CN104589510B - 搅拌站混凝土塌落度控制方法与系统 - Google Patents
搅拌站混凝土塌落度控制方法与系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种搅拌站混凝土塌落度控制方法与系统，采用严谨的数据采集和计算、避免个别异常数据对整个数据平均值的影响，根据主机电流以及工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值，计算获得搅拌装置中加水或减水的参数，不需要经验丰富的操作人员进行操作，也不存在人为误差，所以搅拌装置中加水或减水的参数获取过程简单、且准确，实现对搅拌站混凝土塌落度的准确控制。
Description
技术领域
本发明涉及搅拌站技术领域，特别是涉及搅拌站混凝土塌落度控制方法与系统。
背景技术
混凝土是指由胶凝材料将集料胶结成整体的工程复合材料的统称，它广泛应用于土木工程，判断混凝土是否符合工地需求的一个重要参数是混凝土的塌落度。
塌落度主要是指混凝土的塑化性能和可泵性能，是用一个量化指标来衡量其程度(塑化性和可泵性能)的高低，用于判断施工能否正常进行。影响塌落度的因素有很多，在实际搅拌站生产混凝土过程中需要实时对搅拌的混凝土进行塌落度控制，现有搅拌设备控制塌落度的方式是靠搅拌楼操作员通过观察卸料口摄像头等数据，然后根据经验判断坍落度的大小，然后确定是加水还是加入砂石原料。
基于搅拌楼操作员的经验来判断加水还是加入砂石原料以及加入的量，一方面需要熟练、有经验的操作人员来实现，另一方面，由于人为主观判断，其控制准确度不高。
发明内容
基于此，有必要针对现有搅拌站塌落度控制方法存在较大误差的问题，提供一种控制准确的搅拌站混凝土塌落度控制方法与系统。
一种搅拌站混凝土塌落度控制方法，包括步骤：
采集预设时间内搅拌主机的电流数据；
去除所述电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据；
根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值；
获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值；
根据工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值以及搅拌主机预设时间内的电流平均值，并利用混凝土加减水参数计算公式，计算搅拌装置中加水或减水的参数；
其中，所述混凝土加减水参数计算公式如下：
式中，A(x)为加水或减水的参数，a为工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值，b为工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流下限值，K为调整水增益，r为递增或衰减的快速控制量。
一种搅拌站混凝土塌落度控制系统，包括：
采集模块，用于采集预设时间内搅拌主机的电流数据；
去除模块，用于去除所述电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据；
平均值计算模块，用于根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值；
上下限值获取模块，用于获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值；
计算模块，用于根据工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值以及搅拌主机预设时间内的电流平均值，并利用混凝土加减水参数计算公式，计算搅拌装置中加水或减水的参数；
其中，所述混凝土加减水参数计算公式如下：
式中，A(x)为加水或减水的参数，a为工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值，b为工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流下限值，K为调整水增益，r为递增或衰减的快速控制量。
本发明搅拌站混凝土塌落度控制方法与系统，采集预设时间内搅拌主机的电流数据，去除电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值，获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值(可以根据历史经验数据、行业规范准则或者实时模拟数据分析获得)，根据工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值以及搅拌主机预设时间内的电流平均值，并利用混凝土加减水参数计算公式，计算搅拌装置中加水或减水的参数。整个过程中，采用严谨的数据采集和计算、避免个别异常数据对整个数据平均值的影响，根据主机电流以及工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值，计算获得搅拌装置中加水或减水的参数，不需要经验丰富的操作人员进行操作，也不存在人为误差，所以搅拌装置中加水或减水的参数获取过程简单、且准确，实现对搅拌站混凝土塌落度的准确控制。
附图说明
图1为本发明搅拌站混凝土塌落度控制方法第一个实施例的流程示意图；
图2为本发明搅拌站混凝土塌落度控制方法第二个实施例的流程示意图；
图3为本发明搅拌站混凝土塌落度控制系统第一个实施例的结构示意图；
图4为本发明搅拌站混凝土塌落度控制系统第二个实施例的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下根据附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施仅仅用以解释本发明，并不限定本发明。
如图1所示，一种搅拌站混凝土塌落度控制方法，包括步骤：
S100：采集预设时间内搅拌主机的电流数据。
预设时间可以根据实际需要进行设定，例如1秒、2秒等，在这个时间段内搅拌站装置主机的电流是一个变化的值，我们可以根据实时采集到的电流数据绘制一个时间、电流变化曲线图。这个图可以清晰的表征搅拌装置在预设时间内电流变化的情况。搅拌主机指的是搅拌站中执行搅拌任务的主电机。
S200：去除所述电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据。
在实际生产过程中，搅拌装置的主机可能某一时刻突然需要加大输出功率，例如有比较大的卵石进入搅拌装置等，此时搅拌装置的主机电流会有一个瞬时突变的现象，相应的，在某一时刻搅拌装置内半成品混凝土搅拌阻力突减，搅拌主机输出功率突然变小，此时其电流亦会出现一个突变(减小)，这些电流的突变可能在相同的一个预设时间内。在严谨的计算过程中，我们是需要去除这些突变数据，避免其影响最后结果的准确度。在这里，我们去除电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据。
S300：根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值。
正如之前所述，搅拌装置的主机电流在预设时间内是一个变化的数据，为了准确获得数据，提高后续计算结果的准确度，在这里我们采用平均值算法，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值。
S400：获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值。
工地需求混凝土塌落度基准值是从工地发过来的订单请求中获知的，不同工地、不同用途的混凝土对其塌落度由不同的需求。工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值可以是基于历史经 验数据、行业规范准则等获得，也可以是实时模拟、测量以及计算获得。工地需求混凝土塌落度基准值通常来说是一种区间值，在此区间内的所有数据值的塌落度均能满足工地的需求，我们需要获知的是这个区间值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值。
具体的，在其中一个实施例中，其可以采用如下方式获得：
在搅拌装置中模拟生产满足工地需求塌落度基准值的混凝土；
测量第二预设时间内搅拌主机的电流数据；
根据所述第二预设时间内搅拌主机的电流数据，获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值。
S500：根据工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值以及搅拌主机预设时间内的电流平均值，并利用混凝土加减水参数计算公式，计算搅拌装置中加水或减水的参数；
其中，所述混凝土加减水参数计算公式如下：
式中，A(x)为加水或减水的参数，a为工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值，b为工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流下限值，K为调整水增益，r为递增或衰减的快速控制量。
其中，r为递增或衰减的快速控制量，该数值可以根据行业准则和专家库数据获知，K可以本领域行业规范中查找到，具体如下表1(K值对于其他混凝土材料可以查阅行业规范和经验数据获知，在此仅以碎石和卵石为例进行解释说明)。
表1
当A(x)为负值时，扣除这个数值的水量。当需扣除水量时，对于当前盘的混凝土我们可以采用某些方式去除掉，也可以选择重新加入砂石、水泥等原料来消耗掉多余的水量，在生产下一盘混凝土，我们可以直接在加入水量时扣除这部分扣除水量，以使生产出的混凝土塌落度满足工地需求。
本发明搅拌站混凝土塌落度控制方法，采集预设时间内搅拌主机的电流数据，去除电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值，获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值(可以根据历史经验数据、行业规范准则或者实时模拟数据分析获得)，根据工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值以及搅拌主机预设时间内的电流平均值，并利用混凝土加减水参数计算公式，计算搅拌装置中加水或减水的参数。整个过程中，采用严谨的数据采集和计算、避免个别异常数据对整个数据平均值的影响，根据主机电流以及工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值，计算获得搅拌装置中加水或减水的参数，不需要经验丰富的操作人员进行操作，也不存在人为误差，所以搅拌装置中加水或减水的参数获取过程简单、且准确，实现对搅拌站混凝土塌落度的准确控制。
如图2所示，在其中一个实施例中，步骤S500之后还有步骤：
S600：根据所述搅拌装置中加水或减水的参数对搅拌装置进行加水或者减水操作，重新检测搅拌站装置内混凝土的塌落度，并根据工地需求混凝土的塌落度值，判断搅拌装置内调整后的混凝土塌落度是否符合工地需求。
计算获得搅拌装置中加水或减水的参数之后，我们根据这个计算结果对搅拌装置进行加水或者减水操作(当计算结果为加水参数时，按照加水参数和当前搅拌装置内生产混凝土的量加入水量，当计算结果为减水参数时，按照减水参数和当前搅拌装置内生产混凝土的量扣除水量)。进行完这些操作之后，为了 确保生产出符合工地需求的混凝土，我们再次对调整后的混凝土进行塌落度检测，这个检测可以是采用高精度仪器进行检测，待检测结果显示符合工地需求时，引导混凝土运输车辆到装料口，装载成品混凝土。
在其中一个实施例中，所述获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值具体包括步骤：
在搅拌装置中模拟生产满足工地需求塌落度基准值的混凝土；
测量第二预设时间内搅拌主机的电流数据；
根据所述第二预设时间内搅拌主机的电流数据，获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值。
正如之前所述，我们可以采用实时采集模拟生产满足工地需求塌落度基准值的混凝土过程中的第二预设时间内搅拌主机的电流数据以及工地需求塌落度基准值的上限值和下限值，获得工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值。实现对应关系的精准获取，以使后续的加减水操作更加准确，其计算结果更加符合真实生产需求和情况。
在其中一个实施例中，所述根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值之后还有步骤:
获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系；
根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度。
另外，我们还可以采用如上述相同的方式，获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，这个对应关系可以采集多组数据绘制一个完整的对应关系表，在我们获知搅拌主机预设时间内的电流平均值之后，通过查表的方式获得搅拌装置内混凝土的塌落度。准确获知当前混凝土的塌落度能够在一定程度帮助操作人员了解当前拌站生产状况。
在其中一个实施例中，所述预设时间为3秒。
正如之前所述，预设时间是可以根据实际需要或者情况来进行选定的，其主要基于两个因素：其一是，预设时间不能太长，因为在实际混凝土生产过程 中我们需要快速检测出其塌落度，其二是，预设时间不能太短，太短的话在这个时间内采集到的主机电流数据无法准确反映当前主机电流的真实情况。在本实施例中，我们选取3秒作为预设时间，这样既能确保计算结果的准确、符合真实情况又能快速获取计算出混凝土的塌落度。
如图3所示，一种搅拌站混凝土塌落度控制系统，包括：
采集模块100，用于采集预设时间内搅拌主机的电流数据；
去除模块200，用于去除所述电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据；
平均值计算模块300，用于根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值；
上下限值获取模块400，用于获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值；
计算模块500，用于根据工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值以及搅拌主机预设时间内的电流平均值，并利用混凝土加减水参数计算公式，计算搅拌装置中加水或减水的参数；
其中，所述混凝土加减水参数计算公式如下：
式中，A(x)为加水或减水的参数，a为工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值，b为工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流下限值，K为调整水增益，r为递增或衰减的快速控制量。
本发明搅拌站混凝土塌落度控制系统，采集模块100采集预设时间内搅拌主机的电流数据，去除模块200去除电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据，平均值计算模块300计算搅拌主机预设时间内的电流平均值，上下限值获取模块400获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值(可以根据历史经验数据、行业规范准则或 者实时模拟数据分析获得)，计算模块500根据工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值以及搅拌主机预设时间内的电流平均值，并利用混凝土加减水参数计算公式，计算搅拌装置中加水或减水的参数。整个过程中，采用严谨的数据采集和计算、避免个别异常数据对整个数据平均值的影响，根据主机电流以及工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值，计算获得搅拌装置中加水或减水的参数，不需要经验丰富的操作人员进行操作，也不存在人为误差，所以搅拌装置中加水或减水的参数获取过程简单、且准确，实现对搅拌站混凝土塌落度的准确控制。
如图4所示，在其中一个实施例中，所述本发明搅拌站混凝土塌落度控制系统还包括：
重检模块600，用于根据所述搅拌装置中加水或减水的参数对搅拌装置进行加水或者减水操作，重新检测搅拌站装置内混凝土的塌落度，并根据工地需求混凝土的塌落度值，判断搅拌装置内调整后的混凝土塌落度是否符合工地需求。
在其中一个实施例中，所述上下限值获取模块400具体包括：
模拟单元，用于在搅拌装置中模拟生产满足工地需求塌落度基准值的混凝土；
测量单元，用于测量第二预设时间内搅拌主机的电流数据；
获取单元，用于根据所述第二预设时间内搅拌主机的电流数据，获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值。
在其中一个实施例中，所述本发明搅拌站混凝土塌落度控制系统还包括:
对应关系获取模块，用于获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系；
塌落度获取模块，用于根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度。
在其中一个实施例中，所述预设时间为3秒。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种搅拌站混凝土塌落度控制方法，其特征在于，包括步骤：
采集预设时间内搅拌主机的电流数据；
去除所述电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据；
根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值；
在搅拌装置中模拟生产满足工地需求塌落度基准值的混凝土；
测量第二预设时间内搅拌主机的电流数据；
根据所述第二预设时间内搅拌主机的电流数据，获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值；
根据工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值以及搅拌主机预设时间内的电流平均值，并利用混凝土加减水参数计算公式，计算搅拌装置中加水或减水的参数；
其中，所述混凝土加减水参数计算公式如下：
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式中，A(x)为加水或减水的参数，a为工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值，b为工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流下限值，K为调整水增益，r为递增或衰减的快速控制量；
根据所述搅拌装置中加水或减水的参数对搅拌装置进行加水或者减水操作，采用高精度仪器重新检测搅拌站装置内混凝土的塌落度，并根据工地需求混凝土的塌落度值，判断搅拌装置内调整后的混凝土塌落度是否符合工地需求。
2.根据权利要求1所述的搅拌站混凝土塌落度控制方法，其特征在于，所述根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值之后还有步骤:
获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系；
根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度。
3.根据权利要求1所述的搅拌站混凝土塌落度控制方法，其特征在于，所述预设时间为3秒。
4.一种搅拌站混凝土塌落度控制系统，其特征在于，包括：
采集模块，用于采集预设时间内搅拌主机的电流数据；
去除模块，用于去除所述电流数据中的最大值和最小值，获得处理后的电流数据；
平均值计算模块，用于根据所述处理后的电流数据，计算搅拌主机预设时间内的电流平均值；
模拟模块，用于在搅拌装置中模拟生产满足工地需求塌落度基准值的混凝土；
测量模块，用于测量第二预设时间内搅拌主机的电流数据；
获取模块，用于根据所述第二预设时间内搅拌主机的电流数据，获取工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值；
计算模块，用于根据工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值和搅拌主机的电流下限值以及搅拌主机预设时间内的电流平均值，并利用混凝土加减水参数计算公式，计算搅拌装置中加水或减水的参数；
其中，所述混凝土加减水参数计算公式如下：
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<mi>A</mi>
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式中，A(x)为加水或减水的参数，a为工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流上限值，b为工地需求混凝土塌落度基准值对应的搅拌主机的电流下限值，K为调整水增益，r为递增或衰减的快速控制量；
重检模块，用于根据所述搅拌装置中加水或减水的参数对搅拌装置进行加水或者减水操作，采用高精度仪器重新检测搅拌站装置内混凝土的塌落度，并根据工地需求混凝土的塌落度值，判断搅拌装置内调整后的混凝土塌落度是否符合工地需求。
5.根据权利要求4所述的搅拌站混凝土塌落度控制系统，其特征在于，还包括:
对应关系获取模块，用于获取搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系；
塌落度获取模块，用于根据搅拌主机预设时间内的电流平均值和搅拌主机的电流与搅拌装置内混凝土塌落度对应关系，获取搅拌装置内混凝土的塌落度。
6.根据权利要求4所述的搅拌站混凝土塌落度控制系统，其特征在于，所述预设时间为3秒。
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