專利名稱：混凝土的配比系統、方法及上位機的制作方法
技術領域：
本發明涉及建筑領域，具體而言，涉及一種混凝土的配比系統、方法及上位機。
技術背景
影響混凝土的質量和性能的因素有很多，其中混凝土的配比是很關鍵的一個因素，配比是否準確直接影響混凝土的強度和質量，因此，在混凝土行業中，實驗室給出的配比單中的配比數據相當關鍵。
在配比單中，骨料(砂石)是一個必備的原材料，然而骨料通常都并非理想狀態 (即，不含水的干燥狀態)，所以在配比中，需要考慮其含水率以及相關的配比換算問題。
目前，在大多數混凝土攪拌站企業中，基本都是實驗員自行測定砂石的含水率，然后依據國家混凝土的標準配比進行換算，形成新的實際配比單，再送至控制室操作員，錄入實際配比和任務單進行生產。
這種傳統的操作模式不能夠實現標準配比到實際配比的自動換算，導致生產自動化程度較低，從而影響了生產的效率。發明內容
本發明的主要目的在于提供一種混凝土的配比系統、方法及上位機，以至少解決上述生產模式所導致的生產效率較低的問題。
根據本發明的一個方面，提供了一種混凝土的配比系統，包括含水率測定儀，用于測定待生產的混凝土的骨料的含水率；上位機，用于根據測定的骨料的含水率以及預設的標準配比計算出生產混凝土時將采用的骨料與水的實際配比。
根據本發明的另一個方面，提供了一種混凝土的配比方法，包括測定待生產的混凝土的骨料的含水率；根據測定的骨料的含水率以及預設的標準配比計算出生產混凝土時將采用的骨料與水的實際配比。
根據本發明的又一個方面，提供了一種上位機，包括接收模塊，用于接收測定的待生產混凝土骨料的含水率；計算模塊，用于根據骨料的含水率以及預設的標準配比計算出生產混凝土時將采用的骨料與水的實際配比。
在本發明中，通過測量待生產的混凝土的骨料的含水率，從而實現標準配比到實際配比的自動轉換，進而達到減少工作量和提高生產效率的效果。


此處所說明的附圖用來提供對本發明的進一步理解，構成本申請的一部分，本發明的示意性實施例及其說明用于解釋本發明，并不構成對本發明的不當限定。在附圖中
圖1是根據本發明實施例一的配比系統結構框圖2是根據本發明實施例二的配比系統結構框圖3是根據本發明實施例的配比系統連接示意圖4是根據本發明實施例三的混凝土配比方法流程圖；以及
圖5是根據本發明實施例四的上位機結構框圖。
具體實施方式
下文中將參考附圖并結合實施例來詳細說明本發明。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。
圖1是根據本發明實施例一的配比系統結構框圖，如圖1所示，該配比系統包括 含水率測定儀10和上位機30。其中，含水率測定儀10和上位機30連接或耦合。
含水率測定儀10用于測定待生產的混凝土的骨料的含水率；上位機30用于根據測定的骨料的含水率以及預設的標準配比計算出生產混凝土時將采用的骨料與水的實際配比。
在現有的生產模式中，由于砂石含水率會隨天氣變化和堆積程度而變化，因此每次生產都需要試驗員進行含水率的測量，從而增加了勞動量。而在本實施例中，通過在線測量待生產的混凝土的骨料的含水率，實現標準配比到實際配比的自動轉換，進而達到減少工作量和提高生產效率的效果。
圖2是根據本發明實施例二的配比系統結構框圖，如圖2所示，該配比系統包括 含水率測定儀10、可編程邏輯控制器20 (PLC)、上位機30、電控回路40和執行模塊50。可編程邏輯控制器20還包括AD轉換模塊22、換算模塊M和生產控制模塊26。上位機30還包括計算模塊32、人機交互模塊34、顯示模塊36和輸出模塊38。
含水率測定儀10用于在線測定待生產的混凝土的骨料的含水率，將含水率以電信號的形式輸出至PLC 20 ；PLC 20將來自含水率測定儀10的電信號換算成骨料的含水率， 并將含水率參數輸出至上位機30 ；上位機30根據骨料的含水率以及預設的標準配比計算出生產混凝土時將采用的骨料與水的實際配比。
其中，含水率測定儀10連接至可編程邏輯控制器20，可編程邏輯控制器20還分別與上位機30和電控回路40相連接，執行模塊50連接至電控回路40。它們之間的通訊可以采用以太網的方式。
下面將結合圖2詳細描述各系統各部件之間的操作流程。
將含水率測定儀10安裝至骨料倉處，在每次生產時，都能夠通過含水率測定儀10 自動測量每倉料的含水率，實現了實時在線和精準測量。
含水率測定儀10將其測得的數據以4_20mA的電流信號送入PLC20的AD轉換模塊22進行模數轉換，經過換算模塊M的內部換算得出砂石含水率的實際百分比，即輸入電流信號對應含水率的百分比。例如，當輸入電流信號為4mA時，含水率為0%，當輸入值為 20mA時，含水率為100%，；當輸入值為12mA時，含水率為50%，電流大小與含水率對應成線性比例關系。
將測得的實際含水率，經由以太網通訊送入上位機30，同時在上位機30的監控界面(顯示模塊36)也增加了含水率的實時顯示功能。在本實施例中，上位機顯示模塊36既能顯示生產的實時情況和各控制參數，又能顯示砂石的實際含水百分率，工作情況一目了然，達到了人機界面友好的狀態，使得操作員能夠實時的了解整個系統的工作情況。
上位機30通過讀取PLC20送來的含水率后，在后臺通過計算模塊32對現有的實驗室標準配比進行換算，得出實際配比值。
其相應的配比轉換算法如下，原理是基于含水率的乘法計算公式
砂石投料量=砂石配比X (1+含水率)
水投料量=水配比-砂石投料量X含水率
即當含水率測定儀測得砂石的含水率后，實際的砂石投料量會相應增加，同時相應減少配比中水的投料量。
例如設實驗室給出的理想配比為砂200Kg，水lOOKg，實際測得砂的含水率為 10%，則通過上述換算公式可得
實際砂石投料量=200X(1+10% ) = 220Kg
實際水投料量=100-220X10%=78Kg
得到了換算后的配比值后，上位機30自動設置最新配比參數，通過輸出模塊38向 PLC20發送最新生產配比參數指令，同時PLC20激活啟動相應控制程序。
PLC20通過程序控制由生產控制模塊沈輸出生產控制信號至電控回路40，經由電控回路40控制執行模塊50實現自動生產。由于電控回路40和執行模塊50均屬于現有技術，在此不作詳細的描述。
在上述實施例中，可通過上位機30的人機交互模塊34輸入相關參數和指令，例如，標準配比等參數。當然，在含水率測定儀10測定的實時數據后，操作員可依據測定儀測得的含水率通過人機交互模塊34進行手動參數設置，從而得到轉換后的配比，錄入任務單進行生產。
通過上述實施例，可以實現配比的精準性，既達到了實時性，又保證了產品的性能和質量。
圖3是根據本發明實施例的配比系統連接示意圖。如圖3所示，該配比系統的硬件主要由PLC、交換機和上位機組成。PLC包括CPU模塊。各硬件之間的通訊采用以太網方式，其中，P1-P4均為以太網的通訊接口。
圖4是根據本發明實施例三的混凝土配比方法流程圖，如圖4所示，包括以下步驟
步驟S402，測定待生產的混凝土的骨料的含水率；
步驟S404，根據測定的骨料的含水率以及預設的標準配比計算出生產混凝土時將采用的骨料與水的實際配比。
圖5是根據本發明實施例四的上位機結構框圖。如圖5所示，該上位機包括接收模塊31，用于接收測定的待生產混凝土骨料的含水率；計算模塊32，用于根據骨料的含水率以及預設的標準配比計算出生產混凝土時將采用的骨料與水的實際配比。
其中，在上述實施例中，上位機還可以包括人機交互模塊34，用于接收人機界面的指令輸入；顯示模塊36，用于顯示骨料的含水率、標準配比和實際配比；輸出模塊38，用于根據實際配比輸出相應的生產參數以進行混凝土的生產。
在發明上述各實施例中，通過引入了含水率測定儀，以及結合配比管理中的自動轉換，從而提高了生產效率和自動化程度，實現了控制的實時性，減少了誤差。
同時，還能提供實時顯示和自動操作功能，減少了實驗員和操作員的一些工作環節和工作時間，節省了人力，提高了效率，同時還可避免了一些不必要的手動操作錯誤。
顯然，本領域的技術人員應該明白，上述的本發明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網絡上，可選地，它們可以用計算裝置可執行的程序代碼來實現，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執行，并且在某些情況下，可以以不同于此處的順序執行所示出或描述的步驟，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現。這樣，本發明不限制于任何特定的硬件和軟件結合。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，并不用于限制本發明，對于本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種混凝土的配比系統，其特征在于，包括含水率測定儀，用于測定待生產的混凝土的骨料的含水率；上位機，用于根據測定的所述骨料的含水率以及預設的標準配比計算出生產所述混凝土時將采用的所述骨料與水的實際配比。
2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，還包括可編程邏輯控制器PLC，用于接收來自所述含水率測定儀的表征待生產的混凝土骨料的含水率的電信號，并將所述電信號換算成所述骨料的含水率后輸出至所述上位機。
3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，所述上位機包括人機交互模塊，用于接收人機界面的指令輸入；計算模塊，用于根據所述骨料的含水率以及預設的標準配比計算出生產所述混凝土時將采用的所述骨料與水的實際配比。
4.根據權利要求3所述的系統，其特征在于，所述上位機還包括顯示模塊，用于顯示所述骨料的含水率、所述標準配比和所述實際配比；輸出模塊，用于根據所述實際配比向所述PLC輸出相應的生產參數。
5.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，可編程邏輯控制器PLC包括模數轉換模塊，用于對所述電信號進行模數轉換；換算模塊，用于將經過模數轉換的電信號換算成所述骨料的含水率；生產控制模塊，用于根據來自所述上位機的所述生產參數啟動生產控制流程，并將所述生產控制流程運行所產生的生產控制信號輸出。
6.根據權利要求5所述的系統，其特征在于，還包括電控回路，用于根據來自所述PLC的所述生產控制信號控制執行模塊進行所述混凝土的生產；所述執行模塊，用于執行所述混凝土的生產。
7.根據權利要求2至6中任一項所述的系統，其特征在于，所述含水率測定儀、所述上位機、和所述PLC之間通過以太網連接。
8.一種混凝土的配比方法，其特征在于，包括測定待生產的混凝土的骨料的含水率；根據測定的所述骨料的含水率以及預設的標準配比計算出生產所述混凝土時將采用的所述骨料與水的實際配比。
9.一種上位機，其特征在于，包括接收模塊，用于接收測定的待生產混凝土骨料的含水率；計算模塊，用于根據所述骨料的含水率以及預設的標準配比計算出生產所述混凝土時將采用的所述骨料與水的實際配比。
10.根據權利要求9所述的上位機，其特征在于，還包括人機交互模塊，用于接收人機界面的指令輸入；顯示模塊，用于顯示所述骨料的含水率、所述標準配比和所述實際配比；輸出模塊，用于根據所述實際配比輸出相應的生產參數以進行所述混凝土的生產。
全文摘要
本發明提供了一種混凝土的配比系統、方法及上位機，該配比系統包括含水率測定儀，用于測定待生產的混凝土的骨料的含水率；上位機，用于根據所述測定的骨料的含水率以及預設的標準配比計算出生產混凝土時將采用的骨料與水的實際配比。在本發明中，通過引入了含水率測定儀以及結合配比管理中的自動轉換，從而提高了生產效率和生產的自動化程度。
文檔編號B28C7/02GK102555064SQ20121005372
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月2日 優先權日2012年3月2日
發明者廖超, 李博, 李學俊, 蔣博韜, 齊華 申請人:中聯重科股份有限公司