專利名稱：混凝土的配比系統(tǒng)、方法及上位機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及建筑領(lǐng)域，具體而言，涉及一種混凝土的配比系統(tǒng)、方法及上位機(jī)。
技術(shù)背景
影響混凝土的質(zhì)量和性能的因素有很多，其中混凝土的配比是很關(guān)鍵的一個因素，配比是否準(zhǔn)確直接影響混凝土的強(qiáng)度和質(zhì)量，因此，在混凝土行業(yè)中，實驗室給出的配比單中的配比數(shù)據(jù)相當(dāng)關(guān)鍵。
在配比單中，骨料(砂石)是一個必備的原材料，然而骨料通常都并非理想狀態(tài) (即，不含水的干燥狀態(tài))，所以在配比中，需要考慮其含水率以及相關(guān)的配比換算問題。
目前，在大多數(shù)混凝土攪拌站企業(yè)中，基本都是實驗員自行測定砂石的含水率，然后依據(jù)國家混凝土的標(biāo)準(zhǔn)配比進(jìn)行換算，形成新的實際配比單，再送至控制室操作員，錄入實際配比和任務(wù)單進(jìn)行生產(chǎn)。
這種傳統(tǒng)的操作模式不能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)配比到實際配比的自動換算，導(dǎo)致生產(chǎn)自動化程度較低，從而影響了生產(chǎn)的效率。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種混凝土的配比系統(tǒng)、方法及上位機(jī)，以至少解決上述生產(chǎn)模式所導(dǎo)致的生產(chǎn)效率較低的問題。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種混凝土的配比系統(tǒng)，包括含水率測定儀，用于測定待生產(chǎn)的混凝土的骨料的含水率；上位機(jī)，用于根據(jù)測定的骨料的含水率以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配比計算出生產(chǎn)混凝土?xí)r將采用的骨料與水的實際配比。
根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，提供了一種混凝土的配比方法，包括測定待生產(chǎn)的混凝土的骨料的含水率；根據(jù)測定的骨料的含水率以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配比計算出生產(chǎn)混凝土?xí)r將采用的骨料與水的實際配比。
根據(jù)本發(fā)明的又一個方面，提供了一種上位機(jī)，包括接收模塊，用于接收測定的待生產(chǎn)混凝土骨料的含水率；計算模塊，用于根據(jù)骨料的含水率以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配比計算出生產(chǎn)混凝土?xí)r將采用的骨料與水的實際配比。
在本發(fā)明中，通過測量待生產(chǎn)的混凝土的骨料的含水率，從而實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)配比到實際配比的自動轉(zhuǎn)換，進(jìn)而達(dá)到減少工作量和提高生產(chǎn)效率的效果。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例一的配比系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例二的配比系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的配比系統(tǒng)連接示意圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例三的混凝土配比方法流程圖；以及
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例四的上位機(jī)結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
下文中將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例一的配比系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示，該配比系統(tǒng)包括 含水率測定儀10和上位機(jī)30。其中，含水率測定儀10和上位機(jī)30連接或耦合。
含水率測定儀10用于測定待生產(chǎn)的混凝土的骨料的含水率；上位機(jī)30用于根據(jù)測定的骨料的含水率以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配比計算出生產(chǎn)混凝土?xí)r將采用的骨料與水的實際配比。
在現(xiàn)有的生產(chǎn)模式中，由于砂石含水率會隨天氣變化和堆積程度而變化，因此每次生產(chǎn)都需要試驗員進(jìn)行含水率的測量，從而增加了勞動量。而在本實施例中，通過在線測量待生產(chǎn)的混凝土的骨料的含水率，實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)配比到實際配比的自動轉(zhuǎn)換，進(jìn)而達(dá)到減少工作量和提高生產(chǎn)效率的效果。
圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例二的配比系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖，如圖2所示，該配比系統(tǒng)包括 含水率測定儀10、可編程邏輯控制器20 (PLC)、上位機(jī)30、電控回路40和執(zhí)行模塊50。可編程邏輯控制器20還包括AD轉(zhuǎn)換模塊22、換算模塊M和生產(chǎn)控制模塊26。上位機(jī)30還包括計算模塊32、人機(jī)交互模塊34、顯示模塊36和輸出模塊38。
含水率測定儀10用于在線測定待生產(chǎn)的混凝土的骨料的含水率，將含水率以電信號的形式輸出至PLC 20 ；PLC 20將來自含水率測定儀10的電信號換算成骨料的含水率， 并將含水率參數(shù)輸出至上位機(jī)30 ；上位機(jī)30根據(jù)骨料的含水率以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配比計算出生產(chǎn)混凝土?xí)r將采用的骨料與水的實際配比。
其中，含水率測定儀10連接至可編程邏輯控制器20，可編程邏輯控制器20還分別與上位機(jī)30和電控回路40相連接，執(zhí)行模塊50連接至電控回路40。它們之間的通訊可以采用以太網(wǎng)的方式。
下面將結(jié)合圖2詳細(xì)描述各系統(tǒng)各部件之間的操作流程。
將含水率測定儀10安裝至骨料倉處，在每次生產(chǎn)時，都能夠通過含水率測定儀10 自動測量每倉料的含水率，實現(xiàn)了實時在線和精準(zhǔn)測量。
含水率測定儀10將其測得的數(shù)據(jù)以4_20mA的電流信號送入PLC20的AD轉(zhuǎn)換模塊22進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，經(jīng)過換算模塊M的內(nèi)部換算得出砂石含水率的實際百分比，即輸入電流信號對應(yīng)含水率的百分比。例如，當(dāng)輸入電流信號為4mA時，含水率為0%，當(dāng)輸入值為 20mA時，含水率為100%，；當(dāng)輸入值為12mA時，含水率為50%，電流大小與含水率對應(yīng)成線性比例關(guān)系。
將測得的實際含水率，經(jīng)由以太網(wǎng)通訊送入上位機(jī)30，同時在上位機(jī)30的監(jiān)控界面(顯示模塊36)也增加了含水率的實時顯示功能。在本實施例中，上位機(jī)顯示模塊36既能顯示生產(chǎn)的實時情況和各控制參數(shù)，又能顯示砂石的實際含水百分率，工作情況一目了然，達(dá)到了人機(jī)界面友好的狀態(tài)，使得操作員能夠?qū)崟r的了解整個系統(tǒng)的工作情況。
上位機(jī)30通過讀取PLC20送來的含水率后，在后臺通過計算模塊32對現(xiàn)有的實驗室標(biāo)準(zhǔn)配比進(jìn)行換算，得出實際配比值。
其相應(yīng)的配比轉(zhuǎn)換算法如下，原理是基于含水率的乘法計算公式
砂石投料量=砂石配比X (1+含水率)
水投料量=水配比-砂石投料量X含水率
即當(dāng)含水率測定儀測得砂石的含水率后，實際的砂石投料量會相應(yīng)增加，同時相應(yīng)減少配比中水的投料量。
例如設(shè)實驗室給出的理想配比為砂200Kg，水lOOKg，實際測得砂的含水率為 10%，則通過上述換算公式可得
實際砂石投料量=200X(1+10% ) = 220Kg
實際水投料量=100-220X10%=78Kg
得到了換算后的配比值后，上位機(jī)30自動設(shè)置最新配比參數(shù)，通過輸出模塊38向 PLC20發(fā)送最新生產(chǎn)配比參數(shù)指令，同時PLC20激活啟動相應(yīng)控制程序。
PLC20通過程序控制由生產(chǎn)控制模塊沈輸出生產(chǎn)控制信號至電控回路40，經(jīng)由電控回路40控制執(zhí)行模塊50實現(xiàn)自動生產(chǎn)。由于電控回路40和執(zhí)行模塊50均屬于現(xiàn)有技術(shù)，在此不作詳細(xì)的描述。
在上述實施例中，可通過上位機(jī)30的人機(jī)交互模塊34輸入相關(guān)參數(shù)和指令，例如，標(biāo)準(zhǔn)配比等參數(shù)。當(dāng)然，在含水率測定儀10測定的實時數(shù)據(jù)后，操作員可依據(jù)測定儀測得的含水率通過人機(jī)交互模塊34進(jìn)行手動參數(shù)設(shè)置，從而得到轉(zhuǎn)換后的配比，錄入任務(wù)單進(jìn)行生產(chǎn)。
通過上述實施例，可以實現(xiàn)配比的精準(zhǔn)性，既達(dá)到了實時性，又保證了產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。
圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的配比系統(tǒng)連接示意圖。如圖3所示，該配比系統(tǒng)的硬件主要由PLC、交換機(jī)和上位機(jī)組成。PLC包括CPU模塊。各硬件之間的通訊采用以太網(wǎng)方式，其中，P1-P4均為以太網(wǎng)的通訊接口。
圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例三的混凝土配比方法流程圖，如圖4所示，包括以下步驟
步驟S402，測定待生產(chǎn)的混凝土的骨料的含水率；
步驟S404，根據(jù)測定的骨料的含水率以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配比計算出生產(chǎn)混凝土?xí)r將采用的骨料與水的實際配比。
圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例四的上位機(jī)結(jié)構(gòu)框圖。如圖5所示，該上位機(jī)包括接收模塊31，用于接收測定的待生產(chǎn)混凝土骨料的含水率；計算模塊32，用于根據(jù)骨料的含水率以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配比計算出生產(chǎn)混凝土?xí)r將采用的骨料與水的實際配比。
其中，在上述實施例中，上位機(jī)還可以包括人機(jī)交互模塊34，用于接收人機(jī)界面的指令輸入；顯示模塊36，用于顯示骨料的含水率、標(biāo)準(zhǔn)配比和實際配比；輸出模塊38，用于根據(jù)實際配比輸出相應(yīng)的生產(chǎn)參數(shù)以進(jìn)行混凝土的生產(chǎn)。
在發(fā)明上述各實施例中，通過引入了含水率測定儀，以及結(jié)合配比管理中的自動轉(zhuǎn)換，從而提高了生產(chǎn)效率和自動化程度，實現(xiàn)了控制的實時性，減少了誤差。
同時，還能提供實時顯示和自動操作功能，減少了實驗員和操作員的一些工作環(huán)節(jié)和工作時間，節(jié)省了人力，提高了效率，同時還可避免了一些不必要的手動操作錯誤。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種混凝土的配比系統(tǒng)，其特征在于，包括含水率測定儀，用于測定待生產(chǎn)的混凝土的骨料的含水率；上位機(jī)，用于根據(jù)測定的所述骨料的含水率以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配比計算出生產(chǎn)所述混凝土?xí)r將采用的所述骨料與水的實際配比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括可編程邏輯控制器PLC，用于接收來自所述含水率測定儀的表征待生產(chǎn)的混凝土骨料的含水率的電信號，并將所述電信號換算成所述骨料的含水率后輸出至所述上位機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)包括人機(jī)交互模塊，用于接收人機(jī)界面的指令輸入；計算模塊，用于根據(jù)所述骨料的含水率以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配比計算出生產(chǎn)所述混凝土?xí)r將采用的所述骨料與水的實際配比。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)還包括顯示模塊，用于顯示所述骨料的含水率、所述標(biāo)準(zhǔn)配比和所述實際配比；輸出模塊，用于根據(jù)所述實際配比向所述PLC輸出相應(yīng)的生產(chǎn)參數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，可編程邏輯控制器PLC包括模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，用于對所述電信號進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換；換算模塊，用于將經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換的電信號換算成所述骨料的含水率；生產(chǎn)控制模塊，用于根據(jù)來自所述上位機(jī)的所述生產(chǎn)參數(shù)啟動生產(chǎn)控制流程，并將所述生產(chǎn)控制流程運(yùn)行所產(chǎn)生的生產(chǎn)控制信號輸出。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括電控回路，用于根據(jù)來自所述PLC的所述生產(chǎn)控制信號控制執(zhí)行模塊進(jìn)行所述混凝土的生產(chǎn)；所述執(zhí)行模塊，用于執(zhí)行所述混凝土的生產(chǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求2至6中任一項所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述含水率測定儀、所述上位機(jī)、和所述PLC之間通過以太網(wǎng)連接。
8.一種混凝土的配比方法，其特征在于，包括測定待生產(chǎn)的混凝土的骨料的含水率；根據(jù)測定的所述骨料的含水率以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配比計算出生產(chǎn)所述混凝土?xí)r將采用的所述骨料與水的實際配比。
9.一種上位機(jī)，其特征在于，包括接收模塊，用于接收測定的待生產(chǎn)混凝土骨料的含水率；計算模塊，用于根據(jù)所述骨料的含水率以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配比計算出生產(chǎn)所述混凝土?xí)r將采用的所述骨料與水的實際配比。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的上位機(jī)，其特征在于，還包括人機(jī)交互模塊，用于接收人機(jī)界面的指令輸入；顯示模塊，用于顯示所述骨料的含水率、所述標(biāo)準(zhǔn)配比和所述實際配比；輸出模塊，用于根據(jù)所述實際配比輸出相應(yīng)的生產(chǎn)參數(shù)以進(jìn)行所述混凝土的生產(chǎn)。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種混凝土的配比系統(tǒng)、方法及上位機(jī)，該配比系統(tǒng)包括含水率測定儀，用于測定待生產(chǎn)的混凝土的骨料的含水率；上位機(jī)，用于根據(jù)所述測定的骨料的含水率以及預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)配比計算出生產(chǎn)混凝土?xí)r將采用的骨料與水的實際配比。在本發(fā)明中，通過引入了含水率測定儀以及結(jié)合配比管理中的自動轉(zhuǎn)換，從而提高了生產(chǎn)效率和生產(chǎn)的自動化程度。
文檔編號B28C7/02GK102555064SQ20121005372
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月2日
發(fā)明者廖超, 李博, 李學(xué)俊, 蔣博韜, 齊華 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司