CN102494732A - 一种料仓收支偏差检测方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种料仓收支偏差检测方法，包括按照预设采样周期监测料仓内物料的料位；根据物料的料位计算在预设采样周期内料仓的料位变化值；根据料位变化值计算单位时间内料仓的收支偏差值。此外，还提供一种料仓收支偏差检测系统。本发明通过自动获取料仓内物料的料位，并计算单位时间内料仓收支偏差值的方式，实现了精确掌握料仓进料量与出料量之间差值的目的。进一步，就可以利用收支偏差值调整料仓的进料量和/或出料量，为准确调整料仓内物料的存量提供了可靠的数据支持。此外，本发明在计算收支偏差值以及调整料仓存量时，均由检测系统自动完成，无需任何人为因素的介入，提高了收支偏差计算过程以及物料调整过程的准确性。

Description

一种料仓收支偏差检测方法及系统

技术领域

本发明涉及控制领域，特别是涉及一种料仓收支偏差检测方法及系统。

背景技术

料仓是一种具有贮料和下料功能的设备，在烧结、球团、选矿等工艺过程中起着至关重要的作用。一般情况下，料仓中的物料始终处于一种不停进料和不停出料的动态变化过程中。

以料仓在烧结工艺过程中的应用为例，为了确保烧结生产的顺利进行，必须实时监控料仓内物料的存量信息。如果料仓内物料的存量过多，再继续向料仓内进料，则可能会出现溢仓现象；如果料仓内物料的存量过少，再继续从料仓内出料，则可能会致使料仓对应的下游设备无料可用，影响生产的正常进行。

目前，常用的监控物料存量信息的方法是：测量料仓内物料的料位，并预设【UU，U，正常，L，LL】五个范围；如果测量获得的料位为UU，则停止向料仓内进料；如果测量获得的料位为LL，则停止从料仓内出料；如果测量获得的料位处于UU～U范围之间，则向监控人员报警，提示当前物料存量过高，由监控人员手动控制减少进料量；如果测量获得的料位处于L～LL范围之间，同样亦会向监控人员报警，此时提示当前物料存量过低，由监控人员手动控制增加进料量；如果测量获得的料位处于U～L范围之间，则认为物料存量基本正常，可以不调整料仓的进料量或者出料量，或者，也可以由监控人员依据自己的操作经验手动的调节料仓的进料量或者出料量。这种测量方法存在以下缺陷：

1.因为一般料仓的容量都很大，为800吨～1000吨。对于容量为800吨的料仓来说，如果物料存量变化1吨，这个变化量对料位的影响并不大，因此仅通过料位并不能完全正确的反映出料仓内物料的存量信息。

2.如果出现料位偏差，在调整料仓的进料量或者出料量时，完全依靠监控人员的操作经验，调整量没有任何的数据支撑，准确性低，而且容易出现料位过高或者料位过低现象，不利于料仓内料位的平衡。

发明内容

本发明实施例提供一种料仓收支偏差检测方法及系统，以实现精确检测料仓的进料量与出料量之间的收支偏差的目的。

为此，本发明提供如下技术方案：

一种料仓收支偏差检测方法，所述方法包括：

按照预设采样周期监测料仓内物料的料位；

根据所述物料的料位计算在所述预设采样周期内料仓的料位变化值；

根据所述料位变化值计算单位时间内料仓的收支偏差值。

一种料仓收支偏差检测系统，所述系统包括：

监测单元，用于按照预设采样周期监测料仓内物料的料位；

料位变化计算单元，用于根据所述监测单元获取的物料料位计算在所述预设采样周期内料仓的料位变化值；

收支偏差计算单元，用于根据所述料位变化值计算单位时间内料仓的收支偏差值。

本发明实施例公开了以下技术效果：

本发明实施例料仓收支偏差检测方法及系统，自动获取料仓内物料的料位，并计算预设周期内料仓的料位变化值，进而再根据料位变化值计算单位时间内料仓的收支偏差值，实现了精确掌握料仓进料量与出料量之间差值的目的。本发明实施例就可以在获得料仓收支偏差值之后，利用该差值调整料仓的进料量和/或出料量，这就为准确调整料仓内物料的存量提供了可靠的数据支持。另外，本发明实施例无论是在计算收支偏差值时，还是在调整料仓进料量和或出料量时，均由检测系统自动完成，无需任何人为因素的介入，这就可以大大提高本发明实施例收支偏差计算过程以及物料调整过程的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例料仓收支偏差检测方法的一种实现方式的流程示意图；

图2是本发明实施例料仓收支偏差检测方法的另一种实现方式的流程示意图；

图3是本发明实施例料仓收支偏差检测系统的一种实现方式的结构示意图；

图4是本发明实施例料仓收支偏差检测系统的另一种实现方式的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作进一步的详细说明。

本发明实施例料仓收支偏差检测方法及系统，通过自动监测料仓内物料料位，并根据物料料位周期性的计算料仓的料位变化值，进而再根据料位变化值计算单位时间内料仓收支偏差，这就实现了尽可能精确的掌握料仓进料量与出料量之间差值的目的，为调整料仓内物料的存量提供了可靠的数据支持。

如图1所示，是本发明实施例料仓收支偏差检测方法的流程图，包括：

步骤101，按照预设采样周期监测料仓内物料的料位。

本步骤中可以通过称重料位仪来获取料仓内物料的料位。一般情况下，采用四只桥式称重传感器均衡承重的分布结构将料仓支起来，也就是说四只桥式称重传感器按照90°均匀分布于料仓下方。这样，称重料位仪就可以通过称重传感器实时的监测并获取料仓内物料的重量，然后再根据初始时刻料仓的重量与料位计算将当前时刻的料仓重量对应的料位信息。

目前，现有的称重料位仪自身的检测周期为200ms，即称重料位仪每隔200ms的时间间隔就自动获取一次料仓内物料的重量，并将重量转换为料位信息。在称重料位仪自身的检测周期内，料仓的收支偏差可能并不明显，为了获得一个明确的收支偏差变化数值，同时降低数据计算量，本步骤可以不直接利用称重料位仪自身的检测周期，而是根据实际应用的需要预设其它的采样周期，再按照所述预设的采样周期采样获取称重料位仪计算出的料位信息。

步骤102，根据物料的料位计算在预设采样周期内料仓的料位变化值。

步骤103，根据料位变化值计算单位时间内料仓的收支偏差值。

本发明实施例在料仓处于不断进料和不断出料的工作状态时，通过计算料仓的收支偏差，即能精确的掌握料仓内物料的变化情况，为准确调整物料存量提供了可靠的数据支持。

进一步地，步骤101中的预设采样周期可以是一个固定的采样周期，也可以是多个变化的采样周期。

对于预设采样周期为固定采样周期T的技术方案来说，具有计算简便、对设备的数据处理能力要求不高等优点，具体检测过程如下：

(1)根据采样周期T获取料仓内物料的料位，即根据采样周期T获取称重料位仪计算出的料位信息，依次记录为L₁、L₂、L₃、…。

(2)计算在T时间段内料仓的料位变化值ΔL_i＝L_i+1-L_i。其中，ΔL_i为料仓的料位变化值；L_i+1、L_i为料仓内物料的料位；i为正整数。

根据步骤(1)中获取到的料仓内物料的料位计算料仓的料位变化值，具体包括：

ΔL₁＝L₂-L₁；

ΔL₂＝L₃-L₂；

……

ΔL_i＝L_i+1-L_i。

(3)计算单位时间内料仓的收支偏差值其中，WI_io为单位时间内料仓的收支偏差值；n为按照T采样的周期数。

根据步骤(2)中得到的料位变化值计算在单位时间内料仓的收支偏差值，具体包括：WI_io＝(ΔL₁+ΔL₂+…+ΔL_n)/(n*T)。

进一步地，为了提高检测结果的准确度，还可以将预设采样周期设置为变化采样周期T_k，对于变化采样周期T_k的技术方案来说，本发明实施例进行料仓收支偏差检测的过程如下：

(1)根据预设采样周期获取料仓内物料的料位，具体包括：

根据第1个采样周期T₁获取的料仓内物料料位依次为：L₁₁、L₁₂、L₁₃、…；

根据第2个采样周期T₂获取的料仓内物料料位依次为：L₂₁、L₂₂、L₂₃、…；

以此类推，

根据第k个采样周期T_k获取的料仓内物料料位依次为：L_k1、L_k2、L_k3、…；

(2)分别按照采样周期T_k获取到多组物料料位的数据之后，分别计算在每个预设采样周期内料仓的料位变化值，具体包括：

对于采样周期T₁来说，该周期内料仓的料位变化值为：

ΔL₁₁＝L₁₂-L₁₁；

ΔL₁₂＝L₁₃-L₁₂；

……

ΔL_1i＝L_1(i+1)-L_1i。

对于采样周期T₂来说，该周期内料仓的料位变化值为：

ΔL₂₁＝L₂₂-L₂₁；

ΔL₂₂＝L₂₃-L₂₂；

……

ΔL_2i＝L_2(i+1)-L_2i。

以此类推，

对于采样周期T_k来说，该周期内料仓的料位变化值为：

ΔL_k1＝L_k2-L_k1；

ΔL_k2＝L_k3-L_k2；

……

ΔL_ki＝L_k(i+1)-L_ki。

(3)根据步骤(2)计算出的各个采样周期内料仓的料位变化值计算单位时间内料仓的收支偏差值，具体包括：

如果按照T₁采样的周期数为n₁个，则按照T₁采样获得的料仓的总料位变化值为 $\mathrm{\Δ}{L}_{11}+\mathrm{\Δ}{L}_{12}+\·\·\·+\mathrm{\Δ}{L}_{1n_1}=\underset{i=1}{\overset{n_1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{1i},$ 采样总时间为n₁*T₁；

如果按照T₂采样的周期数为n₂个，则按照T₂采样获得的料仓的总料位变化值为 $\mathrm{\Δ}{L}_{21}+\mathrm{\Δ}{L}_{22}+\·\·\·+\mathrm{\Δ}{L}_{2n_2}=\underset{i=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{2i},$ 采样总时间为n₂*T₂；

以此类推，

如果按照T_k采样的周期数为n_k个，则按照T_k采样获得的料仓的总料位变化值为 $\mathrm{\Δ}{L}_{k1}+\mathrm{\Δ}{L}_{k2}+\·\·\·+\mathrm{\Δ}{L}_{k{n}_k}=\underset{i=1}{\overset{n_k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{\mathrm{ki}},$ 采样总时间为n_k*T_k。

综上所述，单位时间内料仓的收支偏差值WI_io的计算公式如下：

${\mathrm{WI}}_{\mathrm{io}}=(\underset{i=1}{\overset{n_1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{1i}+\underset{i=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{2i}+\·\·\·+\underset{i=1}{\overset{n_k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{\mathrm{ki}})/(n_1*T_1+n_2*T_2+\·\·\·+n_k*T_k)$

进一步地，如图2所示，本发明实施例料仓收支偏差检测方法还包括：

步骤104，根据收支偏差值调整料仓的进料量和/或出料量。

料仓的收支偏差反映的是料仓的进料量与出料量之间的差值，因为料仓初始时刻的存料量是已知的、且不会出现存料量过多或者存料量过少的情况，因此只要精确的掌握料仓的收支偏差，并根据收支偏差的大小调整料仓的进料量和/或出料量就能有效保证料仓内物料存量始终处于正常范围内。

如果步骤103计算获得的收支偏差值为正数，则说明料仓的进料量大于出料量，需要减少进料量或者增加出料量，以使物料存量处于正常范围内。如果步骤103计算获得的收支偏差值为负数，则说明料仓的进料量小于出料量，需要增加进料量或者减少出料量，以使物料存量处于正常范围内。

进一步地，因为料仓正常工作时，其进料量和出料量均以吨/小时为单位，因此，为了方便根据收支偏差值调整进料量和/或出料量，本发明实施例步骤103中所述的单位时间为一小时。或者，步骤103中所述的单位时间也可以采用诸如秒、分等其它的时间单位，但是在调整料仓的进料量和/或出料量时，需要对以这些时间单位计算出的料仓收支偏差值进行换算，转换为每小时的时间段内料仓的收支偏差值。

相应地，本发明实施例还提供一种料仓收支偏差检测系统，如图3所示，为系统的结构示意图，包括：

监测单元201，用于按照预设采样周期监测料仓内物料的料位。

料位变化计算单元202，用于根据监测单元获取的物料料位计算在预设采样周期内料仓的料位变化值。

收支偏差计算单元203，用于根据所述料位变化值计算单位时间内料仓的收支偏差值。

进一步地，如果本发明实施例料仓收支偏差检测系统中的预设采样周期为固定采样周期T，则所述系统中的各模块具体用于：

监测单元，用于按照固定采样周期T监测料仓内物料的料位。

料位变化计算单元，用于计算在采样周期T内料仓的料位变化值ΔL_i＝L_i+1-L_i；其中，ΔL_i为料仓的料位变化值；L_i+1、L_i为料仓内物料的料位；i为正整数。

收支偏差计算单元，用于按照以下公式计算单位时间内料仓的收支偏差值：

其中，WI_io为单位时间内料仓的收支偏差值；n为按照T采样的周期数。

进一步地，如果本发明实施例料仓收支偏差检测系统中的预设采样周期为变化采样周期T_k，则所述系统中的各模块具体用于：

监测单元，用于按照变化采样周期T_k监测料仓内物料的料位；其中，T_k为第k个预设采样周期，k为正整数。

料位变化计算单元，用于计算在采样周期T_k内料仓的料位变化值ΔL_ki＝L_k(i+1)-L_ki；其中，ΔL_ki为在采样周期T_k内料仓的料位变化值；L_k(i+1)、L_ki为按照T_k采样时料仓内物料的料位；i为正整数。

收支偏差计算单元，用于按照以下公式计算单位时间内料仓的收支偏差值： ${\mathrm{WI}}_{\mathrm{io}}=(\underset{i=1}{\overset{n_1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{1i}+\underset{i=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{2i}+\·\·\·+\underset{i=1}{\overset{n_k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{\mathrm{ki}})/(n_1*T_1+n_2*T_2+\·\·\·+n_k*T_k),$ 其中，WI_io为单位时间内料仓的收支偏差值；n_k为按照T_k采样的周期数。

如图4所示，本发明实施例料仓收支偏差检测系统还包括调整单元204。调整单元就可以收支偏差计算单元计算出的收支偏差值为依据，自动调整料仓的进料量和/或出料量，以保证料仓内物料的存量始终处于平衡状态，从而有效避免物料存量过多引起的溢仓现象或者物料存量过少导致下游设备无料可用的现象。

本发明方案可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序单元。一般地，程序单元包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本发明方案，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序单元可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及设备；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种料仓收支偏差检测方法，其特征在于，所述方法包括：

按照预设采样周期监测料仓内物料的料位；

根据所述物料的料位计算在所述预设采样周期内料仓的料位变化值；

根据所述料位变化值计算单位时间内料仓的收支偏差值。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述预设采样周期为固定采样周期T；

所述根据所述物料的料位计算在所述预设采样周期内料仓的料位变化值包括：ΔL_i＝L_i+1-L_i；其中，ΔL_i为料仓的料位变化值，L_i+1、L_i为料仓内物料的料位，i为正整数；

所述根据所述料位变化值计算单位时间内料仓的收支偏差值包括：

其中，WI_io为单位时间内料仓的收支偏差值，n为按照所述T采样的周期数。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，

所述预设采样周期为变化采样周期T_k；其中，T_k为第k个预设采样周期，k为正整数；

所述根据所述物料的料位计算在所述预设采样周期内料仓的料位变化值包括：ΔL_ki＝L_k(i+1)-L_ki；其中，ΔL_ki为在采样周期T_k内料仓的料位变化值，L_k(i+1)、L_ki为按照T_k采样时料仓内物料的料位，i为正整数；

根据所述料位变化值所述计算单位时间内料仓的收支偏差值包括：

${\mathrm{WI}}_{\mathrm{io}}=(\underset{i=1}{\overset{n_1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{1i}+\underset{i=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{2i}+\·\·\·+\underset{i=1}{\overset{n_k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{\mathrm{ki}})/(n_1*T_1+n_2*T_2+\·\·\·+n_k*T_k),$ 其中，WI_io为单位时间内料仓的收支偏差值，n_k为按照T_k采样的周期数。

4.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述单位时间为一小时。

5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在根据所述料位变化值计算单位时间内料仓的收支偏差值之后，根据所述收支偏差值调整料仓的进料量和/或出料量。

6.一种料仓收支偏差检测系统，其特征在于，所述系统包括：

监测单元，用于按照预设采样周期监测料仓内物料的料位；

料位变化计算单元，用于根据所述监测单元获取的物料料位计算在所述预设采样周期内料仓的料位变化值；

收支偏差计算单元，用于根据所述料位变化值计算单位时间内料仓的收支偏差值。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述监测单元，用于按照固定采样周期T监测料仓内物料的料位；

所述料位变化计算单元，具体用于计算在采样周期T内料仓的料位变化值ΔL_i＝L_i+1-L_i；其中，ΔL_i为料仓的料位变化值，L_i+1、L_i为料仓内物料的料位，i为正整数；

所述收支偏差计算单元，具体用于按照以下公式计算单位时间内料仓的收支偏差值：

其中，WI_io为单位时间内料仓的收支偏差值，n为按照所述T采样的周期数。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述监测单元，用于按照变化采样周期T_k监测料仓内物料的料位；其中，T_k为第k个预设采样周期，k为正整数；

所述料位变化计算单元，具体用于计算在采样周期T_k内料仓的料位变化值ΔL_ki＝L_k(i+1)-L_ki；其中，ΔL_ki为在采样周期T_k内料仓的料位变化值，L_k(i+1)、L_ki为按照T_k采样时料仓内物料的料位，i为正整数；

所述收支偏差计算单元，具体用于按照以下公式计算单位时间内料仓的收支偏差值： ${\mathrm{WI}}_{\mathrm{io}}=(\underset{i=1}{\overset{n_1}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{1i}+\underset{i=1}{\overset{n_2}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{2i}+\·\·\·+\underset{i=1}{\overset{n_k}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{\Δ}{L}_{\mathrm{ki}})/(n_1*T_1+n_2*T_2+\·\·\·+n_k*T_k),$ 其中，WI_io为单位时间内料仓的收支偏差值，n_k为按照T_k采样的周期数。

9.根据权利要求6、7或8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

调整单元，用于在所述收支偏差计算单元计算出所述收支偏差值之后，根据所述收支偏差值调整料仓的进料量和/或出料量。

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