（机械电子工程专业论文）sbs改性沥青质量管理的计算机应用技术.pdf

摘要 我国交通事业日益发展，s b s 改性沥青被越来越广泛的应用在公路施工建设上。随 着对工程质量要求的提高，s b s 改性沥青作为道路工程建设的重要材料，其质量控制已 成为不容忽视的问题。 文章深入研究了s b s 改性沥青的设备和生产工艺，介绍了s b s 改性沥青生产过程 动态质量控制的设计构思。该设计通过对s b s 改性沥青生产过程中各个生产环节的监 测，实时地掌控改性沥青生产过程中各种原材料的添加比例、生产设备的工作工况以及 改性沥青的发育状态，从而对s b s 改性沥青质量起到了根本的保障作用。 论文通过对s b s 改性沥青质量影响因素的试验研究，确定了各个监控参数的合理取 值范围，解决了当前国内s b s 改性沥青生产中普遍存在的一些问题，并以实际工程数据， 说明了s b s 改性沥青监控系统的显著效果。 文章还介绍了e x c e l 中的v b a 编程技术，设计中运用此技术开发了s b s 改性沥青 质量分析处理软件，使繁复的改性沥青过程及质量评价变得一目了然。 该设计思路对今后同类产品的开发有一定的参考价值。 关键词：s b s 改性沥青、生产设备、工艺、质量控制、v b a a b s t r a c t w i t ht l l ef 瓠tg r o w i n go fc h i n e s et r a n s p o r t ，s b sm o d i f i e da s p h “ti si n c r e a s i n g l ya p p l i e d t ot h ew i d em g eo fh i 曲w a yc o n s t m c t i o n w i t ht h ei m p r o v e m e mo ft h eq u a l i t ) rr e q u i r e m e n t s t 0e n g i n e e r i n g ，a sa 1 1i m p o n a j l tm a t e r i a lo fc o n s t m c t i o n ，t h eq u a l 埘o fs b sm o d i f i e da s p h a l t c a nn o tb ei g n o r e d i nt h i sp a p e r ，山o v et h ei n - d e p t hs t u d yt os b sm o d i f i e da s p h a l t sp r o d u c t i o ne q u i p m e n t s a n dp r o d u c t i o np r o c e s s e s ，w ei n t r o d u c et h ed e s i g ni d e a so ft h ed y n 锄i cq u a l i t ) rc o n t r o li n p r o d u c t i o np r o c e s s t h r o u g hm o n i t o r i n gt h ev a r i o u sp r o d u c t i o np m c e s s e so ft h es b s m o d i f i e da s p h a l t ，t h i sp a p e rr e a l t i m ec o n t r o lt h ep r o p o r t i o no ft h ev a r i o u sr a wm a t e r i a l s 、t h e w o r ko fp r o d u c t i o ne q u i p m e n tc o n d i t i o na n dd e v e l o p m e n ts t a t u so fs b sm o d i f i e d2 l s p h a l ti n p r o d u c t i o np r o c e s s ，w 1 1 i c he x p e c t a t st or e m o v i l l gt h eu n f a v o r a b l ef a c t o r so fs b s t h eq u a l i t ) ，i n p r o c e s s e so f 、o r k i n g a f f e c t i n gt h eq u a l i 够o fs b s m o d i f i e da s p h a l tf - a c t o r sw e r es t u d i e d ，t h i ep 印e rd e t e 肌i n e s t h ev 撕o u sm o l l i t o r i n gp a r a m e t e r sw i t h i nr e a s o n a b l el i m i t s ，s o m ep r o b l e m sa b o u tt h ec u r r e n t d o m e s t i cp r o d u c t i o no fs b sm o d i f i e da s p h a l t a ra r er e s o l v e d ，a c t l l a le n g i n e e r i n gd a 眨峪a r e i l l u s t r a t e d ，、v h o s ep u 叩o s ei st oi n t r o d u c et h ep r a c t i c a b i l i t yo fm o n i t o r i n ga n dc o n t m ls y s t e m w i l lg e tai m p r o v et h eq u a l i t ) r t h ed i s s e 似i o na l s oi n 仃o d u c e st h ea d v a l l c e da p p l i c a t i o n so fe x c e la n dv b a p r o g r a m m i n gt e c h n o l o g y ，a i l dt h eq u a l i 哆a i l a l y s i sp r o c e s s i n gs o 小a r eo fs b sm o d i f i e d b i t u m e np m c e s s i n ga r ee m p o l d e r ，s ot h a tt h ec o m p l i c a t e dp r o c e s sa i l dq u a l i 够e v a l u a t i o no f m o d i f i e da s p h a l t 、衍l lb e c o m ec l e a ra tag l a n c e i i lt h ef m u r e ，t l l ed e s i g ni d e a sw i l lh a v eac e r t a i nr e f e r e n c ev a l u ei nd e v e l o p i n go fs i m i l a r p r o d u c t s k e yw o r d s ：s b sm o d i f i e da s p h a l t ； e q u i p m e n t ； c m r w o r k ； q u a l i t yc o n t m l ； v b a n 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工 作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重 要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何 未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名：夕弭劫 砌7 年j 玛瑚日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名： 导师签名： 嘻严沏 秕尸 砷年厂月站日 21 年2 日 长安大学硕士学位论文 第一章绪论 1 1 课题的提出 随着公路交通流量与载荷不断提高，对高速公路的使用寿命的要求越来越高。在此 背景下，提高施工质量的方法和建议被不断的提出，其中“过程控制 和“动态质量 管理”的方法被广泛关注。“过程控制”就是工艺的实时管理，使得所生产的产品在有 问题的时候及时被发现，以便做出修正。这样既可以降低生产厂商对于产品不合格的风 险。又可以保证产品质量，所以动态过程的质量控制具有十分重要的意义。 目前对于s b s 改性沥青质量的认定是通过事后对产品的抽样检测，这种时候检测的 方法不但容易造成浪费，而且根本不能检测出产品中s b s 的百分含量，所以本人的导师 杨人凤教授提出了s b s 改性沥青的动态质量控制方法，本文就是该方法在工程应用上的 实际案例分析。 作者开发的这一系统，可以完成对影响改性沥青质量的重要参数的实时分析。通过 操纵程序中控制面板的导航按钮，即可完成含量计算、发育温度、发育时间控制、各主 要质量指标图显及所有数据统计分析，使用户或业主易于发现掌握产品的质量。该程序 反映各类信息全面、丰富，操作简单，易于掌握，因而具有很好的工程使用价值。 1 2 课题的意义 本课题是杨人凤教授所主持“高等级沥青路面施工过程动态质量控制”课题的一 个子课题，是对高等级公路建设过程中对材料质量控制的一个尝试，它弥补了长久以来 工程建设中以材料的最终抽检指标来判定材料质量的弊端，从而能保证材料整个生产过 程规范、透明，给s b s 改性沥青的生产商提供了数字化的生产控制流程，也给s b s 改性 沥青的使用方亦即高等级公路建设的承包商提供了改性沥青材料的完整电子档案，对确 保高等级公路的建设质量提供了有力的保障，真正做到了从源头抓质量的目标。 1 3 课题的主要内容 本课题是高等级沥青路面施工过程动态质量控制系统的一个分支，它是基于对高等 级公路建设的材料s b s 改性沥青的生产过程的监测，通过改性沥青生产工艺中的实 时数据，掌握改性沥青生产过程的每一个流程，及时详细地了解设备的工作状态，对生 产出来的s b s 改性沥青的质量做出全面的预测与把握。 在课题的研究过程中，主要做了如下工作： 1 ) 介绍改性沥青的分类，阐述s b s 改性沥青的改性机理，通过s b s 改性沥青与e v a 、 第一章绪论 p e 作为改性剂的改性沥青做对比试验，从路用性能的试验结果作为评价指标，论述s b s 改性沥青的优越性能。 2 ) 对比目前s b s 改性沥青两种研磨设备：胶体磨和高速剪切机，并以几家有代表 性的s b s 改性沥青生产厂家为例，简要介绍其生产设备及其工艺，并总结了s b s 改性 沥青生产时应该改进和注意的事项。 3 ) 论述了质量控制系统的构思原理，并通过试验确立了监控参数及参数的合理范 围，使用l a b v i e w 进行数据采集，并经由无线网络技术实现数据的实时传送；分析了采 集到的数据。 4 ) 以e x c e l 为平台，利用v b a 汇编语言完成了s b s 改性沥青控制系统的开发；介 绍了该系统的主要功能及操作方法。 1 4 课题的实现方法 要想严格控制好s b s 改性沥青的质量就必须要在生产过程中对重要的参数进行动 态的实时监控，并能够实时准确的传输数据进行分析处理。经过杨人凤教授多年的实践 经验和大量的试验证明：本课题确立了对发育温度、s b s 含量等多项重要指标进行动态 监控的控制思路。基于能够在第一时间采集到生产数据，更重要的是为了能简便的、准 确地分析处理这些数据的目的，s b s 改性沥青质量分析系统的开发便应运而生。 因为软件的使用对象为工程监理，所以开发平台的选择上应尽量的满足使用简单， 易于上手和安装，并且要尽量利用软件的现有功能，这样可以节省大量的开发时间。综 合这些因素的考虑，e x c e l 中的v b a 语句就成为了首选的编程语言。因为e x c e l 不但可 以处理大量的数据，而且自身的图表生成功能十分强大。在其基础上进行二次开发，无 疑是最适合该软件的选择。 2 长安人学硕士学位论文 r 高温稳定性r 橡胶类：s b r 、c r 、e p d m r 改善力学性能 一 图5 1 程序控制流程图 该流程图介绍程序运行的总体控制过程，首先，需要安装软件，选择安装路径；安 装完毕后运行软件，首先会弹出窗体，提示输入用户名和密码，待用户名和密码验证合 格以后，用户方可进入操作界面。在进入程序之后，可以新设用户名和密码，也可以修 改原密码，但原始用户及其匹配的密码无法删除。程序的控制流程图如图5 1 。 5 1 2 数据处理制流程图 该流程图说明数据处理过程，进入程序之后，首先选择数据导入，寻找到数据存放 的路径，把需要处理的数据导入到程序中；经过处理，得出当天生产s b s 改性沥青各个 批次的s b s 含量，统计出均值，偏差以及超差率；可以选择图形显示，直观的观察s b s 和基质沥青的添加趋势和变化。还有其他的发育温度及时间的图像生成和处理，以及导 热油温度的监控曲线。生成的各种数据和图标都可以直接打印。处理完成后，点击数据 清空，退出软件，过程如图5 2 。 长安 碰学位论文 图52 数据妊理流程图 52 质量管理软件编程 52 1 窗体的设计 1 ) “片j 户登陆”界咖 运行软什首先自动弹出“用户登陆”界面，如图53 圈53 用户登陆界面 该窗体代码如f ： 【o g n u s e r 2i 。o g l n f 0 m l t e x t b o x l 1 0 9 i “p a s s w 0 r d l o 画n f o nt e x t b o x 2 i s u s e r e x l t = f a i s e i s p s w r i g h t2f 却s e f o r i 一2t 0r c i f l o g i u 2w sc e l l s ( i ，4 ) t h e n 黑圭差差 第五章改性沥青质量管理中的e x c e lv b a 应用 i s u s e r e x i t = t 】r u e i fl o g i n p a s s w o r d = w s c e l l s ( i ，5 ) t h e n a p p l i c a t i o n v i s i b l e = 1 h e w b r k s h e e t s ( ”主页面”) s i b l e = 1 m e w b r k s h e e t s ( ”系统数据”) s i b l e = f a l s e l o g i l l f o m l h i d e s y s t e m s e t t i n g c 啪r e n t u s e r = l o g i n u s e r s e t t e m p r a i l g e u p l e v e l = w s c e l l s ( 1 ，2 ) s e t t e m p r a n g e d o w n l e v e l = w s c e l l s ( 2 ，2 ) s y s t e m s e t t i n g c u r r e n t u s e r p a s s w o r d = l o g i n p a s s 、v o r d s y s t e m s e t t i n g c u r r e n t l l s e r i n d e x = i m s g b o x ( ”登录成功，欢迎使用! ”) e l s e m s g b o x ( ”密码不正确，请重新输入! ”) l o g i n f o m t b x t b o x 2 t e x t = ” l o g i n f o n l l t e x t b o x 2 s e t f o c u s e n di f e n di f n e x t i fi s u s e r e x i t = f a l s et h e n m s g b o x ( ”无效用户名! ”) l o g i n f o 衄t e x t b o x1 = ” l o g i n f o m t e x t b o x 2 t e x t = l o g i l l f o 肌t e x t b o x1 s e t f o c u s e n di f 2 ) 选择窗体 该窗体是二级窗体，具体的代码如下： p u b l i ca y s 聊ea si n t e g e r 分析类型 p u b l i cp o t n u ma si i l t e g e r 计量罐编号 p r i v a t es u bc o m m a n d b u t t o n l c l i c k o s e l e c t p o t h i d e d i mr c a si n t e g e r 3 6 长安人学硕士学位论文 d i ms t a i 之a n g ea ss t r i n g统计范围 d i m e w b o o ka ss t r i n g 显示区域 s e tw s = w b r k s h e e t s ( ”原始数据”) r c = w s u s e d r a n g e r o w s c o u n t 一1 设置工作表 s e l e c tc a s ea y s l 如e c a s e1 ： w r o r k s h e e t s ( ”发育温度分析图”) c h a f t o b l j e c t s d e l e t e v i e w b o o k = ”发育温度分析图” s e l e c tc a s el i s t b o x1 v a l u e c a s e ”l 撑计量罐”：p o t n u m = 1 s t a r a n g e = ”b ：b ，c ：c ，y l ：z ”& r c c a s e 2 拌计量罐”：p o t n u m = 2 s t a r a n g e = ”b ：b ，d ：d ，y 1 ：z ”& r c c a s e 3 拌计量罐”：p o t n u m = 3 s t a r a n g e = ”b ：b ，e ：e ，y 1 ：z ”& r c c a s e 4 撑计量罐：p o t n u m = 4 s t a r a n g e2 ”b ：b ，f ：f ，y 1 ：z ”& r c c a s e ”5 撑计量罐”：p o t n u m = 5 s t a r a n g e2 ”b ：b ，g ：g y l ：z ”& r c c a s e ”6 撑计量罐”：p o t n u m = 6 s t a r a i l g e = ”b ：b ，h ：h ，y 1 ：z ”& r c c a s ee l s e ：p o t n 啪= l s t a l 己a n g e = ”b ：b ，c ：c ，y 1 ：z ”& r c e n ds e l e c t c a s e2 ： w b r k s h e e t s ( ”发育罐液位分析图”) c h a i t o 场e c t s d e l e t e e w b o o k = ”发育罐液位分析图” s e l e c tc a s el i s t b o x1 v a l u e c a s e 1 撑计量罐：p o t n u m = 1 s t a r a n g e2 ”b ：b ，i ：i ” 3 7 第五章改性沥青质量管理中的e x c e lv b a 应用 & r c ) & r c ) & r c ) 的位置 c a s e ”2 6 6 计量罐”：p o t n u m = 2 s t a i 沁g e = ”b ：b ，j ：j ” c a s e ”3 存计量罐”：p o t n u m = 3 s t a r a n g e = ”b ：b ，k ：k ” c a s e ”4 拌计量罐”：p o t n 啪= 4 s t a r a n g e = ”b ：b ，l ：l ” c a s e ”5 撑计量罐”：p o t n u m = 5 s t a r a l l g e = ”b ：b ，m ：m ” c a s e ”6 计量罐”：p o t n u m = 6 s t a r a n g e = ”b ：b ，n ：n ” c a s ee l s e ：p o t n u 】 i l = 1 s t a r a n g e = ”b ：b ，i ：i ” e n ds e l e c t e n ds e l e c t 以下为显示工作表 c h a r t s a d d a c t i v e c h a n c h a n t y p e = x l l i n e m a r k e r s a c t i v e c h a r t s e t s o u r c e d a t as o u r c e ：= s h e e t s ( ”原始数据) r a n g e ( s t a r a n g e ) ，一 p l o t b y ：= x l c o l u m n s i f a y s t y p e = 1t h e n 如果是温度分析图，则画出上下限 a c t i v e c h 砥s e r i e s c o l l e c t i o n ( 1 ) d e l e t e a c t i v e c h 甜s e r i e s c o l l e c t i o n ( 1 ) x v 砒u e s = s h e e t s ( ”原始数据”) r a n g e ( b 2 ：b i f a c t i v e c h a i t s e r i e s c o l l e c t i o n ( 2 ) x v a l u e s = s h e e t s ( ”原始数据”) r a l l g e ( ”b 2 ：b i f a c t i v e c h 硼s e r i e s c o l l e c t i o n ( 3 ) x v 酊u e s = s h e e t s ( ”原始数据”) m g e ( b 2 ：b l i e n di f a c t i v e c h a r t l o c a t i o n 、h e r e ：= x l l o c a t i o r l a s o b j e c t ，n 锄e ：= e w b o o k 图表显