[發明專利]一種混合料拌和質量控制方法和系統

有效

• 申請號: 201711342407.2
• 申請日: 2017-12-14
• 公開（公告）號: CN108107931B
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 劉洪海;董九洋;李振宇
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G05D13/62
• 分類號: G05D13/62;B01F15/00;B28C5/00;B28C7/02
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李鄭建

1.一種混合料拌和質量控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：調節攪拌機轉速在指定范圍內，其中，所述指定范圍為根據混合料生產實際確定的轉速范圍；

步驟2：每秒采集一次攪拌軸攪拌功率數據，具體過程為：將扭矩傳感器安裝在攪拌機主軸上，使用LabVIEW軟件和通訊線纜建立串口通訊，實時采集攪拌軸扭矩T，然后通過獲得的扭矩計算攪拌功率P；攪拌功率P的計算方法為：采用公式P＝T*N/9549計算攪拌功率；其中，T表示攪拌軸的扭矩，N表示攪拌機的轉速；

獲取第1至m個攪拌功率數據的斜率k₁，其中，m的大小根據采樣頻率確定；

繼續采集攪拌功率數據，獲取第2至m+1個攪拌功率數據的斜率k₂；若斜率k₁和k₂的正負相反，計數器加1；否則，計數器不變；

步驟3：重復上述步驟2，判斷相鄰斜率k_i和k_i+1的正負，i≥2，直到計數器累加至設定閾值，停止攪拌。

2.如權利要求1所述的混合料拌和質量控制方法，其特征在于，對于水泥混凝土混合料，所述閾值為4；對于瀝青混凝土混合料，所述閾值為2。

3.如權利要求1所述的混合料拌和質量控制方法，其特征在于，所述的步驟1中調節攪拌機轉速的具體過程為：由編碼器采集調速電機轉速信號，反饋給PLC，通過高速計數器和PID控制模塊輸出調節信號；變頻器接收調節信號，調節電機頻率，進而控制電機轉速。

4.一種混合料拌和質量控制系統，其特征在于，包括：

攪拌機恒速控制單元，用于控制攪拌機的轉速在指定范圍內，該指定范圍為生產實際確定的轉速范圍；

傳感器通訊單元，用于上位機與扭住傳感器進行數據交換；

功率監控單元，用于實時顯示功率數值，并將數據進行存儲，包括：

條件結構模塊，用于排除字符串向數值轉換程序中數據空的狀態；

公式節點模塊，用于將采集的扭矩與輸入的轉速信號，通過公式P＝TN/9549，求解出對應的功率數值；

逐點計數模塊，用于累計攪拌功率數據采集個數；

數組插入模塊，用于將采集的攪拌功率數據寫入一維數組，其中每個攪拌功率數據在數組中的索引位置由逐點計數值決定；

波形圖模塊，用于實時顯示攪拌功率數據的變化趨勢；

數據存儲模塊，用于將攪拌時間和對應的攪拌功率數據存入指定位置文件中；

濾波處理單元，用于濾波處理獲得的攪拌功率數據；

波峰波谷檢測單元，用于在線檢測重構數據曲線中的波峰波谷，判斷最佳拌和時間，包括：

線性擬合模塊，用于將小波處理后的重構數據進行線性擬合，求解出擬合斜率；

相鄰擬合斜率符號判斷模塊，用于判斷相鄰兩組重構數據的擬合斜率符號變化，若符號相反，逐點計數模塊加1；若相同，逐點計數值不變；

逐點計數模塊，用于累計相鄰擬合斜率符號相反的次數；

累計結果觸發模塊，用于當逐點計數值達到設定值，觸發PLC通訊單元；

PLC通訊單元；用于在達到最佳拌和時間時，向PLC發送中斷指令。

5.如權利要求4所述的混合料拌和質量控制系統，其特征在于，所述的濾波處理單元包括：

數據截取模塊，用于依次截取每m個一維數組中的功率數據為一組，進行后續的濾波處理；

順序結構模塊，用于指定數據截取程序的執行順序先于小波處理程序，避免數據的干擾；

小波處理模塊，用于對功率數據進行濾波處理；

波形圖模塊，用于實時顯示濾波處理結果。