CN103324177A - 水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***及其方法 - Google Patents

水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***及其方法，该远程监控***包括水泥混凝土搅拌站点设置的近端监控***和远离水泥混凝土搅拌站点的远端监控***，该近端监控***通过无线网和互联网与远端监控***通讯；本发明能够实现对水泥混凝土生产过程中各主要参数的实时检测、现场显示和远程无线传输及远程监控，能够传输到指定的信息平台，形成电子文档保存，任何获得授权的部门和个人均可通过远程监控手机和远程监控电脑实时地了解这些数据，不仅可以从源头上提高水泥混凝土的生产质量，避免不合格水泥混凝土出现和造成的损失，而且可以提高检测效率，减轻质量管理部门的现场管理工作强度，实现了施工过程工程质量的实时远程监控。

Description

水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***及其方法
技术领域
本发明涉及智能控制领域技术，尤其是指一种水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***及其方法落。
背景技术
水泥混凝土在水利施工、建筑施工、公路施工等诸多施工领域中广泛应用，它由碎石或砾石、机制砂或天然砂砾、水泥、水及外加剂等按一定比例组成，该比例由大量的室内试验设计确定，我们称之为级配。水泥混凝土的生产是通过水泥混凝土拌和设备（亦称拌和站）实现的，经多年实际检测结果表明：搅拌站生产出的水泥混凝土级配常常偏离设计级配，导致水泥混凝土质量严重下降，进而直接影响整个工程的建设质量。因此，水泥混凝土的生产质量是施工中非常重要的一环，必须进行生产过程全程实时监控，才能从根本上保证施工质量。而现有技术中，对水泥混凝土生产质量不能实时控制，级配、水泥剂量、含水量、外加剂剂量等主要参数均需人工对所生产的混合料取样后，借助于专门的仪器，采用专门的试验方法进行检测。这种传统的检测方法具有如下缺点：①检测结果的正确性很大程度依赖于取样是否具有代表性，受人为因素影响较大；②测量需要时间，检测结果出来时，同批生产的混凝土已成型为构造物或路面。所以这种传统事后检测方法，不能实时掌握质量状况；③为避免返工，试验检测数据常常造假。一旦出现试验检测结果不符合要求，就得对已经成型的构造物或摊铺碾压成型的水泥混凝土路面进行报废处理，必然造成很大的浪费。
发明内容
有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，其主要目的是提供一种水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***及其方法，其结构简单，设计合理，实现方便，自动化程度高，使用操作便捷，功能完备，能够从源头上提高水泥混凝土的生产质量，检测效率高，工作可靠性高，工程实用价值高。
为实现上述目的，本发明采用如下之技术方案：
一种水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***，包括设置于水泥混凝土搅拌站点的近端监控***和远离水泥混凝土搅拌站点的远端监控***，该近端监控***通过无线网和互联网与远端监控***通讯；近端监控***包括
一用于对水泥混凝土生产过程中影响水泥混凝土生产质量的参数进行实时检测的传感器单元，该传感器单元包括分别对应对一种或多种骨料的添加计量进行检测的一个或多个骨料计量传感器、对水泥的添加计量进行检测的水泥计量传感器、对水的添加计量进行检测的水计量传感器和对外加剂的添加计量进行检测的外加剂计量传感器中的一个或两个以上的组合；
一用于对传感器单元所检测的信号进行分析处理并得出监控结果的单片机，该单片机连接有一用于存放水泥混凝土生产过程中级配、水泥剂量、含水量、外加剂剂量等主要参数的专家数据库；
一由单片机控制而执行相应命令的执行单元，该执行单元包括有一连接人机界面设备以输入参数标准的人机接口、一连接电液控制***的电液阀接口、一连接打印机和报警器的外设接口、一连接网络服务器的有线通讯接口；
该所述远端监控***包括有远端监控电脑和远端监控手机，远端监控电脑借助互联网连接服务器；该近端监控***上设置有一近端无线收发模块，近端无线收发模块连接于单片机，所述远端监控手机包括远端中央处理器以及分别连接于该远端中央处理器的电源、显示器、远端数据存储器、远端无线收发模块，远端监控手机的远端无线收发模块与近端监控***的近端无线收发模块通过无线网络通讯。
优选的，所述远端监控手机的电源指手机电池，该远端数据存储器采用手机外置的存储卡，该显示器采用手机的显示屏，该远端无线收发模块共用手机的无收通讯模块。 
优选的，所述骨料计量传感器由用于对皮带秤上骨料的重量进行检测的皮带秤称重传感器和用于对皮带秤的速度进行检测的皮带秤速度传感器构成。
优选的，所述水泥计量传感器、水计量传感器和外加剂计量传感器均为称重传感器。
优选的，所述水泥计量传感器、水计量传感器和外加剂计量传感器均为体积测量传感器。
优选的，所述服务器上设置有数据存储器。
一种水泥混凝土生产过程动态质量远程监控方法，包括如下步骤： 
（1）获取模拟信号：由皮带秤称重传感器对皮带秤上骨料的重量进行实时检测、皮带秤速度传感器对皮带秤的速度进行实时检测、水泥计量传感器对水泥的添加计量进行实时检测、水计量传感器对水的添加计量进行实时检测、外加剂计量传感器对外加剂的添加计量进行实时检测；
（2）模拟信号处理：各个传感器所检测到的模拟信号进行放大、滤波和A/D 转换处理后变成数字信号；
（3）数据处理：单片机接收传感器采集该数字信号信号，并和专家数据库的设定参数进行对比，并分析计算处理并得出监控结果，由单片机将检测结果通过有线通信接口上传给服务器，服务器对其接收到的数据进行水泥混凝土生产质量分析，图表制作，并将其接收到的数据和得到的处理结果存储到数据存储器中，或发布到互联网中；同时，单片机还通过近端无线收发模块将检测结果发送到远端监控手机，远端监控手机通过远端无线收发模块接收监控结果，并在显示器中显示出来以及将监控结果保存在远端数据存储器中。
优选的，在步骤（3）中，所述监控结果包括各种骨料的添加计量及比例、水泥的添加计量及比例、水的添加计量及比例、外加剂的添加计量及比例。
优选的，在步骤（3）中，单片机分析出监控结果后，会通过外设接口输出相应的控制信号给打印机和报警器。
优选的，在步骤（3）中，单片机分析出监控结果后，会通过检测结果判断后发出执行命令，执行命令通过电液阀接口送到电液控制***，由电液控制***调节骨料计量、水泥剂量、含水量、外加剂剂量的增减，使水泥混凝土的质量恢复合格水平。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果，具体而言，由上述技术方案可知，本发明能够实现对水泥混凝土生产过程中各主要参数的实时检测、现场显示和远程无线传输及远程监控，能够传输到指定的信息平台，形成电子文档保存，任何获得授权的部门和个人均可借助互联网和无线网通过远程监控手机和远程监控电脑实时地了解这些数据，不仅可以从源头上提高水泥混凝土的生产质量，避免不合格水泥混凝土出现和造成的损失，而且可以提高检测效率，减轻质量管理部门的现场管理工作强度，实现了施工过程工程质量的实时远程监控。此外，该***还有自动调节功能，当检测结果与参与数据不符合时，通过对检测数据的分析，可以自动做出判断并发出调节命令，调整电液控制***，从而使骨料计量、水泥剂量、含水量、外加剂剂量的增减后恢复合格水平。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效，下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明之实施例的结构原理框图；
图2是本发明之实施例的电路原理框图；
图3是本发明之实施例中骨料计量传感器的电路原理框图。
附图标识说明：
1、近端监控***           2、远端监控***
3、传感器单元             4、单片机
5、执行单元               6、骨料计量传感器
7、水泥计量传感器         8、水计量传感器
9、外加剂计量传感器       10、皮带秤称重传感器
11、皮带秤速度传感器      12、专家数据库
13、人机接口              14、电液阀接口
15、外设接口              16、有线通讯接口
17、电液控制***          18、打印机
19、报警器                20、服务器
21、数据存储器            22、远端监控电脑
23、远端监控手机          24、近端无线收发模块
25、远端中央处理器        26、电源
27、显示器                28、远端数据存储器
29、远端无线收发模块
具体实施方式
请参照图1所示，其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构，包括有水泥混凝土搅拌站点上配置的近端监控***1和远离水泥混凝土搅拌站点的远端监控***2，该近端监控***1通过无线网和互联网与远端监控***2通讯，从而远端监控***2可以在任意位置监控水泥混凝土搅拌站点的生产过程过态质量数据。
其中，如图2所示，该近端监控***1包括用于对水泥混凝土生产过程中影响水泥混凝土生产质量的参数进行实时检测的传感器单元3、用于对传感器单元3所检测的信号进行分析处理并得出监控结果的单片机4、由单片机4控制而执行相应命令的执行单元5，该传感器单元3连接于单片机4的输入端，该执行单元5连接于单片机4的输出端。
具体而言，该传感器单元3包括分别对应对一种或多种骨料的添加计量进行检测的一个或多个骨料计量传感器6、对水泥的添加计量进行检测的水泥计量传感器7、对水的添加计量进行检测的水计量传感器8和对外加剂的添加计量进行检测的外加剂计量传感器9中的一个或两个以上的组合。所述水泥计量传感器7、水计量传感器8和外加剂计量传感器9均为称重传感器或体积测量传感器。
本实施例中，如图3所示，所述骨料计量传感器6由用于对皮带秤上骨料的重量进行检测的皮带秤称重传感器10和用于对皮带秤的速度进行检测的皮带秤速度传感器11构成，皮带秤称重传感器10和皮带秤速度传感器11共同负责水泥混凝土生产过程中各种骨料的重量计量，具体地，是通过单片机4对皮带秤速度传感器11所检测到的皮带秤速度信号与皮带秤称重传感器10所检测到的重量信号做乘积运算，就可以准确地得到骨料的添加计量。
所述单片机4是***的控制核心，其内置有程序软件，实现对比、分析、计算得出结果，并根据结果自动发出执行指令到执行单元5。该单片机4连接有一专家数据库12，用于存放水泥混凝土生产过程中级配、水泥剂量、含水量、外加剂剂量等主要参数，这些参数是单片机4进行对比计算时的参考数据，假如传感器单元3检测的计量值不超出参数值的设定范围，即判断为合格生产，否则为不合格生产。此外，该单片机4连接于电源上，该电源为单片机4及连接于单片机4的各模块供低压直流电。
所述执行单元5包括有用于输入的人机接口13和用于输出的电液阀接口14、外设接口15、有线通讯接口16。该人机接口13上可以连接人机界面设备，操作人员可以通过人机界面设备设定参数标准。所述电液阀接口14连接电液控制***17，该电液控制***17可以调节骨料计量、水泥剂量、含水量、外加剂剂量的增减。所述外设接口15连接打印机18、报警器19，打印机18用于打印出传感单元检测的参数结果，当参数结果超于合格的范围值（即不合格）时，通过报警器19发出报警信号。所述有线通讯接口16连接网络服务器20，该服务器20上设有数据存储器21，将近端监控***1的监控数据、执行结果存储起来。服务器20连接于互联网，可以通过互联网发布水泥混凝土的生产过程的动态质量数据。
所述远端监控***2包括有远端监控电脑22和远端监控手机23，其中，任何人获得授权的部门都可以用远端监控电脑22借助互联网，实时地了解这些数据。
所述远端监控手机23被工程监理、项目经理或相关工程师携带，实时查看水泥混凝土的生产质量。所述远端监控手机23与近端监控***1通过无线网络通讯。其中，该近端监控***1上设置有一近端无线收发模块24，近端无线收发模块24连接于单片机4，用于将监控的数据通过无线网送到远端监控手机23中。所述远端监控手机23包括远端中央处理器25以及分别连接于该远端中央处理器25的电源26、显示器27、远端数据存储器28、远端无线收发模块29。该电源26指手机电池，该远端数据存储器28可以采用手机外置的存储卡；该显示器27采用手机的显示屏，该远端无线收发模块29共用手机的无收通讯模块。
本发明的工作原理及工作过程是：用户通过人机接口13输入控制参数，水泥混凝土生产过程中，皮带秤称重传感器10对皮带秤上骨料的重量进行实时检测，皮带秤速度传感器11对皮带秤的速度进行实时检测，水泥计量传感器7对水泥的添加计量进行实时检测，水计量传感器8对水的添加计量进行实时检测，外加剂计量传感器9对外加剂的添加计量进行实时检测，各个传感器所检测到的模拟信号进行放大、滤波和A/D 转换处理后变成数字信号，单片机4接收传感器采集该数字信号信号，并和专家数据库12的参数进行分析处理并得出监控结果，包括各种骨料的添加计量及比例、水泥的添加计量及比例、水的添加计量及比例、外加剂的添加计量及比例等等，然后，单片机4根据控制参数并通过外设接口15输出相应的控制信号给打印机18和报警器19，打印机18打印用户所需要的检测结果。
同时，单片机4还将其得出的检测结果通过有线通信接口上传给服务器20，服务器20对其接收到的数据进行分析处理，进行水泥混凝土生产质量分析，图表制作，并将其接收到的数据和得到的处理结果存储到数据存储器21中，或发布到互联网中，任何获得授权的部门均可借助互联网，实时地了解这些数据。
同时，单片机4还通过近端无线收发模块24将检测结果发送到远端监控手机23，远端监控手机23通过远端无线收发模块29接收监控结果，并在显示器27中显示出来以及将监控结果保存在远端数据存储器28中，从而方便工程监理、项目经理或相关工程师时实监控水泥混凝土的生产质量。
同时，单片机4还通过检测结果判断后发出执行命令，执行命令通过电液阀接口14送到电液控制***17，由电液控制***17调节骨料计量、水泥剂量、含水量、外加剂剂量的增减，使水泥混凝土的质量恢复合格水平。
综上所述，本发明能够实现对水泥混凝土生产过程中各主要参数的实时检测、现场显示和远程无线传输及远程监控，能够传输到指定的信息平台，形成电子文档保存，任何获得授权的部门和个人均可借助互联网和无线网通过远程监控手机和远程监控电脑实时地了解这些数据，不仅可以从源头上提高水泥混凝土的生产质量，避免不合格水泥混凝土出现和造成的损失，而且可以提高检测效率，减轻质量管理部门的现场管理工作强度，实现了施工过程工程质量的实时远程监控。此外，该***还有自动调节功能，当检测结果与参与数据不符合时，通过对检测数据的分析，可以自动做出判断并发出调节命令，调整电液控制***17，从而使骨料计量、水泥剂量、含水量、外加剂剂量的增减后恢复合格水平。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***，其特征在于：包括设置于水泥混凝土搅拌站点的近端监控***和远离水泥混凝土搅拌站点的远端监控***，该近端监控***通过无线网和互联网与远端监控***通讯；近端监控***包括
一用于对水泥混凝土生产过程中影响水泥混凝土生产质量的参数进行实时检测的传感器单元，该传感器单元包括分别对应对一种或多种骨料的添加计量进行检测的一个或多个骨料计量传感器、对水泥的添加计量进行检测的水泥计量传感器、对水的添加计量进行检测的水计量传感器和对外加剂的添加计量进行检测的外加剂计量传感器中的一个或两个以上的组合；
一用于对传感器单元所检测的信号进行分析处理并得出监控结果的单片机，该单片机连接有一用于存放水泥混凝土生产过程中级配、水泥剂量、含水量、外加剂剂量等主要参数的专家数据库；
一由单片机控制而执行相应命令的执行单元，该执行单元包括有一连接人机界面设备以输入参数标准的人机接口、一连接电液控制***的电液阀接口、一连接打印机和报警器的外设接口、一连接网络服务器的有线通讯接口；
该所述远端监控***包括有远端监控电脑和远端监控手机，远端监控电脑借助互联网连接服务器；该近端监控***上设置有一近端无线收发模块，近端无线收发模块连接于单片机，所述远端监控手机包括远端中央处理器以及分别连接于该远端中央处理器的电源、显示器、远端数据存储器、远端无线收发模块，远端监控手机的远端无线收发模块与近端监控***的近端无线收发模块通过无线网络通讯。
2.根据权利要求1所述的水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***，其特征在于：所述远端监控手机的电源指手机电池，该远端数据存储器采用手机外置的存储卡，该显示器采用手机的显示屏，该远端无线收发模块共用手机的无收通讯模块。
3.根据权利要求1所述的水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***，其特征在于：所述骨料计量传感器由用于对皮带秤上骨料的重量进行检测的皮带秤称重传感器和用于对皮带秤的速度进行检测的皮带秤速度传感器构成。
4.根据权利要求1所述的水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***，其特征在于：所述水泥计量传感器、水计量传感器和外加剂计量传感器均为称重传感器。
5.根据权利要求1所述的水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***，其特征在于：所述水泥计量传感器、水计量传感器和外加剂计量传感器均为体积测量传感器。
6.根据权利要求1所述的水泥混凝土生产过程动态质量远程监控***，其特征在于：所述服务器上设置有数据存储器。
7.一种水泥混凝土生产过程动态质量远程监控方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）获取模拟信号：由皮带秤称重传感器对皮带秤上骨料的重量进行实时检测、皮带秤速度传感器对皮带秤的速度进行实时检测、水泥计量传感器对水泥的添加计量进行实时检测、水计量传感器对水的添加计量进行实时检测、外加剂计量传感器对外加剂的添加计量进行实时检测；
（2）模拟信号处理：各个传感器所检测到的模拟信号进行放大、滤波和A/D 转换处理后变成数字信号；
（3）数据处理：单片机接收传感器采集该数字信号信号，并和专家数据库的设定参数进行对比，并分析计算处理并得出监控结果，由单片机将检测结果通过有线通信接口上传给服务器，服务器对其接收到的数据进行水泥混凝土生产质量分析，图表制作，并将其接收到的数据和得到的处理结果存储到数据存储器中，或发布到互联网中；同时，单片机还通过近端无线收发模块将检测结果发送到远端监控手机，远端监控手机通过远端无线收发模块接收监控结果，并在显示器中显示出来以及将监控结果保存在远端数据存储器中。
8.根据权利要求1所述的水泥混凝土生产过程动态质量远程监控方法，其特征在于：在步骤（3）中，所述监控结果包括各种骨料的添加计量及比例、水泥的添加计量及比例、水的添加计量及比例、外加剂的添加计量及比例。
9.根据权利要求1所述的水泥混凝土生产过程动态质量远程监控方法，其特征在于：在步骤（3）中，单片机分析出监控结果后，会通过外设接口输出相应的控制信号给打印机和报警器。
10.根据权利要求1所述的水泥混凝土生产过程动态质量远程监控方法，其特征在于：在步骤（3）中，单片机分析出监控结果后，会通过检测结果判断后发出执行命令，执行命令通过电液阀接口送到电液控制***，由电液控制***调节骨料计量、水泥剂量、含水量、外加剂剂量的增减，使水泥混凝土的质量恢复合格水平。
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