终端连接。解决了混凝土配比料的修改、拌和时间不足等问题，有效地降低材料浪费，提高拌和站的生产效率，提升工程质量，节约经济成本，具有良好的社会效益。

Description

一种混凝土拌和站生产配合比见证监控系统及方法

技术领域

本发明属于混凝土拌和站配合比见证管理技术领域，涉及一种混凝土拌和站生产配合比见证监控系统及方法。

背景技术

随着工程建设领城的发展和城市统一规划建设的需要，混凝土分散拌和逐渐被集中拌和所代替。拌和站则在工程建设领域方面起到了举足轻重的地位。其中混凝土施工是工程建设项目最基本、最重要的作业内容，涉及工程项目的各个环节，与之相关的产值一般占到项目总产值的40％～60％以上，混凝土施工的过程控制是保障项目建设质量安全的核心环节。因此混凝土拌和质量的好坏，直接影响工程建设的质量。所以有必要在研究影响拌和站拌和混凝土质量因素的基础上，提出有效的改进拌和质量的措施和方法，为工程建设的质量打下坚实的基础。

在具体混凝土生产过程中，为适应砂、碎石等混凝土原材料中含水量的变化和不同强度混凝土配合比的变化，拌和站试验人员需要按规定程序对混凝土配合比进行动态调整、试拌。在实际操作中，存在拌和站操作人员为追求不当利益擅自修改施工配合比的现象，高性能混凝土施工配合比不能被严格执行，使混凝土实体质量保障存在一定风险。

现有传统的混凝土拌和站配合比管理手段，不仅效率低下，且生产配合比与设计配合比出现严重偏差，无法满足高标准的生产管理要求，迫切需要开发新技术、新手段提高质量管理的水平和效果。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种混凝土拌和站生产配合比见证监控系统及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种混凝土拌和站生产配合比见证监控系统，包括拌合机控制器、拌和站数据实时采集终端、以太网交换机、显示模块、图像采集模块、定位模块、配合比见证系统模块、云服务器和应用终端；

拌和站数据实时采集终端通过以太网交换机与拌合机控制器连接；图像采集模块、显示模块以及定位模块均与拌和站数据实时采集终端连接；拌和站数据实时采集终端通过以太网交换机与配合比见证系统模块连接；拌和站数据实时采集终端通过GPRS与云服务器连接，云服务器通过互联网与应用终端连接。

本发明混凝土拌和站生产配合比见证监控系统进一步的改进在于：

拌和站数据实时采集终端包括稳压电源模块、CPU板、GPRS通信模块、接口管理模块、声光报警模块和时钟模块；

稳压电源模块、GPRS通信模块、接口管理模块、声光报警模块和时钟模块均与CPU板连接；接口管理模块上设置USB接口、SPI接口、RS232接口和以太网接口；USB接口连接图像采集模块，SPI接口连接显示模块，RS232接口连接定位模块，以太网接口与以太网交换机相连；GPRS通信模块与云服务器连接。

GPRS通信模块为H7210-GPRS-DTU。

CPU板为STM32单片机。

声光报警模块包括警示灯和蜂鸣器；警示灯和蜂鸣器均与CPU板连接。

配合比见证模块为M19工控主板。

定位模块为GPS定位模块，图像采集模块为人脸识别摄像机，显示模块为液晶显示屏。

以太网交换机为S1700-8G-AC以太网交换机。

应用终端包括PC终端和移动终端，PC终端通过互联网连接移动终端，PC终端和移动终端均通过互联网与云服务器连接。

一种混凝土拌和站生产配合比见证监控方法，包括以下步骤：

步骤1：通过PC终端将任务单和配合比单上传至云服务器，并向移动终端发送进行任务单和配合比单的上传确认与配合比见证的通知信息，以及任务单和配合比单的单号；

步骤2：根据任务单和配合比单的单号，通过拌和站数据实时采集终端下载云服务器的任务单和配合比单，并通过拌和站数据实时采集终端将任务单和配合比单的纸质确认文件上传至云服务器；

步骤3：通过拌和站数据实时采集终端上传拌和现场的检查信息；

步骤4：当通过图像采集模块确定采集到的实时图像与预设图像一致时，通过拌和站数据实时采集终端上传拌和站现场配合比见证信息，完成配合比见证；

步骤5：当通过图像采集模块确定采集到的实时图像与预设图像一致时，通过拌和站数据实时采集终端上传拌和站现场生产见证信息，完成生产见证；

步骤6：通过拌和站数据实时采集终端将生产过程中的实时数据实时上传至云服务器，云服务器对上传的实时数据实时分析处理并与配比单对比，当数据超标异常时，将报警信息发送至PC终端、移动终端以及拌和站数据实时采集终端。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

通过云服务器和拌和站数据实时采集终端，将在试验室做出的高性能混凝土生产配合比下发至拌和站，并通过拌和站数据实时采集终端实时监控现场拌和设备按照试验室配合比生产，监督监理人员对拌和站配合比见证和生产见证的操作，防止不规范生产以及人为性强制改变生产配合比现象。配合比通知单通过云服务器上传与确认、配合比见证与生产见证信息通过拌和数据实时采集终端进行，并通过GPRS通讯模块实时上传到云服务器，解决数据的漏报、误报、延时、丢失问题，保证远程监控中心监测的生产配合比数据与现场设备生产配合比数据相符，具有灵活、高可靠性、传输距离长、实时性好、持续在线和费用低等优点，云服务器对上传的生产数据实时分析处理并与任务单对比，数据超标异常进行报警，将报警信息发送至应用终端进行实时显示，或者发送至拌和站数据实时采集终端，通过声光报警模块进行报警警示。各级项目管理人员可随时登陆基于B/S开发的信息化系统平台查看配合比通知单、监理见证的照片、时间等信息。配合比见证监控系统的应用，减少了混凝土配比料的修改、拌和时间不足等问题，有效地降低材系统料浪费，提高拌和站的生产效率，可大大地节约建设投资，将工程中的“事后管理”变为“过程中控制”，有助于提升工程质量，节约经济成本，具有良好的社会效益。

附图说明

图1为本发明的系统结构框图；

图2为本发明的配合比通知单添加流程图；

图3为本发明的配合比见证流程图；

图4为本发明的生产见证流程图；

图5为本发明的拌和站处理三级报警闭合流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

下面结合附图对本发明做进一步详细描述：

参见图1，本发明一种混凝土拌和站生产配合比见证监控系统，包括拌合机控制器、拌和站数据实时采集终端、以太网交换机、显示模块、图像采集模块、定位模块、配合比见证系统模块、云服务器和应用终端。

拌合机控制器与拌合机PC机连接；拌合机控制器用于接收拌和机PC机的命令控制拌和系统是否开始生产；与拌和站数据实时采集终端连接通过HTTP协议使生产数据实时上传到拌和站数据实时采集终端，拌合机PC机安装拌和站生产设备的拌料生产管理系统软件，用于给拌合机控制器下发命令；在生产时获取物料生产设计量。拌和站数据实时采集终端通过以太网交换机与拌合机控制器连接，以太网交换机可以选择为S1700-8G-AC以太网交换机，以太网交换机起通信作用，实现拌合机控制器、拌合机PC机、拌和站数据实时采集终端之间的数据传输和相互访问，拌和数据实时采集终端系统与配合比见证系统之间的数据传输和相互访问；拌和站数据实时采集终端通过以太网交换机与配合比见证系统模块连接，配合比见证系统模块用于开始生产时配合比见证和生产见证。首先通过生产见证模块确认物料是否合格、生产设备状况是否良好和生工序是否就绪，然后通过配合比见证模块从拌和站数据实时采集终端获取物料生产设计量(任务单)和配比通知单后核对配比通知单各项内容，将物料生产设计量(任务单)，上传给拌和站数据实时采集终端，采集终端通过以太网交换机下发生产任务到拌和机PC机和拌料控制器；最后拌料结束后在生产见证模块进行混凝土各项性能指标确认。拌和站数据实时采集终端通过GPRS与云服务器连接，云服务器通过互联网与应用终端连接；应用终端包括PC终端和移动终端，PC终端通过互联网连接移动终端，PC终端和移动终端均通过互联网与云服务器连接。

拌和站数据实时采集终端包括稳压电源模块、CPU板、GPRS通信模块、接口管理模块、声光报警模块和时钟模块；稳压电源模块、GPRS通信模块、接口管理模块、声光报警模块和时钟模块均集成在CPU的硬件电路板上。

其中，CPU板可以采用STM32单片机，用于控制整个管理拌和站数据实时采集终端，处理拌和生产数据，实现数据简单预处理、存储、备份、形成协议发送包；GPRS通信模块可以采用H7210-GPRS-DTU，用于拌和站数据实时采集终端与云服务器之间的数据传输和相互访问。接口管理模块为硬件集成扩展模块，包含USB接口、SPI接口、RS232接口和以太网口。用于管理拌和站数据实时采集终端的外设，接口管理模块上设置有USB接口、SPI接口、RS232接口和以太网口，USB接口连接图像采集模块，图像采集模块为人脸识别摄像机，用于采集当前操作人员的人脸图像信息并通过USB接口发送至CPU板，进行操作人员的身份识别；SPI接口连接显示模块，显示模块可以选择为液晶显示屏，用于显示生产见证信息及云服务器下发至拌和站数据实时采集终端的配合比信息；RS232接口连接定位模块，定位模块可以选择为GPS定位模块，用于实时确定拌和站数据实时采集终端的位置并发送给CPU板进而传输至云处理器，防止人为的移动拌和站数据实时采集终端。以太网口与以太网交换机相连，实现拌合机控制器、拌合机PC机、拌和站数据实时采集终端之间的数据传输和相互访问，拌和数据实时采集终端系统与配合比见证系统之间的数据传输和相互访问。时钟模块可以选择DS12887时钟，用于为生产数据提供精确时间。GPRS通信模块与云服务器连接，用于将拌和站数据实时采集终端采集到的现场配合比见证信息，包括见证日期、项目名称、监理单位、通知单编号、拌和设备名称、见证人姓名、原料质量是否合格、拌和设备是否正常、见证人照片等，通过GPRS实时远程上传到云服务器，并接收云服务器下发至拌和站数据实时采集终端各类信息。声光报警模块包括警示灯和蜂鸣器，警示灯和蜂鸣器均与CPU板连接，接收CPU板的报警指示信号进行报警，在拌和生产数据异常时，蜂鸣器不断发出声音，LED灯不断闪烁，提醒操作人员及时进行核对和更正。

配合比见证系统模块为M19工控主板；利用工控主板的系统开发拓展功能进行编程开发生产见证模块和配合比见证确认模块。开始生产时首先通过生产见证模块确认物料是否合格、生产设备状况是否良好和生工序是否就绪，然后通过配合比见证模块从拌和站数据实时采集终端获取物料生产设计量(任务单)和配比通知单后核对配比通知单各项内容，将物料生产设计量(任务单)，上传给拌和站数据实时采集终端，采集终端通过以太网控制器下发生产任务到拌和机PC机和拌料控制器；最后拌料结束后在生产见证模块进行混凝土各项性能指标确认。

云服务器用于将拌和站数据实时采集终端上传的生产数据进行实时分析处理并与配比单对比，数据超标异常进行报警并发送报警信息至拌和站数据实时采集终端、PC终端以及移动终端。

本发明一种混凝土拌和站生产配合比见证监控方法具体如下：

步骤一：参见图2和3，拌和站试验室做出任务单和配合比单，登录云服务器上的信息化系统平台上传电子版任务单和配合比单。云服务器通过短信或微信通知标段负责人、现场监理工程师通过访问PC端或移动终端的信息化系统平台、配合比见证系统，对任务单和配合比单进行上传确认、配合比见证。同时将任务单号和配合比单号通过短信和/或微信发送到标段负责人、现场监理工程师的移动终端，比如手机。

步骤二：标段人员登录信息化系统平台下载试验室的配合比单，并上传该配合比单的纸质确认拍照文件，完成配合比单在信息化系统平台上的添加，并将配合比单下发至拌和站的采集终端，这时拌和站的采集终端上可以获取到该配合比单的信息。改变了以往的人工录入配合比信息，保证高性能配合比不被任意修改。

步骤三：现场监理工程师去拌合机完成生产开机前的检查，检查物料是否合格；监督拌和站操作人员对设备性能进行检查并对称量系统进行零点校核，确认设备状态良好；检查生产工序是否完善，最后并登陆配合比见证系统的生产见证模块确认，拌和站数据实时采集终端将确认信息通过GPRS通信模块实时远程上传到云服务器。

步骤四：配合比见证在现场拌和站进行，现场监理工程师在现场拌和站控制室登录配合比见证系统的配合比见证确认模块，通过人脸识别摄像机拍照人脸识别在拌和站数据实时采集终端上进行配合比单确认，如果判断不是监理本人则不能成功登录系统进行配合比见证；通过摄像头拍照人脸识别在采集终端将纸质版与电子版配合比单对比并确认，判断电子版配合比单是否正确；是，开始进行配合比见证；否，通知实验人员重新处理。配合比见证结束后，拌和站数据实时采集终端将现场配合比见证信息，包括见证日期、项目名称、监理单位、通知单编号、拌和设备名称、见证人姓名、配合比通知单、见证人照片等信息，通过GPRS通信模块实时远程上传到云服务器，解决数据的漏报、误报、延时、丢失问题，便于事后追溯，各级项目管理人员可登录信息化管理平台查看配合比见证信息。

步骤五：参见图4，生产见证在现场拌和站进行。监理工程师通过管理员账号登陆安装在拌和机上的拌料生产管理系统，通过任务单号和配比单号向拌和站数据实时采集终端发出提取任务单和配料单请求，拌和站数据实时采集终端验证是否是管理员账号发出请求。拌和机提取任务单(实际生产物料设计)和配料单后开始拌料，然后在监理见证下，拌和站试验人员应对混凝土各项性能指标进行测试，合格后，监理工程师登陆配合比见证系统的生产见证模块，通过人脸识别摄像机拍照人脸识别在采集终端进行各项确认，如果判断不是监理本人则不能成功登录系统进行生产见证，生产见证结束后，拌和站数据实时采集终端将现场生产见证信息，包括见证日期、项目名称、监理单位、通知单编号、拌和设备名称、见证人姓名、原料质量是否合格、拌和设备是否正常、见证人照片等信息，通过GPRS通信模块实时远程上传到云服务器，生产见证完毕。拌料系统退出管理员账号，登陆操作员账号开始生产方可继续生产。

步骤六：拌和站开始生产后，生产数据通过GPRS通信模块实时上传到云服务器，云服务器对上传的生产数据实时分析处理并与配合比单对比，数据超标异常进行报警，报警途径包括：PC终端平台界面展示报警信息、手机微信公众号推送报警信息、拌和站数据实时采集终端的声光报警模块进行灯光和声音警示。参见图5，云服务器检测到每盘粉料、骨料偏差值为±2％到±5％；拌和时间连续达不到标准规定值(不低于120秒)或单盘拌和时间不能达到标准规定值80％；人工录入信息超时，进行初级预警。初级预警24h是否闭合；是，分析原因并进行处理；否，当每盘粉料、骨料偏差值为±5％到±10％，拌和用水外加剂偏差超过±5％；拌和生产数据连续出现报警信息，报警信息条数超过生产数量10％；拌和站每月初级报警率超过当月总生产盘数的15％时，进行中级预警。中级预警24h是否闭合；是，施工单位分析原因填写处理意见，监理单位监督并确认处理方案，建设单位抽查，结束；否，当每盘粉料、骨料偏差值大于±10％，拌和用水外加剂偏差超过±5％；拌和站每月中级报警率超过当月总生产盘数的3％时，进行高级预警。高级报警24h是否闭合；是，施工单位分析原因填写处理意见，监理单位监督并确认处理方案，建设单位确认，结束；否，记录并纳入考核。

通过云服务器和拌和站数据实时采集终端，将在试验室做出的高性能混凝土生产配合比下发至拌和站，并通过拌和站数据实时采集终端实时监控现场拌和设备按照试验室配合比生产，监督监理人员对拌和站配合比见证和生产见证的操作，防止不规范生产以及人为性强制改变生产配合比现象。配合比通知单通过云服务器上传与确认、配合比见证与生产见证信息通过拌和数据实时采集终端进行，并通过GPRS通讯模块实时上传到云服务器，解决数据的漏报、误报、延时、丢失问题，保证远程监控中心监测的生产配合比数据与现场设备生产配合比数据相符，具有灵活、高可靠性、传输距离长、实时性好、持续在线和费用低等优点，云服务器对上传的生产数据实时分析处理并与配比单对比，数据超标异常进行报警，将报警信息发送至应用终端进行实时显示，或者发送至拌和站数据实时采集终端，通过声光报警模块进行报警警示。各级项目管理人员可随时登陆基于B/S开发的信息化系统平台查看配合比通知单、监理见证的照片、时间等信息。配合比见证监控系统的应用，减少了混凝土配比料的修改、拌和时间不足等问题，有效地降低材料浪费，提高拌和站的生产效率，可大大地节约建设投资，将工程中的“事后管理”变为“过程中控制”，有助于提升工程质量，节约经济成本，具有良好的社会效益。

以上内容仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明权利要求书的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种混凝土拌和站生产配合比见证监控系统，其特征在于，包括拌合机控制器、拌和站数据实时采集终端、以太网交换机、显示模块、图像采集模块、定位模块、配合比见证系统模块、云服务器和应用终端；

拌和站数据实时采集终端通过以太网交换机与拌合机控制器连接；图像采集模块、显示模块以及定位模块均与拌和站数据实时采集终端连接；拌和站数据实时采集终端通过以太网交换机与配合比见证系统模块连接；拌和站数据实时采集终端通过GPRS与云服务器连接，云服务器通过互联网与应用终端连接。

2.根据权利要求1所述的混凝土拌和站生产配合比见证监控系统，其特征在于，所述拌和站数据实时采集终端包括稳压电源模块、CPU板、GPRS通信模块、接口管理模块、声光报警模块和时钟模块；

稳压电源模块、GPRS通信模块、接口管理模块、声光报警模块和时钟模块均与CPU板连接；接口管理模块上设置USB接口、SPI接口、RS232接口和以太网接口；USB接口连接图像采集模块，SPI接口连接显示模块，RS232接口连接定位模块，以太网接口与以太网交换机相连；GPRS通信模块与云服务器连接。

3.根据权利要求2所述的混凝土拌和站生产配合比见证监控系统，其特征在于，所述GPRS通信模块为H7210-GPRS-DTU。

4.根据权利要求2所述的混凝土拌和站生产配合比见证监控系统，其特征在于，所述CPU板为STM32单片机。

5.根据权利要求2所述的混凝土拌和站生产配合比见证监控系统，其特征在于，所述声光报警模块包括警示灯和蜂鸣器；警示灯和蜂鸣器均与CPU板连接。

6.根据权利要求1所述的混凝土拌和站生产配合比见证监控系统，其特征在于，所述配合比见证模块为M19工控主板。

7.根据权利要求1所述的混凝土拌和站生产配合比见证监控系统，其特征在于，所述定位模块为GPS定位模块，图像采集模块为人脸识别摄像机，显示模块为液晶显示屏。

8.根据权利要求1所述的混凝土拌和站生产配合比见证监控系统，其特征在于，所述以太网交换机为S1700-8G-AC以太网交换机。

9.根据权利要求1所述的混凝土拌和站生产配合比见证监控系统，其特征在于，所述应用终端包括PC终端和移动终端，PC终端通过互联网连接移动终端，PC终端和移动终端均通过互联网与云服务器连接。

10.一种混凝土拌和站生产配合比见证监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过PC终端将任务单和配合比单上传至云服务器，并向移动终端发送进行任务单和配合比单的上传确认与配合比见证的通知信息，以及任务单和配合比单的单号；

步骤2：根据任务单和配合比单的单号，通过拌和站数据实时采集终端下载云服务器的任务单和配合比单，并通过拌和站数据实时采集终端将任务单和配合比单的纸质确认文件上传至云服务器；

步骤3：通过拌和站数据实时采集终端上传拌和现场的检查信息；

步骤4：当通过图像采集模块确定采集到的实时图像与预设图像一致时，通过拌和站数据实时采集终端上传拌和站现场配合比见证信息，完成配合比见证；

步骤5：当通过图像采集模块确定采集到的实时图像与预设图像一致时，通过拌和站数据实时采集终端上传拌和站现场生产见证信息，完成生产见证；

步骤6：通过拌和站数据实时采集终端将生产过程中的实时数据实时上传至云服务器，云服务器对上传的实时数据实时分析处理并与配比单对比，当数据超标异常时，将报警信息发送至PC终端、移动终端以及拌和站数据实时采集终端。