一种混凝土早强剂的智能控制系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及控制领域，尤其是一种混凝土早强剂的智能控制系统及方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国经济持续快速发展，我国的基础建设力度及规模也不断加大，混凝土构件的应用也越来越多。在混凝土构件生产中为尽早张拉钢筋、加快模板周转和台座利用率，以及加快工程建设进度及早完工，实现最大的经济效益，这就需要采用混凝土早强剂来促进水泥水化，缩短混凝土凝结时间，加快混凝土早期强度发展速度。随着建筑工程的发展，早强剂被越来越多的用于混凝土工程中。
[0003]目前我国常用的混凝土早强剂有氯盐系、硫酸盐系、碳酸盐系、有机物系等。氯盐系对钢筋有明显的锈蚀作用。单掺硫酸盐系，用量太大会影响混凝土外加剂的适应性问题。由于目前建筑工程技术的发展，单独的某种外加剂已难以达到实际工程复杂性、特殊性的施工要求。早强剂或者缓凝剂等一般来说均需要与高效或高性能减水剂复配使用，以达到某些复杂的工程对混凝土良好的工作性以及高强耐久等高性能的要求，因此，适应性问题会使早强剂在很大程度上受到限制。其他类型的早强剂，也都存在在早强效果不佳或影响后期强度，或原料来源困难生产成本高等问题。
[0004]综上所述，单纯依靠以上类型的早强剂，很难达到混凝土的早强要求，都或多或少存在适应性问题或者影响后期强度等使用缺陷，难以广泛的推广应用。
[0005]并且现有混凝土早强剂的制备过程中，大多环节依赖于人工操作，由于混凝土早强剂的制备过程中各比例项繁多，人工操作容易出错，但各个物料的配比比例需要严禁控制，不然会大大影响混凝土早强剂的适应性和混凝土早强效果，甚至还会影响混凝土的后期强度，而且人工操作还增加了时间成本及其他不必要的资源损失。
【发明内容】
[0006]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种混凝土早强剂的智能控制系统及方法，严格控制各个物料的配比比例及制备过程中温度、时间等各项参数；使混凝土早强剂制备成本低、稳定可靠，制备成品品质高，可进行自动化连续生产，节约资源，方便操作。
[0007]本发明采用的技术方案如下:
一种混凝土早强剂的智能制备系统，它包括:输入模块、加热模块、PH检测模块、阀门控制模块、PLC和报警模块；
输入模块包括输入设备，用于输入甲基丙烯磺酸钠的物质的量N，并转化为数字信号001传递至PLC ；
PH检测模块包括PH检测仪，用于检测反应装置中的溶液的PH值，并转化数字信号101传递至PLC;
PLC分别与输入模块、加热模块、PH检测模块、阀门控制模块和报警模块相连接；用于接收数字信号001，分别计算所需丙烯磺酸钠的质量N1、丙烯酸甲酯的质量N2、水的质量N3和甲基丙烯酸的质量N4，并向阀门控制模块传递执行信号201，向称量模块传递执行信号301 ;接收数字信号401，向阀门控制模块传递执行信号202 ;接收数字信号402，向阀门控制模块传递执行信号203 ;接收数字信号403，向阀门控制模块传递执行信号204 ;接收数字信号404，向阀门控制模块传递执行信号205 ;当执行信号202、执行信号203、执行信号204和执行信号205皆启动执行时，向加热模块传递执行信号501 ;接收数字信号405，向阀门控制模块传递执行信号206，向称量模块传递执行信号302 ;接收数字信号406，向阀门控制模块传递执行信号207，5h后向阀门控制模块传递执行信号208 ;接收数字信号101，当PH值为6?8时，向阀门控制模块传递执行信号209 ;接收数字信号407，向阀门控制模块传递执行信号210，并向称量模块传递执行信号303 ;接收数字信号408，向阀门控制模块传递执行信号211，接收数字信号409，向阀门控制模块传递执行信号212 ;当执行信号211和执行信号212皆启动执行时，向加热模块传递执行信号502，接收数字信号410，向报警模块传递执行信号601 ；
阀门控制模块包括电磁阀一、电磁阀二和电磁阀三；用于接收执行信号201，分别打开丙烯磺酸钠存储箱、丙烯酸甲酯存储箱、水箱和甲基丙烯酸存储箱的电磁阀二 ；接收执行信号202，关闭丙烯磺酸钠存储箱的电磁阀二，并打开其电磁阀一；接收执行信号203，接收执行信号202丙烯酸甲酯存储箱的电磁阀二，并打开其电磁阀一；接收执行信号204，关闭水箱的电磁阀二，并打开其电磁阀一；接收执行信号205，关闭甲基丙烯酸存储箱的电磁阀二，并打开其电磁阀一；接收执行信号206，打开引发剂存储箱内的电磁阀二 ；接收执行信号207，关闭引发剂存储箱内的电磁阀二，并打开其电磁阀一；接收执行信号208，打开电磁阀三；接收执行信号209，关闭电磁阀三，完成后向PLC传递数字信号407 ;接收执行信号210，打开硫酸钠存储箱和水箱内的电磁阀二 ；接收执行信号211，关闭硫酸钠存储箱的电磁阀二，并打开其电磁阀一；接收执行信号212，关闭水箱的电磁阀二，并打开其电磁阀一；
称量模块包括称量仪，用于接收执行信号301，用于称量各存储箱下层物料的质量m，在丙烯磺酸钠存储箱中，当m=Nl时，向PLC传递数字信号401 ;在丙烯酸甲酯存储箱中，当m=N2时，向PLC传递数字信号402 ;在水箱中，当m=N3时，向PLC传递数字信号403 ;在甲基丙烯酸存储箱中，当m=N4时，向PLC传递数字信号404 ;接收执行信号302，在引发剂存储箱中，当m=0.2% (N1+N2+N3+N4)时，向PLC传递数字信号406 ;接收数字信号303，在硫酸钠存储箱中，当m=Nl+N2+N3+N4时，向PLC传递数字信号408 ;在水箱中，当m=13 (N1+N2+N3+N4)时，向PLC传递数字信号409 ;
加热模块包括加热装置，用于接收执行信号501，启动加热装置，加热至80°C，执行完毕后向PLC传递数字信号405，3h后自动保温2h ;接收执行信号502启动加热装置，加热至30°C后保温30min，完成后向PLC传递数字信号410 ;
报警模块包括报警器，用于接收执行信号601，启动报警器，2min后停止；
由于采用上述方案，在输入模块输入甲基丙烯磺酸钠的物质的量N，PLC根据物料所占的百分比计算需要多少质量的相应物料及其他所需物料，并将计算结果传递至阀门控制模块和称量模块对物料进行称量，并放入至反应装置中反应，整个过程省去了大量的人工操作，自动化程度高，而且通过加热模块和PLC严格控制整个系统的温度和反应时间，稳定可
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[0008]进一步地，所述甲基丙烯磺酸钠、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和水的摩尔比为甲基丙烯磺酸钠:丙烯酸甲酯:甲基丙烯酸:水=1:0.1:0.3:3。
[0009]进一步地，所述引发剂通过引发剂存储箱上的电磁阀一滴至反应装置中，滴完累计总时间为3h。
[0010]由于采用上述方案，所述引发剂存储箱上的电磁阀一开口小，刚好可以让引发剂成滴状滴落至反应装置中，滴3h将引发剂存储箱内的引发剂滴完；省去了大量的人工操作，节约了资源，极大的方便了操作；
进一步地，一种混凝土早强剂的智能制备系统的智能制备方法，它包括以下步骤:
步骤1:安装各设备，打开一种混凝土早强剂的智能制备系统电源；将甲基丙烯磺酸钠装于甲基丙烯磺酸钠存储箱，丙烯酸甲酯装于丙烯酸甲酯存储箱，甲基丙烯酸装于甲基丙烯酸存储箱，将硫酸铵、双氧水、质量比为1:1的硫酸铵和过硫酸钾、质量比为1:1:2的双氧水、过硫酸钾和偶氮二异丁氰或质量比为1:1:1:1的双氧水、过硫酸铵、过硫酸钾和偶氮二异丁氰装于引发剂存储箱，将硫酸钠、三乙醇胺或质量比为1:5?20的三乙醇胺和硫酸钠的混合物装于硫酸钠存储箱中；水装于水箱中；
步骤2:在输入设备中输入甲基丙烯磺酸钠的物质的量N，输入模块接收甲基丙烯磺酸钠的物质的量N，并转化为数字信号001传递至PLC ;PLC接收数字信号001，分别计算所需丙烯磺酸钠的质量N1、丙烯酸甲酯的质量N2、水的质量N3和甲基丙烯酸的质量N4，并向阀门控制模块传递执行信号201，向称量模块传递执行信号301 ;
步骤3:阀门控制模块接收执行信号201，分别打开丙烯磺酸钠存储箱、丙烯酸甲酯存储箱、水箱和甲基丙烯酸存储箱的电磁阀二 ；称量模块接收执行信号301，称量各存储箱下层物料的质量m，在丙烯磺酸钠存储箱中，当m=Nl时，向PLC传递数字信号401 ;在丙烯酸甲酯存储箱中，当m=N2时，向PLC传递数字信号402 ;在水箱中，当m=N3时，向PLC传递数字信号403 ;在甲基丙烯酸存储箱中，当m=N4时，向PLC传递数字信号404 ;
步骤4:PLC接收数字信号401，向阀门控制模块传递执行信号202 ;阀门控制模块接收执行信号202，关闭丙烯磺酸钠存储箱的电磁阀二，并打开其电磁阀一 ；PLC接收数字信号402，向阀门控制模块传递执行信号203 ;阀门控制模块接收执行信号203，接收执行信号202丙烯酸甲酯存储箱的电磁阀二，并打开其电磁阀一 ；PLC接收数字信号403，向阀门控制模块传递执行信号204 ;阀门控制模块接收执行信号204，关闭水箱的电磁阀二，并打开其电磁阀一 ；PLC接收数字信号404，向阀门控制模块传递执行信号205 ;阀门控制模块接收执行信号205，关闭甲基丙烯酸存储箱的电磁阀二，并打开其电磁阀一；则相应存储箱下层的甲基丙烯磺酸钠、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和水通过电磁