混凝土搅拌站多模式温控方法、装置和系统与流程

本发明涉及混凝土搅拌站控制领域，特别涉及一种混凝土搅拌站多模式温控方法、装置和系统。

背景技术：

目前，随着国家大型重点建设项目的增多，切实保证工程质量，需要有效控制大体积混凝土的出机温度，一般是根据项目当地平均温度，通过复杂手工计算，提出加热或制冷措施。

但是现有技术对混凝土出机温度不能进行实时控制，存在较大温度误差，对混凝土质量和工程质量有巨大的影响。

现有搅拌站生产在搅拌站控制系统增加温度显示模块，在混凝土的生产过程中，控制系统能够在控制室主机显示器上显示各物料的温度，以及显示混凝土拌合物在搅拌机内的温度。

目前通用的控制系统，适用于对温度要求不高的施工环境，一些控制系统增加了温度显示模块，能够实现自动观察混凝土生产的环境温度，但是控制温度的解决方案只能根据各种温度因素的影响，采用平均温度或最高温度进行设计，对于大体积混凝土并不能有效的提供智能化的解决方案，如果外界环境变化导致其中的某种物料的温度变化了，需要人工重新设计，调整温控方案，反应缓慢，不能及时有效的进行实时温度控制，致使生产的混凝土各盘温度不一，进而可能会影响整个大体积混凝土入模温度，后期可能会对混凝土工程项目造成较大的质量隐患。

技术实现要素：

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种混凝土搅拌站多模式温控方法、装置和系统，内置多种温度生产模式，能够适应各种不同温度的生产施工。

根据本发明的一个方面，提供一种混凝土搅拌站多模式温控方法，包括：

接收物料测温装置采集的物料实时温度；

根据物料实时温度确定混凝土实时温度；

接收用户输入的混凝土目标温度；

比较混凝土实时温度和混凝土目标温度；

根据混凝土实时温度和混凝土目标温度的比较结果，采用相应的温度控制措施来调整混凝土实时温度。

在本发明的一个实施例中，所述物料测温装置包括骨料测温装置、粉料测温装置、水测温装置和外加剂测温装置；

所述物料实时温度包括骨料实时温度、粉料实时温度、水实时温度和外加剂实时温度。

在本发明的一个实施例中，所述根据混凝土实时温度和混凝土目标温度的比较结果，采用相应的温度控制措施来调整混凝土实时温度包括：

若混凝土实时温度低于混凝土目标温度，则启动物料加热装置；

若混凝土实时温度高于混凝土目标温度，则启动物料制冷装置。

在本发明的一个实施例中，所述启动物料加热装置包括：

若混凝土目标温度与混凝土实时温度的差值小于预定值，则启用水加热装置；

若混凝土目标温度与混凝土实时温度的差值不小于预定值，则启用水加热装置和骨料加热装置。

在本发明的一个实施例中，所述启动物料制冷装置包括：

若混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值小于第一阈值，则启用冷水机组；

若混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值不小于第一阈值、且小于第二阈值，则启用冷水机组和制冰装置，其中，所述第二阈值大于第一阈值；

若混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值不小于第二阈值，则启用冷水机组、制冰装置和骨料降温装置。

根据本发明的另一方面，提供一种混凝土搅拌站多模式温控装置，包括物料温度接收模块、混凝土温度确定模块、目标温度接收模块、温度比较模块和混凝土温度调整模块，其中：

物料温度接收模块，用于接收物料测温装置采集的物料实时温度；

混凝土温度确定模块，用于根据物料实时温度确定混凝土实时温度；

目标温度接收模块，用于接收用户输入的混凝土目标温度；

温度比较模块，用于比较混凝土实时温度和混凝土目标温度；

混凝土温度调整模块，用于根据混凝土实时温度和混凝土目标温度的比较结果，采用相应的温度控制措施来调整混凝土实时温度。

在本发明的一个实施例中，混凝土温度调整模块包括混凝土温度提升单元和混凝土温度降低单元，其中：

混凝土温度提升单元，用于在混凝土实时温度低于混凝土目标温度的情况下，启动物料加热装置；

混凝土温度降低单元，用于在混凝土实时温度高于混凝土目标温度的情况下，启动物料制冷装置。

在本发明的一个实施例中，混凝土温度提升单元用于在混凝土目标温度与混凝土实时温度的差值小于预定值的情况下，启用水加热装置；以及在混凝土目标温度与混凝土实时温度的差值不小于预定值的情况下，启用水加热装置和骨料加热装置。

在本发明的一个实施例中，混凝土温度降低单元用于在混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值小于第一阈值的情况下，启用冷水机组；在混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值不小于第一阈值、且小于第二阈值的情况下，启用冷水机组和制冰装置，其中，所述第二阈值大于第一阈值；以及在混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值不小于第二阈值的情况下，启用冷水机组、制冰装置和骨料降温装置。

根据本发明的另一方面，提供一种混凝土搅拌站多模式温控系统，包括物料测温装置和上述任一实施例所述的混凝土搅拌站多模式温控装置。

在本发明的一个实施例中，所述物料测温装置包括骨料测温装置、粉料测温装置、水测温装置和外加剂测温装置；

所述物料实时温度包括骨料实时温度、粉料实时温度、水实时温度和外加剂实时温度。

在本发明的一个实施例中，所述系统还包括物料加热装置和物料制冷装置，其中：

物料加热装置，用于根据混凝土搅拌站多模式温控装置的指示，对物料进行加热；

物料制冷装置，用于根据混凝土搅拌站多模式温控装置的指示，对物料进行制冷。

在本发明的一个实施例中，所述物料加热装置包括水加热装置和骨料加热装置；所述物料制冷装置包括冷水机组、制冰装置和骨料降温装置。

在本发明的一个实施例中，所述系统还包括搅拌机测温装置，其中：

搅拌机测温装置，用于实时测定并显示搅拌机内混凝土拌合物温度，并反馈至混凝土搅拌站多模式温控装置，以便混凝土搅拌站多模式温控装置判断温度控制措施是否达到目标。

本发明通过内置多种温度生产模式，能够适应各种不同温度的生产施工；能够快速、精确提供施工方案，系统处理数据，避免人为误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明混凝土搅拌站多模式温控系统第一实施例的示意图。

图2为本发明混凝土搅拌站多模式温控系统第二实施例的示意图。

图3为本发明混凝土搅拌站多模式温控系统第三实施例的示意图。

图4为本发明混凝土搅拌站多模式温控装置第一实施例的示意图。

图5为本发明混凝土搅拌站多模式温控装置第二实施例的示意图。

图6为本发明混凝土搅拌站多模式温控方法第一实施例的示意图。

图7为本发明一个实施例中启动物料加热装置的示意图。

图8为本发明一个实施例中启动物料制冷装置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

图1为本发明混凝土搅拌站多模式温控系统第一实施例的示意图。如图1所示，所述混凝土搅拌站多模式温控系统可以包括物料测温装置1和混凝土搅拌站多模式温控装置2，其中：

物料测温装置1，用于采集骨料、粉料、水、外加剂等物料的物料实时温度，并将所述物料温度发送给混凝土搅拌站多模式温控装置2。

在本发明的一个实施例中，骨料可以包括粗骨料和细骨料，粗骨料可以包括卵石、碎石、废渣等，细骨料可以包括中细砂，粉煤灰等。

在本发明的一个实施例中，粉料可以包括水泥。

混凝土搅拌站多模式温控装置2，用于接收物料测温装置1采集的物料实时温度；根据物料实时温度确定混凝土实时温度；接收用户输入的混凝土目标温度(即工程需求的出机温度)；和根据混凝土实时温度和混凝土目标温度的比较结果，采用相应的温度控制措施来调整混凝土实时温度。

图2为本发明混凝土搅拌站多模式温控系统第二实施例的示意图。与图1所示实施例相比，在图2所示实施例中，图1实施例的物料测温装置1可以包括骨料测温装置11、粉料测温装置12、水测温装置13和外加剂测温装置14；图1实施例的所述物料实时温度可以包括骨料实时温度、粉料实时温度、水实时温度和外加剂实时温度。

骨料测温装置11，用于通过温度传感器实时测定骨料仓内的砂石骨料温度，并反馈至混凝土搅拌站多模式温控装置2。

粉料测温装置12：通过温度传感器实时测定筒仓内的粉料温度，并反馈至混凝土搅拌站多模式温控装置2。

水测温装置13：通过温度传感器实时测定水池内的水温度，并反馈至混凝土搅拌站多模式温控装置2。

外加剂测温装置14：通过温度传感器实时测定外加剂罐内的液体外加剂温度，并反馈至混凝土搅拌站多模式温控装置2。

在本发明的一个实施例中，如图2所示，所述系统还可以包括物料加热装置3和物料制冷装置4，其中：

物料加热装置3，用于根据混凝土搅拌站多模式温控装置2的指示，对物料进行加热。

物料制冷装置4，用于根据混凝土搅拌站多模式温控装置2的指示，对物料进行制冷。

图3为本发明混凝土搅拌站多模式温控系统第三实施例的示意图。与图2所示实施例相比，在图3所示实施例中，图2实施例的物料加热装置3可以包括水加热装置31和骨料加热装置32；图2实施例的所述物料制冷装置4可以包括冷水机组41、制冰装置42和骨料降温装置43，其中：

骨料加热装置32，用于按照混凝土搅拌站多模式温控装置2所发出的指令，给骨料仓骨料加热。

水加热装置31，用于按照混凝土搅拌站多模式温控装置2所发出的指令，给水加热的模块系统。

冷水机组41，用于按照混凝土搅拌站多模式温控装置2所发出的指令，开启，以提供冷水。

制冰装置42，用于按照混凝土搅拌站多模式温控装置2所发出的指令，开启，以提供加冰作业。

骨料降温装置43，用于按照混凝土搅拌站多模式温控装置2所发出的指令，给骨料仓骨料降温。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，所述系统还可以包括搅拌机测温装置5，其中：

搅拌机测温装置5，用于实时测定并显示搅拌机内混凝土拌合物温度，并反馈至混凝土搅拌站多模式温控装置2，以便混凝土搅拌站多模式温控装置2判断温度控制措施是否达到目标。

基于本发明上述实施例提供的混凝土搅拌站多模式温控系统，能够实时根据混凝土出机温度以及生产实时温度变化，通过后台计算由系统决定采用何种温控措施满足生产需求。本发明上述实施例可以通过内置多种温度生产模式，能够适应各种不同温度的生产施工。本发明上述实施例能够快速、精确地实现对混凝土出机温度的实时控制，从而可以快速、精确地提供施工方案，系统处理数据，避免了人为误差，由此保证了混凝土质量和工程质量。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，所述系统还可以包括显示装置6，其中：

显示装置6与混凝土搅拌站多模式温控装置2连接，用于实时显示混凝土搅拌站多模式温控装置2获取的物料实时温度、搅拌机内混凝土拌合物温度、实时确定的混凝土实时温度、以及采用的具体温度控制措施。

在本发明的一个实施例中，如图3所示，所述系统还可以包括通信装置7，其中：

通信装置7与混凝土搅拌站多模式温控装置2连接，用于将混凝土搅拌站多模式温控装置2获取的物料实时温度、搅拌机内混凝土拌合物温度、实时确定的混凝土实时温度、以及采用的具体温度控制措施等数据上传给ERP(Enterprise Resource Planning，企业资源计划)系统和/或云服务器，并接收云服务器下发的远程控制指令，以实现远程控制。

本发明上述实施例可以和ERP系统结合，提供生产管理的智能化、数字化的技术保障。

本发明上述实施例可以同企业互联网云服务器结合，可实现数据协同，远程控制，为决策层提供技术依据，高效管理企业。

下面通过具体示例对本发明上述实施例中混凝土搅拌站多模式温控装置2的结构和功能进行说明：

图4为本发明混凝土搅拌站多模式温控装置第一实施例的示意图。如图4所示，所述混凝土搅拌站多模式温控装置包括物料温度接收模块41、混凝土温度确定模块42、目标温度接收模块43、温度比较模块44和混凝土温度调整模块45，其中：

物料温度接收模块41，用于接收物料测温装置1采集的物料实时温度。

在本发明的一个实施例中，物料测温装置1可以包括骨料测温装置11、粉料测温装置12、水测温装置13和外加剂测温装置14；所述物料实时温度可以包括骨料实时温度、粉料实时温度、水实时温度和外加剂实时温度。

混凝土温度确定模块42，用于根据物料实时温度确定混凝土实时温度。

目标温度接收模块43，用于接收用户输入的混凝土目标温度。

温度比较模块44，用于比较混凝土实时温度和混凝土目标温度。

混凝土温度调整模块45，用于根据混凝土实时温度和混凝土目标温度的比较结果，采用相应的温度控制措施来调整混凝土实时温度。

在本发明的一个实施例中，混凝土温度确定模块42具体可以采用如下公式确定混凝土实时温度T₀。

其中，m_w表示水用量(单位为kg)，m_ce表示水泥用量(单位为kg)，m_sa表示砂子用量(单位为kg)，m_g表示石子用量(单位为kg)；

T_w表示水用量(单位为摄氏度)，T_ce表示水泥用量(单位为摄氏度)，T_sa表示砂子用量(单位为摄氏度)，T_g表示石子用量(单位为摄氏度)；

ω_sa表示砂子的含水量(单位为％)，ω_g表示砂子的含水量(单位为％)；

c₁表示水的比热容(单位为kJ/kg·K)，c₂表示冰的溶解热(单位为kJ/kg)；

当骨料温度大于0摄氏度时，c₁＝4.2，c₂＝0；

当骨料温度小于或等于0摄氏度时，c₁＝2.1，c₂＝335。

本发明上述实施例中骨料包括石子和砂子，可以分别采用不同的温度传感器来测量石子和砂子的温度；也可以采用一个温度传感器来测量骨料仓内的砂石骨料温度，此时m_sa＝m_g。

本发明上述实施例中液体外加剂温度和用量，与水的温度和用量合并考虑。在本发明的另一优选实施例中，也可以单独考虑液体外加剂温度和用量，并对混凝土实时温度T₀的计算公式进行相应修改。

图5为本发明混凝土搅拌站多模式温控装置第二实施例的示意图。与图4所示实施例相比，在图5所示实施例中，图4实施例的混凝土温度调整模块45可以包括混凝土温度提升单元451和混凝土温度降低单元452，其中：

混凝土温度提升单元451，用于在混凝土实时温度低于混凝土目标温度的情况下，启动物料加热装置3。

在本发明的一个实施例中，混凝土温度提升单元451具体可以用于在混凝土目标温度与混凝土实时温度的差值小于预定值的情况下，启用水加热装置31；以及在混凝土目标温度与混凝土实时温度的差值不小于预定值的情况下，启用水加热装置31和骨料加热装置32。

混凝土温度降低单元452，用于在混凝土实时温度高于混凝土目标温度的情况下，启动物料制冷装置4。

在本发明的一个实施例中，混凝土温度降低单元452具体可以用于在混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值小于第一阈值的情况下，启用冷水机组41；在混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值不小于第一阈值、且小于第二阈值的情况下，启用冷水机组41和制冰装置42，其中，所述第二阈值大于第一阈值；以及在混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值不小于第二阈值的情况下，启用冷水机组41、制冰装置42和骨料降温装置43。

基于本发明上述实施例提供的混凝土搅拌站多模式温控装置，能够实时根据混凝土出机温度以及生产实时温度变化，通过后台计算由系统决定采用何种温控措施满足生产需求。

本发明上述实施例可以通过内置多种温度生产模式，能够适应各种不同温度的生产施工。本发明上述实施例能够快速、精确地实现对混凝土出机温度的实时控制，从而可以快速、精确地提供施工方案，系统处理数据，由此避免了人为误差，保证了混凝土质量和工程质量。

图6为本发明混凝土搅拌站多模式温控方法第一实施例的示意图。优选的，本实施例可由本发明混凝土搅拌站多模式温控装置执行。如图6所示，所述方法可以包括：

步骤61，接收物料测温装置1采集的物料实时温度。

在本发明的一个实施例中，所述物料测温装置1可以包括骨料测温装置11、粉料测温装置12、水测温装置13和外加剂测温装置14；所述物料实时温度可以包括骨料实时温度、粉料实时温度、水实时温度和外加剂实时温度。

步骤62，根据物料实时温度确定混凝土实时温度。

在本发明的一个实施例中，步骤62具体可以包括：采用如下公式确定混凝土实时温度T₀。

步骤63，接收用户输入的混凝土目标温度。

步骤64，比较混凝土实时温度和混凝土目标温度。

步骤65，根据混凝土实时温度和混凝土目标温度的比较结果，采用相应的温度控制措施来调整混凝土实时温度。

在本发明的一个实施例中，步骤65可以包括：

步骤651，若混凝土实时温度低于混凝土目标温度，则启动物料加热装置3。

步骤652，若混凝土实时温度高于混凝土目标温度，则启动物料制冷装置4。

图7为本发明一个实施例中启动物料加热装置的示意图。如图7所示，步骤651中，所述启动物料加热装置3的步骤可以包括：

步骤6511，在混凝土实时温度低于混凝土目标温度的情况下，判断混凝土目标温度与混凝土实时温度的差值是否小于预定值。若混凝土目标温度与混凝土实时温度的差值小于预定值，则执行步骤6512；否则，若混凝土目标温度与混凝土实时温度的差值不小于预定值，则执行步骤6513。

步骤6512，启用水加热装置31；指示搅拌站生产控制系统进行混凝土生产，之后不再执行本实施例的其它步骤。

步骤6513，启用水加热装置31和骨料加热装置32；指示搅拌站生产控制系统进行混凝土生产。

本发明上述实施例在温度较低(即，混凝土实时温度低于混凝土目标温度)的条件下，首先采用水加热装置31，如可满足生产要求，则混凝土搅拌站多模式温控装置2将命令传递至搅拌站生产控制系统，然后进行混凝土生产。如果外界环境温度继续下降，如水加热装置31满足不了生产需要，此时混凝土搅拌站多模式温控装置2再启动骨料加热装置32，这样来满足环境温度下降的生产需求。

例如：在本发明一个具体实施例中，客户的混凝土目标温度为15摄氏度，预定值为10摄氏度。若计算的混凝土实时温度为30摄氏度，则执行步骤6513，启用水加热装置31和骨料加热装置32进行温度调整。若计算的混凝土实时温度为20摄氏度，则执行步骤6512，启用水加热装置31进行温度调整。若混凝土实时温度为15摄氏度，则不进行温度调整。

图8为本发明一个实施例中启动物料制冷装置的示意图。如图8所示，步骤652中，所述启动物料制冷装置4的步骤可以包括：

步骤6521，在混凝土实时温度高于混凝土目标温度的情况下，判断混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值是否小于第一阈值。若混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值小于第一阈值，则执行步骤6522；否则，若混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值不小于第一阈值，则执行步骤6523。

步骤6522，启用冷水机组41；指示搅拌站生产控制系统进行混凝土生产，之后不再执行本实施例的其它步骤。

步骤6523，判断混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值是否小于第二阈值，其中，所述第二阈值大于第一阈值。若混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值小于第二阈值，则执行步骤6524；否则，若混凝土实时温度与混凝土目标温度的差值不小于第二阈值，则执行步骤6525。

步骤6524，启用冷水机组41和制冰装置42；指示搅拌站生产控制系统进行混凝土生产，之后不再执行本实施例的其它步骤。

步骤6525，启用冷水机组41、制冰装置42和骨料降温装置43；指示搅拌站生产控制系统进行混凝土生产。

例如：在本发明一个具体实施例中，客户的混凝土目标温度为15摄氏度、第一阈值为10摄氏度、第二阈值为20摄氏度。若计算的混凝土实时温度为10摄氏度，则执行步骤6522，启用冷水机组41进行温度调整。若混凝土实时温度为0摄氏度，则执行步骤6524，启用冷水机组41和制冰装置42进行温度调整。若混凝土实时温度为-10摄氏度，则启用冷水机组41、制冰装置42和骨料降温装置43进行温度调整。

本发明上述实施例在温度较高(即，混凝土实时温度低于混凝土目标温度)的条件下，首先采用冷水机组41，为搅拌站提供冷水，如可满足生产要求，则混凝土搅拌站多模式温控装置2将命令传递至搅拌站生产控制系统，然后混凝土进行生产。如果环境温度继续升高，冷水已不能满足生产需要，则启动制冰装置42，如可满足生产要求，则混凝土搅拌站多模式温控装置2将命令传递至搅拌站生产控制系统，然后混凝土进行生产。如果环境温度再继续升高，此时冷水机组41、制冰装置42还不能满足生产需要，则需要启动骨料降温装置43，这样共同为满足生产需要，达到温控的目的。

基于本发明上述实施例提供的混凝土搅拌站多模式温控方法，能够实时根据混凝土出机温度以及生产实时温度变化，通过后台计算由系统决定采用何种温控措施满足生产需求。

本发明上述实施例可以通过内置多种温度生产模式，能够适应各种不同温度的生产施工。本发明上述实施例能够快速、精确地实现对混凝土出机温度的实时控制，从而可以快速、精确地提供施工方案，系统处理数据，由此避免了人为误差，保证了混凝土质量和工程质量。

在上面所描述的混凝土搅拌站多模式温控装置可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、可编程逻辑控制器(PLC)、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件或者其任意适当组合。

至此，已经详细描述了本发明。为了避免遮蔽本发明的构思，没有描述本领域所公知的一些细节。本领域技术人员根据上面的描述，完全可以明白如何实施这里公开的技术方案。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。