本发明属于建筑施工，尤其涉及一种水刷石浆控量防凝施工控制系统及控制方法。
背景技术：
1、随着城市化进程的加快，历史建筑的保护和修复需求日益增长。在传统历史建筑的修复和保护工作中，尤其是水刷石饰面的复原，面临着诸多挑战。现有的技术方案往往缺乏对精准配料和施工后质量检验的重视，导致修复效果与原建筑风貌存在较大差异。此外，样板的制备和检验过程耗时且效率低下，配比数据记录不准确，缺乏有效的机器学习算法来优化配料方案，以及水刷石浆的控量和防凝措施不足，这些问题都严重影响了施工质量和效率，进而影响到整个项目的进度和成本。
2、具体来说，现有技术在历史建筑水刷石饰面修复领域具有以下几方面的局限性：
3、1、传统的水刷石施工饰面的修复方法在配料时，往往依赖于施工人员的经验和直觉进行水泥、石子和颜料比例的手动称量，这种依赖于个人感觉的操作方式缺乏一致性和可重复性，并且导致了原料配比精度不足，施工后的质量检验难以达到预期标准，从而影响了修复后的建筑外观和历史风貌的协调性，致使修复后的墙面与原始墙面在质感和耐久性上存在差异。例如，施工人员可能会根据感觉添加过多的水，导致石子浆的流动性增加，但这也使得石子浆在墙面上干燥后容易出现裂纹和脱落；其他例如水泥墙面颜色调配失误，导致出现冷暖色差异，从而无法实现完美修复复原。
4、2、在传统的修复工作中，配料的配比数据的记录往往依赖于手工记录，缺乏系统化和数字化的管理和记录和分析。尤其是针对同一施工对象，如果一个修复项目在不同时间由不同的工人完成，每个工人可能会根据自己的经验调整配比，导致最终修复效果的差异。这种缺乏标准化和数据驱动的方法限制了修复工作的可预测性和可控制性，并且往往因为资料丢失而缺乏过去修复时的配比信息，进而导致再次修复施工时采用的水刷石浆配比信息具有差异。此外，由于水刷石浆的特性，导致需要在实际涂布上墙并等到干燥后才能验证配比的效果，若采用样板制作则又耗费时间和原料成本；同时，由于水刷石浆对于原料配比精度要求高，现有技术中仅依靠施工人员的经验调配拌制的水刷石浆容易导致拌制后的颜色配比等出现误差，若上墙凝固冲刷后才发现误差，不仅需要敲除重新施工，降低了施工效率，还难以通过肉眼识别确定配比调整方向和具体用量计算。
5、3、在当前的施工过程中，水刷石浆的用量控制不精确，就会导致原料浪费和施工质量问题；并且，由于水刷石的施工复杂，若防凝措施的不足，则会使得水刷石浆在施工过程中容易干燥凝结，在造成原料浪费的同时，影响施工进度的连续性和修复质量，甚至有可能对于搅拌机造成损坏，进一步增加了施工成本。此外，由于水刷石自身配比成分复杂，相对于成分单一的混凝土，废弃的水刷石的原料分离回收成本较高，因此凝固后往往只有废弃一途，而传统的混凝土即使因施工不及时而凝固，也能通过重新加工后再利用，因此，如何确保每次施工用的水刷石浆在配比质量稳定的前提下，能够符合单次施工需求，具有重要的意义。过往在针对施工饰面的水刷石浆的制作过程中，正常搅拌完后一个小时左右需要用完，虽然传统可以多次少量，但难以保证每一批的质量稳定，且每次计算用量以及粘稠度都需要具有经验的施工人员进行估算和观察，增加了施工人员的负担且降低了施工的效率，同时，每一批次拌制而成的水刷石浆无法保证配比的稳定和质量的稳定，对于后续上墙冲刷等方面都有影响。
6、因此，为了更好地保护和传承历史建筑的独特风貌和文化价值，亟需提供一种更为高效、精准和可靠的水刷石饰面修复解决方案，以显著提高修复工作的质量和效率。
技术实现思路
1、为解决以上所述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种水刷石浆控量防凝施工控制系统及控制方法，采用视觉识别和数据处理技术，实现精准配料和质量检验，提升施工效率和质量；通过不同工作模式智能切换，适应施工需求，减少原料浪费，确保施工连续性和质量稳定性；并通过自动清洗和原料配比记忆功能，降低人工成本，快速恢复施工状态，尤其适用于配比复杂、精度要求高的水刷石浆施工，有效保护历史建筑风貌。
2、为实现上述目的及其他相关目的，本发明采用以下技术方案：
3、本发明的第一方面，提供一种水刷石浆控量防凝施工控制系统，包括搅拌机本体，所述搅拌机本体包括料仓、拌制区和出浆口，还包括控制单元、视觉识别单元、数据收集单元和数据处理存储单元，其中：
4、所述料仓的数量为若干个，各料仓均设有出料阀、出料通道和称量传感器，所述出料阀设置于所述料仓底部，且所述出料阀与所述拌制区之间通过所述出料通道连通，所述出料阀和所述称量传感器与控制单元电信号连接，用于判定和控制原料的定量投放；
5、所述拌制区设有伺服电机、出浆阀、出浆通道和排量传感器；所述出浆阀设置于所述拌制区底部，且所述出浆阀与所述出浆口之间通过所述出浆通道连通，所述出浆通道内设有排量传感器，所述排量传感器用于监控记录水刷石浆实际出浆量和单次排空量；所述伺服电机与所述控制单元电信号连接，并受所述控制单元控制启停和运转间隔，所述出料阀和所述出浆阀也与所述控制单元电信号连接，并受所述控制单元控制开合；
6、所述控制单元包括plc控制器，所述plc控制器用于控制出料阀、出浆阀的开合、拌制区伺服电机的运行状态，同时还用于控制切换搅拌机本体的不同工作模式；所述plc控制器分别与视觉识别单元、数据收集单元、数据处理及存储单元电信号连接；所述视觉识别单元，用于采集实物或照片中的水刷石石子和水泥的视觉数据，并通过控制单元传输至所述数据收集单元；所述数据收集单元，用于收集视觉数据、施工信息数据、称量传感器和排量传感器的实时数据，并经控制单元传输至所述数据处理存储单元进行数据处理；所述数据处理存储单元，用于对数据收集单元收集到的数据进行分析，根据采集的视觉数据，分析获得水刷石浆的原料配比，所述原料配比包括石子类型、石子粒径、石子比例、泥石比例、水泥配色颜料比例，同时，根据所述原料配比中的泥石比例，分析获得当前原料配比下的单位重量水刷石浆的凝固时间，并结合录入的施工信息数据，计算获得当日总用量和用于单次拌制的分批用量，并将数据分析后的结果反馈至控制单元控制搅拌机本体进行配料、搅拌和出浆，同时将数据分析后的结果进行存储记录。
7、作为优选的技术方案，所述出料通道的出口延伸至拌制区内，使所述原料经出料通道出口集中落于拌制区内，且所述出料通道采用封闭式通道。
8、作为优选的技术方案，所述原料包括干料和水，所述传感器包括用于称量干料的重量传感器和用于称量水的流量传感器。
9、本发明的第二方面，提供一种水刷石浆控量防凝施工控制方法，包括以下步骤：
10、s1、通过视觉数据采集和智能识别，获得水刷石浆的原料配比，所述原料配比包括石子类型、石子粒径、石子比例、泥石比例、水泥配色颜料比例；并根据所述原料配比中的泥石比例，确定当前原料配比下的单位重量水刷石浆的凝固时间；
11、s2、录入施工信息，结合原料配比获得当日总用量，同时，根据单位重量水刷石浆的凝固时间和预设的单人每小时平均施工面积，获得用于单次拌制的分批用量；
12、s3、根据分批用量和预设的放料顺序，控制精准配料并按批自动搅拌拌制水刷石浆；
13、s4、将步骤s3中的原料全部放料完成后，继续搅拌并监控水刷石浆的粘稠度直至符合要求后出浆，出浆时通过排量传感器实时累计记录水刷石浆的实际出浆量；
14、s5、单次出浆完成后，重复步骤s3和s4，直至累计的实际出浆量到达当日总用量后切换至自动清洗程序。
15、作为优选的技术方案，所述控制系统可通过切换工作模式以适应不同的施工需求和条件，所述工作模式包括持续运行模式、短停模式、长停模式或停止模式：
16、当所述搅拌机本体首次启动时，自动切换至持续运行模式，出浆阀关闭，伺服电机维持持续搅拌状态，直至水刷石浆粘稠度符合要求后自动切换至短停模式；
17、当切换至短停模式时，出浆阀的开合由手动控制，伺服电机自持续搅拌状态切换为间隔搅拌状态，出浆时排量传感器累计记录水刷石浆的实际出浆量，单次出浆完成后，重复进行步骤s3和步骤s4，直至实际出浆量达到当日总用量后，进行自动清洗程序；
18、当切换至长停模式时，出浆阀开启，伺服电机维持持续搅拌，直至拌制区内水刷石浆排空后暂停并关闭出浆阀，排空时排量传感器记录水刷石浆的排空量；所述排空量计入当日剩余用量，当日剩余用量=当日总用量-实际出浆量+排空量，自长停模式重新切换至短停模式时，重复进行步骤s3和步骤s4，直至完成当日剩余用量后，进行自动清洗程序；
19、当切换至停止模式时，出浆阀开启，伺服电机维持持续搅拌，直至拌制区内水刷石浆排空后暂停并关闭出浆阀，同时进行自动清洗程序。
20、进一步地，当进行自动清洗程序时，自动记录记忆本次原料配比，当所述搅拌机本体再次启动时自动读取原料配比并提示输入当日施工信息。
21、进一步地，当施工项目不同时，通过进行步骤s1的操作，在完成步骤s1获取新的原料配比后，所述新的原料配比信息自动覆盖原有的原料配比，并重新计算确定凝固时间。
22、作为优选的技术方案，所述步骤s2中，所述施工信息包括当日施工人数和当日施工时长，结合预设的单人每小时平均施工面积，自动计算获得当日施工面积，并结合原料配比换算至当日总用量。
23、作为优选的技术方案，所述步骤s4中，水刷石浆的粘稠度通过伺服电机的旋转力矩反馈实时监测。
24、作为进一步优选的技术方案，所述步骤s4中，还通过视觉模块监测水刷石浆表面波纹平复时间，辅助判断水刷石浆当前搅拌状态下的粘稠度。
25、如上所述，本发明具有以下有益效果：
26、（1）本发明的一种水刷石浆控量防凝施工控制系统及控制方法，利用先进的视觉数据采集和智能识别技术，可获得更精准的水刷石浆原料配比，避免人为经验造成的误差，减少试错成本，同时，由于依靠数据处理系统自动计算，对于施工饰面无配比识别和计算经验的需求，节省了培训成本，并提高了施工效率和质量，可实现精准配料，并确保施工后的质量检验能够达到更高的标准，从而更好地恢复和保护历史建筑的原有风貌；此外，通过清晰的施工饰面边界线，能够通过视觉数据采集分析，获取施工饰面的更精确的待施工面积，进而能够更准确地计算所需的原料量，优化施工计划和资源分配，提高施工效率和质量控制，确保施工结果的美观性和一致性。此外，精确的面积测量还有助于减少原料浪费，降低施工成本，并为后续的维护和修复工作提供重要的参考数据。
27、（2）本发明的一种水刷石浆控量防凝施工控制系统及控制方法，通过这种智能化的施工控制系统，结合水刷石浆原料配比和录入的施工信息，可以确保有效把握水刷石浆单位重量下的凝固时间，并在此基础上实现分批用量的按需制作，同时，通过不间断地按批制作以及视觉识别与伺服电机的旋转力矩反馈数据实现了对搅拌过程中水刷石浆粘稠度的实时监控，保证施工进程的连续性和每批水刷石浆的质量稳定性，最终达到提高施工效率和质量的目的。
28、（3）本发明的一种水刷石浆控量防凝施工控制系统及控制方法，通过四个工作模式的灵活切换，能够适应不同的施工条件和需求，提高施工效率，减少原料浪费，确保施工质量，同时也减轻了操作人员的工作负担。具体而言，在持续运行模式中，通过持续搅拌过程中的粘稠度的监控，能够保证水刷石浆的均匀性和质量，避免因搅拌不充分导致的原料浪费或施工质量问题；在短停模式中，允许施工人员根据实际施工进度手动控制单次的出浆量，并通过间歇搅拌的方式减少不必要的搅拌，在防止凝固或离析的同时，也确保了石子不沉底及均匀度，同时，通过排量传感器记录实际出浆量，有助于精确控制原料使用；在长停模式中，可以确保水刷石浆不会在搅拌机内长时间停留而凝固，同时通过排量传感器记录排空量，以便准确计算当日剩余用量，为后续施工或原料准备提供数据支持；在停止模式中，通过彻底清空搅拌机内的水刷石浆，可有效防止原料在设备内凝固和残留。
29、（4）本发明的一种水刷石浆控量防凝施工控制系统及控制方法，通过自动清洗功能减少了人工清洗的工作量和时间，并且通过原料配比的自动记忆记录，能够有助于在搅拌机再次启动时快速恢复到之前的施工状态，尤其是对于原料配比复杂、误差要求低的水刷石浆而言，通过自动记忆记录提取，在保证了水刷石浆质量稳定的基础上，提高了施工效率。
1.一种水刷石浆控量防凝施工控制系统，包括搅拌机本体，所述搅拌机本体包括料仓、拌制区和出浆口，其特征在于，还包括控制单元、视觉识别单元、数据收集单元和数据处理存储单元，其中：
2.根据权利要求1所述的一种水刷石浆控量防凝施工控制系统，其特征在于，所述出料通道的出口延伸至拌制区内，使所述原料经出料通道出口集中落于拌制区内，且所述出料通道采用封闭式通道。
3.根据权利要求1所述的一种水刷石浆控量防凝施工控制系统，其特征在于，所述原料包括干料和水，所述传感器包括用于称量干料的重量传感器和用于称量水的流量传感器。
4.一种水刷石浆控量防凝施工控制方法，利用权利要求1-3任意一项所述的水刷石浆控量防凝施工控制系统，其特征在于，包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种水刷石浆控量防凝施工控制方法，其特征在于，所述控制系统可通过切换工作模式以适应不同的施工需求和条件，所述工作模式包括持续运行模式、短停模式、长停模式或停止模式：
6.根据权利要求5所述的一种水刷石浆控量防凝施工控制方法，其特征在于，当进行自动清洗程序时，自动记录记忆本次原料配比，当所述搅拌机本体再次启动时自动读取原料配比并提示输入当日施工信息。
7.根据权利要求6所述的一种水刷石浆控量防凝施工控制方法，其特征在于，当施工项目不同时，通过进行步骤s1的操作，在完成步骤s1获取新的原料配比后，所述新的原料配比信息自动覆盖原有的原料配比，并重新计算确定凝固时间。
8.根据权利要求4所述的一种水刷石浆控量防凝施工控制方法，其特征在于，所述步骤s2中，所述施工信息包括当日施工人数和当日施工时长，结合预设的单人每小时平均施工面积，自动计算获得当日施工面积，并结合原料配比换算至当日总用量。
9.根据权利要求4所述的一种水刷石浆控量防凝施工控制方法，其特征在于，所述步骤s4中，水刷石浆的粘稠度通过伺服电机的旋转力矩反馈实时监测。
10.根据权利要求9所述的一种水刷石浆控量防凝施工控制方法，其特征在于，所述步骤s4中，还通过视觉模块监测水刷石浆表面波纹平复时间，辅助判断水刷石浆当前搅拌状态下的粘稠度。
