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沥青搅拌站骨料级配在线检测、防溢料控制方法及系统技术方案

技术编号:18441847 阅读:8 留言:0更新日期:2018-07-14 07:50
本发明专利技术提出一种沥青搅拌站骨料级配在线检测、防溢料控制方法及系统,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;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;每条骨料传送带的导轨上固定设置有暗箱;暗箱内设置有照明设备;暗箱顶部设置有图像采集器;终端设备与图像采集器相连接以接收采集的图像并进行处理;终端设备与PLC控制器相连接以发送各骨料传送带需要达到的速度比;PLC控制器与变频器相连接;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。本发明专利技术可使骨料级配合格并达到配比要求,能有效防止在沥青搅拌过程中发生溢料现象。

On line monitoring and control system for aggregate gradation in asphalt mixing plant

The invention provides a method and system for on-line detection and control of aggregate grading in asphalt mixing station. The system includes a number of feed silos, several aggregate conveyer belts, terminal equipment, PLC controller, frequency converter and a number of motors; the number of the feed bin, the aggregate conveyer belt and the motor is the same; it is just below the warehouse. An bone conveyor belt is provided; a dark box is fixed on the guide rail of each bone conveyor belt; a lighting device is set in the dark box; an image collector is set at the top of the dark box; the terminal equipment is connected with the image collector to receive the captured image and is processed; the terminal equipment is connected to the PLC controller to send the aggregate. The speed ratio of the conveyor belt needs to be achieved; the PLC controller is connected with the frequency converter; the frequency converter is connected with all the motors; each motor is connected to a strip of aggregate for speed control. The invention can meet the requirements of aggregate gradation and meet the requirement of proportioning, and can effectively prevent overflow in asphalt mixing process.

【技术实现步骤摘要】
沥青搅拌站骨料级配在线检测、防溢料控制方法及系统
本专利技术涉及检测
与工程机械领域,具体的涉及一种沥青搅拌站骨料级配在线检测、防溢料控制方法及系统。
技术介绍
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。而目前的混凝土骨料检测设备存在许多问题,例如费时费力、只能抽样检测,并不能真实的反映出实际作业状态下骨料的粒度检测数据。且样品的检测结果往往与混凝土骨料实际生产状态存在时间滞后现象,无法实现在线检测。因此实现对堆叠骨料的级配在线检测,并对骨料级配的监测及配比在沥青搅拌中防止溢料和获得更高质量的混凝土有着极其重大的意义。
技术实现思路
本专利技术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在线检测、防溢料控制方法及系统;无需对骨料进行选样检测,可以直接对其进行粒度的检测,并能进一步的对该骨料颗粒进行粒级的统计分布分析,同时能根据实际混凝土要求的骨料级配,生成由各种不同级配骨料颗粒组成的骨料混合料,使骨料级配合格并达到配比要求,有效防止在沥青搅拌过程中发生溢料现象。本专利技术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,所述终端设备包括: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采集到的堆叠骨料图像进行处理;所述几何特征分析模块用于对图像处理模块处理后的骨料图像进行分析,得到每个骨料颗粒的几何特征;所述骨料粒度分布结果显示模块用于对所述几何特征分析模块获得的几何特征进行统计,得到骨料的级配结果;所述传送带速度计算模块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和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。一种沥青搅拌站骨料级配在线检测方法,基于所述的沥青搅拌站骨料级配控制系统,包括:图像采集器对经人工装载筛分的堆叠骨料进行图像采集并发送给所述终端设备;终端设备对采集到的堆叠骨料图像进行处理;所述终端设备对处理后的堆叠骨料图像进行几何特征分析,计算出堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征;所述终端设备根据堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征,分析得到堆叠骨料的粒度分布统计信息。优选的,所述图像采集器对经人工装载筛分的堆叠骨料进行图像采集,包括:设定一图像采集区域;所述图像采集区域辐射到堆叠骨料传送带上某个区域的堆叠骨料表层。优选的,所述终端设备对采集到的堆叠骨料图像进行处理,包括:将采集到的堆叠骨料图像转化为灰度图;对灰度化后的图像采用中值滤波法进行平滑图像处理;对滤波后的堆叠骨料图像采用基于聚类全局阈值改进的Niblack局部阈值方法进行阈值分割处理,将图像转化成二值图像;对阈值分割处理后的堆叠骨料图像进行迭代的形态学腐蚀操作以分离图像中相接触的颗粒;对形态学腐蚀操作后的堆叠骨料图像进行填充颗粒中间的空洞处理,以消除因骨料颗粒表面纹理经过分割处理后形成的噪声;采用小球标定法进行图像标定处理。优选的,所述进行图像标定处理之前还包括:对边界处不完整的颗粒去除,对重复拍摄颗粒采用不变距对骨料进行重复识别,然后去除。优选的,所述对滤波后的堆叠骨料图像采用基于聚类全局阈值改进的Niblack局部阈值方法进行阈值分割处理取表层骨料为研究对象,把下层不完整的骨料视作背景,具体包括:利用聚类全局阈值法求出中值滤波后的堆叠骨料图像的全局阈值T1;将整张图像分为九个子图,针对每一个子图,用Niblack算法求出一个局部阈值T2;将聚类法求得的阈值T1与Niblack法求得的T2求加权和,得到每一个子图的阈值:T3=αT1+(1-α)T2,其中α表示加权系数。优选的,采用小球标定法进行图像标定处理,具体包括:在相同的图像采集环境下,对若干个直径已知的标准小球进行图像采集;小球图像经过图像处理处理后,计算获取图像中每个小球的像素面积值;将每个小球的真实面积值与图像中的像素面积值进行比较,比值的平均值作为标定系数。一种沥青搅拌站骨料级配防溢料控制方法,基于所述的沥青搅拌站骨料级配控制系统,包括:根据实际沥青混凝土对各级配骨料颗粒比例的需求,终端设备计算各传送带需要达到的速度比并发送给PLC控制器;所述PLC控制器根据所述速度比把所需要的各种速度发送到变频器以控制变频器工作;所述变频器给电动机提供调压调频电源,改变电动机转速来控制各骨料传送带速度。优选的,所述计算各传送带需要达到的速度比,包括:将各个料仓中不同粒径区间对应的粒径含量分别记为A1、A2…Ai,B1、B2…Bj,C1、C2…Cm、…,将料仓的宽度记为s,料仓距离骨料传送带的高度记为h,各骨料传送带速度记为Vn,骨料传送带输送时间记为t,沥青混凝土配方需要的混合料级配中,各骨料级配所需的含量记为M1、M2…Ml,沥青混凝土总质量为Q;其中,n为正整数;根据沥青混凝土中每种级配骨料含量所对应各料仓中相同级配的骨料含量,将各料仓中重叠的骨料级配含量叠加,得到以下公式:Ml=k1·A1+…+ki·Ai+p1·B1+…+pj·Bj+本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种沥青搅拌站骨料级配控制系统,其特征在于,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。

【技术特征摘要】
1.一种沥青搅拌站骨料级配控制系统,其特征在于,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。2.根据权利要求1所述的沥青搅拌站骨料级配控制系统,其特征在于,所述终端设备包括: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采集到的堆叠骨料图像进行处理;所述几何特征分析模块用于对图像处理模块处理后的骨料图像进行分析,得到每个骨料颗粒的几何特征;所述骨料粒度分布结果显示模块用于对所述几何特征分析模块获得的几何特征进行统计,得到骨料的级配结果;所述传送带速度计算模块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和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。3.一种沥青搅拌站骨料级配在线检测方法,基于权利要求1~2中任意一项权利要求所述的沥青搅拌站骨料级配控制系统,其特征在于,包括:图像采集器对经人工装载筛分的堆叠骨料进行图像采集并发送给所述终端设备;终端设备对采集到的堆叠骨料图像进行处理;所述终端设备对处理后的堆叠骨料图像进行几何特征分析,计算出堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征;所述终端设备根据堆叠骨料图像中每个骨料颗粒的几何特征,分析得到堆叠骨料的粒度分布统计信息。4.根据权利要求1所述的沥青搅拌站骨料级配在线检测方法,其特征在于,所述图像采集器对经人工装载筛分的堆叠骨料进行图像采集,包括:设定一图像采集区域;所述图像采集区域辐射到堆叠骨料传送带上某个区域的堆叠骨料表层。5.根据权利要求1所述的沥青搅拌站骨料级配在线检测方法,其特征在于,所述终端设备对采集到的堆叠骨料图像进行处理,包括:将采集到的堆叠骨料图像转化为灰度图;对灰度化后的图像采用中值滤波法进行平滑图像处理;对滤波后的堆叠骨料图像采用基于聚类全局阈值改进的Niblack局部阈值方法进行阈值分割处理,将图像转化成二值图像;对阈值分割处理后的堆叠骨料图像进行迭代的形态学腐蚀操作以分离图像中相接触的颗粒;对形态学腐蚀操作后的堆叠骨料图像进行填充颗粒中间的空洞处理,以消除因骨料颗粒表面纹理经过分割处理后形成的噪声;采用小球标定法进行图像标定处理。6.根据权利要求5述的沥青搅拌站骨料级配在线检测方法,其特征在于,所述进行图像标定处理之前还包括:对边界处不完整的颗粒去...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨建红房怀英蔡园园范伟黄文景林伟端余文
申请(专利权)人:华侨大学福建南方路面机械有限公司
类型:发明
国别省市:福建,35

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