CN102175294A - 物料计量控制方法及物料计量控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物料计量控制方法及物料计量控制装置，其中，该物料计量控制方法包括以下步骤：计量开始步骤，开启物料仓计量门，使物料仓内的物料落向计量称，并开始记录计量时间(t)；物料仓计量门关闭时间点的确定步骤，由PLC控制器根据需要的目标物料重量(m_B)，采用线性或非线性回归方法，计算确定物料仓计量门关闭的时间点(t_A)及此时计量称内的物料重量(m_A)；物料仓计量门关闭步骤，当计量时间到达时间t_A时，或者当计量称内的物料重量等于m_A时，关闭物料仓计量门。根据本发明的物料计量控制方法和控制装置不仅简化了计量称的机械结构，而且能有效地提高计量系统的计量精度和计量效率。

Description

物料计量控制方法及物料计量控制装置

技术领域

本发明涉及工程机械行业中物料的计量控制方法及物料计量控制装置。

背景技术

工程机械行业中，许多地方都要使用到物料(即原材料)的计量与混合。特别是在水泥混凝土、沥青混凝土等行业中，必须对物料进行准确计量，进而实现搅拌混合以生产合格的成品料。

目前，从工程机械行业所使用的计量控制装置分析，物料计量装置及其计量控制方法主要有两种方式：加称法和减称法。加称法的主要结构形式是在物料仓下面设置计量秤，控制系统给出物料计量信号后，物料仓计量门将自动打开，物料下落。当物料由物料仓落至计量秤时，计量秤实时显示物料重量。当物料重量接近或达到某一设定值或目标值后，控制系统给出关闭物料仓计量门信号，计量门关闭。当物料仓计量门与计量秤之间的落料全部落入计量秤后，可计算出计量称内的实际物料重量。

另一种计量方式为减称法，即在每个物料仓下方设置独立计量秤。当计量开始之后，先将物料直接卸入计量秤中，卸入量一般多于实际所需物料重量。当计量秤数值稳定之后，记录计量秤的初始重量；开启计量秤卸料门，物料投入目标容器，同时系统将自动计算计量秤中物料的减少量，即物料的投入量。当物料的投入量大于等于设定的目标值之后，系统自动关闭计量秤计量门，计量秤中物料减少量即为计量值，计量完成。

在现有的技术方案中，普遍使用加称法，在部分精度要求较高而结构方面限制条件较少的情况下使用减称法。在采用加称法的计量方式下，为准确得到设定的物料重量，必须手动设置一个计量门提前关闭的重量值，即手动将计量门与计量秤之间的落料重量输入控制系统，当计量秤中的实际重量与目标重量的差值小于或等于设定值时，系统自动关闭物料仓计量门。这种控制系统结构简单，控制流程单一，但是物料仓计量门与计量秤之间的落料差值无法自动控制，增加了人为判断因素，进而使得计量系统的计量精确度受到限制。

在采用减称法的方式下，不需要人为设定计量落料值，在计量精度方面优于加称法，但是结构复杂，不适用于多种物料叠加计量的方式。即每种物料必须独立使用计量秤，在工程行业中，特别是混凝土工业中，这种结构形式给设备提出了更高的要求。而且减称法的计量过程形成两次投(卸)料，延长了物料的计量时间，对生产周期产生一定的影响。

发明内容

本发明要解决的问题在于：针对传统的加称法和减称法所存在的不足，设计一种新的物料计量控制方法及其物料计量控制装置，从而克服加称法计量时必须手动输入落料差值来提高精度的缺点，有效避免减称法进行二次计量(配料)所引起的时间延误和机构复杂，并提高计量精度。

为解决上述技术问题，根据本发明的物料计量控制方法包括以下步骤：计量开始步骤，开启物料仓计量门，使物料仓内的物料落向计量称，并开始记录计量时间t；物料仓计量门关闭时间点的确定步骤，由PLC控制器根据需要的目标物料重量m_B，采用线性或非线性回归方法，计算确定物料仓计量门关闭的时间点t_A或此时所述计量称内的物料重量m_A；物料仓计量门关闭步骤，当计量时间到达时间t_A时，或者当所述计量称内的物料重量等于m_A时，关闭所述物料仓计量门。

根据本发明进一步改进的技术方案，所述物料仓计量门关闭时间点的确定步骤包括：记录计重开始时间点步骤，当所述物料仓内的物料初始落在所述计量称内时，由所述PLC控制器记录此时的计量时间t₀，并随着物料的持续落入，实时记录所述计量称内的物料重量m_t；数据采集步骤，当计量时间t大于t₀时，由所述PLC控制器依次采集三个或三个以上的时间点(t₁，t₂，......，t_N)及所述计量称内对应的物料重量(m₁，m₂，......，m_N)；计量曲线f(t)的确定步骤，在获取三个或三个以上的时间点及对应的物料重量参数后，由所述PLC控制器利用线性或非线性回归方法，计算得出计量曲线f(t)；物料仓计量门关闭时间点t_A及此时所述计量称内的物料重量m_A的确定步骤，由所述PLC控制器根据所获得的计量曲线f(t)及所述目标物料重量m_B，确定计量最终结束的时间点t_B，并将所述计量最终结束的时间点t_B与计重开始时的计量时间t₀之间的差值(t_B-t₀)及其所对应的所述计量称内的物料重量确定为物料仓计量门关闭时间点t_A及此时所述计量称内的物料重量m_A。

根据本发明进一步改进的技术方案，在所述数据采集步骤中还包括第一判断步骤，即，在采集到每一个时间点t及其对应的计量称内的物料重量m时，由所述PLC控制器判断：t是否大于t₀；m是否大于0，当经判断t大于t₀并且m大于0时，存储此时的坐标数据(t，m)并继续进行下一个数据采集步骤，当所有的数据采集都完成后，继续进行下一个步骤。

根据本发明进一步改进的技术方案，在所述物料仓计量门关闭时间t_A及此时所述计量称内的物料重量m_A的确定步骤之后，还包括第二判断步骤，即，根据计量时间t的变化，判断在t小于t_A时间段内，物料仓计量门是否处于开启状态，如果所述物料仓计量门处于开启状态，则继续进行下一个步骤，反之，则停止。

根据本发明进一步改进的技术方案，在所述计量开始步骤之前，还包括将重量大于所述目标物料重量m_B的物料放入所述物料仓内的步骤。

根据本发明进一步改进的技术方案，所述计量开始步骤如此进行：向所述PLC控制器发出启动计量的指令，由所述PLC控制器向计量控制器发出计量指令，通过所述计量控制器控制计量门驱动装置开启所述物料仓计量门，并由所述PLC控制器记录所述计量时间。

根据本发明进一步改进的技术方案，由通过通讯电缆与所述PLC控制器连接的计算机向所述PLC控制器发出启动计量的指令。

根据本发明进一步改进的技术方案，所述物料仓计量门关闭步骤如此进行：通过所述计算机向所述PLC控制器发出关闭物料仓计量门的指令，所述PLC控制器又向所述计量控制器发出关闭指令，再由所述计量控制器控制所述计量门驱动装置关闭所述物料仓计量门。

根据本发明的另一方面，其提供了一种物料计量控制装置，包括：物料仓，设置有物料仓计量门和计量门驱动装置；计量称，设置在所述物料仓下方预定距离处，通过软连接与所述物料仓计量门接合，所述计量称下部设置有计量称卸料门及卸料门驱动装置；还包括控制系统，所述控制系统包括：计量传感器，设置在所述计量称上；信号处理器，通过信号电缆连接至所述计量传感器，并对来自所述计量传感器的信号进行预处理；PLC控制器，通过信号电缆连接至所述信号处理器，所述PLC控制器被编程，以便：在计量控制过程中，根据需要的目标物料重量，采用线性或非线性回归方法，计算确定所述物料仓计量门关闭的时间点及此时所述计量称内的物料重量；计量控制器，通过信号输出电缆与所述PLC控制器连接，并接收来自所述PLC控制器的控制指令，以控制所述计量门驱动装置开启或关闭所述物料仓计量门。

根据本发明进一步改进的技术方案，还包括计算机，所述计算机通过通讯电缆与所述PLC控制器连接，以便通过所述计算机向所述PLC控制器发出计量开始指令及计量门关闭指令，并且，所述PLC控制器还向所述计算机提供控制过程中的数据信息。

根据本发明的物料计量控制方法和物料计量控制装置具有如下有益技术效果：

1、克服了加称法计量时必须手动输入落料差值来提高精度的缺点，通过计量控制方法的优化采用一次计量控制，不仅简化了计量秤的机械结构，而且能有效提高计量系统的计量精度和计量效率。

2、相对应减称法，本发明具有更简洁的结构和更优异的计量控制方法。本发明采用一次控制方式，可有效避免减称法进行二次计量(配料)所引起的时间延误和机构复杂，并提高计量精度。由于本发明所采用的算法具有自我学习和自动调整功能，其能实现更精确的动作控制，实现精确配料的目的。

3、本发明可以在一般计量控制装置的硬件基础上做适当的改造，更新自动控制方法即可实现本发明的功能。

4、本发明采用了实时计算的方法，利用本批次的计量数据实时运算并控制物料计量控制装置的动作。这完全可避免每批次计量过程中必须依靠设定的料帘的重量值，实现了每批次计量的相对独立性。通过每批次的独立控制，可避免传统减称法的机构复杂，需同时设置多个计量装置的缺点；亦可克服传统加称法计量时必须依靠手动设定计量关闭提前量，减少了计量误差及其计量时间，确保计量的准确度。

应该理解，以上的一般性描述和以下的详细描述都是说明性质的，目的是为了对要求保护的本发明提供进一步的说明。

附图说明

附图构成本说明书的一部分，用于帮助进一步理解本发明。这些附图图解了本发明的一些实施例，并与说明书一起用来说明本发明的原理。附图中：

图1是根据本发明的物料计量控制装置的外部结构示意图；

图2是根据本发明的物料计量控制装置的控制系统的控制原理图；

图3是物料计量控制装置处于计量工作状态时，物料计量控制装置局部结构的原理示意图；

图4是物料计量控制装置处于计量过程时，其计量曲线示意图；

图5是物料计量控制装置处于计量过程时，其计量控制原理示意图；

图6是根据本发明的物料计量控制方法的优选实施例的计量控制流程示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对根据本发明的物料计量控制方法及其物料计量控制装置的原理及其优选实施例进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性的，不应对本发明的保护范围有任何的限制。

在实际作业中，物料仓中储存的待计量物料都多于单次计量的需求量，在计量的过程中，当物料仓计量门开启之后，物料将连续投入计量秤，并会在物料仓与计量秤之间形成一个连续的料帘。堆积在计量秤中的物料的重量将被称重传感器所感知并通过计量控制系统还原为物料的重量，而物料仓与计量秤之间的料帘的重量不直接作用于计量秤，即控制系统无法直接识别或感知料帘的实际重量。随着计量秤中的物料的堆积，料帘的高度将连续发生变化，在这个过程中，料帘的实际重量也将发生连续的变化。即整个计量过程中，计量秤所检测到的实际重量与时间的曲线应该是一条非线性关系的曲线段。由于料帘的高度将持续减少，从线段起点至终点，曲线始终保持连续性并且其斜率将逐渐变大。当物料仓计量门关闭时，物料秤所能直接感知或测量的重量仅为计量秤中堆积的物料，但料帘将最终进入计量秤作为已计量物料。所以，要实现精确的计量控制，必须提前计算或感知料帘的实际重量。

根据计量装置的特性，其计量物料的重量与时间曲线是一段连续高次曲线，并非严格线性关系。但在计量过程中，可对曲线进行取点并反向计算即非线性回归计算获取曲线。首先对曲线的起点进行采集，即计量秤重量开始增加的位置为起点，计算其与计量开始的时间间隔，并将其设定为第一个曲线坐标(x₀，y₀)。同理，在计重开始一段时间后，其与第一个坐标点的时间间隔为Δt(Δt＞0)，采集其坐标参数，并设定为第二个坐标(x₂，y₂)，依次可以采集第三个、第四个、…、第N个坐标参数，分别设定其坐标为(x₃，y₃)、(x₄，y₄)、…、(x_N，y_N)。在采集到所需参数后，可以利用这些采集到的N个坐标参数，采用线性/非线性回归方法，回归计算并获取该计量曲线f(x)。

当回归计算出计量曲线f(x)之后，可根据曲线第一个坐标(x₀，y₀)与原点的时间间隔t₀，计算出准确的计量延后时间。亦可根据计量曲线计算出准确的计量动作结束时刻及其对应的计量重量，此时计量值与最终的计量重量差即为料帘的实际重量。系统可根据计算的料帘的重量来提前关闭物料仓计量门，亦可依靠时间差确定提前关闭物料仓计量门的时刻。这样，每次计量过程都是独立的运算，仅与当批次计量的速度和物料有关系，可准确计算出其料帘的重量进而实现精确控制物料仓计量门的关闭。这样避免了以往计量过程中必须人工设定一定的料帘的重量来实现计量的提前关闭时间，可有效提高计量配料的精确性。

下面将结合附图，对根据本发明的物料计量控制方法和物料计量控制装置进行描述。

为了便于描述，首先描述根据本发明的物料计量控制装置。

参见图1～图2所示，根据本发明的物料计量装置包括：物料仓1，该物料仓被分成若干个独立的物料隔仓(图中示意性地示出为6个，但不以此为限制)；设置在每个物料隔仓下部的计量门驱动装置2和物料仓计量门3；计量秤5，其安装在物料仓下方的预定距离处并保持位置相对独立，该计量称5通过软连接4(如，布带、橡胶等)与物料仓计量门3连通，计量称5下部还设置有计量秤卸料门9和卸料门驱动装置8。需说明的是，为保证计量秤5的稳定可靠且无干涉，计量秤5与物料仓1之间优选地使用软连接4连接。由于上述的各个部件及其设置都是现有技术中普遍采用的，因此，不再详细描述。

此外，为了实现对物料计量的自动控制，物料计量控制装置还设置有控制系统，在本发明中，为了克服前述现有技术中的物料计量控制装置所存在的缺陷，要求该控制系统能够对物料仓计量门的开启和关闭进行准确的控制，以便实现对计量称内物料重量的准确控制。为此，在本发明的一个优选实施例中，该控制系统包括：计量传感器(或称称重信号源)6，该计量传感器设置在计量称5上，需注意的是，为了保证计量的准确性，计量秤5与计量传感器6之间必须保持刚性且无干涉的连接(在现有技术中是已知的)，在本优选实施例中，计量传感器6设置在计量称5与其计量称支撑机构7之间；信号处理装置14，其通过信号电缆18连接至计量传感器6，并对来自计量传感器6的信号进行预处理；PLC控制器15，其通过信号电缆19连接至信号处理器14，为了实现对计量的准确控制，该PLC控制器15被编程，以便：在计量控制过程中，根据需要的目标物料重量，采用线性或非线性回归方法，计算确定物料仓计量门关闭的时间点及此时计量称内的物料重量；计量控制器17，其通过信号输出电缆21与PLC控制器连接，并接收来自PLC控制器的控制指令，以控制计量门驱动装置2开启或关闭物料仓计量门3。至此，通过上述的控制系统，便可以对计量称内的物料的重量进行准确的控制。

此外，为了便于在计量过程中对计量过程进行监控，在本优选实施例中，还设置有计算机16，其通过通讯电缆20与PLC控制器连接，从而在计量过程中，操作人员可以通过该计算机16向PLC控制器发出计量开始及关闭计量门的指令，并且，PLC控制器还能够通过计算机16向操作人员提供控制过程中的数据信息(如计量时间，物料称内的物料重量等)。

根据上述优选实施例的物料计量控制装置的控制系统的结构特点是：计量称5的多个称重信号源(即，计量传感器)通过信号电缆18连接到信号处理装置14，信号处理装置14将称重信号处理后通过信号输入电缆19与PLC控制器15连接；PLC控制器15作为控制系统的核心，其可通过信号输出电缆21向计量控制器17发送控制指令，PLC控制器15亦可通过通讯电缆20与计算机16连接，完成数据传输与人机信息交换。

接下来，将结合附图及根据本发明优选实施例的物料计量控制装置对根据本发明的物料计量控制方法进行详细描述。

参见图3，在物料计量控制装置的工作过程中，物料仓1中存储有待计量的物料10；当物料仓计量门3开启后，待计量物料10将从物料仓计量门落向计量秤5，并在计量秤5中堆积，即，所示计量秤内的物料12；而且，在物料仓1与计量秤5之间形成一个料帘11，料帘11的重量无法在计量秤5中实时体现，且料帘长度将随着计量秤内物料12堆积的高度发生变化。

参见图4，当物料计量控制装置工作时，计量秤5内的物料重量m与计量控制时间t变化形成计量曲线f(t)，其中点0为计量开始点，此时PLC控制器开始计时，由于计量秤5与物料仓1之间存在一定的距离，料帘11到达计量秤5需要一定的时间，故计量秤5中物料的重量m将延迟一定时间后变化；点A为计量动作关闭点，即此时计量称卸料门9在卸料门驱动装置8的控制下自动关闭，由于料帘11的存在，计量秤5中的物料重量m将继续增长直至全部料帘11进入计量秤5；点B为计量结束点，此时料帘11完全进入计量秤5，计量秤5中的物料重量m为配料的最终结果。

参见图3～图4，在计量过程中，料帘11的高度将随着计量秤内物料12的堆积发生变化，故在曲线f(t)中，计量秤中物料的重量m与计量控制时间t的一次导数将发生变化，即

(C为常数)。计量结束点B所在时刻的物料重量m_B与计量动作关闭点A所在时刻的物料重量m_A的差值m_B-m_A，即为计量动作关闭点A时刻的料帘11的重量。在计量控制过程中，m_B即为计量控制的目标值，可根据目标值m_B与差值m_B-m_A来确定m_A所对应的时刻，也即确定计量动作关闭点A所在时刻t_A，此时刻即为物料仓计量门3关闭的时刻。

参见图5，在所述曲线f(t)中，为达到确定计量动作关闭点A的目的，必须计算出动作关闭点A所在时刻t_A。其计算过程主要分成三个步骤：

1、数据采集：设定物料仓计量门开始时刻作为控制曲线f(t)的点0，计量时间t作为曲线f(t)的坐标x，计量秤5中的物料12的重量m作为曲线f(t)的坐标y；在绘制曲线的过程中，取曲线f(t)中的点f(t₀)，其必须满足条件：m＝0，(且当t＞t₀时，m_t＞0)，设定其点坐标为(t₀，0)，其中t₀表示料帘11进入计量秤5的时间(即，计重开始的时间)；取曲线f(t)中的不同于点f(t₀)的点f(t₁)，记录其对应的控制时间t₁和物料重量m₁，即可获取曲线f(t)中的点f(t₁)的坐标(t₁，m₁)；同理，可获取曲线f(t)中不同于f(t₁)的点f(t₂)、f(t₃)…f(t_N)，其对应的坐标分别为(t₂，m₂)、(t₃，m₃)…(t_N，m_N)。

2、自我学习：获取各点坐标之后，按照程序设定的线性/非线性回归方法，通过计算可得到精确的计量秤5中物料12的重量m与对应的计量控制时间t的曲线f(t)。

3、输出控制：依据自我学习阶段确定的控制曲线f(t)，当计量控制目标值确定后，即可在曲线f(t)中计算出相应的计量目标点B及其对应的坐标(t_B，m_B)，其中m_B为计量目标值，t_B表示计量结束时间点；由于数据采集阶段已经确定t₀为料帘11进入计量秤5的时间，所以在计量结束时间点t_B之前某一个时刻即为计量动作关闭时刻t_A；根据所述曲线f(t)及所述计量结构特点分析，计量控制动作提前关闭时间t_B-t_A≈t₀，故控制过程中可计算出准确的计量动作关闭时刻t_A，即：t_A＝t₀-t_B，依据t_A即可实现对计量的准确控制。

由上述分析，结合附图以及根据本发明的物料计量控制装置，根据本发明的物料计量控制方法优选地包括以下步骤：

将重量大于目标物料重量m_B的物料放入物料仓内的步骤S50。

计量开始步骤S600：即，开启物料仓计量门3，使物料仓1内的物料落向计量称5，并开始记录计量时间t。需注意，在此步骤中，可以通过人工直接控制物料仓计量门3的开启，为了实现整个计量过程的自动控制，优选地，通过PLC控制器15发出启动计量的指令，即，由该PLC控制器向计量控制器17发出计量指令，通过计量控制器17控制计量门驱动装置2开启物料仓计量门3，并由PLC控制器记录计量时间，并随着时间的进行，实时记录计量称内的物料重量。

物料仓计量门关闭时间点的确定步骤S610，即，由PLC控制器15根据需要的目标物料重量m_B，采用线性或非线性回归方法，计算确定物料仓计量门3关闭的时间点t_A或此时所述计量称5内的物料重量m_A。由前面的描述可知，具体地，该步骤包括以下步骤：

记录计重开始时间点步骤S611，即，当物料仓内的物料初始落在计量称内时，由PLC控制器记录此时的计量时间t₀，并随着物料的持续落入，实时记录计量称内的物料重量m_t。由于当物料仓计量门3开启一段时间t₀之后，料帘11的物料会进入计量称内，计量称传感器6采集到计量称5的重量信号，并通过信号电缆18将该重量信号传送到信号处理装置14，信号处理装置14将信号初步处理之后，通过信号输入电缆19传入PLC控制器15。此时刻即为计重时间t₀。此后，随着物料的持续进入，PLC控制器将获得计量称内的实际物料重量m，并进行实时记录。

数据采集步骤，当计量时间t大于t₀时，由PLC控制器依次采集三个或三个以上的时间点(t₁，t₂，......，t_N)及计量称内对应的物料重量(m₁，m₂，......，m_N)。当计重开始之后一定时间Δt(Δt＞0，如Δt＝20ms)，计量秤内的物料重量m将继续增加，为了采用线性或非线性回归方法进行物料仓计量门关闭的时间t_A及此时计量称内的物料重量(m_A)的计算确定，需要采集多个时间点及重量参数，以形成采集点的坐标数据(t，m)，而且，为了计算的准确性，至少应采集三个或三个以上的数据。

此外，为了保证计算的准确性，需要确定所采集的每个数据的有效性，因此，优选地，在该数据采集步骤中还包括第一判断步骤，即，在采集到每一个时间点t及其对应的计量称内的物料重量m时，形成一个采集点的坐标数据(t，m)，然后，由PLC控制器判断：t是否大于t₀；m是否大于0，当经判断t大于t₀并且m大于0时，存储此时的坐标数据(t，m)并继续进行下一个数据采集步骤，当所有的数据采集都完成后，才继续进行下一个步骤。

具体地，以采集三个数据为例，该数据采集步骤及第一判断步骤具体如下：

1#数据采集步骤S612：即，采集t₁时刻的时间及重量参数(t₁，m₁)；

1#数据判断步骤S613：即，对上一步骤采集到的1#坐标数据(t₁，m₁)进行分析，判断数据正确性及其有效性。当数据正确有效，即存储为1#坐标数据，否则废弃所采集的数据；

2#数据采集步骤S614：即，依照步骤S612的方法，采集2#坐标点数据的时刻和重量数据，形成2#采集点的坐标数据(t₂，m₂)；

2#数据判断步骤S615：即，参照步骤S613的方法，处理2#点数据(t₂，m₂)并存储；

3#数据采集步骤S616：即，依照步骤S612的方法，采集3#坐标点数据的时刻和重量数据，形成3#采集点的坐标数据(t₃，m₃)；

3#数据判断步骤S617：即，参照步骤S613的方法，处理3#点数据(t₃，m₃)并存储。

计量曲线f(t)的确定步骤S618，即在获取三个或三个以上的时间点及对应的物料重量参数后，由PLC控制器利用线性或非线性回归方法，计算得出计量曲线f(t)；

物料仓计量门关闭时间点t_A及此时所述计量称内的物料重量m_A的确定步骤S619，即，由PLC控制器根据所获得的计量曲线f(t)及目标物料重量m_B，确定计量最终结束的时间点t_B，并将计量最终结束的时间点t_B与计重开始时的计量时间t₀之间的差值(t_B-t₀)及其所对应的计量称内的物料重量确定为物料仓计量门关闭时间点t_A及此时计量称内的物料重量m_A。

当依据步骤S619确定出物料仓计量门关闭时间t_A及此时所述计量称内的物料重量(m_A)之后，为了保证动作的正确性，优选地，还包括第二判断步骤S620，即，根据计量时间t的变化，判断在t＜t_A时间段内，物料仓计量门3是否处于开启状态，以确保动作正确。当所述物料仓计量门3处于开启状态时，继续进行下一个步骤，反之，则停止整个计量控制过程。

物料仓计量门关闭步骤S630，当计量时间到达时间t_A时，或者当计量称内的物料重量等于m_A时，关闭所述物料仓计量门。在本优选实施例中，通过计算机16向PLC控制器15发出关闭物料仓计量门的指令，PLC控制器15又向计量控制器17发出关闭指令，再由计量控制器17控制计量门驱动装置2关闭所述物料仓计量门3。

此外，当PLC控制器15与计算机16连接时，当PLC控制器15通过信号输入电缆19接收信号处理器14的信号后，该PLC控制器按照内部程序将信号转换成计量秤内物料重量m的实际值(见图6中的步骤S640)，并与计算机形成数据交换，作为控制系统的监控数据(见图6中的步骤S650)。

由上面的分析可知，根据本发明的物料计量控制方法及其物料计量控制装置，在每次计量过程中通过采集计量过程中不同时刻的数据，实时监控计量过程并且通过计量数据回归计算出计量曲线。使用曲线数据对计量进行控制，这样可实现对计量过程中料帘的不确定重量进行准确控制，进而实现计量的精确控制。有效避免了使用传统计量方式的计量时间过长以及计量过程无法准确控制料帘重量的缺陷。

需提及的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，对于本领域的技术人员来说，可以对本发明进行适当的更改和替换，如，将PLC控制器更换成其它具有相同计算功能的控制器，对信号采集电路进行元件更换或电路变更，信号处理过程中，数据采集的数量可以根据实际情况进行增减进而实现计量曲线的回归计算，也可以对本发明的机械结构装置进行相同功能的变更。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种物料计量控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

计量开始步骤，开启物料仓计量门，使物料仓内的物料落向计量称，并开始记录计量时间(t)；

物料仓计量门关闭时间点的确定步骤，由PLC控制器根据需要的目标物料重量(m_B)，采用线性或非线性回归方法，计算确定物料仓计量门关闭的时间点(t_A)或此时所述计量称内的物料重量(m_A)；

物料仓计量门关闭步骤，当计量时间到达时间t_A时，或者当所述计量称内的物料重量等于m_A时，关闭所述物料仓计量门。

2.根据权利要求1所述的物料计量控制方法，其特征在于，所述物料仓计量门关闭时间点的确定步骤包括：

记录计重开始时间点步骤，当所述物料仓内的物料初始落在所述计量称内时，由所述PLC控制器记录此时的计量时间(t₀)，并随着物料的持续落入，实时记录所述计量称内的物料重量(m_t)；

数据采集步骤，当计量时间t大于t₀时，由所述PLC控制器依次采集三个或三个以上的时间点(t₁，t₂，......，t_N)及所述计量称内对应的物料重量(m₁，m₂，......，m_N)；

计量曲线f(t)的确定步骤，在获取三个或三个以上的时间点及对应的物料重量参数后，由所述PLC控制器利用线性或非线性回归方法，计算得出计量曲线f(t)；

物料仓计量门关闭时间点(t_A)及此时所述计量称内的物料重量(m_A)的确定步骤，由所述PLC控制器根据所获得的计量曲线f(t)及所述目标物料重量(m_B)，确定计量最终结束的时间点(t_B)，并将所述计量最终结束的时间点(t_B)与计重开始时的计量时间(t₀)之间的差值(t_B-t₀)及其所对应的所述计量称内的物料重量确定为物料仓计量门关闭时间点(t_A)及此时所述计量称内的物料重量(m_A)。

3.根据权利要求2所述的物料计量控制方法，其特征在于，在所述数据采集步骤中还包括第一判断步骤，即，在采集到每一个时间点t及其对应的计量称内的物料重量m时，由所述PLC控制器判断：t是否大于t₀；m是否大于0，当经判断t大于t₀并且m大于0时，存储此时的坐标数据(t，m)并继续进行下一个数据采集步骤，当所有的数据采集都完成后，继续进行下一个步骤。

4.根据权利要求3所述的物料计量控制方法，其特征在于，在所述物料仓计量门关闭时间(t_A)及此时所述计量称内的物料重量(m_A)的确定步骤之后，还包括第二判断步骤，即，根据计量时间t的变化，判断在t小于t_A时间段内，物料仓计量门是否处于开启状态，如果所述物料仓计量门处于开启状态，则继续进行下一个步骤，反之，则停止。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的物料计量控制方法，其特征在于，在所述计量开始步骤之前，还包括将重量大于所述目标物料重量(m_B)的物料放入所述物料仓内的步骤。

6.根据权利要求5所述的物料计量控制方法，其特征在于，所述计量开始步骤如此进行：向所述PLC控制器发出启动计量的指令，由所述PLC控制器向计量控制器发出计量指令，通过所述计量控制器控制计量门驱动装置开启所述物料仓计量门，并由所述PLC控制器记录所述计量时间。

7.根据权利要求6所述的物料计量控制方法，其特征在于，由通过通讯电缆与所述PLC控制器连接的计算机向所述PLC控制器发出启动计量的指令。

8.根据权利要求7所述的物料计量控制方法，其特征在于，所述物料仓计量门关闭步骤如此进行：通过所述计算机向所述PLC控制器发出关闭物料仓计量门的指令，所述PLC控制器又向所述计量控制器发出关闭指令，再由所述计量控制器控制所述计量门驱动装置关闭所述物料仓计量门。

9.一种物料计量控制装置，包括：

物料仓(1)，设置有物料仓计量门(3)和计量门驱动装置(2)；

计量称(5)，设置在所述物料仓(1)下方预定距离处，通过软连接(4)与所述物料仓计量门(3)接合，所述计量称(5)下部设置有计量称卸料门(9)及卸料门驱动装置(8)；

其特征在于，还包括控制系统，所述控制系统包括：

计量传感器(6)，设置在所述计量称(5)上；

信号处理器(14)，通过信号电缆(18)连接至所述计量传感器(6)，并对来自所述计量传感器(6)的信号进行预处理；

PLC控制器(15)，通过信号电缆(19)连接至所述信号处理器(14)，所述PLC控制器(15)被编程，以便：在计量控制过程中，根据需要的目标物料重量，采用线性或非线性回归方法，计算确定所述物料仓计量门(3)关闭的时间点及此时所述计量称(5)内的物料重量；

计量控制器(17)，通过信号输出电缆(21)与所述PLC控制器(15)连接，并接收来自所述PLC控制器(15)的控制指令，以控制所述计量门驱动装置(2)开启或关闭所述物料仓计量门(3)。

10.根据权利要求9所述的物料计量控制装置，其特征在于，还包括计算机(16)，所述计算机(16)通过通讯电缆(20)与所述PLC控制器(15)连接，以便通过所述计算机(16)向所述PLC控制器(15)发出计量开始指令及计量门关闭指令，并且，所述PLC控制器还向所述计算机(16)提供控制过程中的数据信息。

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