CN201725205U - 配合比监控一体化装置 - Google Patents

Abstract

配合比监控一体化装置包括硬件和软件两部分，硬件部分包括生产设备单元、数据采集控制单元、业务管理单元和监控管理单元，生产设备终端计算机通过导线与数据采集控制装置连接，数据采集控制装置通过导线与业务管理控制柜相连接，业务管理控制柜的结构相同的无线发送接收模块通过无线与监控柜内的结构相同的无线发送接收模块相连接。数据采集控制单元分为三种结构进行数据采集和处理。本实用新型提高了检测管理水平、实现检测过程的电子化和历史可追溯性的信息化，大大减轻信息归档的工作量，使工程的各部门的负责人可以实时的对工程进行监控，可及时对工程质量进行分析和改进，本实用新型适宜拌和站配合比的监控及其他参数检测、监控的相关行业中。

Description

配合比监控一体化装置

技术领域

本实用新型涉及一种对于拌和站的配合比监控一体化装置。

背景技术

目前，在公路建设施工时大多设立拌和站，拌和站的任务是将主要材料沥青、水泥混凝土混合按比例均匀拌和，现在大多数拌和站生产及管理方法较为原始，即生产过程中靠人工方式控制配合比，这样便存在着不可忽略的人为因素，例如责任不易分清、领导对工作的具体细节不能及时、准确的掌握等问题，进而为假公济私、偷工减料提供了机会，对于生产中的失误和问题有了逃避责任和瞒天过海的可能，这样将造成企业生产成本增加、收入减少，浪费了企业资源。随着经济的发展，一些单位采用较为先进的骨料配料机和搅拌机，可以在一定程度上控制配合比，但这种控制方式仅仅依赖于配料机的质量和精度，各个部门如工程管理部门，监理部门，业主部门如交通部、高建局都无法及时的了解工程质量情况，通过逐层的汇报和审核存在许多人为因素，各部门负责人员难以对工程质量问题进行及时有效的整改，导致沥青、水泥混凝土的生产质量难以得到保证。由于拌和站的生产均选址在工程沿线的公路附近或者山区附近，道路不畅交通条件较差，对于这个行业来说，监管部门和负责工程管理的上层领导对工程的监督与管理存在天然的壁垒。目前拌和站生产领域的生产方式都存在上述弊端，监管层和领导层无法实时的获取第一手生产数据材料，给偷工减料、以次充好提供了机会，影响产品质量。随着国民经济的快速发展，这种传统的生产模式急需进行全面的改造，改变传统的、粗放的、人为的、制度的控制、管理方式，实现信息化和集约式管理是努力的方向，尽量使各个管理层随时获取生产数据并进行实时的监控和管理的这个领域的发展目标。因此，研制一种对于拌和站的配合比进行实时的监控、管控一体化系统一直是急待解决的重要课题。

实用新型内容：

本实用新型主要针对现有拌和站的配合比监控存在上述技术上的一些不足，而提供了通过称重传感器获取配合比实际数值，与标准配合比进行对比，以达到实时获得生产数据和监控水泥混凝土拌和站配合比目的的一种配合比监控一体化装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

配合比监控一体化装置，由硬件和软件两部分组成；硬件部分包括生产设备单元、数据采集控制单元、业务管理单元和监控管理单元；所述生产设备单元，包括多个骨料配料机、多个搅拌机和多个生产设备终端计算机，所述数据采集控制单元，包括多个称重传感器、数据采集装置和仪表控制箱；数据采集装置，包括箱体及箱体内装设的数据电路板、多个转换器和多个控制器，箱体上设置有接线端子，接线端子在箱体内通过导线分别与数据电路板、控制器对应端连接；

仪表控制箱包括控制箱壳体及控制箱壳体内装设的控制电路板、仪表控制盘面、多个结构相同的转换器和多个控制器；所述控制箱壳体上设置有连接端子，连接端子在控制箱壳体内通过导线分别与控制电路板、仪表控制盘面、控制器对应端相连接；

上述数据电路板和控制电路板由接口电路、整流滤波的整形电路、放大电路和功率输出电路组成，接口电路、整形电路、放大电路和功率输出电路均为公知技术的通用电路。

所述业务管理单元，包括多台业务管理终端计算机和业务管理控制柜；业务管理控制柜内装设有业务管理服务器和结构相同的无线发送接收模块，业务管理控制柜上设置有通讯接口，通讯接口在业务管理控制柜内通过导线与业务管理服务器相应端子连接，业务管理服务器和结构相同的无线发送接收模块的对应端子相连接；

所述监控管理单元，包括监控柜和多台监控管理终端计算机；监控柜内装设有监控管理服务器和结构相同的无线发送接收模块，监控柜上设置有通信接口，监控柜的通信接口与柜内装设的监控管理服务器对应端相连接，监控管理服务器和结构相同的无线发送接收模块的对应端子相连接；

上述数据采集装置通过网线与业务管理控制柜相连接，业务管理控制柜的结构相同的无线发送接收模块通过无线与监控柜内的结构相同的无线发送接收模块相连接。

上述数据采集控制单元分为三种结构；

第一种结构：多个称重传感器分别对应装设在骨料配料机和搅拌机的下面，多个称重传感器通过导线分别与生产设备终端计算机连接，并通过生产设备终端计算机的显示屏显示相关信息，生产设备终端计算机通过导线与数据采集装置的接口电路的对应端相连接，接口电路与控制器连接，数据采集装置通过网线与业务管理控制柜的通讯接口相连接。此种结构形式是自动从拌和机(即生产设备)自带的数据处理软件中获取信息，采集其工作的信号和运行的参数；

第二种结构分为两种情况，第一种情况：多个称重传感器分别对应装设在骨料配料机和搅拌机的下面，多个称重传感器通过导线分别与生产设备终端计算机连接的同时与数据采集装置的转换器的对应端相连接，转换器与控制器连接，数据采集装置通过网线与业务管理控制柜的通讯接口相连接。此种结构形式是通过骨料配料机和搅拌机上配备的称重传感器获取骨料的重量信号(电压信号)，然后对这个重量信号(电压信号)进行整流滤波处理，再通过信号转换器CF-07转换为电流信号，并与控制器连接，通过数据采集软件将重量信号转换为配合比数值；

上述转换器的电路由整形电路(即整流滤波)，信号转换电路(即电压信号转换为电流信号)所组成。

第二种情况：在骨料配料机和搅拌机的料斗处另行安装多个称重传感器，多个称重传感器通过导线与数据采集装置的转换器的对应端相连接，转换器与控制器连接，数据采集装置通过网线与业务管理控制柜的通讯接口相连接。此种结构形式与上述第一种情况相雷同，是通过整流滤波电路处理后获取数据信息；

第三种结构，上述仪表控制箱设置在拌和机的控制室里，仪表控制箱通过导线与生产设备终端计算机连接，仪表控制箱通过导线与业务管理控制柜的通讯接口相连接。仪表控制箱从生产设备终端计算机获取数据信息；业务管理控制柜从仪表控制箱获取数据信息。

上述多台监控终端计算机通过网线分别与监控柜的通信接口连接。

上述多台业务管理终端计算机通过网线分别与业务管理控制柜通讯接口连接。

上述多台生产设备终端计算机通过导线分别对应与数据采集装置接线端子连接。

软件部分包括数据采集软件、传输工具软件、业务管理软件、监控管理软件、业务管理数据库软件和监控管理数据库软件；

本实用新型工作原理：

生产设备终端计算机将从现场采集的信息实时地进行数据统计、存储并经数据采集装置与业务管理终端计算机实施通信；实时接收从现场各个生产设备处传来的运行数据，并将数据保存到业务管理服务器中；通过无线(广域网)监督机构与各拌和站全天候连接，实时接受、监督新的数据，对生产全过程进行远程监控，对生产过程中的数据实时传送；业务管理软件嵌入在业务管理终端计算机中，随时调用、处理数据并存储到业务管理服务器中；监控管理软件嵌入在监控管理终端计算机中，由信息监控、参数维护、权限设置、短信设置四个子程序组成，构成四个功能模块。

操作、使用配合比监控一体化装置的步骤：

(1)在业务管理终端计算机上录入标准配合比、允许偏差范围、物料信息、设备基本信息；

(2)通过数据采集装置采集数据，本实用新型数据采集装置分为三种结构：1、第一种结构，自动从拌和机自带的软件中获取信息，采集其工作的信号和运行的参数；2、第二种结构分为两种情况：a.第一种情况通过骨料配料机和搅拌机上配备的称重传感器获取骨料的重量信号，然后对这个电压信号进行整流滤波处理，再通过信号转换器CF-07转换为电流信号，并与控制器连接，通过数据采集软件将重量信号转换为配合比数值；b.第二种情况在骨料配料机和搅拌机的料斗处另外安装称重传感器，并通过整流滤波电路处理后获取数据信息；3、第三种结构，通过水泥混凝土拌和机的控制室里的仪表控制箱获取数据信息；

(3)数据采集装置获取的数据信息通过无线发送到本地业务管理服务器，业务管理服务器接收并存储数据采集装置的相应数据；

(4)业务管理终端计算机即时调用存储在业务管理服务器中的信息，通过对数据的充分挖掘、分析、处理，可掌控历史生产信息、检查隐含问题，可控制现时生产、实现生产设备、异构控制系统与生产经营的集成，可分析存储数据、预测未来生产信息、预防风险；

(5)根据实际情况设定误差范围，如果实际配合比超过这个误差范围，将启动预警系统，即将问题配合比情况的数据发送上传至相关单位并通过短信平台以短信形式将问题数据发送给相关负责人员，业务管理服务器通过网络将数据传输到监控管理部门；

(6)监控管理服务器接收并存储相应信息，并可供监控管理终端计算机随时调用；

(7)监控终端计算机调用、处理存储在监控机构服务器中的信息，一方面，同步在线监控、监督生产过程；另一方面生产过程中的信息，供监控管理；

(8)在监管部门可通过得到的生产信息和通过分析筛选的异常数据，工程相关负责人员可得到短信平台发送的生产问题短信提示。

本实用新型的要点：

本实用新型的构成及工作步骤是本实用新型的关键和核心。其工作原理是，数据采集装置通过骨料配料机和搅拌机自有的称重传感器获取骨料的重量信号，然后对这个电压信号进行整流滤波处理，以便减少信号噪声带来的误差；再通过信号转换器CF-07转换为电流信号，并与控制器连接；通过数据采集软件将重量信号转换为配合比数值，在监管层将这个数值与标准的配合比数值进行比对，根据实际情况设定误差范围，如果实际配合比超过这个误差范围，将启动预警系统，即将问题配合比情况的数据发送上传至相关单位并通过短信平台以短信形式将问题数据发送给相关负责人员。

本实用新型的有益效果：

配合比监控一体化装置与现有技术相比，具有提高检测管理水平、实现检测过程的电子化和历史可追溯性的信息化、对检测信息进行电子化记录、处理、统计和分析，大大减轻信息归档的工作量、对检测信息的记录内容和格式都进行规定，方便不同机构对检测信息的共享，使不同检测机构的检测信息汇总统计和分析变成现实，将检测合同、检测方案、试件流转、检测设备等信息加入到系统中进行管理，实现了检测信息的系统性和完整性，防止了信息的遗漏等优点；本实用新型使工程的各个部门的负责人可以实时的对工程进行监控，获得最真实的第一手工程质量情况，可以及时的对工程质量问题进行分析和改进，本实用新型将广泛地应用于拌和站配合比的监控以及其他参数检测、监控相关行业中。

附图说明：

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型的数据采集单元第一种结构示意图。

图3是本实用新型的数据采集单元第二种结构示意图。

图4是本实用新型的数据采集单元第三种结构示意图。

具体实施方式：

实施例一

配合比监控一体化装置，由硬件和软件两部分组成；硬件部分包括生产设备单元、数据采集控制单元、业务管理单元和监控管理单元；所述生产设备单元，包括四个骨料配料机1、搅拌机2和生产设备终端计算机5，所述数据采集控制单元，包括四个称重传感器4、数据采集装置和仪表控制箱；数据采集装置，包括箱体7及箱体7内装设的数据电路板9、转换器10和控制器11，箱体7上设置有接线端子8，接线端子8在箱体7内通过导线分别与数据电路板9、控制器11对应端连接；

仪表控制箱包括控制箱壳体6及控制箱壳体6内装设的控制电路板、仪表控制盘面、结构相同的转换器10和控制器11；所述控制箱壳体6上设置有连接端子，连接端子在控制箱壳体6内通过导线分别与控制电路板、仪表控制盘面、控制器11对应端相连接；

上述数据电路板9和控制电路板由接口电路25、整流滤波的整形电路22、放大电路23和功率输出电路24组成，接口电路25、整形电路22、放大电路23和功率输出电路24均为公知技术的通用电路。

所述业务管理单元，包括两台第一业务管理终端计算机15、第二业务管理终端计算机16和业务管理控制柜13；业务管理控制柜13内装设有业务管理服务器14和结构相同的无线发送接收模块17，业务管理控制柜13上设置有通讯接口27，通讯接口27在业务管理控制柜13内通过导线与业务管理服务器14相应端子连接，业务管理服务器14和结构相同的无线发送接收模块17的对应端子相连接；

所述监控管理单元，包括监控柜18和第一监控管理终端计算机20、第二监控管理终端计算机21；监控柜18内装设有监控管理服务器19和结构相同的无线发送接收模块17，监控柜18上设置有通信接口26，监控柜18的通信接口26与柜内装设的监控管理服务器19对应端相连接，监控管理服务器19和结构相同的无线发送接收模块17的对应端子相连接；

上述数据采集装置通过网线12与业务管理控制柜13相连接，业务管理控制柜13的无线发送接收模块17通过无线与监控柜18内的结构相同的无线发送接收模块17相连接。

上述数据采集控制单元分为三种结构；

第一种结构：多个称重传感器4分别对应装设在骨料配料机1和搅拌机2的下面，多个称重传感器4通过导线分别与生产设备终端计算机5连接，并通过生产设备终端计算机5的显示屏显示相关信息，生产设备终端计算机5通过导线与数据采集装置的接口电路25的对应端相连接，接口电路25与控制器11连接，数据采集装置通过网线与业务管理控制柜13的通讯接口27相连接。此种结构形式是自动从拌和机(即生产设备)自带的数据处理软件中获取信息，采集其工作的信号和运行的参数；

第二种结构分为两种情况，第一种情况：多个称重传感器4分别对应装设在骨料配料机1和搅拌机2的下面，多个称重传感器4通过导线分别与生产设备终端计算机5连接的同时与数据采集装置的转换器10的对应端相连接，转换器10与控制器连接，数据采集装置通过网线与业务管理控制柜13的通讯接口27相连接。此种结构形式是通过骨料配料机1和搅拌机2上配备的称重传感器4获取骨料的重量信号(电压信号)，然后对这个重量信号(电压信号)进行整流滤波处理，再通过信号转换器10CF-07转换为电流信号，并与控制器连接，通过数据采集软件将重量信号转换为配合比数值；

上述转换器10的电路由整形电路22(即整流滤波)，信号转换电路(即电压信号转换为电流信号)所组成。

第二种情况：在骨料配料机1和搅拌机2的料斗处另行安装多个称重传感器4，多个称重传感器4通过导线与数据采集装置的的转换器10的对应端相连接，转换器10与控制器连接，数据采集装置通过网线与业务管理控制柜13的通讯接口27相连接。此种结构形式与上述第一种情况相雷同，是通过整流滤波电路处理后获取数据信息；

第三种结构，上述仪表控制箱6设置在拌和机的控制室里，仪表控制箱6通过导线与生产设备终端计算机5连接，仪表控制箱6通过导线与业务管理控制柜13的通讯接口27相连接。仪表控制箱6从生产设备终端计算机5获取数据信息；业务管理控制柜13从仪表控制箱6获取数据信息。

上述多台监控终端计算机通过网线12分别与监控柜18的通信接口26连接。

上述多台业务管理终端计算机15、16通过网线12分别与业务管理控制柜13通讯接口27连接。

上述多台生产设备终端计算机5通过导线分别对应与数据采集装置接线端子8连接。数据与相关信息在显示屏3上显示。

实施例二

拌和站骨料配料机1和搅拌机2可选择山东圆友JS系列、山东德州方建、山东建友，结构和功能类似。参照图2，以山东圆友JS系列骨料配料机1和搅拌机2为例，四个骨料配料机1料斗分别装有沙子和三种不同的碎石依照C30配合比进行配比，依次将沙子和碎石从料斗中浇灌到传送带上，传送带有称重装置，通过每次称重的差值得到每种配料浇灌的重量。四种配料浇灌完毕之后由传送带传送并提升到水泥浇灌处，此处也设置称重传感器4，按照配合比将水泥浇灌到料斗中，然后进行搅拌。料斗设置在运输车上方位置，可方便的将混凝土装入运输车进行运输，以便进行下一个工作流程。

两处的称重传感器4，即四种配料传送带上的传感器和水泥料斗处的传感器直接连接到骨料配料机1并显示数值。两处传感器信号为较小的毫伏级的电压信号，本实用新型将两处的电压信号并联出来，首先通过整流滤波电路，以避免噪声对信号精度的影响。然后通过信号转换器10CF-07转换为电流信号，CF-07系列应变mV信号隔离器是一种能将应变传感器输出的毫伏信号经隔离放大转换成一组输出量的直流信号，可对称重传感器4mV信号进行采集隔离变送，一个模块可以接入1至4个称重传感器4，并对其进行叠加后输出标准模拟信号该变送器输入、输出、电源三方全隔离，抗干扰，且输出、输出选择范围宽，准确度高，电源可选择10V激励电源。信号隔离器输出信号连接到PLC控制器作为数据采集层的信号源。PLC模块与服务器连接并通过无线网络将信息发送到管理计算机中，实现实时监控的目的。在拌和站的实际工作中，当骨料配料机1和搅拌机2按照C30进行配比生产时，通过本实用新型得到的实际配合比数值在业务管理计算机中的业务管理软件中与标准的C30配合比进行比对，设定配合比误差范围为7％，如果生产过程中的配合比出现超出误差范围的现象，将进行预警操作：包括将问题配合比信息记录并发送至相关监管计算机中；还包括短信预警功能，通过短信平台将问题配合比情况以短信的形式发送到相关负责人员手机中，在第一时间报告给负责人并可提醒负责人及时进行整改措施对问题进行处理。

以上所述内容为本实用新型最优实施示例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型的实质技术内容对上述的实施方式作出的任何简单的修改和变更，以及对于本实用新型的结构作出等效结构的修改，均属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (5)

1.配合比监控一体化装置，由硬件和软件两部分组成；硬件部分包括生产设备单元、数据采集控制单元、业务管理单元和监控管理单元；所述生产设备单元，包括多个骨料配料机(1)、多个搅拌机(2)和多个生产设备终端计算机(5)；其特征在于：

所述数据采集控制单元，包括多个称重传感器(4)、数据采集装置和仪表控制箱；数据采集装置，包括箱体(7)及箱体(7)内装设的数据电路板(9)、转换器(10)和控制器(11)，箱体(7)上设置有接线端子(8)，接线端子(8)在箱体(7)内通过导线分别与数据电路板(9)、控制器(11)对应端连接；

所述业务管理单元，包括多台业务管理终端计算机和业务管理控制柜(13)；业务管理控制柜(13)内装设有业务管理服务器(14)和结构相同的无线发送接收模块(17)，业务管理控制柜(13)上设置有通讯接口(27)，通讯接口(27)在业务管理控制柜(13)内通过导线与业务管理服务器(14)相应端子连接，业务管理服务器(14)和结构相同的无线发送接收模块(17)的对应端子相连接；

所述监控管理单元，包括监控柜(18)和多台监控管理终端计算机；监控柜(18)内装设有监控管理服务器(19)和结构相同的无线发送接收模块(17)，监控柜(18)上设置有通信接口(26)，监控柜(18)的通信接口(26)与柜内装设的监控管理服务器(19)对应端相连接，监控管理服务器(19)和结构相同的无线发送接收模块(17)的对应端子相连接；

上述数据采集装置通过网线(12)与业务管理控制柜(13)相连接，业务管理控制柜(13)的无线发送接收模块(17)通过无线与监控柜(18)内的结构相同的无线发送接收模块(17)相连接。

2.根据权利要求1所述的配合比监控一体化装置，其特征在于：

多个称重传感器(4)分别对应装设在骨料配料机(1)和搅拌机(2)的下面，多个称重传感器(4)通过导线分别与生产设备终端计算机(5)连接，并通过生产设备终端计算机(5)的显示屏(3)显示相关信息，生产设备终端计算机(5)通过导线与数据采集装置的接口电路(25)的对应端相连接，接口电路(25)与控制器(11)连接，数据采集装置通过网线与业务管理控制柜(13)的通讯接口(27)相连接。 

3.根据权利要求1所述的配合比监控一体化装置，其特征在于：上述多台监控终端计算机通过网线(12)分别与监控柜(18)的通信接口(26)连接。

4.根据权利要求1所述的配合比监控一体化装置，其特征在于：上述多台业务管理终端计算机通过网线(12)分别与业务管理控制柜(13)通讯接口(27)连接。

5.根据权利要求1所述的配合比监控一体化装置，其特征在于：上述多台生产设备终端计算机(5)通过导线分别对应与数据采集装置接线端子(8)连接。 

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