专利名称：混凝土的配比系统、方法及上位机的制作方法
技术领域：
本发明涉及建筑领域，具体而言，涉及一种混凝土的配比系统、方法及上位机。
技术背景
影响混凝土的质量和性能的因素有很多，其中混凝土的配比是很关键的一个因素，配比是否准确直接影响混凝土的强度和质量，因此，在混凝土行业中，实验室给出的配比单中的配比数据相当关键。
在配比单中，骨料(砂石)是一个必备的原材料，然而骨料通常都并非理想状态 (即，不含水的干燥状态)，所以在配比中，需要考虑其含水率以及相关的配比换算问题。
目前，在大多数混凝土搅拌站企业中，基本都是实验员自行测定砂石的含水率，然后依据国家混凝土的标准配比进行换算，形成新的实际配比单，再送至控制室操作员，录入实际配比和任务单进行生产。
这种传统的操作模式不能够实现标准配比到实际配比的自动换算，导致生产自动化程度较低，从而影响了生产的效率。发明内容
本发明的主要目的在于提供一种混凝土的配比系统、方法及上位机，以至少解决上述生产模式所导致的生产效率较低的问题。
根据本发明的一个方面，提供了一种混凝土的配比系统，包括含水率测定仪，用于测定待生产的混凝土的骨料的含水率；上位机，用于根据测定的骨料的含水率以及预设的标准配比计算出生产混凝土时将采用的骨料与水的实际配比。
根据本发明的另一个方面，提供了一种混凝土的配比方法，包括测定待生产的混凝土的骨料的含水率；根据测定的骨料的含水率以及预设的标准配比计算出生产混凝土时将采用的骨料与水的实际配比。
根据本发明的又一个方面，提供了一种上位机，包括接收模块，用于接收测定的待生产混凝土骨料的含水率；计算模块，用于根据骨料的含水率以及预设的标准配比计算出生产混凝土时将采用的骨料与水的实际配比。
在本发明中，通过测量待生产的混凝土的骨料的含水率，从而实现标准配比到实际配比的自动转换，进而达到减少工作量和提高生产效率的效果。
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中
图1是根据本发明实施例一的配比系统结构框图2是根据本发明实施例二的配比系统结构框图3是根据本发明实施例的配比系统连接示意图4是根据本发明实施例三的混凝土配比方法流程图；以及
图5是根据本发明实施例四的上位机结构框图。
具体实施方式
下文中将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
图1是根据本发明实施例一的配比系统结构框图，如图1所示，该配比系统包括 含水率测定仪10和上位机30。其中，含水率测定仪10和上位机30连接或耦合。
含水率测定仪10用于测定待生产的混凝土的骨料的含水率；上位机30用于根据测定的骨料的含水率以及预设的标准配比计算出生产混凝土时将采用的骨料与水的实际配比。
在现有的生产模式中，由于砂石含水率会随天气变化和堆积程度而变化，因此每次生产都需要试验员进行含水率的测量，从而增加了劳动量。而在本实施例中，通过在线测量待生产的混凝土的骨料的含水率，实现标准配比到实际配比的自动转换，进而达到减少工作量和提高生产效率的效果。
图2是根据本发明实施例二的配比系统结构框图，如图2所示，该配比系统包括 含水率测定仪10、可编程逻辑控制器20 (PLC)、上位机30、电控回路40和执行模块50。可编程逻辑控制器20还包括AD转换模块22、换算模块M和生产控制模块26。上位机30还包括计算模块32、人机交互模块34、显示模块36和输出模块38。
含水率测定仪10用于在线测定待生产的混凝土的骨料的含水率，将含水率以电信号的形式输出至PLC 20 ；PLC 20将来自含水率测定仪10的电信号换算成骨料的含水率， 并将含水率参数输出至上位机30 ；上位机30根据骨料的含水率以及预设的标准配比计算出生产混凝土时将采用的骨料与水的实际配比。
其中，含水率测定仪10连接至可编程逻辑控制器20，可编程逻辑控制器20还分别与上位机30和电控回路40相连接，执行模块50连接至电控回路40。它们之间的通讯可以采用以太网的方式。
下面将结合图2详细描述各系统各部件之间的操作流程。
将含水率测定仪10安装至骨料仓处，在每次生产时，都能够通过含水率测定仪10 自动测量每仓料的含水率，实现了实时在线和精准测量。
含水率测定仪10将其测得的数据以4_20mA的电流信号送入PLC20的AD转换模块22进行模数转换，经过换算模块M的内部换算得出砂石含水率的实际百分比，即输入电流信号对应含水率的百分比。例如，当输入电流信号为4mA时，含水率为0%，当输入值为 20mA时，含水率为100%，；当输入值为12mA时，含水率为50%，电流大小与含水率对应成线性比例关系。
将测得的实际含水率，经由以太网通讯送入上位机30，同时在上位机30的监控界面(显示模块36)也增加了含水率的实时显示功能。在本实施例中，上位机显示模块36既能显示生产的实时情况和各控制参数，又能显示砂石的实际含水百分率，工作情况一目了然，达到了人机界面友好的状态，使得操作员能够实时的了解整个系统的工作情况。
上位机30通过读取PLC20送来的含水率后，在后台通过计算模块32对现有的实验室标准配比进行换算，得出实际配比值。
其相应的配比转换算法如下，原理是基于含水率的乘法计算公式
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
即当含水率测定仪测得砂石的含水率后，实际的砂石投料量会相应增加，同时相应减少配比中水的投料量。
例如设实验室给出的理想配比为砂200Kg，水lOOKg，实际测得砂的含水率为 10%，则通过上述换算公式可得
实际砂石投料量=200X(1+10% ) = 220Kg
实际水投料量=100-220X10%=78Kg
得到了换算后的配比值后，上位机30自动设置最新配比参数，通过输出模块38向 PLC20发送最新生产配比参数指令，同时PLC20激活启动相应控制程序。
PLC20通过程序控制由生产控制模块沈输出生产控制信号至电控回路40，经由电控回路40控制执行模块50实现自动生产。由于电控回路40和执行模块50均属于现有技术，在此不作详细的描述。
在上述实施例中，可通过上位机30的人机交互模块34输入相关参数和指令，例如，标准配比等参数。当然，在含水率测定仪10测定的实时数据后，操作员可依据测定仪测得的含水率通过人机交互模块34进行手动参数设置，从而得到转换后的配比，录入任务单进行生产。
通过上述实施例，可以实现配比的精准性，既达到了实时性，又保证了产品的性能和质量。
图3是根据本发明实施例的配比系统连接示意图。如图3所示，该配比系统的硬件主要由PLC、交换机和上位机组成。PLC包括CPU模块。各硬件之间的通讯采用以太网方式，其中，P1-P4均为以太网的通讯接口。
图4是根据本发明实施例三的混凝土配比方法流程图，如图4所示，包括以下步骤
步骤S402，测定待生产的混凝土的骨料的含水率；
步骤S404，根据测定的骨料的含水率以及预设的标准配比计算出生产混凝土时将采用的骨料与水的实际配比。
图5是根据本发明实施例四的上位机结构框图。如图5所示，该上位机包括接收模块31，用于接收测定的待生产混凝土骨料的含水率；计算模块32，用于根据骨料的含水率以及预设的标准配比计算出生产混凝土时将采用的骨料与水的实际配比。
其中，在上述实施例中，上位机还可以包括人机交互模块34，用于接收人机界面的指令输入；显示模块36，用于显示骨料的含水率、标准配比和实际配比；输出模块38，用于根据实际配比输出相应的生产参数以进行混凝土的生产。
在发明上述各实施例中，通过引入了含水率测定仪，以及结合配比管理中的自动转换，从而提高了生产效率和自动化程度，实现了控制的实时性，减少了误差。
同时，还能提供实时显示和自动操作功能，减少了实验员和操作员的一些工作环节和工作时间，节省了人力，提高了效率，同时还可避免了一些不必要的手动操作错误。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种混凝土的配比系统，其特征在于，包括含水率测定仪，用于测定待生产的混凝土的骨料的含水率；上位机，用于根据测定的所述骨料的含水率以及预设的标准配比计算出生产所述混凝土时将采用的所述骨料与水的实际配比。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括可编程逻辑控制器PLC，用于接收来自所述含水率测定仪的表征待生产的混凝土骨料的含水率的电信号，并将所述电信号换算成所述骨料的含水率后输出至所述上位机。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述上位机包括人机交互模块，用于接收人机界面的指令输入；计算模块，用于根据所述骨料的含水率以及预设的标准配比计算出生产所述混凝土时将采用的所述骨料与水的实际配比。
4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述上位机还包括显示模块，用于显示所述骨料的含水率、所述标准配比和所述实际配比；输出模块，用于根据所述实际配比向所述PLC输出相应的生产参数。
5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，可编程逻辑控制器PLC包括模数转换模块，用于对所述电信号进行模数转换；换算模块，用于将经过模数转换的电信号换算成所述骨料的含水率；生产控制模块，用于根据来自所述上位机的所述生产参数启动生产控制流程，并将所述生产控制流程运行所产生的生产控制信号输出。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，还包括电控回路，用于根据来自所述PLC的所述生产控制信号控制执行模块进行所述混凝土的生产；所述执行模块，用于执行所述混凝土的生产。
7.根据权利要求2至6中任一项所述的系统，其特征在于，所述含水率测定仪、所述上位机、和所述PLC之间通过以太网连接。
8.一种混凝土的配比方法，其特征在于，包括测定待生产的混凝土的骨料的含水率；根据测定的所述骨料的含水率以及预设的标准配比计算出生产所述混凝土时将采用的所述骨料与水的实际配比。
9.一种上位机，其特征在于，包括接收模块，用于接收测定的待生产混凝土骨料的含水率；计算模块，用于根据所述骨料的含水率以及预设的标准配比计算出生产所述混凝土时将采用的所述骨料与水的实际配比。
10.根据权利要求9所述的上位机，其特征在于，还包括人机交互模块，用于接收人机界面的指令输入；显示模块，用于显示所述骨料的含水率、所述标准配比和所述实际配比；输出模块，用于根据所述实际配比输出相应的生产参数以进行所述混凝土的生产。
全文摘要
本发明提供了一种混凝土的配比系统、方法及上位机，该配比系统包括含水率测定仪，用于测定待生产的混凝土的骨料的含水率；上位机，用于根据所述测定的骨料的含水率以及预设的标准配比计算出生产混凝土时将采用的骨料与水的实际配比。在本发明中，通过引入了含水率测定仪以及结合配比管理中的自动转换，从而提高了生产效率和生产的自动化程度。
文档编号B28C7/02GK102555064SQ20121005372
公开日2012年7月11日 申请日期2012年3月2日 优先权日2012年3月2日
发明者廖超, 李博, 李学俊, 蒋博韬, 齐华 申请人:中联重科股份有限公司