[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

本發明公開了一種混合料拌和質量控制方法和系統，首先調節攪拌機轉速在指定范圍內，該指定范圍為生產實際確定的轉速范圍；實時采集攪拌軸扭矩，計算不同攪拌時間下的攪拌功率；將采集的多個功率數據濾波處理后線性擬合求解擬合直線斜率；通過相鄰擬合直線斜率變化判斷數據出現的波峰波谷次數，判斷第二次波谷出現的時間段為拌和質量達到最佳的時間段。本方法和系統由于采用通用設備自動檢測，可以避免人為實驗誤差。并且避免了拌和時間短，混合料質量欠佳；拌和時間長，增加施工成本。

技術領域

本發明屬于自動控制技術領域，涉及混合料拌和質量控制技術，具體是一種混合料拌和質量控制方法和系統。

背景技術

攪拌機在拌和過程中，通過對混合料進行擠壓、剪切、翻轉作用，達到攪拌均勻、施工和易的目的。混凝土拌和質量主要由施工和易性表征，它是指新拌混凝土在施工過程中易于操作并能夠獲得質量均勻、成型密實效果的性能。混凝土拌和質量的好壞會對路面的平整度、壓實度、強度等指標產生直接影響。

目前，工程實踐中對于混凝土施工和易性的檢測，采用塌落度法和維勃稠度法。雖然兩者操作簡易，但存在一些不足：第一，不同熟練程度的人員操作帶來的實驗結果有差異；第二，檢測過程需要攪拌機停機卸料，耗時耗力；第三，不能實時監測混凝土拌和質量。

發明內容

針對現有技術中的缺陷和不足，本發明提供了一種混合料拌和質量控制方法和系統，達到實時檢測控制拌和質量的目的，減少人為因素對測量結果的影響。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案予以實現：

本發明公開了一種混合料拌和質量控制方法，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，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。

進一步的，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。

進一步的，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。

進一步的，每秒采集一次攪拌軸攪拌功率數據的具體過程為：將扭轉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；

其中，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。

本發明還公開了一種混合料拌和質量控制系統，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；

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；