拌和站混凝土智能温度调节系统及方法与流程

1.本发明涉及施工智能控制技术领域，具体是涉及一种拌和站混凝土智能温度调节系统及方法。


背景技术：

2.在工程建设中，往往会用到拌和站，拌和站又称拌合站或搅拌站，是工业建设中用于土建搅拌施工等大型机械的统称，用于高等级公路、铁路、桥梁、城市道路、广场、机场的基层混凝土的稳定施工，因此，作为bim温控平台的重要组成部分，拌和站的混凝土出机温度的预测和控制是一个非常重要的环节。
3.混凝土是重要的建筑材料，混凝土的质量决定施工工程的质量，而混凝土的质量与拌和站的温度控制相关，现有技术中，对拌和站的温度控制主要是依赖人工监测，其人为参与程度较高，不确定因素较多，因此，效率低，出错率低，并且人工进行的生产管理的信息化程度低，对信息的响应速度慢，无法高效利用生产过程中产生的有用信息。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种拌和站混凝土智能温度调节系统及方法。
5.第一方面，本技术提供了一种拌和站混凝土智能调节系统，包括：
6.原料称量模块，用于称量混凝土各原料的进料量；
7.原料温度监测模块，用于监测混凝土各原料的进料温度；
8.混凝土出机温度监测模块，用于监测混凝土的出机温度；
9.数据处理模块，与所述原料称量模块、所述原料温度监测模块和所述混凝土出机温度监测模块通信连接，用于根据获取的混凝土各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土的出机温度，获取该标号混凝土的各原料的进料量、进料温度以及混凝土出机温度的温度调节关系，并根据温度调节关系、各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土预设出机温度范围，控制调节至少其中一种原料的进料温度。
10.根据第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述数据处理模块包括：
11.关系获取模块，与所述原料称量模块、所述原料温度监测模块和所述混凝土出机温度监测模块通信连接，用于根据获取的混凝土各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土的出机温度，获取该标号混凝土的各原料的进料量、进料温度以及混凝土出机温度的温度调节关系；
12.温度预测模块，与所述关系获取模块通信连接，用于根据温度调节关系，以及实际各原料的进料量以及进料温度，获取混凝土预测出机温度；
13.温度调节模块，与所述温度预测模块通信连接，用于比对混凝土预测出机温度和混凝土预设出机温度范围，获取比对结果，根据比对结果控制调节至少其中一种原料的进料温度。根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，
所述混凝土各原料包括水、粉煤灰、水泥、粗骨料和细骨料，所述原料温度监测模块包括分别位于储水箱、粉煤灰存储罐、水泥存储罐、粗骨料存储罐、细骨料存储罐中的温度传感器。
14.根据第一方面，在第一方面的第三种可能的实现方式中，还包括冰块存储装置，所述冰块存储装置与所述温度调节模块通信连接，所述温度调节模块用于当混凝土预测出机温度高于混凝土预测出机温度范围的上限值时，控制冰块存储装置向储水箱内添加冰块。
15.根据第一方面，在第一方面的第四种可能的实现方式中，还包括加热水箱和水泵，所述加热水箱的加热模块以及水泵与所述温度调节模块通信连接，所述温度调节模块用于当混凝土预测出机温度低于混凝土预测出机温度范围的下限值时，控制加热模块加热储水箱内的水，控制水泵向所述拌和站定量泵入热水。
16.根据第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第五种可能的实现方式中，还包括比对模块，与所述混凝土出机温度监测模块和所述温度预测模块通信连接，用于比对混凝土出机温度监测模块监测到的混凝土实际出机温度和混凝土预测出机温度，获取温度比对差值，比对温度差值和预设温度差值范围，获取混凝土出机温度预测准确性结果。
17.根据第一方面的第五种可能的实现方式，在第一方面的第六种可能的实现方式中，还包括报警模块，与所述比对模块通信连接，用于当温度差值超过预设温度差值范围时，所述报警模块发出报警信息。
18.第二方面，本技术提供了一种拌和站混凝土智能调节方法，包括以下步骤：
19.称量获取混凝土各原料的进料量；
20.监测获取混凝土各原料的进料温度；
21.监测获取混凝土的出机温度；
22.根据获取的混凝土各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土的出机温度，获取该标号混凝土的各原料进料量、进料温度以及混凝土出机温度的温度调节关系，并根据温度调节关系、各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土预设出机温度范围，控制调节至少其中一种原料的进料温度。
23.根据第二方面，在第二方面的第一种可能的实现方式中，所述根据获取的混凝土各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土的出机温度，获取该标号混凝土的各原料的进料量、进料温度以及混凝土出机温度的温度调节关系，并根据温度调节关系、各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土预设出机温度范围，控制调节至少其中一种原料的进料温度的步骤，具体包括以下步骤：
24.根据获取的混凝土各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土的出机温度，获取该标号混凝土的各原料的进料量、进料温度以及混凝土出机温度的温度调节关系；根据温度调节关系，以及实际各原料的进料量以及进料温度，获取混凝土预测出机温度；
25.比对混凝土预测出机温度和混凝土预设出机温度范围，控制调节至少其中一种原料的进料温度。
26.根据第二方面的第一种可能的实现方式，在第二方面的第二种可能的实现方式中，所述比对混凝土预测出机温度和混凝土预设出机温度范围，控制调节至少其中一种原料的进料温度的步骤，具体包括以下步骤：
27.当混凝土预测出机温度高于混凝土预设出机温度范围的温度差值时，控制向储水箱或拌和站内加入冰块。
28.与现有技术相比，本发明的优点如下：
29.本技术提供的拌和站混凝土智能温度调节系统，通过试验获取各原料的进料量、进料温度和混凝土出机温度的试验数据，对试验数据进行数据拟合处理，获取各原料的进料量、进料温度和混凝土出机温度的温度调节关系，并根据温度调节关系以及各原料的实际进料量以及进料温度，获取混凝土预测出机温度，比对混凝土预测出机温度和混凝土预设出机温度范围，获取比对结果，根据比对结果，对原料的进料温度进行调节，以实现混凝土的出机温度符合要求，保障混凝土出机质量。
附图说明
30.图1是本发明实施例的拌和站混凝土智能温度调节系统的功能模块框图；
31.图2是本发明实施例的拌和站混凝土智能温度调节系统的另一功能模块框图；
32.图3是本发明实施例的拌和站混凝图智能温度调节方法的方法流程图。
具体实施方式
33.现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。
34.为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
35.注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。
36.混凝土是极重要的建筑材料，混凝土的质量决定施工工程的质量，而混凝土的质量和拌和站的温度控制相关，现有技术中，拌和站的温度控制依赖人工监测，控制精度不高，对信息的响应速度慢，不能高效生产符合施工需要的混凝土。
37.本技术中，所述施工需要的混凝土主要指符合施工需要的预设出机温度范围的混凝土。
38.有鉴于此，本技术提供了一种拌和站混凝土智能温度调节系统，以解决混凝土经拌和站加工后的出机温度不符合预设要求，无法保证混凝土的质量的技术问题。
39.请参考图1，一种拌和站混凝土智能调节系统，包括原料称量模块100、原料温度监测模块200、混凝土出机温度监测模块300以及数据处理模块400，所述原料称量模块100用于称量混凝土各原料的进料量；原料温度监测模块200用于监测混凝土各原料的进料温度；混凝土出机温度监测模块300用于监测混凝土的出机温度；数据处理模块400与所述原料称量模块100、所述原料温度监测模块200和所述混凝土出机温度监测模块300通信连接，用于根据获取的混凝土各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土的出机温度，获取该标号混凝土的各原料的进料量、进料温度以及混凝土出机温度的温度调节关系，并根据温度调节关系、各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土预设出机温度范围，控制调节至少其
中一种原料的进料温度至混凝土预设出机温度符合混凝土预设出机温度范围要求。
40.本技术提供的拌和站混凝土智能温度调节系统，通过构建各标号的混凝土的各原料的进料量、进料温度和混凝土的出机温度的关系，实现对实际各原料进料量以及进料温度对应的混凝土出机温度的预测，根据预测温度和目标温度的差值，控制调节各原料的进料温度或拌和站的拌和温度，以实现混凝土的出机温度可控地符合施工要求，有效提升拌和站混凝土加工的智能化控制和加工效率。
41.在一实施例中，所述控制至少其中一种原料的进料温度，实现为控制水或水泥的进料温度，这两种原料为液态，温度调节易于实现，较佳地，通过调节水的进料温度，实现调节最终的混凝土的出机温度，温度调节易于操作，实现成本较低。
42.在一实施例中，本技术提供的拌和站混凝土智能调节系统还包括混凝土标号获取模块，用于获取混凝土标号，所述称量模块与所述混凝土标号获取模块通信连接，用于根据获取的混凝土标号称量各原料的进料量。通过测量不同标号混凝土的各原料用量，结合各原料的进料温度，对不同情况下的混凝土出机温度进行监测，得到不同标号混凝土的出机温度与各原料的进料温度的关系曲线，根据温度调节关系曲线，实现了对混凝土出机温度的准确预测，并且通过不断的监测出机温度，提高观测曲线的准确性，进一步提高预测出机温度出机温度的准确性。
43.在一实施例中，所述数据处理模块实现为大数据平台，在大数据平台设置线性回归算法，对混凝土各原料的进料量各原料的进料温度以及混凝土的出机温度进行数据拟合，根据获取混凝土各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土的出机温度，获取该标号混凝土的各原料的进料量、进料温度以及混凝土出机温度的温度调节关系，该温度调节关系可以实现为线性函数的关系模型或关系曲线。例如，理想情况下，混凝土出机温度＝(水的进料量*水进料温度/混凝土总重量+粉煤灰的进料量*粉煤灰进料温度/混凝土总重量+水泥的进料量*水泥进料温度/混凝土总重量+粗骨料的进料量*粗骨料进料温度/混凝土总重量+细骨料的进料量*细骨料进料温度/混凝土总重量)。
44.在一实施例中，所述混凝土各原料包括水、粉煤灰、水泥、粗骨料和细骨料，所述原料温度监测模块包括分别位于储水箱、粉煤灰存储罐、水泥存储罐、粗骨料存储罐、细骨料存储罐中的温度传感器。
45.在一实施例中，所述混凝土出机温度监测模块实现为在混凝土出机口设置温度传感器。
46.在一实施例中，请参考图2，所述数据处理模块400包括关系获取模块410、温度预测模块420和温度调节模块430，所述关系获取模块与所述原料称量模块、所述原料温度监测模块和所述混凝土出机温度监测模块通信连接，用于根据获取的混凝土各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土的出机温度，获取该标号混凝土的各原料的进料量、进料温度以及混凝土出机温度的温度调节关系；温度预测模块与所述关系获取模块通信连接，用于根据温度调节关系，以及实际各原料的进料量以及进料温度，获取混凝土预测出机温度；温度调节模块与所述温度预测模块通信连接，用于比对混凝土预测出机温度和混凝土预设出机温度范围，获取比对结果，根据比对结果控制调节至少其中一种原料的进料温度。
47.在一实施例中，还包括冰块存储装置，所述冰块存储装置与所述温度调节模块通信连接，所述温度调节模块用于当混凝土预测出机温度大于混凝土预设出机温度范围的温
度上限时，控制冰块存储装置向储水箱中加入冰块，以调节至根据温度调节关系预测得到的混凝土出机温度符合混凝土预设出机温度范围，可操控性更强，温度控制精度更高。
48.在一实施例中，还包括降温模块，所述降温模块与所述温度调节模块通信连接，用于当混凝土预测出机温度大于混凝土预设出机温度范围的温度上限时，控制降温模块加热水或水泥，至根据温度调节关系获取混凝土预测出机温度符合混凝土预设出机温度范围。
49.在一实施例中，所述降温模块实现为冰块存储装置，所述冰块存储装置与所述温度调节模块通信连接，所述温度调节模块用于当混凝土预测出机温度大于混凝土预设出机温度范围的温度上限时，控制冰块存储装置向拌和站定量添加冰块。
50.在一实施例中，还包括升温模块，所述升温模块与所述温度调节模块通信连接，用于当混凝土预测出机温度小于混凝土预设出机温度范围的温度下限时，控制升温模块加热水或水泥，至根据温度调节关系获取混凝土预测出机温度符合混凝土预设出机温度范围。
51.在一较具体实施例中，所述升温模块实现为所述设为加热水箱的储水箱以及水泵，所述加热水箱的加热模块以及水泵与所述温度调节模块通信连接，所述温度调节模块用于当预侧测混凝图的出机温度小于混凝土预设出机温度范围的温度下限时，控制加热模块加热储水箱内的水，控制水泵向所述拌和站定量泵入热水，至根据温度调节关系获取的预测出机温度符合预设目标混凝土的出机范围要求。
52.在一实施例中，还包括比对模块，与所述混凝土出机温度监测模块和所述温度预测模块通信连接，用于比对混凝土出机温度监测模块监测到的混凝土实际出机温度和混凝土预测出机温度，获取温度比对差值，比对温度差值和预设温度差值范围，获取混凝土出机温度预测准确性结果。
53.在一实施例中，还包括报警模块，与所述比对模块通信连接，用于当温度差值超过预设温度差值范围时，所述报警模块发出报警信息。
54.在一实施例中，还包括关系修整模块，用于当混凝土出机温度预测不准确时，获取其他关联因素，并将其他关联进入加入至温度调节关系模型进行修正。所述其他关联因素包括拌和站环境气温、拌和站进料口口径、拌和时间等等。例如，实际情况下，混凝土出机温度＝(水的进料量*水进料温度/混凝土总重量+粉煤灰的进料量*粉煤灰进料温度/混凝土总重量+水泥的进料量*水泥进料温度/混凝土总重量+粗骨料的进料量*粗骨料进料温度/混凝土总重量+细骨料的进料量*细骨料进料温度/混凝土总重量)*修正系数，其中修正系数和环境气温、拌和站进料口口径以及拌和时间相关。
55.在一实施例中，所述修正系数与环境气温正比例相关，与拌和时间、拌和站进料口口径反比例相关。
56.第二方面，基于同一发明构思，请参考图3，本技术还提供了一种拌和站混凝土智能调节方法，包括以下步骤：
57.步骤s100、称量获取混凝土各原料的进料量；
58.步骤s200、监测获取混凝土各原料的进料温度；
59.步骤s300、监测获取混凝土的出机温度；
60.步骤s400、根据获取的混凝土各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土的出机温度，获取该标号混凝土的各原料的进料量、进料温度以及混凝土出机温度的温度调节关系，并根据温度调节关系、各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土预设出机温度范
围，控制调节至少其中一种原料的进料温度，以实现混凝土出机温度符合混凝土预设出机温度范围。
61.本技术提供的拌和站混凝土智能调节方法，通过试验获取多组各原料的进料量、各原料的进料温度以及混凝土出机温度的的试验数据，根据试验数据获取温度调节关系或关系模型，在实际拌和时，根据各原料的进料量和进料温度，可以直接预测获取混凝土的预测出机温度，并比对混凝土预测出机温度和混凝土预设出机温度范围，对各原料的进料温度进行调节，以实现精准控制拌和站混凝土的出机温度，保障拌和站混凝土的加工质量符合施工需求。
62.在一实施例中，所述根据获取的混凝土各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土的出机温度，获取该标号混凝土的各原料的进料量、进料温度以及混凝土出机温度的温度调节关系，并根据温度调节关系、各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土预设出机温度范围，控制调节至少其中一种原料的进料温度的步骤，具体包括以下步骤：
63.根据获取的混凝土各原料的进料量、各原料的进料温度和混凝土的出机温度，获取该标号混凝土的各原料的进料量、进料温度以及混凝土出机温度的温度调节关系；
64.根据温度调节关系，以及实际各原料的进料量以及进料温度，获取混凝土预测出机温度；
65.比对混凝土预测出机温度和混凝土预设出机温度范围，控制调节至少其中一种原料的进料温度。
66.在一实施例中，所述比对混凝土预测出机温度和混凝土预设出机温度范围，控制调节至少其中一种原料的进料温度的步骤，具体包括以下步骤：
67.当混凝土预测出机温度高于混凝土预设出机温度范围的温度差值时，控制向储水箱或拌和站内加入冰块。
68.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的所有方法步骤或部分方法步骤。
69.本发明实现上述方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，ra ndom access memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
70.基于同一发明构思，本技术实施例还提供一种电子设备，包括存储器和处理器，存储器上储存有在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述方法中的所有方法步骤或部分方法步骤。
71.所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cp u)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal pr ocessor，dsp)、专用集成电路
(application specific integrated circ uit，asic)、现成可编程门阵列(field-programmable gate array，f pga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，处理器是计算机装置的控制中心，利用各种接口和线路连接整个计算机装置的各个部分。
72.存储器可用于存储计算机程序和/或模块，处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现计算机装置的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(例如声音播放功能、图像播放功能等)；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(例如音频数据、视频数据等)。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart m edia card，smc)，安全数字(secure digital，sd)卡，闪存卡(fl ash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
73.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、服务器或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
74.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、服务器和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
75.这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
76.这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
77.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。