摘要 在不改变改性沥青设备内部结构的前提下，仅对SBS改性剂上料系统进行适当的改造，利用传感器技术(Sensor)/WIFI通信与3G通讯技术、将原材料、配合比、加工温度、主机状态及搅拌速度等一系列数据加以采集、对比、监控，以达到将改性沥青生产从改性剂加入、拌和到融胀、剪切、研磨成成品的全过程的各项关键数据有机的结合在一起进行分析监控。从而实现对改性沥青生产过程的质量控制、监控指导、监督检查的目的。

关键词   传感器技术；物联网；过程控制

众所周知，由于没有一套完整有效的改性沥青生产质量监督指导体系，造成在高速公路修建的过程中，路面摊铺的质量得不到保证，以至于一些高速公路出现了较为明显的早期破坏，路面的实际使用寿命远远低于设计年限。路损状况十分令人担忧，急需开发一种成熟的改性沥青监测监督体系更迫在眉睫。伴随着3G数据通讯业务的大规模应用，以及物联网概念的提成，结合中国大多数改性沥青生产设备的现实情况，本文将传感器技术、WIFI无线通讯技术和3G通讯技术结合起来，开发了一种经过简易改造就能对现有的改性沥青设备进行升级，加装改性沥青生产质量控制系统，该系统可以有效监控改性沥青伸长过程中的关键数据，结合WIFI与3G通讯技术，达到场内质量控制，场外质量监督的目的。

1  系统构建

1.1  对改性沥青生产过程的质量影响的主要参数

（1）SBS或SBR等其他改性剂加入量；

（2）改性沥青生产控制温度；

（3）搅拌设备生产过程相关数据；

（4）主机运行状态相关数据；

（5）添加剂加入量控制

通过对改性沥青生产过程这些影响成品生产质量的参数的监控，可以大大减少改性沥青生产过程中的偷工减料的现象，提高改性沥青成品的质量。

1.2  数据采集系统的构建：传感器是将其他形式的物理量转变为电量的一种装置，可以用来对这些物理量进行数据采集和测量。根据改性沥青的生产过程和影响参数，加装压力传感器、温度传感器、流量计、液位计，将改性沥青原料的质量、成品的质量、沥青配料（融胀）罐的温度、拌和温度、沥青流量、液位等数据加以实时采集测量。建立一个数据库，将这些实时数据存储在计算机硬盘中，实时监测。

1.3  物联网平台的搭建：在利用数据采集和接口技术将相关数据采集出来，在场内利用宽带技术或无线路由方式，在计算机之间进行传输，在场外利用3G通讯技术远程传输。过程如图1所示：

 1.4  对原有改性设备必须进行适当的升级改造：

   （1）各罐体配置温度传感器、压力远传传感器及液位传感器等；

   （2）胶体磨或高速剪切机配备相应的变频调速装置；

   （3）SBS加料装置如采用螺旋输送机的，应加装一套带有称重传感器减量法计量装置的螺旋输送机与原有螺旋输送机配合使用；

   （4）SBS加料装置如采用风送系统的，应加装美国原装进口的微波计量装置或更换成带有微波计量装置的负压风送（真空吸料）系统。

2  物联网连接的PLC程序：  物联网就是“物物相连的互联网”。这有两层意思：第一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；第二，其用户端延伸和扩展到了任何物体与物体之间，进行信息交换和通信。因此，物联网的定义是：通过射频识别（RFID）、红外感应器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物体与互联网相连接，进行信息交换和通信，以实现对物体的智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。

  2.1  PLC是在工业环境下应用的一种具有良好的安全性、稳定性的工业计算机。它包含有控制器、计算器、存储器和I/O接口。可以对数据进行采集、运算、比较和传输。考虑到改性沥青生产过程中特殊的工作环境，建议采用西门子S7系列PLC对物联网各环节采集的数据加以存储和处理。

  2.2  S7系列PLC由24V直流电作为电源和控制端输入信号，直接输出信号也是24V直流电，在连接过程中，可以使用变压器以及整流器接拌和站220V电源。输出信号可以与24V电磁继电器连接，用于控制报警系统、温度控制系统等；从而将传感器输出的电信号与被控制对象联系在一起，行程一个完整的物联网。

  2.3  应用PLC的数据采集和存储功能，将各处需要监控的数据存储在PLC的存储器中，通过比较指令和传送指令，和显示装置、报警装置连在一起，用于站内质量监控，这种系统在配置较高的改性沥青成套设备中应已配备。另外，可以建立一个历史数据库，结合生产过程质量的反馈，得到一个最优的指导性数据库，用于今后不同环境下的生产过程指导性收据，在不增加成本的前提下，进一步提高成品质量。

3  SWG物联网的数据传输：一般来说，改性沥青生产厂区内的实验室、控制室和办公室的距离不超过1000米，利用现有的宽带网或全向天线和定向天线，可以利用路由器在站内实现的数据传输；我们将各点的传感器采集的数据存储到PLC的存储器中，然后利用WIFI通讯技术，将各点的数据实时传输到监控室内；用于站内的数据监控，使得管理人员可以对整个改性沥青生产过程加以监督控制，可以及时的从数据上发现改性沥青生产过程中的质量问题；而随着3G通讯的发展，3G通讯的成本越来越低。而改性沥青生产过程中的这些关键数据，数据量不大，传输成本很低，可以实时的传输到省、市质检站，甚至业主那里，行程一套远程和近程完整的质量监督系统；彻底解决偷工减料、生产温度不够一直都是影响改性沥青质量的一个老大难问题。过去我们的监理人员往往无法实时的监控整个生产过程，无法有效的保证改性沥青成品质量。而今通过物联网技术，将生产过程中的关键数据，如配比、温度、质量等数据，实时传输到工程监理或者质检人员的手中，可以有效的对改性沥青生产全过程进行监督。

4  结语：随着高速公路事业的飞速发展，SWG物联网技术在沥青加工过程质量控制中的应用必将越来越广泛，将传感器技术、PLC技术与wifi、3G通讯技术结合在一起，形成从改性沥青整个生产过程所涉及到的设备参数到成品产出的一整套物联网。从而方便操作人员观察和控制整个改性沥青生产的过程，能够更好的保证成品的质量；另一方面，这套物联网的关键设备参数，通过3G网络传送给质监站、监理和业主，能够实时的监督改性沥青的生产过程，对质量进一步把关。总之，物联网技术在改性沥青生产过程的应用，可以实现对改性沥青质量的“场内控制、场外监督”，从而更好的提升改性沥青成品的质量，从根本上解决高速公路建设中的路面质量无法控制这个难题。