CN208588929U - 一种公路沥青拌合料生产质量监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种公路沥青拌合料生产质量监控系统，包括拌和处理器模块、拌和通讯模块、拌和数据传输模块，拌和处理器模块与拌和通讯模块电连接，拌和处理器模块的输入端与拌和拌和数据传输模块的输出端电连接，重量数据采集单元、温度数据采集单元、除尘数据采集单元和车辆信息采集单元，还包括辅料、沥青、集料计重传感器，环境温度、搅拌温度、烘干温度、热料仓温度传感器，烘干筒、振动筛、辅料、热料仓PM值传感器。还包括中心通讯模块、数据中心处理器、人机接口、储存服务器、Web服务器和中心显示屏通过对拌和生产过程关键部位数据的采集监控分析，可实时对整个拌和过程质量进行监控，保证拌合料生产高质量。

Description

一种公路沥青拌合料生产质量监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种公路沥青拌合料生产质量监控系统。

背景技术

公路在我国国民经济和交通运输事业的发展越来越起着决定性的作用，交通运输业逐渐成为制约中国经济快速发展的重要因素。一方面，交通运输量的不断增加，各种大型、重型车辆的增多，对我国公路质量的要求越来越高。另外一方面，由于沥青路面行车舒适性、安全性比其它路面都好，所以沥青路面逐步成为我国高等级公路的主要形式。

拌合站生产的沥青拌合料是公路建设的基础，拌合料的质量好坏直接影响后面摊铺、碾压工程。因此沥青拌合料的质量控制尤为重要。在拌和站沥青混合料的质量采用取样抽提或者进行马歇尔试验，现场铺筑的压实度、平整度、厚度等所有的试验数据，都是在“事后”才得出，此时工程己经向前推进了一大截。沥青合料拌合质量难以实现在线实时监控，若拌和设备发生某些故障将致使大量不合格产品用于路面，造成路面质量不稳定。更进一步，即使工程完成后，也只能用极其有限的检测数据及分析结果来描述大量的混合料质量，造成数据可信度不高。传统的混合料的生产的拌和站人为因素、拌和机械不稳定造成的原材料质量问题，同时伴随着拌和质量监测滞后性严重制约了沥青拌合料生产。

实用新型内容

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种设计结构合理、可实时监控调整的公路沥青拌合料生产质量监控系统。

本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种公路沥青拌合料生产质量监控系统，包括拌和处理器模块、拌和通讯模块、拌和数据传输模块，拌和处理器模块与拌和通讯模块电连接，拌和处理器模块的输入端与拌和数据传输模块的输出端电连接，还包括拌拌和触控显示器和拌和储存器，拌和触控显示器和拌和储存器分别与拌和处理器模块电连接，还包括输出端分别与拌和数据传输模块输入端电连接的重量数据采集单元、温度数据采集单元、除尘数据采集单元和车辆信息采集单元，还包括辅料计重传感器、沥青计重传感器、集料计重传感器，辅料计重传感器、沥青计重传感器、集料计重传感器分别与重量数据采集单元电连接，还包括环境温度传感器、搅拌温度传感器、烘干温度传感器、热料仓温度传感器，所述环境温度传感器、搅拌温度传感器、烘干温度传感器、热料仓温度传感器分别与温度数据采集单元电连接，还包括烘干筒PM值传感器、振动筛PM值传感器、辅料PM值传感器和热料仓PM值传感器，烘干筒PM值传感器、振动筛PM值传感器、辅料PM值传感器、热料仓PM值传感器和除尘数据采集单元电连接，还包括车辆RFID标签、第一RFID读写器和车重量传感器，所述车辆RFID标签、第一RFID读写器和车重量传感器分别与车辆信息采集单元电连接；还包括中心通讯模块、数据中心处理器、人机接口、储存服务器、Web服务器和中心显示屏，中心通讯模块与拌和通讯模块通讯连接，数据中心处理器与中心通讯模块电连接，数据中心处理器的输入端与人机接口的输出端电连接，数据中心处理器的输出端分别与储存服务器和中心显示屏的输入端电连接，储存服务器的输出端与Web服务器的输入端电连接。

本实用新型的优点和积极效果是：本实用新型提供了一种公路沥青拌合料生产质量监控系统。通过对拌和生产中各个关键点进行数据采集监控，即对重量数据采集、温度数据采集、除尘数据采集和车辆信息采集对沥青拌合料整个在拌和站生产过程中进行监控，通过将数据传输至拌和处理器模块中进行数据分析处理，并通过拌和触控显示器对采集的数据进行有效的显示，实时对拌和整个过程进行监控，有效避免因为拌和站人为因素和拌和机械不稳定造成的原材料质量问题，从而生产出拌合料配比准确、拌合料拌和均匀、无白花，成品材料不离析、温度满足施工要求。

优选地：还包括可视化监控数据单元，可视化监控数据单元输出端与拌和数据采集模块的输入端电连接。

优选地：还包括车辆进出站摄像头、冷料仓摄像头、振动筛摄像头和出料口摄像头，所述车辆进出站摄像头、冷料仓摄像头、振动筛摄像头和出料口摄像头的输出端分别与可视化监控数据单元的输入端电连接。

优选地：所述环境温度传感器、搅拌温度传感器、烘干温度传感器、热料仓温度传感器采用铂电阻温度传感器。

优选地：所述辅料计重传感器、沥青计重传感器、集料计重传感器均采用耐高温计重传感器。

优选地：所述烘干筒PM值传感器、振动筛PM值传感器、辅料PM值传感器和热料仓PM值传感器均采用激光式PM2.5传感器。

优选地：所述RFID标签为记载有车辆牌照信息、电子标签识别码、拌合站名称、拌和生产批次、拌合料生产日期、摊铺桩号的RFID标签。

附图说明

图1是本实用新型的生产控制过程示意图。

图中：1、拌和处理器模块；2、拌和通讯模块；3、拌和数据传输模块；4、重量数据采集单元；5、温度数据采集单元；6、除尘数据采集单元；7、车辆信息采集单元；8、可视化监控数据单元；9、中心通讯模块；10、数据中心处理器；11、人机接口；12、储存服务器；13、Web服务器；14、中心显示屏。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为能进一步了解本实用新型的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明如下：

请参见图1，本实用新型的公路沥青拌合料生产质量监控系统包括拌和处理器模块1、拌和通讯模块2、拌和数据传输模块3，拌和处理器模块1与拌和通讯模块2电连接，拌和处理器模块1的输入端与拌和数据传输模块3的输出端电连接，还包括拌和触控显示器和拌和储存器，拌和触控显示器和拌和储存器分别与拌和处理器模块1电连接，还包括输出端分别与拌和数据传输模块3输入端电连接的重量数据采集单元4、温度数据采集单元 5、除尘数据采集单元6和车辆信息采集单元7，还包括辅料计重传感器、沥青计重传感器、集料计重传感器，辅料计重传感器、沥青计重传感器、集料计重传感器分别与重量数据采集单元4电连接，还包括环境温度传感器、搅拌温度传感器、烘干温度传感器、热料仓温度传感器，环境温度传感器、搅拌温度传感器、烘干温度传感器、热料仓温度传感器分别与温度数据采集单元5电连接，还包括烘干筒PM值传感器、振动筛PM值传感器、辅料PM值传感器和热料仓PM值传感器，烘干筒PM值传感器、振动筛PM值传感器、辅料PM值传感器、热料仓PM值传感器和除尘数据采集单元6电连接，还包括车辆RFID 标签、第一RFID读写器和车重量传感器，车辆RFID标签、第一RFID读写器和车重量传感器分别与车辆信息采集单元7电连接；还包括中心通讯模块9、数据中心处理器10、人机接口11、储存服务器12、Web服务器13和中心显示屏14，中心通讯模块9与拌和通讯模块2通讯连接，数据中心处理器10与中心通讯模块9电连接，数据中心处理器10 的输入端与人机接口11的输出端电连接，数据中心处理器10的输出端分别与储存服务器 12和中心显示屏14的输入端电连接，储存服务器12的输出端与Web服务器13的输入端电连接。

为了使得采集的数据及时处理，本实施例中，拌和处理器模块1采用单片机且单片机采用STM32F7x3型号。STM32系列基于专为要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式应用专门设计的，STM32F7x3型号具有高运算速度、高缓存速度且功耗低等优点。为了保证通讯传输稳定，本实施例中，拌和通讯模块2采用华为ME909S-120型号4G模块。因为数据采集的量大，拌和数据传输模块3采用IDT公司生产的型号为IDT7203的FIFO芯片，该芯片是一个双端口的储存缓冲芯片，具有速度快、容量大，可以满足高速数据采集系统的数据缓存要求。不会造成数据的堆积而产生数据混乱与丢失的现象。

重量数据采集单元4、温度数据采集单元5、除尘数据采集单元6和车辆信息采集单元7皆将各传感器所检测到的信号进行放大、滤波和A\D转化后输出给集的动态数据实时传给拌和数据传输模块3，进而将拌和数据采集信息传输至拌和处理器模块1，拌和处理器模块1将数据进行整理分析，通过拌和触控显示器显示对应的数据指标，现场工作人员通过拌和触控显示器对生产进行调整。拌和储存器采用固态硬盘，从而可以将采集的数据进行保存。

通过采集拌合料生产过程中辅料、沥青、集料各自的重量，严格监控各拌和料成分的配比情况，严格按照设定的配比进行集料，出现偏差时，进行及时调整，避免因重量的偏差而造成拌合料的缺陷产生。为了保证计重传感器测量准确且能适应恶劣环境，本实施例中，辅料计重传感器、沥青计重传感器、集料计重传感器均采用耐高温称重传感器。本实施例中采用CPR201A型号。采用金属箔式应变片技术，量程了5kg-2t，额定输出1.5± 10％mV/V，最大激励电压10V DC/AC，最大负载200％F.S.。

通过采集环境温度、拌和温度、烘干温度、热料仓仓储温度，严格监控各生产段中温度变化情况，避免温度过高或过低造成的缺陷。为了保证温度测量准确度，本实施例中，环境温度传感器、搅拌温度传感器、烘干温度传感器、热料仓温度传感器采用铂电阻温度传感器。测量范围为-50℃—300℃，每个传感器的差值精度≤0.1℃。

通过对烘干筒、振动筛、辅料和热料仓PM值监测，从而根据数据来启动风机、过滤罩等设备，从根本上防止固体颗粒物进入大气污染空气。烘干筒PM值传感器、振动筛 PM值传感器、辅料PM值传感器和热料仓PM值传感器均采用激光式PM2.5传感器。激光散射传感器可以检测出空气中0.3—10微米悬浮颗粒物浓度，数据准确，反应灵敏。

通过对车辆RFID标签、RFID读写器和车重量传感器监控，来完成对拌合料运输车辆的信息监控。为了使得对拌合料生产过程中拌合料情况进行全方位监控，本实施例中，RFID标签为记载有车辆牌照信息、电子标签识别码、拌合站名称、拌和生产批次、拌合料生产日期、摊铺桩号的RFID标签。RFID标签由耦合原件及芯片组成，每个标签具有唯一的电子编码，附着在物体上标识目标对象。RFID读写器：读取RFID标签中数据信息的设备。

为了对拌和过程更加的直观监控，本实施例中，拌和子系统2还包括可视化监控数据单元8，可视化监控数据单元8输出端与拌和数据传输模块3的输入端电连接。车辆进出站摄像头、冷料仓摄像头、振动筛摄像头和出料口摄像头，车辆进出站摄像头、冷料仓摄像头、振动筛摄像头和出料口摄像头的输出端分别与可视化监控数据单元8的输入端电连接。通过对车辆进出站、冷料仓上料、振动筛震动和出料口出料进行可视化监控，同时配合各传感器数据采集的信息共同完成对拌合生产过程的监控，提升拌和质量。

拌和通讯模块2与中心通讯模块9通信连接，将拌和过程中采集的数据传输至数据中心处理器10并且对数据分析，将拌和生产过程中的信息在中心显示屏14上实时显示，同时将原始数据储存至储存服务器12中。本实施例中，数据中心处理器10采用采用intelXeon E5-2680-v4处理器。为了保证通讯传输稳定，本实施例中，中心通讯模块9采用华为ME909S-120型号4G模块。人机接口11连接外部键盘、鼠标。通过键盘、鼠标输入发出反馈指令，由数据中心处理器10将指令进行计算整合通过中心通讯模块9发送至拌和现场。中心显示屏14为液晶显示屏组合，用于对拌和生产过程统监控信息进行显示。当发现监控信息数据异常时，通过中心通讯模块9将异常信息及处理建议发送至现场生产施工人员和监理人员。将拌和过程中所有原始数据和经过数据中心处理器10处理过的数据存入储存服务器12中，为工程结束后，对整个生产过程进行数据分析优化，继续优化拌和生产过程。通过将储存服务器12与Web服务器13电连接，将储存服务器12中的数据上传至互联网，方便监理人员、施工人员、工程管理人员等有权限的人员进行查看，对整个拌和生产过程全周期进行实时远程监控。

本实用新型的工作过程：通过重量数据采集单元4将各重量传感器的数据收集并传入拌和数据传输模块3，温度数据采集单元5将各温度传感器的温度数据收集并传入拌和数据传输模块3，除尘数据采集单元6将各PM值传感器的PM值数据收集并传入拌和数据传输模块3，车辆信息采集单元7将车辆RFID标签、第一RFID读写器和车重量传感器收集的数据传入拌和数据传输模块3，可视化监控数据单元8将各摄像头的采集数据收集并传入拌和数据传输模块3中，通过拌和数据传输模块3将拌和数据采集信息传输至拌和处理器模块1，拌和处理器模块1将数据进行整理分析，通过拌和触控显示器显示对应的数据指标，现场工作人员通过拌和触控显示器对生产进行调整，同时拌和处理器模块1通过拌和通讯模块2与中心通讯模块9通信连接，将拌和过程中采集的数据传输至数据中心处理器10并且对数据进一步分析，将拌和生产过程中的信息在中心显示屏14上实时显示，同时将原始数据储存至储存服务器12中；通过将储存服务器12与Web服务器13电连接，将储存服务器12中的数据上传至互联网，方便监理人员、施工人员、工程管理人员等有权限的人员进行查看，对整个拌和生产过程全周期进行实时远程监控。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种公路沥青拌合料生产质量监控系统，其特征是：包括拌和处理器模块(1)、拌和通讯模块(2)、拌和数据传输模块(3)，所述拌和处理器模块(1)与拌和通讯模块(2)电连接，所述拌和处理器模块(1)的输入端与拌和数据传输模块(3)的输出端电连接，还包括拌和触控显示器和拌和储存器，所述拌和触控显示器和拌和储存器分别与拌和处理器模块(1)电连接，还包括输出端分别与拌和数据传输模块(3)输入端电连接的重量数据采集单元(4)、温度数据采集单元(5)、除尘数据采集单元(6)和车辆信息采集单元(7)，还包括辅料计重传感器、沥青计重传感器、集料计重传感器，所述辅料计重传感器、沥青计重传感器、集料计重传感器分别与重量数据采集单元(4)电连接，还包括环境温度传感器、搅拌温度传感器、烘干温度传感器、热料仓温度传感器，所述环境温度传感器、搅拌温度传感器、烘干温度传感器、热料仓温度传感器分别与温度数据采集单元(5)电连接，还包括烘干筒PM值传感器、振动筛PM值传感器、辅料PM值传感器和热料仓PM值传感器，所述烘干筒PM值传感器、振动筛PM值传感器、辅料PM值传感器、热料仓PM值传感器和除尘数据采集单元(6)电连接，还包括车辆RFID标签、第一RFID读写器和车重量传感器，所述车辆RFID标签、第一RFID读写器和车重量传感器分别与车辆信息采集单元(7)电连接；还包括中心通讯模块(9)、数据中心处理器(10)、人机接口(11)、储存服务器(12)、Web服务器(13)和中心显示屏(14)，所述中心通讯模块(9)与拌和通讯模块(2)通讯连接，所述数据中心处理器(10)与中心通讯模块(9)电连接，所述数据中心处理器(10)的输入端与人机接口(11)的输出端电连接，所述数据中心处理器(10)的输出端分别与储存服务器(12)和中心显示屏(14)的输入端电连接，所述储存服务器(12)的输出端与Web服务器(13)的输入端电连接。

2.如权利要求1所述的公路沥青拌合料生产质量监控系统，其特征是：还包括可视化监控数据单元(8)，可视化监控数据单元(8)输出端与拌和数据传输模块(3)的输入端电连接。

3.如权利要求2所述的公路沥青拌合料生产质量监控系统，其特征是：还包括车辆进出站摄像头、冷料仓摄像头、振动筛摄像头和出料口摄像头，所述车辆进出站摄像头、冷料仓摄像头、振动筛摄像头和出料口摄像头的输出端分别与可视化监控数据单元(8)的输入端电连接。

4.如权利要求1所述的公路沥青拌合料生产质量监控系统，其特征是：所述环境温度传感器、搅拌温度传感器、烘干温度传感器、热料仓温度传感器采用铂电阻温度传感器。

5.如权利要求1所述的公路沥青拌合料生产质量监控系统，其特征是：所述辅料计重传感器、沥青计重传感器、集料计重传感器均采用耐高温计重传感器。

6.如权利要求1所述的公路沥青拌合料生产质量监控系统，其特征是：所述烘干筒PM值传感器、振动筛PM值传感器、辅料PM值传感器和热料仓PM值传感器均采用激光式PM2.5传感器。

7.如权利要求1所述的公路沥青拌合料生产质量监控系统，其特征是：所述RFID标签为记载有车辆牌照信息、电子标签识别码、拌合站名称、拌和生产批次、拌合料生产日期、摊铺桩号的RFID标签。