一种沥青拌合站称量加水系统

摘要

本发明公开了一种沥青拌合站称量加水系统，包括机械模块、PLC终端模块、服务端模块；所述机械模块包括储水仓、拌合仓、下水管、电磁阀；储水仓与拌合仓之间设有下水管，所述下水管设有电磁阀，所述电磁阀通过PLC终端模块控制；所述PLC终端模块控制终端模块包括加水信息查询、加水信息统计、加水信息预警、加水状态显示；通过设置PLC控制系统，进行自动加水，自动化程度高，省时省力，提高加水效率；通过在下水管内设置的流量监测系统，通过对流量数据的分析处理，增加流量监测的精确性，从而达到精准的控制加水量，提升沥青拌合质量。

说明书

技术领域

本发明属于沥青拌合技术领域，尤其涉及一种沥青拌合站称量加水系统。

背景技术

传统的沥青拌合站对物料进行拌合的过程中，一般采用称重的方式对水和物料先按照配比称重，之后在加入到拌合站内统计搅拌处理，采用此种方式在配料时，需要反复进行物料和水的称量，过程繁杂，拌合效率低，耗时耗功，自动化程度低；并且在进行实际的称量过程中，认为进行大重量的称量时，产生的误差较大，导致加水量与实际的物料配比产生误差，影响拌合沥青的质量。

中国专利申请号200810105773.0公开了一种拌和设备加水系统。该加水系统包括蓄水箱，还包括：计量容器，设置有注水口和排水口；供水泵，通过管路与所述蓄水箱连接，通过管路与所述计量容器的注水口连接；排水泵，通过管路与计量容器的所述排水口连接；检测单元，用于检测计量容器内的水量是否达到预定注水量和预定排水量，当检测到达到预定注水量和排水量时，将检测到的信号进行传送；水量控制器，与检测单元、供水泵和排水泵连接，用于接收检测单元传送的信号，当接收到达到预定注水量的信号时，控制供水泵停止工作；当接收到达到预定排水量的信号时，控制排水泵停止工作、供水泵开始工作。通过检测注水量和排水量算出加水量的方式，一定程度增加了自动化操作，但是在检测注水量和排水量的过程中还是存在较大的误差，影响加水的准确性。

发明内容

针对现有技术不足，本发明的目的在于提供了一种沥青拌合站称量加水系统，通过设置PLC控制系统，进行自动加水，自动化程度高，省时省力，提高加水效率；通过在下水管内设置的流量监测系统，通过对流量数据的分析处理，增加流量监测的精确性，从而达到精准的控制加水量，提升沥青拌合质量。

本发明提供如下技术方案：

一种沥青拌合站称量加水系统，包括机械模块、PLC终端模块、服务端模块；所述机械模块包括储水仓、拌合仓、下水管、电磁阀；储水仓与拌合仓之间设有下水管，所述下水管设有电磁阀，所述电磁阀通过PLC终端模块控制；所述PLC终端模块控制终端模块包括加水信息查询、加水信息统计、加水信息预警、加水状态显示；

所述服务端模块包括电磁阀启动、加水数据导入、报警分析、短信发送；所述服务端还包括流量监测系统，流量监测系统包括数据采集模块、控制模块、数据传输模块，数据采集模块包括流量传感器、PLC处理器，所述流量传感器设置在下水管的内部，通过PLC终端模块控制键入加水量，PLC处理器通过监测流量传感器的流量数据计算加水时长，控制电磁阀的开启完成向拌合站内的加水。

优选的，所述PLC终端模块控制模块与服务端模块之间进行数据交互，PLC终端模块终端模块需要从服务端模块获取加水数据导入，PLC终端模块控制模块经过数据的处理和解析，获取加水信息数据， PLC终端模块终端模块将加水实时信息回传至服务端模块，服务端模块控制电磁阀启动进行加水，并完成报警分析和短信发送功能。

优选的，所述流量监测系统的数据采集模块对应物联网的感应层，实时采集下水管的流量信息；所述数据传输模块对应物联网的传输层，传输层通过串行通信的方式将感应层的数据通过可靠的通信方式传递至控制模块。

优选的，所述控制模块对应物联网的应用层，服务器将传输层发送的流量数据信息接收，并进行数据分析和处理，获取准确的流量信息数据，增加加水的准确性。

优选的，所述数据采集模块包括多个传感器，传感器为流量传感器，所述重量传感器通过串行通信方式与数据采集卡进行信号传输。

优选的，所述流量监测系统还包括数据分析模块、数据存储模块、数据显示模块；数据分析模块对采集的流量信息进行分析处理，处理之后存储在PLC控制器中，并通过PLC控制器进行显示。

优选的，数据分析模块包括以下步骤a,数据特征提取；b,建立数据库；c,对新数据库进行分层；d,得出新的流量数据结果；增加流量信息的准确性，减小流量监测误差，增加加水量的准确性。

优选的，一种沥青拌合站称量加水系统的加水方法，包括以下步骤：S1，根据物料与水的配比，通过PLC控制器键入加入的水量；

S2，系统检测是否运行正常，将加水数据导入服务端模块，并控制打开电磁阀进行加水，经过PLC预设程序的处理，并通过流量监测系统实时监测下水管的流量，得出加水时长；

S3，PLC终端模块判断系统是否进入加水状态，加水到预设的时长，系统自动关闭电磁阀，完成加水；若加水时长超过预设的加水时长，则启动报警装置进行报警，报警装置为蜂鸣器和闪灯。

在流量监测的过程中，为了增加流量监测的准确性，减小流量误差，下水管中水的流速v，所述下水管内的水流量Q与下水管的半径r在单位时间t内满足：Q=δ·vr

优选的，数据分析模块具体包括以下步骤a,数据特征提取，通过数据采集卡获取的流量数据进行分段处理，然后再对每一段流量数据进行特征体提取，选取时域、频域和时频域数据特征；b,建立数据库，根据下水管流速将数据特征进行分层处理，并且对每一层的信号采用聚类算法找出聚类中心，得到少量的数据集合，对少量数据集合记进行分类训练，提取训练结果存入数据库；c,对新数据库进行分层，对于新的数据库首先通过聚类计算出其每一簇数据中心，然后再与b中建立的数据库的每一层聚类中心求之间取欧氏距离，再把新的数据集的聚类中心距离相加；距离最小的归为一类，对新数据分层；d,得出新的流量数据结果，c中的数据到了某一层后用b的方法判断其是否属于更小的集合一直到最底层，再将训练好的分类器进行流量信息输出；增加流量信息的准确性，减小流量监测误差，增加加水量的准确性。

优选的，所述加水系统状态分为3类：正常、异常、报警；当系统加水时长未超过PLC控制器设定的加水时长阈值时为正常；当系统加水时长超过PLC控制器设定的加水时长阈值时为异常；当系统加水时长超过设定的加水时长阈值时，系统能够发出报警信号，当系统回复正常时，报警信号解除。

为了增加加水系统加水量的准确性，所述加水时长阈值在未获得控制模块分析结果时，根据各个工作状态下的正常数据，计算数据指标，然后根据这些数据指标的标准方差σ和均值μ，则加水时长阈值x满足以下关系：

x=φ·2（μ+σ）

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明一种沥青拌合站称量加水系统，通过设置PLC控制系统，进行自动加水，自动化程度高，省时省力，提高加水效率。

（2）本发明一种沥青拌合站称量加水系统，通过在下水管内设置的流量监测系统，通过对流量数据的分析处理，增加流量监测的精确性，从而达到精准的控制加水量，提升沥青拌合质量。

（3）本发明一种沥青拌合站称量加水系统，通过设置的数据分析模块对流量数据进行分类处理，增加流量信息的准确性，减小流量监测误差，增加加水量的准确性。

（4）本发明一种沥青拌合站称量加水系统，通过限定下水管中水的流速，所述下水管内的水流量与下水管的半径之间的关系，进一步增加流量监测的准确性，减小流量误差。

（5）本发明一种沥青拌合站称量加水系统，通过限定加水时长阈值、标准方差σ和均值μ之间的关系，进一步提升加水系统加水量的准确性，提升拌合站的加水效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1是本发明的机械模块结构示意图。

图2是本发明系统结构框图。

图3是本发明加水流程示意图。

图4是本发明的加水数据解析流程框图。

图5是本发明的流量监测系统框图。

图6是本发明的数据采集模块框图。

图中：1、储水仓；2、拌合仓；3、下水管；4、电磁阀。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

如图1-3所示，一种沥青拌合站称量加水系统，包括机械模块、PLC终端模块、服务端模块；所述机械模块包括储水仓1、拌合仓2、下水管3、电磁阀4；储水仓与拌合仓之间设有下水管，所述下水管设有电磁阀，所述电磁阀通过PLC终端模块控制；所述PLC终端模块控制终端模块包括加水信息查询、加水信息统计、加水信息预警、加水状态显示；

所述服务端模块包括电磁阀启动、加水数据导入、报警分析、短信发送；所述服务端还包括流量监测系统，流量监测系统包括数据采集模块、控制模块、数据传输模块，数据采集模块包括流量传感器、PLC处理器，所述流量传感器设置在下水管的内部，通过PLC终端模块控制键入加水量，PLC处理器通过监测流量传感器的流量数据计算加水时长，控制电磁阀的开启完成向拌合站内的加水。

所述PLC终端模块控制模块与服务端模块之间进行数据交互，PLC终端模块终端模块需要从服务端模块获取加水数据导入，PLC终端模块控制模块经过数据的处理和解析，获取加水信息数据， PLC终端模块终端模块将加水实时信息回传至服务端模块，服务端模块控制电磁阀启动进行加水，并完成报警分析和短信发送功能。

所述流量监测系统的数据采集模块对应物联网的感应层，实时采集下水管的流量信息；所述数据传输模块对应物联网的传输层，传输层通过串行通信的方式将感应层的数据通过可靠的通信方式传递至控制模块。

所述控制模块对应物联网的应用层，服务器将传输层发送的流量数据信息接收，并进行数据分析和处理，获取准确的流量信息数据，增加加水的准确性。所述数据采集模块包括多个传感器，传感器为流量传感器，所述重量传感器通过串行通信方式与数据采集卡进行信号传输。

实施例二：

如图3-6所示，在实施例一的基础上，一种沥青拌合站称量加水系统的加水方法，包括以下步骤：S1，根据物料与水的配比，通过PLC控制器键入加入的水量；

S2，系统检测是否运行正常，将加水数据导入服务端模块，并控制打开电磁阀进行加水，经过PLC预设程序的处理，并通过流量监测系统实时监测下水管的流量，得出加水时长；

S3，PLC终端模块判断系统是否进入加水状态，加水到预设的时长，系统自动关闭电磁阀，完成加水；若加水时长超过预设的加水时长，则启动报警装置进行报警，报警装置为蜂鸣器和闪灯。

在流量监测的过程中，为了增加流量监测的准确性，减小流量误差，下水管中水的流速v，所述下水管内的水流量Q与下水管的半径r在单位时间t内满足：Q=δ·vr

实施例三：

在实施例二的基础上，数据分析模块具体包括以下步骤a,数据特征提取，通过数据采集卡获取的流量数据进行分段处理，然后再对每一段流量数据进行特征体提取，选取时域、频域和时频域数据特征；b,建立数据库，根据下水管流速将数据特征进行分层处理，并且对每一层的信号采用聚类算法找出聚类中心，得到少量的数据集合，对少量数据集合记进行分类训练，提取训练结果存入数据库；c,对新数据库进行分层，对于新的数据库首先通过聚类计算出其每一簇数据中心，然后再与b中建立的数据库的每一层聚类中心求之间取欧氏距离，再把新的数据集的聚类中心距离相加；距离最小的归为一类，对新数据分层；d,得出新的流量数据结果，c中的数据到了某一层后用b的方法判断其是否属于更小的集合一直到最底层，再将训练好的分类器进行流量信息输出；增加流量信息的准确性，减小流量监测误差，增加加水量的准确性。

所述加水系统状态分为3类：正常、异常、报警；当系统加水时长未超过PLC控制器设定的加水时长阈值时为正常；当系统加水时长超过PLC控制器设定的加水时长阈值时为异常；当系统加水时长超过设定的加水时长阈值时，系统能够发出报警信号，当系统回复正常时，报警信号解除。

实施例四

所述流量监测系统还包括数据分析模块、数据存储模块、数据显示模块；数据分析模块对采集的流量信息进行分析处理，处理之后存储在PLC控制器中，并通过PLC控制器进行显示。

为了增加加水系统加水量的准确性，所述加水时长阈值在未获得控制模块分析结果时，根据各个工作状态下的正常数据，计算数据指标，然后根据这些数据指标的标准方差σ和均值μ，则加水时长阈值x满足以下关系：

x=φ·2（μ+σ）

通过上述技术方案得到的装置是一种沥青拌合站称量加水系统，通过设置PLC控制系统，进行自动加水，自动化程度高，省时省力，提高加水效率。通过在下水管内设置的流量监测系统，通过对流量数据的分析处理，增加流量监测的精确性，从而达到精准的控制加水量，提升沥青拌合质量。通过设置的数据分析模块对流量数据进行分类处理，增加流量信息的准确性，减小流量监测误差，增加加水量的准确性。通过限定下水管中水的流速，所述下水管内的水流量与下水管的半径之间的关系，进一步增加流量监测的准确性，减小流量误差。通过限定加水时长阈值、标准方差σ和均值μ之间的关系，进一步提升加水系统加水量的准确性，提升拌合站的加水效率。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，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。