一种沥青搅拌站骨料级配控制系统的制作方法

本实用新型涉及检测技术领域与工程机械领域，具体的涉及一种沥青搅拌站骨料级配控制系统。

背景技术：

沥青搅拌站的质量如何，是影响工程质量高低的关键因素。溢料问题是拌合楼生产中经常遇见的一个严重问题，也是制约施工进度和施工质量的一个重要因素。如果溢料现象轻微则浪费溢料材料，增加能耗，降低产量；如果溢料现象严重则导致拌合楼间歇性停机与点火开机，一方面影响稳定生产和摊铺，特别是摊铺机间歇停机影响平整度，另一方面影响沥青混合料质量的稳定性。引起溢料的原因主要包括是骨料级配不合格和配比不当这两个方面。

骨料级配是机制砂质量管理的重要参数，骨料级配不达标会导致混凝土用水量高、水泥 (凝胶材料)用量大、耐久性差等问题；还将增加孔隙率，空隙越多，所需水泥浆用量越大，会使得骨料之间粘结力下降，降低混凝土的强度。使用较好级配组成的混合料，在生产沥青混凝土过程中一方面可以保证较高的生产率，另一方面又可以在生产中避免热仓由于混合料级配不合格造成的待料或溢料现象。

骨料的配合比对于混凝土的经济性以及质量也有着明显的影响。机器生产的砂石粒度、粒形质量参差不齐，对其进行级配监测是非常必要的。

骨料作为沥青混合料与水泥混凝土的主要用料，占混凝土体积和质量的3/4以上，在混凝土中起骨架和填充的作用。其特性对混凝土拌合物的和易性有着重要的影响，主要体现在流动能、粘聚性和保水性这三个方面。良好的骨料粒级级配使得混凝土堆积孔隙率减小，使得混凝土和易性较好，拥有好的稳定性和耐久性，且减少了水泥浆的用量降低了混凝土的成本。在混凝土搅拌之前对骨料级配进行监测，确保骨料的颗粒级配满足国家或者行业标准才可以获得更高质量的高性能混凝土。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术之不足，提出一种沥青搅拌站骨料级配控制系统，通过在骨料传送导轨上安装图像采集器实现对堆叠骨料的图像采集，并通过与图像采集器相连的终端设备实现沥青搅拌站骨料级配控制。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种沥青搅拌站骨料级配控制系统，包括：若干进料仓、若干骨料传送带、终端设备、 PLC控制器、变频器和若干电动机；所述进料仓、骨料传送带和电动机的数量相同；每个进料仓的正下方设置有一条骨料传送带以传输经人工装载筛分的堆叠骨料；每条骨料传送带的导轨上固定设置有暗箱；所述暗箱内设置有照明设备以调节所述暗箱内的光线亮度；所述暗箱顶部设置有图像采集器以对被测骨料进行图像采集；所述终端设备与所述图像采集器相连接以接收采集的图像并进行处理；所述终端设备与所述PLC控制器相连接以发送各骨料传送带需要达到的速度比；所述PLC控制器与所述变频器相连接；所述变频器与所有电动机相连接；每个电动机与一条骨料传送带相连接以进行调速控制。

优选的，所述图像采集器与所述终端设备通过USB3.0数据线相连接。

优选的，所述电动机通过联轴器和传送带轴相连接。

优选的，所述照明设备与所述终端设备相连接以接收亮度调节控制。

优选的，所述照明设备设置在所述暗箱的四个内侧角。

优选的，所述图像采集器包括工业相机。

优选的，所述终端设备为PC或移动终端。

优选的，所述PLC控制器采用循环顺序扫描的方式工作。

优选的，所述电动机为笼型异步电动机。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：

本实用新型一种沥青搅拌站骨料级配控制系统，无需对骨料进行选样检测，可以直接对其进行粒度的检测，通过在骨料传送导轨上安装图像采集器实现对堆叠骨料的图像采集，并通过与图像采集器相连的终端设备实现沥青搅拌站骨料级配控制，实现对不同级配骨料颗粒的配比，防止在沥青混合搅拌过程中出现溢料现象。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步详细说明，但本实用新型的一种沥青搅拌站骨料级配控制系统不局限于实施例。

附图说明

图1为本实用新型一种沥青搅拌站骨料级配控制系统的结构示意图；

图2为本实用新型的骨料传送带速度控制流程图。

附图标记：101、进料仓，102、骨料传送带，103、暗箱，104、照明设备，105、图像采集器，106、PLC控制器，107、变频器，108、电动机，109、回收骨料传送带，110、终端设备。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图详细描述本实用新型提供的实施例。

参见图1所示，本实用新型一种沥青搅拌站骨料级配控制系统，包括：若干进料仓101、若干骨料传送带102、终端设备110、PLC控制器106、变频器107和若干电动机108；所述进料仓101、骨料传送带102和电动机108的数量相同；每个进料仓101的正下方设置有一条骨料传送带102以传输经人工装载筛分的堆叠骨料；每条骨料传送带102的导轨上固定设置有暗箱103；所述暗箱103内设置有照明设备104以调节所述暗箱103内的光线亮度；所述暗箱103顶部设置有图像采集器105以对被测骨料进行图像采集；所述终端设备110与所述图像采集器105相连接以接收采集的图像并进行处理；所述终端设备110与所述PLC控制器106相连接以发送各骨料传送带102需要达到的速度比；所述PLC控制器106与所述变频器107相连接；所述变频器107与所有电动机108相连接；每个电动机108与一条骨料传送带102相连接以进行调速控制。

具体的，所述的进料仓101，按照国际标准对骨料级配的划分，可分为六个不同的料仓 (附图1只体现了三个)，用于将经人工装载筛分的堆叠骨料传输至骨料传送带102上。

所述的照明设备104，与所述终端设备110之间通信连接，所述照明设备104根据所述终端设备110反馈的信息调整的亮度控制参数。

所述的图像采集器105，用于对被测的骨料进行图像采集。本实施例中，所述图像采集器105包括工业相机。所述图像采集器105的安装位置要使得工业相机的视野范围能够覆盖整个传送带的宽度范围，以使得骨料传送带102上的每个颗粒都被拍摄。所选工业相机的帧率应满足图像采集速度要求，相机通过USB3.0数据线与终端设备110相连，工业相机的采集间隔时间由终端设备110中的参数设置模块控制。

所述的PLC控制器106，在终端设备110的控制和指挥下，采用循环顺序扫描的方式工作，通过PLC控制器106的数字输出量对系统工作状态进行指示，用程序控制变频器107 工作。

所述的变频器107，变频器107主电路给异步电动机108提供调压调频电源，根据变频器107的多种频率变化改变电动机108的多种速度控制，具体是先把工频交流电源通过整流器转换成直流电源，然后再把直流电源转换成频率、电压均可控制的交流电源以供给电动机 108。

所述的电动机108，通过改变笼型异步电动机108的供电频率，也就是改变电动机108 的同步转数就可以实现对传送带的调速控制。

本实施例中，所述沥青搅拌站骨料级配控制系统还包括回收骨料传送带109，用于回收最后得到的符合级配要求的骨料混合料，最终送入沥青搅拌中。

所述的终端设备110，可以为PC或者移动终端，与图像采集器105相连接，以控制工业相机的曝光时间和采集频率；与背光源相连接，以控制照明设备104光源的亮暗；其内部包括图像处理模块、几何特征分析模块、骨料粒度分布结果显示模块和传送带速度计算模块。

所述图像处理模块用于对图像采集器105采集到的骨料图像进行处理。

所述几何特征分析模块与图像处理模块相连，将处理好的骨料图像进行分析，得出每个骨料颗粒的几何特征，包括投影周长、投影面积和各方向径；所述几何特征分析模块是骨料粒度分布结果显示模块的基础。

所述骨料粒度分布结果显示模块是将经几何特征分析模块计算的骨料图像进行统计，得到骨料的级配结果并显示。显示项目包括粒度分布与粒度累积分布，分别表示为混合料中每个粒级的骨料占比与混合料的累计筛余百分率。

所述传送带速度计算模块是根据骨料粒度分布结果显示模块计算的各级配数量级骨料颗粒的粒径含量，由实际混凝土对各级配骨料颗粒比例的需求，计算出各传送带需要达到的速度比。

本实施例中，所述终端设备110还包括图像实时显示模块。所述图像实时显示模块在骨料检测过程中，用于实时显示图像采集器105采集到的骨料图像，确认传送过程是否稳定运行，以及光源、工业相机的工作状态。使用者也可以根据需要，局部放大图像，观察传送带上骨料的细节。

参见图2所示为骨料传送带速度控制流程图，对于传送带速度的控制，主要步骤包括：

根据PLC控制器和变频器的通信协议，通过PLC控制器的数字输出量对系统工作状态进行指示，用程序控制变频器工作；

变频器主电路给异步电动机提供调压调频电源，根据变频器的多种频率变化改变电动机的多种速度控制，实现多种速度控制是通过改变笼型异步电动机的供电频率，也就是改变电动机的同步转数；

电动机通过联轴器和传送带轴相连，使传送带实现正转、反转、起动、停止、加速、减速等多种速度变化。

具体的，所述根据变频器的多种频率变化改变电动机的多种速度控制，异步电动机用变频器调速运转时，通常由变频器主电路给异步电动机提供调压调频电源，在“交—直—交”变频调速系统中，采用不可控整流器整流，用PWM型逆变器调压，即采用可控关断的全控式功率开关元件。

实现多种速度变化是通过改变笼型异步电动机的供电频率，也就是改变电动机的同步转数n就可以实现调速；从异步电动机的转速关系式可知，可改变电动机的极对数p或转差率s或电源频率f1。

上述实施例仅用来进一步说明本实用新型的一种沥青搅拌站骨料级配控制系统，但本实用新型并不局限于实施例，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本实用新型技术方案的保护范围内。