CN116811029A - 基于泥浆搅拌的循环控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于泥浆搅拌的循环控制系统，包括:预混模块，当同时接收到水泥合格信号和水合格信号时，将定量筒的水泥和计量筒的水加入到混合筒一内，并进行初次混合工作；监测模块，获取到预混模块的混凝土预混系数Xy，判断当前混凝土预混情况，是继续进行添加，还是将预混的混凝土转移到混合筒二内进行搅拌混合；处理模块，当获取到监测模块的转料信号时，根据当前混凝土情况对混合筒二内的搅拌速度进行调节处理；当获取到监测模块的预混信号时，根据当前混凝土情况调节相应地加料情况，本发明的泥浆搅拌的循环控制系统，对泥浆的物料、预混和再混进行分析判断，保证经过该控制系统，有效提高的泥浆质量。
Description
技术领域
本发明涉及泥浆技术领域，具体涉及基于泥浆搅拌的循环控制系统。
背景技术
为节省成本，在一些应用中，使用泥土部分的取代水泥，而把泥土、水泥混合使用，使用方式主要是水混后制备浆料。目前已经广泛地应用于例如桩基空隙填充、离缝修补等工程中。在泥浆生产过程中，为了便于对泥浆生产用到的泥土和水进行混合，通常需要用到搅拌站进行生产使用；
现有技术中，泥浆在搅拌过程中，先通过高速水流与砂浆进行冲散，实现砂浆与水的初次混合，再通过搅拌机构对浆料进行二次混合，但是在初次混合过程中，存在物料补给时和转料再混合时之间存在着相互干扰的问题，其可能初次混合不充分时，便进行加料和转料工作，导致初次混合的混凝土浆料的质量变差，还有可能初次混合充分时，也将进行加料和转料，从而使得初次混合的混凝土浆料的质量也变差。
发明内容
本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出基于泥浆搅拌的循环控制系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于泥浆搅拌的循环控制系统，包括:
采集模块，分别获取到定量筒的水泥的粒径平均值ZJs，获取到计量筒的水的酸碱度Dph；
判断模块，获取到采集模块的水泥粒径平均值ZJs和水酸碱度Dph，进行判断该泥浆准备的物料是否合格；
预混模块，当同时接收到水泥合格信号和水合格信号时，将定量筒的水泥和计量筒的水加入到混合筒一内，并进行初次混合工作；
监测模块，获取到预混模块的混凝土预混系数Xy，判断当前混凝土预混情况，是继续进行添加，还是将预混的混凝土转移到混合筒二内进行搅拌混合；
处理模块，当获取到监测模块的转料信号时，根据当前混凝土情况对混合筒二内的搅拌速度进行调节处理；
当获取到监测模块的预混信号时，根据当前混凝土情况调节相应地加料情况。
作为本发明进一步的方案：判断模块具体工作过程如下：
获取到水泥粒径平均值ZJs，将水泥粒径平均值ZJs与水泥粒径平均阈值进行比较；
若水泥粒径平均值ZJs小于水泥粒径平均阈值时，则生成水泥合格信号；
若水泥粒径平均值ZJs大于水泥粒径平均阈值时，则生成水泥不合格信号。
作为本发明进一步的方案：获取到水酸碱度Dph，将水酸碱度Dph与水酸碱度阈值进行比较；
若水酸碱度Dph大于水酸碱度阈值时，则生成水合格信号；
若水酸碱度Dph小于水酸碱度阈值时，则生成水不合格信号。
作为本发明进一步的方案：预混模块具体工作过程如下：
步骤1：获取到每次水泥添加到混合筒一内的质量ZH1；
通过公式ZYs＝{(a1*ZH1)*(a2*ZJs+a3*Dph)*ZYB，计算得到水用量影响值ZYs；其中，ZYB为预设的标准水用量影响值，a1、a2、a3均为比例系数；
步骤2：根据水用量影响值ZYs，设置计量筒加水量，并标记为Lj，j＝1，2，…，w；每个计量筒加水的流速对应着水用量影响值，分别为(W1，W2]，(W2，W3]，…，(Ww，Ww+1]；且W1＜W2＜…＜Ww＜Ww+1；
当水用量影响值ZYs∈(Ww，Ww+1]时，则计量筒加水量为Lw。
作为本发明进一步的方案：获取水泥水泥添加到混合筒一内的质量ZH1和计量筒加水量为Lw，以及水流速度Vs；
通过公式Xy＝(a4*ZH1)/(a5*Lw+a6*Vs)，计算得到混凝土预混系数Xy；其中，a4、a5、a6均为比例系数。
作为本发明进一步的方案：监测模块具体工作过程如下：
步骤1：设置监测时间节点为T，该监测时间节点包括初始时间T0、中点时间T1、结束时间T2；
分别获取到初始时间T0对应的混凝土预混系数Xy0、中点时间T1对应的混凝土预混系数Xy1、结束时间T2对应的混凝土预混系数Xy2；
设置监测时间节点为T，获取到时间节点内混凝土预混系数最大值XJymax所对应的时间为Tmax，时间节点内混凝土预混系数最小值XJymin所对应的时间为Tmin；
通过公式ZXY＝{(b1*Xy0+b2*Xy1+b3Xy2)/(b1+b2+b3)}+{(b4*XJymax-b5*XJymin)/(Tmax-Tmin)}，计算得到混凝土预混在线值ZXY；其中，b1、b2、b3、b4、b5均为比例系数。
作为本发明进一步的方案：将得到的混凝土预混在线值ZXY与混凝土预混在线阈值ZXYY进行比较；
若混凝土预混在线值ZXY大于混凝土预混在线阈值ZXYY时，则生成转料信号；
若混凝土预混在线值ZXY小于混凝土预混在线阈值ZXYY时，则生成预混信号。
作为本发明进一步的方案：处理模块具体工作过程如下：
以混凝土预混在线值为横坐标，以搅拌速度为纵坐标，构建二维直角坐标系，坐标系内设置有混凝土预混在线值-搅拌速度曲线；
当获取到监测模块的转料信号时，将得到的混凝土预混在线值ZXY代入坐标系中，并根据混凝土预混在线值-搅拌速度曲线，得到搅拌速度值。
作为本发明进一步的方案：当得到监测模块的预混信号时，获取到混凝土预混在线值ZXY和混凝土预混在线阈值ZXYY，并做差值计算，得到预混差值CY；
若预混差值CY大于零，则生成水泥补给信号；若预混差值CY大于零，则生成水补给信号。
本发明的有益效果：
本发明泥浆搅拌的循环控制系统，获取到定量筒的水泥的粒径平均值和计量筒的水的酸碱度；进行判断该泥浆准备的物料是否合格；当同时接收到水泥合格信号和水合格信号时，将定量筒的水泥和计量筒的水加入到混合筒一内，并进行初次混合工作；
获取到预混模块的混凝土预混系数Xy，判断当前混凝土预混情况，是继续进行添加，还是将预混的混凝土转移到混合筒二内进行搅拌混合；
当获取到监测模块的转料信号时，根据当前混凝土情况对混合筒二内的搅拌速度进行调节处理；
当获取到监测模块的预混信号时，根据当前混凝土情况调节相应地加料情况；
所以，本发明的泥浆搅拌的循环控制系统，对泥浆的物料、预混和再混进行分析判断，首先保证泥浆物料符合工艺要求、再保证物料之间在预混时的质量，符合工艺要求，并使得合适时及时再搅拌处理，不合格时及时调整物料比例，从而保证经过该控制系统，有效提高的泥浆质量。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明泥浆搅拌站的结构示意图；
图2是本发明循环控制系统的系统框图。
图中：1、混合筒一；2、混合筒二；3、定量筒；4、计量筒。
具体实施方式
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为基于泥浆搅拌站，包括：
混合筒一1及位于混合筒一1左侧前设置的混合筒二2，所述混合筒一1顶部的左侧连通有可计量输送砂浆的定量筒3，所述混合筒一1顶部的右侧连通有可计量输送水的计量筒4，所述混合筒一1的底部及位于混合筒二2右侧的表面之间设有用于对混合筒一1内部物料导出配合的输送机构；
请参阅图2所示，本发明为基于泥浆搅拌的循环控制系统，包括：
采集模块，分别获取到定量筒的水泥的粒径平均值，并标记为ZJs，获取到计量筒的水的酸碱度，并标记为Dph；
判断模块，获取到采集模块的水泥粒径平均值ZJs和水酸碱度Dph，进行判断该泥浆准备的物料是否合格；
该判断模块具体工作过程如下：
步骤1：获取到水泥粒径平均值ZJs，将水泥粒径平均值ZJs与水泥粒径平均阈值进行比较；
若水泥粒径平均值ZJs小于水泥粒径平均阈值时，则生成水泥合格信号，当得到水泥合格信号时，则表示该水泥符合泥浆制备工艺的要求，将进行泥浆制备工艺；
若水泥粒径平均值ZJs大于水泥粒径平均阈值时，则生成水泥不合格信号，当得到水泥部不合格信号时，则表示该水泥粒径较大，不符合泥浆制备工艺的要求，将对泥浆重新进行粉碎研磨；
步骤2：获取到水酸碱度Dph，将水酸碱度Dph与水酸碱度阈值进行比较；
若水酸碱度Dph大于水酸碱度阈值时，则生成水合格信号，当得到水合格信号时，则表示该水符合泥浆制备工艺的要求，将进行泥浆制备工艺；
若水酸碱度Dph小于水酸碱度阈值时，则生成水不合格信号，当得到水部合格信号时，则表示该水酸性较大，对水泥存在酸性腐蚀的影响，不符合泥浆制备工艺的要求，将不进行泥浆制备工艺，并调节水的pH值；
预混模块，当同时接收到水泥合格信号和水合格信号时，将定量筒的水泥和计量筒的水加入到混合筒一内，并进行初次混合工作；
该预混模块具体工作过程如下：
步骤1：获取到每次水泥添加到混合筒一内的质量，并标记为ZH1；
通过公式ZYs＝{(a1*ZH1)*(a2*ZJs+a3*Dph)*ZYB，计算得到水用量影响值ZYs；其中，ZYB为预设的标准水用量影响值，由技术人员根据实际实验设置得到的，a1、a2、a3均为比例系数，a1取值为0.36，a2取值为0.15，a3取值为0.21；
步骤2：根据水用量影响值ZYs，设置计量筒加水量，并标记为Lj，j＝1，2，…，w；每个计量筒加水的流速对应着水用量影响值，分别为(W1，W2]，(W2，W3]，…，(Ww，Ww+1]；且W1＜W2＜…＜Ww＜Ww+1；
当水用量影响值ZYs∈(Ww，Ww+1]时，则计量筒加水量为Lw；
步骤3：获取水泥水泥添加到混合筒一内的质量ZH1和计量筒加水量为Lw，以及水流速度Vs；
通过公式Xy＝(a4*ZH1)/(a5*Lw+a6*Vs)，计算得到混凝土预混系数Xy；其中，a4、a5、a6均为比例系数，a4取值为1.63，a5取值为1.36，a6取值为2.01；
监测模块，获取到预混模块的混凝土预混系数Xy，判断当前混凝土预混情况，是继续进行添加，还是将预混的混凝土转移到混合筒二内进行搅拌混合；
该监测模块具体工作过程如下：
步骤1：设置监测时间节点为T，该监测时间节点包括初始时间T0、中点时间T1、结束时间T2；
分别获取到初始时间T0对应的混凝土预混系数Xy0、中点时间T1对应的混凝土预混系数Xy1、结束时间T2对应的混凝土预混系数Xy2；
设置监测时间节点为T，获取到时间节点内混凝土预混系数最大值XJymax所对应的时间为Tmax，时间节点内混凝土预混系数最小值XJymin所对应的时间为Tmin；
通过公式ZXY＝{(b1*Xy0+b2*Xy1+b3Xy2)/(b1+b2+b3)}+{(b4*XJymax-b5*XJymin)/(Tmax-Tmin)}，计算得到混凝土预混在线值ZXY；其中，b1、b2、b3、b4、b5均为比例系数，b1取值为0.12，b2取值为0.27，b3取值为0.42，b4取值为0.16，b5取值为0.36；
步骤2：将得到的混凝土预混在线值ZXY与混凝土预混在线阈值ZXYY进行比较；
若混凝土预混在线值ZXY大于混凝土预混在线阈值ZXYY时，则生成转料信号；将混合筒一内的混凝土浆料转入到混合筒二内进行搅拌；
若混凝土预混在线值ZXY小于混凝土预混在线阈值ZXYY时，则生成预混信号；将对混合筒一内的混凝土浆料进行冲散预混；
处理模块，当获取到监测模块的转料信号时，根据当前混凝土情况对混合筒二内的搅拌速度进行调节处理；
当获取到监测模块的预混信号时，根据当前混凝土情况调节相应地加料情况；
该处理模块具体工作过程如下：
步骤1：以混凝土预混在线值为横坐标，以搅拌速度为纵坐标，构建二维直角坐标系，坐标系内设置有混凝土预混在线值-搅拌速度曲线；
当获取到监测模块的转料信号时，将得到的混凝土预混在线值ZXY代入坐标系中，并根据混凝土预混在线值-搅拌速度曲线，得到搅拌速度值，并将该搅拌速度值反馈给搅拌器的控制器内；
步骤2：当得到监测模块的预混信号时，获取到混凝土预混在线值ZXY和混凝土预混在线阈值ZXYY，并做差值计算，得到预混差值CY；
若预混差值CY大于零，则生成水泥补给信号；控制定量筒向混合筒一内添加水泥；
若预混差值CY大于零，则生成水补给信号，控制计量筒内向混合筒一内添加水。
本发明的工作原理：本发明泥浆搅拌的循环控制系统，获取到定量筒的水泥的粒径平均值和计量筒的水的酸碱度；进行判断该泥浆准备的物料是否合格；当同时接收到水泥合格信号和水合格信号时，将定量筒的水泥和计量筒的水加入到混合筒一内，并进行初次混合工作；
获取到预混模块的混凝土预混系数Xy，判断当前混凝土预混情况，是继续进行添加，还是将预混的混凝土转移到混合筒二内进行搅拌混合；
当获取到监测模块的转料信号时，根据当前混凝土情况对混合筒二内的搅拌速度进行调节处理；
当获取到监测模块的预混信号时，根据当前混凝土情况调节相应地加料情况；
所以，本发明的泥浆搅拌的循环控制系统，对泥浆的物料、预混和再混进行分析判断，首先保证泥浆物料符合工艺要求、再保证物料之间在预混时的质量，符合工艺要求，并使得合适时及时再搅拌处理，不合格时及时调整物料比例，从而保证经过该控制系统，有效提高的泥浆质量。
上述公式均是去量纲取其数值计算，公式是由采集大量数据进行软件模拟得到最近真实情况的一个公式，公式中的预设参数由本领域的技术人员根据实际情况进行设置。
以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
Claims (9)
1.基于泥浆搅拌的循环控制系统，其特征在于，包括:
采集模块，分别获取到定量筒的水泥的粒径平均值ZJs，获取到计量筒的水的酸碱度Dph；
判断模块，获取到采集模块的水泥粒径平均值ZJs和水酸碱度Dph，进行判断该泥浆准备的物料是否合格；
预混模块，当同时接收到水泥合格信号和水合格信号时，将定量筒的水泥和计量筒的水加入到混合筒一内，并进行初次混合工作；
监测模块，获取到预混模块的混凝土预混系数Xy，判断当前混凝土预混情况，是继续进行添加，还是将预混的混凝土转移到混合筒二内进行搅拌混合；
处理模块，当获取到监测模块的转料信号时，根据当前混凝土情况对混合筒二内的搅拌速度进行调节处理；
当获取到监测模块的预混信号时，根据当前混凝土情况调节相应地加料情况。
2.根据权利要求1所述的基于泥浆搅拌的循环控制系统,其特征在于，判断模块具体工作过程如下：
获取到水泥粒径平均值ZJs，将水泥粒径平均值ZJs与水泥粒径平均阈值进行比较；
若水泥粒径平均值ZJs小于水泥粒径平均阈值时，则生成水泥合格信号；
若水泥粒径平均值ZJs大于水泥粒径平均阈值时，则生成水泥不合格信号。
3.根据权利要求2所述的基于泥浆搅拌的循环控制系统,其特征在于，获取到水酸碱度Dph，将水酸碱度Dph与水酸碱度阈值进行比较；
若水酸碱度Dph大于水酸碱度阈值时，则生成水合格信号；
若水酸碱度Dph小于水酸碱度阈值时，则生成水不合格信号。
4.根据权利要求3所述的基于泥浆搅拌的循环控制系统,其特征在于，预混模块具体工作过程如下：
步骤1：获取到每次水泥添加到混合筒一内的质量ZH1；
通过公式ZYs＝{(a1*ZH1)*(a2*ZJs+a3*Dph)*ZYB，计算得到水用量影响值ZYs；其中，ZYB为预设的标准水用量影响值，a1、a2、a3均为比例系数；
步骤2：根据水用量影响值ZYs，设置计量筒加水量，并标记为Lj，j＝1，2，…，w；每个计量筒加水的流速对应着水用量影响值，分别为(W1，W2]，(W2，W3]，…，(Ww，Ww+1]；且W1＜W2＜…＜Ww＜Ww+1；
当水用量影响值ZYs∈(Ww，Ww+1]时，则计量筒加水量为Lw。
5.根据权利要求4所述的基于泥浆搅拌的循环控制系统,其特征在于，获取水泥水泥添加到混合筒一内的质量ZH1和计量筒加水量为Lw，以及水流速度Vs；
通过公式Xy＝(a4*ZH1)/(a5*Lw+a6*Vs)，计算得到混凝土预混系数Xy；其中，a4、a5、a6均为比例系数。
6.根据权利要求5所述的基于泥浆搅拌的循环控制系统,其特征在于，监测模块具体工作过程如下：
步骤1：设置监测时间节点为T，该监测时间节点包括初始时间T0、中点时间T1、结束时间T2；
分别获取到初始时间T0对应的混凝土预混系数Xy0、中点时间T1对应的混凝土预混系数Xy1、结束时间T2对应的混凝土预混系数Xy2；
设置监测时间节点为T，获取到时间节点内混凝土预混系数最大值XJymax所对应的时间为Tmax，时间节点内混凝土预混系数最小值XJymin所对应的时间为Tmin；
通过公式ZXY＝{(b1*Xy0+b2*Xy1+b3Xy2)/(b1+b2+b3)}+{(b4*XJymax-b5*XJymin)/(Tmax-Tmin)}，计算得到混凝土预混在线值ZXY；其中，b1、b2、b3、b4、b5均为比例系数。
7.根据权利要求6所述的基于泥浆搅拌的循环控制系统,其特征在于，将得到的混凝土预混在线值ZXY与混凝土预混在线阈值ZXYY进行比较；
若混凝土预混在线值ZXY大于混凝土预混在线阈值ZXYY时，则生成转料信号；
若混凝土预混在线值ZXY小于混凝土预混在线阈值ZXYY时，则生成预混信号。
8.根据权利要求7所述的基于泥浆搅拌的循环控制系统,其特征在于，处理模块具体工作过程如下：
以混凝土预混在线值为横坐标，以搅拌速度为纵坐标，构建二维直角坐标系，坐标系内设置有混凝土预混在线值-搅拌速度曲线；
当获取到监测模块的转料信号时，将得到的混凝土预混在线值ZXY代入坐标系中，并根据混凝土预混在线值-搅拌速度曲线，得到搅拌速度值。
9.根据权利要求8所述的基于泥浆搅拌的循环控制系统,其特征在于，当得到监测模块的预混信号时，获取到混凝土预混在线值ZXY和混凝土预混在线阈值ZXYY，并做差值计算，得到预混差值CY；
若预混差值CY大于零，则生成水泥补给信号；若预混差值CY大于零，则生成水补给信号。
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