CN110117498A - 一种乳化沥青固含量控制仪、控制方法以及控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乳化沥青固含量控制仪，包括皂液供给系统、沥青供给系统、混合系统、成品形成系统，控制系统以及双检测系统；皂液供给系统包括皂液灌，与皂液灌分别连接的皂液泵，与皂液泵连接的流量过载阀，与流量过载阀连接的皂液流量计，皂液流量计出口与混合系统进口连接；沥青供给系统包括基质沥青罐，与基质沥青罐连接沥青泵，与沥青泵连接的沥青过载阀，与沥青过载阀连接的沥青流量计，沥青流量计的出口与混合系统进口连接；成品形成系统包括与混合系统出口连接的总流量计，与总流量计连接的成品罐；温度检测系统包括分别各个温度传感器；流量检测系统包括各个流量计；控制系统与各个温度传感器、各个流量计以及各个过载阀电连接。

Description

一种乳化沥青固含量控制仪、控制方法以及控制装置

技术领域

本发明属于化工设备技术领域，具体而言是一种乳化沥青固含量控制仪、控制方法以及控制装置。

背景技术

乳化沥青是沥青在表面活性剂作用下形成的水包油型乳状液。由于乳化沥青在室温下有比较好的流动性，在不宜或更适宜在室温或低于100℃温度施工时，人们会将沥青(含改性沥青)乳化成乳化沥青。乳化沥青中沥青的含量成为的固含量，乳化沥青生产和应用过程中都需要检测的最基本技术指标。乳化沥青固含量的测定方法通常采用流量测定法，首先，该方法在操作过程中存在人为因素，如加班过程中流量控制困难，不同的测试人员，都会产生人为误差，对于乳化沥青固含量也可采用温度测定法，但是温度测定法耗时较长，水包油型沥青乳状液需要缓缓地加热，边加热边搅拌，为了样品不溢出，需要缓慢升温，需要的时间长，且难以定量控制。

由于以上以及其它的人为因素影响，固含量的准确性无法保证，而且试验结果重复性差，容易造成错误判断，出现试验数据争议。而且上述的测定方法均采用两个变量控制，系统不够稳定。

发明内容

为了解决上述现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种乳化沥青固含量控制仪、控制方法以及控制装置，本装置可以实现在生产乳化沥青的过程中，自动控制沥青的流量实现沥青在乳化沥青中目标含量的精确控制。特点是采用了皂液流量计量，沥青流量计量与温度物理计算的双控制，双保险，操作方便，控制精确。

本发明采用如下技术方案：本发明一方面提供了一种乳化沥青固含量控制仪，包括皂液供给系统、沥青供给系统、混合系统、成品形成系统，控制系统以及双检测系统；

所述皂液供给系统包括至少一个皂液灌，与至少一个皂液灌分别连接的皂液泵，与皂液泵连接的流量过载阀，与流量过载阀连接的皂液流量计，所述皂液流量计出口与混合系统进口连接；

所述沥青供给系统包括基质沥青罐，与基质沥青罐连接沥青泵，与沥青泵连接的沥青过载阀，与沥青过载阀连接的沥青流量计，所述沥青流量计的出口与混合系统进口连接；

所述成品形成系统包括与混合系统出口连接的总流量计，与总流量计连接的成品罐；

所述双检测系统包括温度检测系统和流量检测系统，所述温度检测系统包括分别位于皂液灌、基质沥青罐和成品罐内的温度传感器；所述流量检测系统包括皂液流量计、沥青流量计、总流量计；所述控制系统与各个温度传感器、各个流量计以及各个过载阀电连接。

第一方面，作为优选，还包括报警系统，所述报警系统包括与控制系统连接的报警器，分别安装在皂液灌、基质沥青罐和成品罐内液位检测器，各个液位检测器分别通过控制系统与报警器电连接。

第一方面，作为优选，所述报警系统还包括分别通过控制系统与报警器电连接的皂液流量计、沥青流量计、总流量计。

第一方面，作为优选，所述混合系统为胶体磨设备。

第一方面，作为优选，所述控制系统选择PLC控制系统。

第一方面，作为优选，所述各温度传感器采用精确度到0.01的温度传感器。

本发明第二方面提供一种乳化沥青固含量控制仪的控制方法，包括以下步骤：

S1：流量定量法：采用皂液流量定量，沥青流量变量；控制器接收皂液流量计的信号后，按照流量计算法计算沥青的用量，控制器启动沥青泵，通过沥青流量计的信号传输到控制器，控制器通过计算的沥青用量给沥青泵发出信号，控制计量沥青泵的转速，从而控制沥青的流量，最后控制乳化沥青的固含量；

S2：温度定量法：采用皂液流量定量，沥青流量变量；采用物理温度检测方法，采用温度传感器测量皂液温度，沥青温度，成品乳化沥青温度后通过PIC计算法得出固含量结果；

S3：误差对比：温度定量法与流量定量法计算的固含量结果作对比，误差较大时进行调节修整。

第二方面，作为优选，还包括

S4：步骤安全报警：在生产过程中，当皂液因各种原因流量变小时，控制器测到流量信号后主动控制沥青流量变小；当流量小到一定设定量或液面低于设备值后，系统会自动停机，并输出报警信号，全面保护系统安全。

第三方面提供一种乳化沥青固含量控制仪的控制系统，包括

流量定量模块：用于确定按照流量计算法计算沥青的用量，控制器接收皂液流量计的信号后启动沥青泵，通过沥青流量计的信号传输到控制器，控制器通过计算的沥青用量给沥青泵发出信号，控制计量沥青泵的转速，从而控制沥青的流量，最后控制乳化沥青的固含量；

温度定量模块：用于确定按照物理温度检测方法，采用温度传感器测量皂液温度，沥青温度，成品乳化沥青温度后通过PIC计算法得出固含量结果；

误差对比模块：用于温度定量法与流量定量法计算的固含量结果作对比；

安全报警模块：用于当流量小到一定设定量或液面低于设备值后，系统会自动停机，并输出报警信号。

本发明第四方面提供一种乳化沥青固含量控制仪的控制装置，包括

处理器；

存储器，用于存储计算机可执行指令；

当所述处理器执行所述计算机可执行指令时，所述处理器执行权利要求7-8任一项所述的乳化沥青固含量控制仪的控制方法。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1、本发明解决了两方面：第一方面减少人工操作，降低操作人员与劳动强度；第二方面解决了在生产高含量乳化沥青时，人工操作操作不准确，产品不稳的问题；第三方面现在固含量检测仪只采用一个变量控制，一方多另一方就多，一方少另一方就少，系统更加稳定。

2、本发明乳化沥青固含量控制仪具有安全和精确两方面特点：

安全方面：避免了沥青进入皂液管线，堵塞停机的事情。原理有两部分：一部分是控制系统采用皂液流量定量，沥青为变量的方法；PLC接收皂液流量计的信号后，按照生产要求设定的含量计算得出沥青的用量后，自动启动沥青泵，通过沥青流量计的信号传输到PLC，PLC通过计算给沥青变频器发出信号，控制计量沥青泵的转速，从而控制沥青的流量，最后控制乳化沥青的含量。在工艺管线上，可以实现流量越大，压力也变大，流量减小，压力也变小的科学控制。在生产过程中，当皂液因各种原因流量变小时，PLC测到流量信号后主动控制沥青流量变小。当流量小到一定设定量或液面低于设备值后，系统会自动停机，并输出报警信号，全面保护系统安全。

精确方面：生产中皂液流量与沥青流量是变量，传统的思维是两个变量都用流量计与PIC的毕环控制，理论上是可以的，但在实际生产中，只要有一个变化就会引起另一个变化，变化后又会引起前一个变化，系统不稳定，生产出来的含量误差比较大。

3、本发明同时在流量控制的基础上；采用了物理温度检测方法（两种不同温度不同比热的液体在混合后，会有一个新的温度，含量的不同，温度也不同。跟据物理特点，采用了0.01度的温度传感器，测量皂液温度，沥青温度，成品乳化沥青温度后通过PIC计算法得出固含量结果，可以与流量计算的固含量结果相对比。实现了生产的长期稳定性，避免了单一系统一旦损坏的不稳定性，现在双检测系统可以随便切换来自动控制设备生产，更安全，更可靠。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本申请实施例提供的控制仪结构示意图；

图2为本申请实施例提供的控制系统图；

图3为本申请实施例提供的控制装置结构示意图

图中，1、第一皂液灌，2、第二皂液灌，3、皂液泵，4、皂液流量计，5、胶体磨设备，6、总流量计，7、成品罐，8、沥青流量计，9、沥青泵，10、基质沥青罐，11、沥青过载阀，12、流量过载阀，13、温度传感器，14、液位检测器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

实施例，如图1所示，一种乳化沥青固含量控制仪，包括皂液供给系统、沥青供给系统、混合系统、成品形成系统，控制系统以及双检测系统；

所述皂液供给系统包括第一皂液灌1和第二皂液灌2，与第一皂液灌1和第二皂液灌2分别连接的皂液泵3，与皂液泵3连接的流量过载阀12，与流量过载阀12连接的皂液流量计4，所述皂液流量计4出口与混合系统进口连接；

所述沥青供给系统包括基质沥青罐10，与基质沥青罐10连接沥青泵9，与沥青泵9连接的沥青过载阀11，与沥青过载阀11连接的沥青流量计8，所述沥青流量计8的出口与混合系统进口连接；

所述成品形成系统包括与混合系统出口连接的总流量计6，与总流量6计连接的成品罐7；

所述双检测系统包括温度检测系统和流量检测系统，所述温度检测系统包括分别位于第一皂液灌1、第二皂液灌2、基质沥青罐10和成品罐7内的温度传感器13；所述流量检测系统包括皂液流量计4、沥青流量计8、总流量计6；所述控制系统与各个温度传感器13、各个流量计以及各个过载阀电连接。

本实施例中，还包括报警系统，所述报警系统包括与控制系统连接的报警器，分别安装在第一皂液灌1和第二皂液灌2、基质沥青罐10和成品罐7内液位检测器，各个液位检测器14分别通过控制系统与报警器电连接。本实施例中，所述报警系统还包括分别通过控制系统与报警器电连接的皂液流量计4、沥青流量计8、总流量计6。

本实施例中，所述混合系统为胶体磨设备5。本实施例中，所述控制系统选择PLC控制系统。本实施例中，所述各温度传感器13采用精确度到0.01的温度传感器。

一种乳化沥青固含量控制仪的控制方法，包括以下步骤：

S1：流量定量法：采用皂液流量定量，沥青流量变量；控制器接收皂液流量计的信号后，按照流量计算法计算沥青的用量，控制器启动沥青泵，通过沥青流量计的信号传输到控制器，控制器通过计算的沥青用量给沥青泵发出信号，控制计量沥青泵的转速，从而控制沥青的流量，最后控制乳化沥青的固含量；

S2：温度定量法：采用皂液流量定量，沥青流量变量；采用物理温度检测方法，采用温度传感器测量皂液温度，沥青温度，成品乳化沥青温度后通过PIC计算法得出固含量结果；

计算公式如下：

(a-x)y=(2x-2b)(1-y)

(a-x+2x-2b)y=2x-2b

y=(2x-2b)/(a+x-2b)

y是比例，x是混合后成品乳化沥青温度，a是混合前沥青温度，b是混合前皂液温度

S3：误差对比：温度定量法与流量定量法计算的固含量结果作对比，误差较大时进行调节修整。

S4：安全报警：在生产过程中，当皂液因各种原因流量变小时，控制器测到流量信号后主动控制沥青流量变小；当流量小到一定设定量或液面低于设备值后，系统会自动停机，并输出报警信号，全面保护系统安全。

一种乳化沥青固含量控制仪的控制系统，包括

流量定量模块201：用于确定按照流量计算法计算沥青的用量，控制器接收皂液流量计的信号后启动沥青泵，通过沥青流量计的信号传输到控制器，控制器通过计算的沥青用量给沥青泵发出信号，控制计量沥青泵的转速，从而控制沥青的流量，最后控制乳化沥青的固含量；

温度定量模块202：用于确定按照物理温度检测方法，采用温度传感器测量皂液温度，沥青温度，成品乳化沥青温度后通过PIC计算法得出固含量结果；

误差对比模块203：用于温度定量法与流量定量法计算的固含量结果作对比；

安全报警模块204：用于当流量小到一定设定量或液面低于设备值后，系统会自动停机，并输出报警信号。

一种乳化沥青固含量控制仪的控制装置，包括

处理器301；

存储器302，用于存储计算机可执行指令；

当所述处理器301执行所述计算机可执行指令时，所述处理器执行所述的乳化沥青固含量控制仪的控制方法。

所述控制装置30包括：处理器301、存储器302和通信接口303。

处理器301、存储器302和通信接口303可以通过总线相互连接；总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器301通常是终端30的整体功能，例如终端的启动、MSP和远程医疗用户的私钥和公钥的生成、医疗数据进行签密处理和医疗数据签密密文进行聚合等。此外，处理器301可以是通用处理器，例如，中央处理器（英文：central processing unit，缩写：CPU），网络处理器（英文：network processor，缩写：NP）或者CPU和NP的组合。处理器也可以是微处理器（MCU）。处理器还可以包括硬件芯片。上述硬件芯片可以是专用集成电路（ASIC），可编程逻辑器件（PLD）或其组合。上述PLD可以是复杂可编程逻辑器件（CPLD），现场可编程逻辑门阵列（FPGA）等。

存储器302被配置为存储计算机可执行指令以支持终端30数据的操作。存储器301可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（SRAM），电可擦除可编程只读存储器（EEPROM），可擦除可编程只读存储器（EPROM），可编程只读存储器（PROM），只读存储器（ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

启动终端30后，处理器301和存储器302上电，处理器301读取并执行存储在存储器302内的计算机可执行指令，以完成上述的远程医疗数据隐私保护方法实施例中的全部或部分步骤。

通信接口303用于终端30传输数据，例如实现与实验仪器、各个液位感应器、控制阀等之间的数据通信。通信接口303包括有线通信接口，还可以包括无线通信接口。其中，有线通信接口包括USB接口、Micro USB接口，还可以包括以太网接口。无线通信接口可以为WLAN接口，蜂窝网络通信接口或其组合等。

在一个示意性实施例中，本申请实施例提供的终端30还包括电源组件，电源组件为终端30的各种组件提供电力。电源组件可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为终端30生成、管理和分配电力相关联的组件。

通信组件，通信组件被配置为便于终端30和其他设备之间有线或无线方式的通信。终端30可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。通信组件经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。通信组件还包括近场通信（NFC）模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别（RFID）技术，红外数据协会（IrDA）技术，超宽带（UWB）技术，蓝牙（BT）技术和其他技术来实现。

在一个示意性实施例中，终端30可以被一个或多个应用专用集成电路（ASIC）、数字信号处理器（DSP）、数字信号处理设备（DSPD）、可编程逻辑器件（PLD）、现场可编程门阵列（FPGA）、终端、微终端、处理器或其他电子元件实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元或模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元或模块也可以设置在处理器中。这些单元或模块的名称在某种情况下并不构成对该单元或模块本身的限定。

本发明解决了两方面：一方面减少人工操作，降低操作人员与劳动强度；另一方面解决了在生产高含量乳化沥青时，人工操作操作不准确，产品不稳的问题。

本发明乳化沥青固含量控制仪具有安全和精确两方面特点：

安全方面：避免了沥青进入皂液管线，堵塞停机的事情。原理有两部分：一部分是控制系统采用皂液流量定量，沥青为变量的方法；PLC接收皂液流量计的信号后，按照生产要求设定的含量计算得出沥青的用量后，自动启动沥青泵，通过沥青流量计的信号传输到PLC，PLC通过计算给沥青变频器发出信号，控制计量沥青泵的转速，从而控制沥青的流量，最后控制乳化沥青的含量。在工艺管线上，可以实现流量越大，压力也变大，流量减小，压力也变小的科学控制。在生产过程中，当皂液因各种原因流量变小时，PLC测到流量信号后主动控制沥青流量变小。当流量小到一定设定量或液面低于设备值后，系统会自动停机，并输出报警信号，全面保护系统安全。

精确方面：生产中皂液流量与沥青流量是变量，传统的思维是两个变量都用流量计与PIC的毕环控制，理论上是可以的，但在实际生产中，只要有一个变化就会引起另一个变化，变化后又会引起前一个变化，系统不稳定，生产出来的含量误差比较大。

本发明同时在流量控制的基础上；采用了物理温度检测方法（两种不同温度不同比热的液体在混合后，会有一个新的温度，含量的不同，温度也不同。跟据物理特点，采用了0.01度的温度传感器，测量皂液温度，沥青温度，成品乳化沥青温度后通过PIC计算法得出固含量结果，可以与流量计算的固含量结果相对比。实现了生产的长期稳定性，避免了单一系统一旦损坏的不稳定性，现在双检测系统可以随便切换来自动控制设备生产，更安全，更可靠。

以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解，本申请中所涉及的发明范围，并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案，同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下，由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。

除说明书所述的技术特征外，其余技术特征为本领域技术人员的已知技术，为突出本发明的创新特点，其余技术特征在此不再赘述。

Claims (10)

1.一种乳化沥青固含量控制仪，其特征是，包括皂液供给系统、沥青供给系统、混合系统、成品形成系统，控制系统以及双检测系统；

所述皂液供给系统包括至少一个皂液灌，与至少一个皂液灌分别连接的皂液泵，与皂液泵连接的流量过载阀，与流量过载阀连接的皂液流量计，所述皂液流量计出口与混合系统进口连接；

所述沥青供给系统包括基质沥青罐，与基质沥青罐连接沥青泵，与沥青泵连接的沥青过载阀，与沥青过载阀连接的沥青流量计，所述沥青流量计的出口与混合系统进口连接；

所述成品形成系统包括与混合系统出口连接的总流量计，与总流量计连接的成品罐；

所述双检测系统包括温度检测系统和流量检测系统，所述温度检测系统包括分别位于皂液灌、基质沥青罐和成品罐内的温度传感器；所述流量检测系统包括皂液流量计、沥青流量计、总流量计；所述控制系统与各个温度传感器、各个流量计以及各个过载阀电连接。

2.根据权利要求1所述的一种乳化沥青固含量控制仪，其特征在于：还包括报警系统，所述报警系统包括与控制系统连接的报警器，分别安装在皂液灌、基质沥青罐和成品罐内液位检测器，各个液位检测器分别通过控制系统与报警器电连接。

3.根据权利要求2所述的一种乳化沥青固含量控制仪，其特征在于：所述报警系统还包括分别通过控制系统与报警器电连接的皂液流量计、沥青流量计、总流量计。

4.根据权利要求1所述的一种乳化沥青固含量控制仪，其特征在于：所述混合系统为胶体磨设备。

5.根据权利要求1所述的一种乳化沥青固含量控制仪，其特征在于：所述控制系统选择PLC控制系统。

6.根据权利要求1所述的一种乳化沥青固含量控制仪，其特征在于：所述各温度传感器采用精确度到0.01的温度传感器。

7.一种乳化沥青固含量控制仪的控制方法，其特征是，包括以下步骤：

S1：流量定量法：采用皂液流量定量，沥青流量变量；控制器接收皂液流量计的信号后，按照流量计算法计算沥青的用量，控制器启动沥青泵，通过沥青流量计的信号传输到控制器，控制器通过计算的沥青用量给沥青泵发出信号，控制计量沥青泵的转速，从而控制沥青的流量，最后控制乳化沥青的固含量；

S2：温度定量法：采用皂液流量定量，沥青流量变量；采用物理温度检测方法，采用温度传感器测量皂液温度，沥青温度，成品乳化沥青温度后通过PIC计算法得出固含量结果；

S3：误差对比：温度定量法与流量定量法计算的固含量结果作对比，误差较大时进行调节修整。

8.根据权利要求7所述的乳化沥青固含量控制仪的控制方法，其特征是，还包括S4：安全报警：在生产过程中，当皂液因各种原因流量变小时，控制器测到流量信号后主动控制沥青流量变小；当流量小到一定设定量或液面低于设备值后，系统会自动停机，并输出报警信号，全面保护系统安全。

9.一种乳化沥青固含量控制仪的控制系统，其特征是，包括流量定量模块：用于确定按照流量计算法计算沥青的用量，控制器接收皂液流量计的信号后启动沥青泵，通过沥青流量计的信号传输到控制器，控制器通过计算的沥青用量给沥青泵发出信号，控制计量沥青泵的转速，从而控制沥青的流量，最后控制乳化沥青的固含量；

温度定量模块：用于确定按照物理温度检测方法，采用温度传感器测量皂液温度，沥青温度，成品乳化沥青温度后通过PIC计算法得出固含量结果；

误差对比模块：用于温度定量法与流量定量法计算的固含量结果作对比；

安全报警模块：用于当流量小到一定设定量或液面低于设备值后，系统会自动停机，并输出报警信号。

10.一种乳化沥青固含量控制仪的控制装置，其特征是，包括处理器；

存储器，用于存储计算机可执行指令；

当所述处理器执行所述计算机可执行指令时，所述处理器执行权利要求7-8任一项所述的乳化沥青固含量控制仪的控制方法。