本發(fā)明涉及生產(chǎn)工藝過程控制,更具體地說,本發(fā)明涉及薄壁混凝土電桿智能生產(chǎn)方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù):
1、混凝土電桿是電力線路中的重要組成部分,廣泛應(yīng)用于各級電網(wǎng)的輸配電線路中。隨著電網(wǎng)建設(shè)的不斷發(fā)展,對混凝土電桿的性能要求越來越高,節(jié)能環(huán)保、高強耐久、輕量化成為混凝土電桿的主要發(fā)展方向?,F(xiàn)有的混凝土電桿生產(chǎn)大多采用傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備,生產(chǎn)效率低,產(chǎn)品一致性差,不能適應(yīng)薄壁輕量化電桿的生產(chǎn)要求。
2、公開號為cn116041009a的中國專利申請公開了一種用于輕型防腐電桿的混凝土及其制備方法。該發(fā)明通過在混凝土中摻入微硅灰、玄武巖纖維、玻璃纖維等材料,提高了混凝土電桿的抗拉強度、抗彎強度、韌性和耐久性,并通過摻入石灰石粉降低混凝土拌合物黏度,使電桿壁厚更薄,降低制造和運輸成本。但是,該發(fā)明未考慮混凝土內(nèi)部硬化過程的不均勻性問題,容易導(dǎo)致電桿開裂和變形,影響產(chǎn)品質(zhì)量。
3、公開號為cn109186478a的中國專利申請公開了一種再生混凝土電桿垂直高度在線檢測方法。該方法利用ccd激光傳感器對鋼筋冷軋后的垂直高度進行在線檢測,提高了檢測精度。但是,該方法僅針對再生混凝土電桿的鋼筋垂直度進行檢測和控制,未涉及混凝土硬化過程的監(jiān)測和調(diào)控,難以保證電桿整體質(zhì)量。
4、內(nèi)模脫模是影響混凝土電桿生產(chǎn)質(zhì)量和效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié),現(xiàn)有技術(shù)中的混凝土電桿生產(chǎn)方法缺乏混凝土硬化過程的實時監(jiān)測和動態(tài)調(diào)控手段;內(nèi)模脫??刂撇痪珳?zhǔn),難以適應(yīng)薄壁輕量化電桿的生產(chǎn)要求。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、為了克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,本發(fā)明提供薄壁混凝土電桿智能生產(chǎn)方法及系統(tǒng),通過實時采集混凝土內(nèi)部硬化數(shù)據(jù),構(gòu)建硬化狀態(tài)評估模型,計算硬化不均勻度指數(shù),動態(tài)調(diào)整內(nèi)模脫模參數(shù),并實現(xiàn)脫模過程的閉環(huán)優(yōu)化控制,從而提高薄壁混凝土電桿的生產(chǎn)質(zhì)量和效率。
2、為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
3、實時采集與薄壁混凝土電桿內(nèi)部硬化狀態(tài)相關(guān)的n個檢測位點的第一混凝土硬化數(shù)據(jù);構(gòu)建混凝土內(nèi)部硬化狀態(tài)評估模型,根據(jù)第一混凝土硬化數(shù)據(jù)和混凝土內(nèi)部硬化狀態(tài)評估模型,得到混凝土內(nèi)部的硬化狀態(tài)等級;將混凝土電桿內(nèi)部劃分為n1個控制單元,根據(jù)混凝土內(nèi)部的硬化狀態(tài)等級,計算硬化不均勻度指數(shù),生成相應(yīng)的硬化均勻化方案,其中n、n1均為正整數(shù);
4、獲取薄壁混凝土電桿的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù),從歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)中提取與當(dāng)前生產(chǎn)條件相匹配的參考內(nèi)模脫模方案,將所述參考內(nèi)模脫模方案中的第一內(nèi)模脫模參數(shù)作為初始內(nèi)模脫模參數(shù);根據(jù)混凝土內(nèi)部的硬化狀態(tài)等級,對初始內(nèi)模脫模參數(shù)進行校準(zhǔn),得到第二內(nèi)模脫模參數(shù);所述初始內(nèi)模脫模參數(shù)包括初始內(nèi)模脫模時間、初始內(nèi)模脫模速度和初始內(nèi)模脫模力度;
5、根據(jù)第二內(nèi)模脫模參數(shù)控制內(nèi)模脫模過程,并實時監(jiān)測脫模過程,進行閉環(huán)優(yōu)化控制。
6、進一步地,所述構(gòu)建混凝土內(nèi)部硬化狀態(tài)評估模型,根據(jù)第一混凝土硬化數(shù)據(jù)和混凝土內(nèi)部硬化狀態(tài)評估模型,得到混凝土內(nèi)部硬化狀態(tài)等級包括:
7、建立混凝土內(nèi)部溫度場演化模型和混凝土內(nèi)部應(yīng)變場演化模型;
8、耦合混凝土內(nèi)部溫度場演化模型和混凝土內(nèi)部應(yīng)變場演化模型,得到混凝土內(nèi)部硬化狀態(tài)評估模型;
9、將第一混凝土硬化數(shù)據(jù)輸入混凝土內(nèi)部硬化狀態(tài)評估模型中得到n個檢測位點的溫度時程曲線和應(yīng)變時程曲線;
10、選取m1個特征時刻,從溫度時程曲線和應(yīng)變時程曲線中提取n個檢測位點在m1個特征時刻的溫度和應(yīng)變;m1為正整數(shù);
11、將各個檢測位點在每個特征時刻的溫度ti,j和應(yīng)變ei,j與預(yù)設(shè)的第一溫度閾值t1、第二溫度閾值t2、第一應(yīng)變閾值e1和第二應(yīng)變閾值e2進行比較,判斷各個檢測位點在每個特征時刻所處的硬化狀態(tài)等級;i為檢測位點的索引,1≤i≤n;j為特征時刻的索引,1≤j≤m1;ei,j表示第i個檢測位點,第j個特征時刻的應(yīng)變。
12、進一步地,所述判斷各個檢測位點在每個特征時刻所處的硬化狀態(tài)等級的方法包括:
13、當(dāng)ti,j<t1時,若ei,j<e1,則混凝土處于塑性階段,標(biāo)記為第一硬化等級;
14、當(dāng)t1≤ti,j≤t2時,若e1≤ei,j≤e2,則混凝土處于凝結(jié)階段,標(biāo)記為第二硬化等級;
15、當(dāng)ti,j>t2時,若ei,j>e2,則混凝土處于強度發(fā)展階段,標(biāo)記為第三硬化等級。
16、進一步地,所述控制單元是按照電桿長度方向和徑向進行劃分的,每個控制單元內(nèi)至少包含一個檢測位點;
17、所述根據(jù)混凝土內(nèi)部的硬化狀態(tài)等級,計算硬化不均勻度指數(shù)包括:
18、統(tǒng)計不同特征時刻,每個控制單元內(nèi)處于第一硬化等級、第二硬化等級和第三硬化等級的檢測位點數(shù)量,分別計算三種硬化等級的檢測位點數(shù)量在控制單元內(nèi)所有檢測位點數(shù)量中的占比;
19、計算不同特征時刻,相鄰控制單元間的硬化狀態(tài)等級檢測位點數(shù)量占比差的絕對值,將占比差的絕對值求和后除以相鄰控制單元對數(shù),得到該特征時刻的硬化不均勻度指數(shù);所述相鄰控制單元對數(shù)由劃分的控制單元數(shù)量決定;
20、對各特征時刻的硬化不均勻度指數(shù)取均值,得到綜合的硬化不均勻度指數(shù)。
21、進一步地,所述生成相應(yīng)的硬化均勻化方案包括:
22、判斷綜合的硬化不均勻度指數(shù)是否大于預(yù)設(shè)的不均勻度閾值;若大于不均勻度閾值,則表明混凝土電桿內(nèi)部硬化不均勻,需生成相應(yīng)的硬化均勻化方案;根據(jù)相應(yīng)的硬化均勻化方案,調(diào)整不同控制單元的養(yǎng)護參數(shù)。
23、進一步地,所述根據(jù)混凝土內(nèi)部的硬化狀態(tài)等級,對初始內(nèi)模脫模參數(shù)進行校準(zhǔn)包括:
24、將第一硬化等級賦值為1,第二硬化等級賦值為2,第三硬化等級賦值為3,將已劃分的n1個控制單元作為校準(zhǔn)初始內(nèi)模脫模參數(shù)的基本單位,根據(jù)各個控制單元內(nèi)每個檢測位點的硬化狀態(tài)等級,對初始內(nèi)模脫模參數(shù)進行校準(zhǔn),得到第二內(nèi)模脫模參數(shù),所述第二內(nèi)模脫模參數(shù)包括第二內(nèi)模脫模時間、第二內(nèi)模脫模速度和第二內(nèi)模脫模力度。
25、進一步地,所述實時監(jiān)測脫模過程,進行閉環(huán)優(yōu)化控制包括:
26、根據(jù)第二內(nèi)模脫模參數(shù),啟動內(nèi)模脫模程序;在內(nèi)模脫模過程中,實時采集第二混凝土硬化數(shù)據(jù),并根據(jù)預(yù)設(shè)內(nèi)模脫離評估模型,判斷各控制單元內(nèi)模是否與混凝土充分脫離;
27、若第i”個控制單元內(nèi)模與混凝土未充分脫離,則調(diào)整第i”個控制單元的內(nèi)模脫模速度和內(nèi)模脫模力度,直至第i”個控制單元內(nèi)模與混凝土充分脫離;若各控制單元內(nèi)模與混凝土均已充分脫離,則保持當(dāng)前內(nèi)模脫模速度和內(nèi)模脫模力度,直至內(nèi)模完全脫離。
28、薄壁混凝土電桿智能生產(chǎn)系統(tǒng),其用于實現(xiàn)上述的薄壁混凝土電桿智能生產(chǎn)方法,所述系統(tǒng)包括:
29、均勻化控制模塊:用于實時采集與薄壁混凝土電桿內(nèi)部硬化狀態(tài)相關(guān)的n個檢測位點的第一混凝土硬化數(shù)據(jù);構(gòu)建混凝土內(nèi)部硬化狀態(tài)評估模型,根據(jù)第一混凝土硬化數(shù)據(jù)和混凝土內(nèi)部硬化狀態(tài)評估模型,得到混凝土內(nèi)部的硬化狀態(tài)等級;將混凝土電桿內(nèi)部劃分為n1個控制單元,根據(jù)混凝土內(nèi)部的硬化狀態(tài)等級,計算硬化不均勻度指數(shù),生成相應(yīng)的硬化均勻化方案,其中n、n1均為正整數(shù);
30、脫模參數(shù)計算模塊:用于獲取薄壁混凝土電桿的歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù),從歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)中提取與當(dāng)前生產(chǎn)條件相匹配的參考內(nèi)模脫模方案,將所述參考內(nèi)模脫模方案中的第一內(nèi)模脫模參數(shù)作為初始內(nèi)模脫模參數(shù);根據(jù)混凝土內(nèi)部的硬化狀態(tài)等級,對初始內(nèi)模脫模參數(shù)進行校準(zhǔn),得到第二內(nèi)模脫模參數(shù);所述初始內(nèi)模脫模參數(shù)包括初始內(nèi)模脫模時間、初始內(nèi)模脫模速度和初始內(nèi)模脫模力度;
31、閉環(huán)優(yōu)化模塊:用于根據(jù)第二內(nèi)模脫模參數(shù)控制內(nèi)模脫模過程,并實時監(jiān)測脫模過程,進行閉環(huán)優(yōu)化控制。
32、一種電子設(shè)備,包括存儲器、中央處理器以及存儲在存儲器上并可在中央處理器上運行的計算機程序,所述中央處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)上述的薄壁混凝土電桿智能生產(chǎn)方法。
33、一種計算機可讀存儲介質(zhì),所述計算機可讀存儲介質(zhì)上存儲有計算機程序,所述計算機程序被執(zhí)行時實現(xiàn)上述的薄壁混凝土電桿智能生產(chǎn)方法。
34、相比于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的有益效果為:
35、通過實時采集混凝土電桿內(nèi)部多個檢測位點的硬化數(shù)據(jù),構(gòu)建硬化狀態(tài)評估模型,可以更精確地掌握混凝土內(nèi)部的硬化狀態(tài),這種方法大大提高了生產(chǎn)過程的監(jiān)控精度,有助于保證最終產(chǎn)品的質(zhì)量;根據(jù)混凝土內(nèi)部的硬化狀態(tài)等級,對初始內(nèi)模脫模參數(shù)進行智能校準(zhǔn),得到更為合理的脫模參數(shù),這種方法可以顯著減少脫模過程中可能出現(xiàn)的損壞和缺陷,提高產(chǎn)品的完整性和表面質(zhì)量;通過建立混凝土內(nèi)部溫度場和應(yīng)變場演化模型,可以更準(zhǔn)確地預(yù)測混凝土的硬化過程,這有助于優(yōu)化生產(chǎn)時間,減少不必要的等待,從而提高整體生產(chǎn)效率;通過精確控制內(nèi)模脫模過程,可以減少因脫模不當(dāng)造成的產(chǎn)品報廢,降低原材料浪費,同時,優(yōu)化的生產(chǎn)過程也可以降低能源消耗,進一步減少生產(chǎn)成本;通過計算硬化不均勻度指數(shù)并生成相應(yīng)的硬化均勻化方案,可以有效改善混凝土電桿內(nèi)部硬化的均勻性,這不僅提高了單個產(chǎn)品的質(zhì)量,還能確保批量生產(chǎn)的產(chǎn)品具有更高的一致性;根據(jù)歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)和當(dāng)前生產(chǎn)條件,動態(tài)調(diào)整生產(chǎn)參數(shù),這種方法使得生產(chǎn)過程能夠更好地適應(yīng)不同的原材料、環(huán)境條件和生產(chǎn)要求,提高了生產(chǎn)的靈活性。