沥青混合料生产温度调控系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种沥青混合料温度的控制系统及其方法。
【背景技术】
[0002] 沥青公路铺路施工过程是由沥青运输车将沥青混合料从沥青生产厂运输到施工 现场，再将沥青混合料卸到铺路机上，由铺路机进行铺路作业，最后由压路机进行压路施工 作业。沥青混合料的运输不同于沥青，一般采用的是重型卡车，而不是沥青运输罐车。例如 北京欧畅生产的中国重汽H0W0336型号卡车。沥青混合料对温度的要求非常高，其出厂温 度一般在135°C至160°C范围内。主要考虑施工温度不能低于60°C，温度过低沥青混合料容 易在运输途中就凝结成块，不仅不利于卸车以及施工，还会影响铺路的质量，甚至会导致整 车沥青混合料无法正常使用而被废弃；废弃一吨沥青混合料损失近千元；如果出厂温度过 高，则会浪费大量用于加热沥青混合料所用的重油。目前，国内没有标准的流程或方法帮助 操作人员决策沥青混合料的出厂温度，人们只能简单的考虑季节影响，根据经验确定出厂 温度。为了保证沥青混合料运送到施工地点能够正常施工使用，出厂温度通常偏高，导致大 量能源浪费，使企业的生产成本的提高；同时，沥青混合料生产过程所消耗的能源会对环境 造成不必要的破坏。
[0003] 此外，由于不能准确掌握运输车辆的返回时间及状态，沥青建材企业通常要提前 安排生产沥青混合料，由于沥青混合料运往施工地点的道路交通情况（诸如运输道路的温 度、风速等）以及施工环境情况（例如施工地点的温度）等信息都是变量，为了保证正常铺 路使用，沥青混合料的生产温度会高出正常情况一定的温度。如能准确掌握运输车辆返回 途中信息，可以使沥青建材企业合理安排生产计划和沥青混合料的出厂温度，从而实现沥 青建材企业降低生产过程中的能耗。当前市场缺少能为沥青建材企业提供准确预算的沥青 混合料出厂温度调控装置。
【发明内容】
[0004] 本发明旨在克服现有技术的不足，提供一种适用于沥青建材企业合理安排沥青混 合料生产计划及出厂温度的调控系统。
[0005] 沥青混合料生产温度调控系统，由上位机、车载终端、生产现场终端和温度调控装 置组成；所述的上位机是带有决策系统的计算机，所述的决策系统包括通讯单元，用于实现 与车载终端、生产现场终端、温度调控装置进行数据传输；数据处理单元用于计算沥青混合 料的出厂温度；存储单元，用于存储目的地名称，工作温度、吨位数量、运送时间、联系人订 单信息及出厂温度、环境气温、路况信息、运输时间、运输线路数据。
[0006] 采用上述系统，由上位机根据沥青混合料的运输路径和生产现场的环境温度以及 车辆情况，采用公式计算出厂温度，调取并对比温度调控装置反馈的沥青加热搅拌炉中的 实时温度；向生产现场终端发送生产信息；向温度调控装置发出启动或停止沥青混合料生 产加热命令；所述公式为：
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[0010] t :预测的沥青混合料运输时间；
[0011] λ:车厢材料的导热系数；
[0012] Tw:施工环境（目的地）气温；
[0013] Τ。:沥青混合料要求的最低温度；
[0014] δ:车厢的厚度；
[0015] 1:车厢的长度；
[0016] w :车厢的宽度；
[0017] h :车厢内沥青混合料的高度；
[0018] T (X，y，z，t) : t时间后沥青混合料的温度；
[0019] Tc:车厢的初始温度，即沥青混合料的出厂温度。
[0020] 本发明能够帮助沥青建材企业综合考虑沥青混合料的运输路况、运输环境及施工 环境等因素预算沥青混合料出厂的最低温度，进行沥青混合料生产过程产品出厂温度的控 制，实现节能减排的目标。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明结构示意图。
[0022] 图2是本发明一种实施例中的沥青混合料运输车车厢示意图。
【具体实施方式】
[0023] 如图1所示，沥青混合料生产温度调控系统，由上位机、车载终端、生产现场终端 和温度调控装置组成；所述的上位机是带有决策系统的计算机，所述的决策系统包括通讯 单元，用于实现与车载终端、生产现场终端、温度调控装置进行数据传输；数据处理单元用 于计算沥青混合料的出厂温度；存储单元，用于存储目的地名称，工作温度、吨位数量、运送 时间、联系人订单信息及出厂温度、环境气温、路况信息、运输时间、运输线路数据。
[0024] 所述的车载终端是由安装在车厢内的温度传感器、与之联系的带有定位系统和具 有上网功能的平板电脑或智能手机构成。用于实时监控车辆的实时位置、沥青混合料温度， 并每隔3分钟通过GPRS向上位机上传一次数据。
[0025] 所述的生产现场终端是带有定位系统和具有上网功能的平板电脑或智能手机，用 于在生产现场接收上位机发送的生产信息，该生产信息包括生产量、出厂温度、装车时间， 工人确定生产信息无误后手动开启生产设备电源，准备生产。
[0026] 所述的温度调控装置由控制单片机、Wi-Fi模块和安装于沥青加热搅拌炉中的温 度传感器组成，控制单片机通过导线与温度传感器相连接搜集温度信息，控制单片机通过 导线与沥青加热恩搅拌炉相连控制搅拌炉开始加热与停止加热，所述的温度调控装置的 Wi-Fi模块通过Wi-Fi与所述上位机相连接，实现通讯。温度传感器采集当前炉温，通过 Wi-Fi上传给上位机，上位机调用数据处理单元进行判断；如果温度未达到目标值，继续重 复温度采集上传及判断工作；如果温度到达目标值，所述的温度调控装置通过导线发出控 制信号控制沥青加热搅拌炉停止加热，准备出库。
[0027] 上位机收到包含有目的地名称，工作温度、吨位数量、运送时间、联系人的订单后， 数据处理单元接入百度地图API，根据目的地和沥青企业的地理位置查询运输线路、路况信 息，并结合路况信息预测运输时间。
[0028] 百度地图拥有开放的实时路况数据接口，用户通过其规定的访问格式即可实现规 划线路，获取路况信息。百度提供的路况信息包括"拥挤"、"缓行"、"畅通"三种情况，并能 够预测未来一定时间内的路况，其中"拥挤"某路段的平均车速低于20km/h，"缓行"指平均 车速介于20km/h和40km/h之间，"畅通"指平均车速高于40km/h。取"拥挤"、"缓行"、"畅 通"路段的车速分别为l〇km/h、30km/h、50km/h，根据查询的运输线路，并结合各段线路的路 况信息，数据处理单元即可计算出运输时间；再根据运输时间和车辆的构造和导热情况就 可算出沥青的出厂温度。
[0029] 以中国重汽H0W0336型自卸车为例，其车厢结构图如图2所示，车厢长宽高尺寸为 5600 X 2300 X 1500mm，车厢壁厚度为60mm。自卸车车厢在运输沥青混合料时，其上部不加覆 盖，车厢顶部的沥青混合料与相对运动的空气直接接触，发生对流换热。数据处理单元通过 建立数学模型模拟沥青混合料温降过程。模型表达式为：
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[0033] t :预测的沥青混合料运输时间；
[0034] λ :车厢材料的导热系数（λ = 45WAm · k)，车厢材料为钢板，金属的纯度对导热 系数影响很大，查询物理常数表可知，含碳1 %的普通碳钢的导热系数为45WAm · k)，而含 碳量低于〇. 15 %的不锈钢的导热系数仅为16WAm · k)，考虑到自卸车车厢采用的是普通钢 板，取其导热系数为λ = 45WAm · k);
[0035] Tw:施工环境（目的地）气温，T w= 25°C ;