一种混凝土含水率在线监控系统及监控方法与流程

本发明属于建筑施工技术领域，特别涉及一种混凝土含水率在线监控系统及监控方法。

背景技术：

混凝土结构在建筑工程中占有很大的比重，在结构的安全可靠度和耐久性方面起绝对的作用。塌落度是混凝土生产的一个重要质量指标，影响商品混凝土的塌落度的确定和不确定因素有很多，其中，搅拌时所加水量骨料的含水率是最重要的影响因素之一。

在商品混凝土的生产过程中，骨料的含水率与天气状况直接相关，目前大都采用人工检测，例如采用“离线”抽样检测技术，采用这种检测方式导致时间滞后，操作繁琐，最终影响了混凝土的生产质量和效率。

在现代工业中，采用大规模集成电路技术的可编程控制器，例如plc可编程控制器，已经成为工业控制领域的主流控制设备。

技术实现要素：

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种混凝土含水率在线监控系统，可提高混凝土的生产质量和效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种混凝土含水率在线监控系统，用于实时监测和控制搅拌器内砂石骨料的含水率，包括温度传感器、湿度传感器、密度传感器、可编程控制器、加水控制子系统、加水支路和涡轮流量计，所述温度传感器、湿度传感器和密度传感器分别设于搅拌器的出料口，并均与可编程控制器信号连接，所述可编程控制器还分别与加水控制子系统、加水支路、涡轮流量计和上位机信号连接，以通过控制加水控制子系统依次经过加水支路和涡轮流量计定量向搅拌机内注水，使含水率达到设定标准值，并将相应的信号和数据传输至上位机。

作为优选，所述加水控制子系统包括开关关继电器和水泵，所述水泵通过水源供水，所述开关继电器分别与可编程控制器和水泵连接。

作为优选，所述加水支路包括直行程电动阀，所述直行程电动阀与可编程控制器连接，所述水泵依次通过直行程电动阀和涡轮流量计与搅拌机连接，以向搅拌机内注水。

作为优选，所述加水支路还包括手动控制阀，所述水泵依次通过手动控制阀和涡轮流量计与搅拌机连接，以向搅拌机内注水。

作为优选，可编程控制器为plc可编程控制器。

一种混凝土含水率在线监控系统的监控方法，包括如下步骤：

(a)首先，初始原料送入搅拌机混合搅拌，然后分别通过温度传感器、湿度传感器和密度传感器测出混合骨料的温度、湿度和密度，接着输出信号给可编程控制器，可编程控制器通过运算处理得出骨料的真实含水率，然后在上位机的人机控制界面上显示出来；

(b)随后可编程控制器将修正后的含水率与事先设定的含水率标准值进行比较，若低于标准值，则向开关继电器输出信号，以控制水泵的开关向加水支路注水；

(c)通过可编程控制器的控制运算来调控直行程电动阀，以通过控制直行程电动阀的开关大小来调节水量大小。

(d)水流经过涡轮流量计向搅拌机进行注水，通过涡轮流量计测出水的流量，然后输出信号给可编程控制器，经过运算处理得出累计注水量，在上位机的人机控制界面上显示出来；

(e)当骨料中的含水率达到设定标准时，停止注水。

作为优选，所述步骤(c)的替代步骤是，通过手动调节手动控制阀的开关大小来调节水量大小。

作为优选，所述步骤(a)中的运算处理采用温度补偿电路进行测量补偿，用于将可编程控制器采集到的实时补偿温度测量数据、密度数据和初步线性转换的实时水分测量数据按照非线性拟合算法进行数据融合，以抵消物料温度与密度对测量值的影响。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果是：本发明采用plc可编程控制器，可以随时接收温度传感器、湿度传感器和密度传感器输入的信号，并经过运算得出骨料的实时含水率信息，然后通过对加水控制子系统的控制，对混和骨料进行注水，最终会得到含水率符合要求的混凝土，提高了混凝土的生产质量和效率且操作简单，减少了工人的工作量。

附图说明

图1为本发明中一种混凝土含水率在线监控系统的流程框图。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作详细说明。

如图1所示，本发明的实施例公开了一种混凝土含水率在线监控系统，用于实时监测和控制搅拌器1内砂石骨料的含水率，包括温度传感器2、湿度传感器3、密度传感器4、可编程控制器5、加水控制子系统、加水支路和涡轮流量计11，温度传感器2、湿度传感器3和密度传感器4分别设于搅拌器1的出料口，并均与可编程控制器5信号连接，可编程控制器5还分别与加水控制子系统、加水支路、涡轮流量计11和上位机6信号连接，以通过控制加水控制子系统依次经过加水支路和涡轮流量计11定量向搅拌机1内注水，使含水率达到设定标准值，并将相应的信号和数据传输至上位机6。

本实施例中，加水控制子系统包括开关关继电器7和水泵8，水泵8通过水源供水，开关继电器7分别与可编程控制器5和水泵8连接。

本实施例中，加水支路包括直行程电动阀9或手动控制阀10，手动控制阀10分别与水泵8和涡轮流量计11连接，直行程电动阀9与可编程控制器5连接，水泵8依次通过直行程电动阀9和涡轮流量计11与搅拌机1连接，以向搅拌机1内注水。

本实施例中，可编程控制器为plc可编程控制器。

本发明还公开了一种混凝土含水率在线监控系统的监控方法，包括如下步骤：

(a)首先，初始原料送入搅拌机1混合搅拌，然后分别通过温度传感器2、湿度传感器3和密度传感器4测出混合骨料的温度、湿度和密度，接着输出信号给可编程控制器5，可编程控制器5通过运算处理得出骨料的真实含水率，然后在上位机6的人机控制界面上显示出来；

(b)随后可编程控制器5将修正后的含水率与事先设定的含水率标准值进行比较，若低于标准值，则向开关继电器7输出信号，以控制水泵8的开关向加水支路注水；

(c)通过可编程控制器5的控制运算来调控直行程电动阀9，以通过控制直行程电动阀9的开关大小来调节水量大小。

(d)水流经过涡轮流量计向搅拌机进行注水，通过涡轮流量计测出水的流量，然后输出信号给可编程控制器，经过运算处理得出累计注水量，在上位机的人机控制界面上显示出来；

(e)当骨料中的含水率达到设定标准时，停止注水。

本实施例中，步骤(c)的替代步骤是，通过手动调节手动控制阀10的开关大小来调节水量大小。

本实施例中，步骤(a)中的运算处理采用温度补偿电路进行测量补偿，用于将可编程控制器5采集到的实时补偿温度测量数据、密度数据和初步线性转换的实时水分测量数据按照非线性拟合算法进行数据融合，以抵消物料温度与密度对测量值的影响。

本发明中的一种混凝土含水率在线监控系统的监控方法与传统的“离线”抽样检测技术相比，具有操作简单，及时性，可控性等优点，利用plc可编程控制器在线监控混凝土含水率技术的原理是通过plc和上位机对传感器输入的信号进行处理从而实现实时监测。

以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。