瀝青混合料生產(chǎn)溫度調(diào)控系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種瀝青混合料溫度的控制系統(tǒng)及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 瀝青公路鋪路施工過程是由瀝青運(yùn)輸車將瀝青混合料從瀝青生產(chǎn)廠運(yùn)輸?shù)绞┕?現(xiàn)場，再將瀝青混合料卸到鋪路機(jī)上，由鋪路機(jī)進(jìn)行鋪路作業(yè)，最后由壓路機(jī)進(jìn)行壓路施工 作業(yè)。瀝青混合料的運(yùn)輸不同于瀝青，一般采用的是重型卡車，而不是瀝青運(yùn)輸罐車。例如 北京歐暢生產(chǎn)的中國重汽H0W0336型號卡車。瀝青混合料對溫度的要求非常高，其出廠溫 度一般在135°C至160°C范圍內(nèi)。主要考慮施工溫度不能低于60°C，溫度過低瀝青混合料容 易在運(yùn)輸途中就凝結(jié)成塊，不僅不利于卸車以及施工，還會(huì)影響鋪路的質(zhì)量，甚至?xí)?dǎo)致整 車瀝青混合料無法正常使用而被廢棄；廢棄一噸瀝青混合料損失近千元；如果出廠溫度過 高，則會(huì)浪費(fèi)大量用于加熱瀝青混合料所用的重油。目前，國內(nèi)沒有標(biāo)準(zhǔn)的流程或方法幫助 操作人員決策瀝青混合料的出廠溫度，人們只能簡單的考慮季節(jié)影響，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定出廠 溫度。為了保證瀝青混合料運(yùn)送到施工地點(diǎn)能夠正常施工使用，出廠溫度通常偏高，導(dǎo)致大 量能源浪費(fèi)，使企業(yè)的生產(chǎn)成本的提高；同時(shí)，瀝青混合料生產(chǎn)過程所消耗的能源會(huì)對環(huán)境 造成不必要的破壞。
[0003] 此外，由于不能準(zhǔn)確掌握運(yùn)輸車輛的返回時(shí)間及狀態(tài)，瀝青建材企業(yè)通常要提前 安排生產(chǎn)瀝青混合料，由于瀝青混合料運(yùn)往施工地點(diǎn)的道路交通情況（諸如運(yùn)輸?shù)缆返臏?度、風(fēng)速等）以及施工環(huán)境情況（例如施工地點(diǎn)的溫度）等信息都是變量，為了保證正常鋪 路使用，瀝青混合料的生產(chǎn)溫度會(huì)高出正常情況一定的溫度。如能準(zhǔn)確掌握運(yùn)輸車輛返回 途中信息，可以使瀝青建材企業(yè)合理安排生產(chǎn)計(jì)劃和瀝青混合料的出廠溫度，從而實(shí)現(xiàn)瀝 青建材企業(yè)降低生產(chǎn)過程中的能耗。當(dāng)前市場缺少能為瀝青建材企業(yè)提供準(zhǔn)確預(yù)算的瀝青 混合料出廠溫度調(diào)控裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于瀝青建材企業(yè)合理安排瀝青混 合料生產(chǎn)計(jì)劃及出廠溫度的調(diào)控系統(tǒng)。
[0005] 瀝青混合料生產(chǎn)溫度調(diào)控系統(tǒng)，由上位機(jī)、車載終端、生產(chǎn)現(xiàn)場終端和溫度調(diào)控裝 置組成；所述的上位機(jī)是帶有決策系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，所述的決策系統(tǒng)包括通訊單元，用于實(shí)現(xiàn) 與車載終端、生產(chǎn)現(xiàn)場終端、溫度調(diào)控裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)處理單元用于計(jì)算瀝青混合 料的出廠溫度；存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)目的地名稱，工作溫度、噸位數(shù)量、運(yùn)送時(shí)間、聯(lián)系人訂 單信息及出廠溫度、環(huán)境氣溫、路況信息、運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸線路數(shù)據(jù)。
[0006] 采用上述系統(tǒng)，由上位機(jī)根據(jù)瀝青混合料的運(yùn)輸路徑和生產(chǎn)現(xiàn)場的環(huán)境溫度以及 車輛情況，采用公式計(jì)算出廠溫度，調(diào)取并對比溫度調(diào)控裝置反饋的瀝青加熱攪拌爐中的 實(shí)時(shí)溫度；向生產(chǎn)現(xiàn)場終端發(fā)送生產(chǎn)信息；向溫度調(diào)控裝置發(fā)出啟動(dòng)或停止瀝青混合料生 產(chǎn)加熱命令；所述公式為：
[0007] CN 204808069 U 說明書 2/5 頁
[0008]
[0009]
[0010] t :預(yù)測的瀝青混合料運(yùn)輸時(shí)間；
[0011] λ:車廂材料的導(dǎo)熱系數(shù)；
[0012] Tw:施工環(huán)境（目的地）氣溫；
[0013] Τ。:瀝青混合料要求的最低溫度；
[0014] δ:車廂的厚度；
[0015] 1:車廂的長度；
[0016] w :車廂的寬度；
[0017] h :車廂內(nèi)瀝青混合料的高度；
[0018] T (X，y，z，t) : t時(shí)間后瀝青混合料的溫度；
[0019] Tc:車廂的初始溫度，即瀝青混合料的出廠溫度。
[0020] 本發(fā)明能夠幫助瀝青建材企業(yè)綜合考慮瀝青混合料的運(yùn)輸路況、運(yùn)輸環(huán)境及施工 環(huán)境等因素預(yù)算瀝青混合料出廠的最低溫度，進(jìn)行瀝青混合料生產(chǎn)過程產(chǎn)品出廠溫度的控 制，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。
【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022] 圖2是本發(fā)明一種實(shí)施例中的瀝青混合料運(yùn)輸車車廂示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 如圖1所示，瀝青混合料生產(chǎn)溫度調(diào)控系統(tǒng)，由上位機(jī)、車載終端、生產(chǎn)現(xiàn)場終端 和溫度調(diào)控裝置組成；所述的上位機(jī)是帶有決策系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，所述的決策系統(tǒng)包括通訊 單元，用于實(shí)現(xiàn)與車載終端、生產(chǎn)現(xiàn)場終端、溫度調(diào)控裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸；數(shù)據(jù)處理單元用 于計(jì)算瀝青混合料的出廠溫度；存儲(chǔ)單元，用于存儲(chǔ)目的地名稱，工作溫度、噸位數(shù)量、運(yùn)送 時(shí)間、聯(lián)系人訂單信息及出廠溫度、環(huán)境氣溫、路況信息、運(yùn)輸時(shí)間、運(yùn)輸線路數(shù)據(jù)。
[0024] 所述的車載終端是由安裝在車廂內(nèi)的溫度傳感器、與之聯(lián)系的帶有定位系統(tǒng)和具 有上網(wǎng)功能的平板電腦或智能手機(jī)構(gòu)成。用于實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛的實(shí)時(shí)位置、瀝青混合料溫度， 并每隔3分鐘通過GPRS向上位機(jī)上傳一次數(shù)據(jù)。
[0025] 所述的生產(chǎn)現(xiàn)場終端是帶有定位系統(tǒng)和具有上網(wǎng)功能的平板電腦或智能手機(jī)，用 于在生產(chǎn)現(xiàn)場接收上位機(jī)發(fā)送的生產(chǎn)信息，該生產(chǎn)信息包括生產(chǎn)量、出廠溫度、裝車時(shí)間， 工人確定生產(chǎn)信息無誤后手動(dòng)開啟生產(chǎn)設(shè)備電源，準(zhǔn)備生產(chǎn)。
[0026] 所述的溫度調(diào)控裝置由控制單片機(jī)、Wi-Fi模塊和安裝于瀝青加熱攪拌爐中的溫 度傳感器組成，控制單片機(jī)通過導(dǎo)線與溫度傳感器相連接搜集溫度信息，控制單片機(jī)通過 導(dǎo)線與瀝青加熱恩攪拌爐相連控制攪拌爐開始加熱與停止加熱，所述的溫度調(diào)控裝置的 Wi-Fi模塊通過Wi-Fi與所述上位機(jī)相連接，實(shí)現(xiàn)通訊。溫度傳感器采集當(dāng)前爐溫，通過 Wi-Fi上傳給上位機(jī)，上位機(jī)調(diào)用數(shù)據(jù)處理單元進(jìn)行判斷；如果溫度未達(dá)到目標(biāo)值，繼續(xù)重 復(fù)溫度采集上傳及判斷工作；如果溫度到達(dá)目標(biāo)值，所述的溫度調(diào)控裝置通過導(dǎo)線發(fā)出控 制信號控制瀝青加熱攪拌爐停止加熱，準(zhǔn)備出庫。
[0027] 上位機(jī)收到包含有目的地名稱，工作溫度、噸位數(shù)量、運(yùn)送時(shí)間、聯(lián)系人的訂單后， 數(shù)據(jù)處理單元接入百度地圖API，根據(jù)目的地和瀝青企業(yè)的地理位置查詢運(yùn)輸線路、路況信 息，并結(jié)合路況信息預(yù)測運(yùn)輸時(shí)間。
[0028] 百度地圖擁有開放的實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)接口，用戶通過其規(guī)定的訪問格式即可實(shí)現(xiàn)規(guī) 劃線路，獲取路況信息。百度提供的路況信息包括"擁擠"、"緩行"、"暢通"三種情況，并能 夠預(yù)測未來一定時(shí)間內(nèi)的路況，其中"擁擠"某路段的平均車速低于20km/h，"緩行"指平均 車速介于20km/h和40km/h之間，"暢通"指平均車速高于40km/h。取"擁擠"、"緩行"、"暢 通"路段的車速分別為l〇km/h、30km/h、50km/h，根據(jù)查詢的運(yùn)輸線路，并結(jié)合各段線路的路 況信息，數(shù)據(jù)處理單元即可計(jì)算出運(yùn)輸時(shí)間；再根據(jù)運(yùn)輸時(shí)間和車輛的構(gòu)造和導(dǎo)熱情況就 可算出瀝青的出廠溫度。
[0029] 以中國重汽H0W0336型自卸車為例，其車廂結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，車廂長寬高尺寸為 5600 X 2300 X 1500mm，車廂壁厚度為60mm。自卸車車廂在運(yùn)輸瀝青混合料時(shí)，其上部不加覆 蓋，車廂頂部的瀝青混合料與相對運(yùn)動(dòng)的空氣直接接觸，發(fā)生對流換熱。數(shù)據(jù)處理單元通過 建立數(shù)學(xué)模型模擬瀝青混合料溫降過程。模型表達(dá)式為：
[0030]
[0031]
[0032]
[0033] t :預(yù)測的瀝青混合料運(yùn)輸時(shí)間；
[0034] λ :車廂材料的導(dǎo)熱系數(shù)（λ = 45WAm · k)，車廂材料為鋼板，金屬的純度對導(dǎo)熱 系數(shù)影響很大，查詢物理常數(shù)表可知，含碳1 %的普通碳鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為45WAm · k)，而含 碳量低于〇. 15 %的不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)僅為16WAm · k)，考慮到自卸車車廂采用的是普通鋼 板，取其導(dǎo)熱系數(shù)為λ = 45WAm · k);
[0035] Tw:施工環(huán)境（目的地）氣溫，T w= 25°C ;