智能投料過程動態監控系統研發及應用

摘 要：為滿足瀝青混凝土拌合站施工中質量管理與成本控制需求，本文基于 GPRS 遠程信息傳輸技術，開發了數據采集、存儲、分析和多用戶訪問的智能投料過程動態監控系統，實現了智能化抗車轍劑投料過程信息數據處理，確保投料過程信息管理數據的真實有效和高精度響應，達到了投料過程的動態管理。

關鍵詞：智能投料機；GPRS遠程；實時監控

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.095

1 引言

瀝青路面外摻劑用量直接影響瀝青路面各項性能指標，工程應用中需要精確控制瀝青路面外摻劑的添加。然而，現有瀝青混凝土拌和站尚無外摻劑添加功能，通常采用全自動投料設備往瀝青混凝土材料中添加外摻劑。但自動投料設備與拌和站系統相對獨立，無法實現過程聯動及智能監控預警。當投料機出現設備故障、備料缺失等現場問題，瀝青混凝土拌和站操作人員因缺少設備運行狀態及外摻劑添加信息，無法及時采取相應的處理措施，極易產生瀝青混凝土中少加甚至不加外摻劑的情況，導致瀝青混凝土材料配比出現問題，進而影響瀝青路面施工質量[1]。

為解決上述問題，實現瀝青混凝土拌和質量的動態控制和預警，幫助管理人員及時準確分析工況，建立一套可直觀準確顯示外摻劑添加狀態、過程質量數據信息的瀝青路面外摻劑投料智能監控體系對提高瀝青混凝土生產質量意義深遠[2-3]。

2 系統設計及組成

2.1 系統設計

運用 GPRS 無線分組服務技術，以利解決無網絡工況下智能投料控制系統無法傳輸數據的難題。采用 B /S + C /S 系統架構，實現用戶遠程登陸服務器系統網頁實時監控投料過程，查看各類統計數據的功能。系統設計架構圖如圖1所示。

2.2 系統組成

擬搭建的智能監控系統由四部分組成，分別為數據采集系統、數據傳輸系統、數據處理系統和過程預警系統等，可實現對投料機運行狀態、投料數據、報警信息等數據的遠程監控，按級別發送相應短信等功能，監控系統圖如圖2所示。

3 系統應用操作

已授權用戶登錄智能投料動態監控系統網頁，實現對智能投料過程的動態監控和歷史數據統計分析成果的查詢。

3.1 動態監控

點擊進入“主界面”，如圖3所示。界面文本框“投料次數”、“投料設定值”“投料重量”、“瀝青混合料重量”、“抗車轍劑占比” 、“拌和時間”及“出料溫度”等對指定拌合站生產過程中每一盤混凝土的拌合時間、抗車轍劑比例和原材料組份及抗車轍劑用量等參數進行實時監控，實際參數值在每盤混凝土拌和作業完成的同時顯示在用戶監控界面，實時性極強 [4-5]。

3.2 統計分析

點擊進入“數據查詢”界面，如圖4所示。

“歷史數據報表”或“歷史數據曲線”對指定拌合站、指定時間段內每盤混凝土的拌和時間、材料消耗量、瀝青混合料重量、出料溫度及抗車轍劑用量等參數進行查詢，分析判斷拌和周期變化情況，評判混凝土配合比的執行情況，提供質量追溯依據，實現事后監控及原材料成本核算。

點擊進入“數據統計”界面，選擇“數據分析”界面上的“歷史數據統計報表”或“歷史數據統計柱狀圖”對施工標段、投料設定值、總投料次數、總投料重量、總瀝青混合料重量等進行查詢，按起始時間以報表形式或柱狀圖形式顯示每個拌合站或對應工程部位的混凝土產量，并原材料消耗實際值、計劃產能值進行三算比較，形成分析結論；與材料設計配合比數值作比較分析材料用量誤差，評價混凝土配合比的執行情況。最終，生成 excel或其他格式統計報表，根據用戶選擇進行儲存分析。

3.3 實時短信提醒

為便于不具備上網條件的管理責任人對混凝土拌合站拌合時間、混凝土配合比執行誤差等重點監控項目實現實時監控，本系統研發了實時短信提醒功能。

本系統功能對拌合站混凝土拌和生產過程中每種材料的實際用量和實際攪拌時間等指標與理論設定值做差，比較誤差與短信報警閾值大小，判斷是否向項目負責人發送報警短信。當誤差小于報警閾值，即指標誤差值大于允許誤差，向項目負責人發送手機報警短信；當誤差在報警閾值范圍區間內，不發送手機報警短信，卻作為監控數據存儲在系統數據庫中以備查。系統對誤差等級進行劃分，根據誤差偏離程度設置多級報警，實現不同強度和級別的過程監控。

4 功能及效果

監控系統實時掌握混凝土拌合站生產過程中的“投料次數”、“投料設定值”“投料重量”、“瀝青混合料重量”、“抗車轍劑占比” 、“拌和時間”及“出料溫度”等信息，實現實時監控、事前主動控制，應用效果極佳。

（1）通過實時監控投料過程，確?；炷梁屠畎街亓俊⒖管囖H劑占比嚴格按照既定參數執行，保障混凝土生產攪拌時間。及時校準計量、測量誤差，避免因機械故障、作業人員違章作業，管理人員違章指揮等造成損失，有效實現事前主動預控，過程實時監控，保障了工藝標準的貫徹執行。

（2）基于 GPRS的遠程信息傳輸、數據實時存儲和分析提高了數據安全性、真實性和動態響應性，達到了動態管理的目的。利用智能化信息處理技術，實現數據實時統計分析、成本核算和成本控制。

（3）結合工程建設中急需解決的實際技術問題以全新的管理模式實現混凝土生產過程的動態控制管理， 適應程度高且經濟效益高。

5 結語

混凝土拌合站投料過程動態監控系統，是在綜合分析混凝土生產過程全方面因素，為解決混凝土施工中質量管理、成本控制等研制的信息化管理系統。系統邏輯關系明確，重點功能突出，采用創新的管理模式、手段實現了混凝土生產過程的動態控制，工程質量得到保證，成本控制效果好，提高了建設項目的管理效率和水平，體現了信息技術和工程技術的高度統一，應用前景廣泛。

參考文獻：

[1]馬輝，劉仁智，董慶，龔建忠.混凝土拌合站生產過程動態系統的開發與應用[J].路基工程，2012（02）：144-146.

[2]于黎明.瀝青混凝土攪拌設備監控系統研究[D].長安大學，2009.

[3]李楊，曾憲文.基于GPRS和GPS技術的工業設備遠程監測系統[J].上海電機學院學報，2009，12（02）：125-128.

[4]ZhongQiYue，WilliamBekking，IsabelleMorin.Application of Digital Image Processing to Quantiative Study ofAsphaltConcreteMicrostructure[J].TRR，2001，4（09）：53-60.

[5]馬明，陳艷，王鑫東，閆濤.瀝青拌合站遠程監控系統設計[J].建材世界，2011，32（05）：74-75.

作者簡介：賈磊（1986-），男，山西太原人，工學碩士。