[发明专利]一种混合料拌和质量控制方法和系统

说明书

本发明公开了一种混合料拌和质量控制方法和系统，首先调节搅拌机转速在指定范围内，该指定范围为生产实际确定的转速范围；实时采集搅拌轴扭矩，计算不同搅拌时间下的搅拌功率；将采集的多个功率数据滤波处理后线性拟合求解拟合直线斜率；通过相邻拟合直线斜率变化判断数据出现的波峰波谷次数，判断第二次波谷出现的时间段为拌和质量达到最佳的时间段。本方法和系统由于采用通用设备自动检测，可以避免人为实验误差。并且避免了拌和时间短，混合料质量欠佳；拌和时间长，增加施工成本。

技术领域

本发明属于自动控制技术领域，涉及混合料拌和质量控制技术，具体是一种混合料拌和质量控制方法和系统。

背景技术

搅拌机在拌和过程中，通过对混合料进行挤压、剪切、翻转作用，达到搅拌均匀、施工和易的目的。混凝土拌和质量主要由施工和易性表征，它是指新拌混凝土在施工过程中易于操作并能够获得质量均匀、成型密实效果的性能。混凝土拌和质量的好坏会对路面的平整度、压实度、强度等指标产生直接影响。

目前，工程实践中对于混凝土施工和易性的检测，采用塌落度法和维勃稠度法。虽然两者操作简易，但存在一些不足：第一，不同熟练程度的人员操作带来的实验结果有差异；第二，检测过程需要搅拌机停机卸料，耗时耗力；第三，不能实时监测混凝土拌和质量。

发明内容

针对现有技术中的缺陷和不足，本发明提供了一种混合料拌和质量控制方法和系统，达到实时检测控制拌和质量的目的，减少人为因素对测量结果的影响。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案予以实现：

本发明公开了一种混合料拌和质量控制方法，包括以下步骤：

步骤1：调节搅拌机转速在指定范围内，其中，所述指定范围为根据混合料生产实际确定的转速范围；

步骤2：每秒采集一次搅拌轴搅拌功率数据，获取第1至m个搅拌功率数据的斜率k₁，其中，m的大小根据采样频率确定；

继续采集搅拌功率数据，获取第2至m+1个搅拌功率数据的斜率k₂；若斜率k₁和k₂的正负相反，计数器加1；否则，计数器不变；

步骤3：重复上述步骤2，判断相邻斜率k_i和k_i+1的正负，i≥2，直到计数器累加至设定阈值，停止搅拌。

进一步的，对于水泥混凝土混合料，所述阈值为4；对于沥青混凝土混合料，所述阈值为2。

进一步的，所述的步骤1中调节搅拌机转速的具体过程为：由编码器采集调速电机转速信号，反馈给PLC，通过高速计数器和PID控制模块输出调节信号；变频器接收调节信号，调节电机频率，进而控制电机转速。

进一步的，每秒采集一次搅拌轴搅拌功率数据的具体过程为：将扭转传感器安装在搅拌机主轴上，使用LabVIEW软件和通讯线缆建立串口通讯，实时采集搅拌轴扭矩T，然后通过获得的扭矩计算搅拌功率P；

其中，搅拌功率P的计算方法为：采用公式P＝T*N/9549，计算搅拌功率；其中，T表示搅拌轴的扭矩，N表示搅拌机的转速。

本发明还公开了一种混合料拌和质量控制系统，包括：

搅拌机恒速控制单元，用于控制搅拌机的转速在指定范围内，该指定范围为生产实际确定的转速范围；

传感器通讯单元，用于上位机与扭住传感器进行数据交换；

功率监控单元，用于实时显示功率数值，并将数据进行存储；

滤波处理单元，用于滤波处理获得的搅拌功率数据；

波峰波谷检测单元，用于在线检测重构数据曲线中的波峰波谷，判断最佳拌和时间；