CN102700000B - 一种搅拌站物料的过冲量补偿控制方法及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种搅拌站物料的过冲量补偿控制方法及控制系统，本发明所提供的搅拌站物料的过冲量补偿控制方法中首先预先建立料流系数K1、料门动作速度K2、过冲量值的对应关系表，其次根据检测物料称重即将结束时的料流系数K1和料门关闭时的料门动作速度K2，然后根据所述当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2从所述对应关系表中选取当前状态过冲量值，将该过冲量值作为计算称斗物料重量的补偿值；该方法可以实时检测料流情况和料门动作速度，并且可以根据实际情况从对应关系表中选取合适的过冲量值作为此时过冲量的补偿值，本发明所提供的方法在很大程度上提高了物料称重动态精度，从而提高配料的精确度，有利于提高产品的质量。

Description

一种搅拌站物料的过冲量补偿控制方法及控制系统

技术领域

本发明涉及搅拌站配料精度控制技术领域，特别涉及一种搅拌站物料的过冲量补偿控制方法及控制系统。

背景技术

沥青搅拌站为一种典型的生产沥青混合料的搅拌站系统，它将多种骨料、矿粉、沥青按照要求比例混合于一起得到符合使用标准的沥青产品配料。

现有技术中沥青产品配料一般通过搅拌站自动控制系统将各种物料(多种规格的石子、砂、矿粉、回收粉、沥青、添加剂等)按照配方进行动态称重计量，然后送入搅拌罐搅拌成沥青混合料。它由贮料、初级配、烘干、提升、筛分、配料、搅拌、成品料贮存等子系统组成。由于受多个环节制约，该系统具有如下一些特点：1)被测对象处于非静止状态。2)是一种在线的自动测量系统。3)在短时间内进行快速测量，要求系统有良好的时间响应特性。

这种配料系统属于非线性、时变而且不允许超调的系统。影响系统配料速度和配料精度最重要的是料斗的震动、悬浮量和过冲量。过冲量是由于从电子装置发出停止信号到料门确实关闭需要一段时间，这段时间内从料仓内流出的物料量，物料流的不稳定和料门关闭的速度不同，会导致过冲量的随机变化。

沥青搅拌站的料门控制大部分是通过气缸动作的，气压的高低，直接影响着初始动作的能力，同时也影响着动作后，气缸的运动速度。特别是间断工作的空压机和燃烧器共用一个空压机时，气路中气压始终是周期变化的，而且变化的速度较快，因此对配料精度影响更加明显。

现有技术估计过冲量的一般做法为：一直假设过冲量是固定的，然而，系统一般采用活塞泵，空压机的运行是间断周期工作的，气路中的压力是周期变化的，因此气缸的动作速度是时刻变化的，料门的动作速度是时刻变化的，用静态的过冲量无法准确表达当前的过冲量值。

因此，如何提供一种搅拌站的过冲量补偿控制方法，其可以根据系统实时情况，对过冲量进行补偿，提高物料称量精度，是本领域内技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的为提供一种搅拌站的过冲量补偿控制方法，其可以根据系统实时情况，对过冲量进行补偿，提高物料称量精度。本发明的另一目的为提供一种包括上述过冲量补偿控制方法的搅拌站的过冲量补偿系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种搅拌站物料的过冲量补偿控制方法，搅拌站设有称量物料的称量装置，该方法包括以下步骤：

101、预先建立料流系数K1、料门动作速度K2、过冲量值的对应关系表，并将该对应关系表存储于控制器中；

102、检测当前时刻称量装置内物料的重量参数；

103、根据所述重量参数判断物料称量是否即将结束，如果判断结果为是，则执行步骤104；否则执行步骤102；

104、检测料门动作速度参数；

105、根据所述重量参数计算当前时刻料流系数K1，根据所述料门动作速度参数计算当前时刻料门动作速度K2，并根据所述当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2从所述对应关系表中选取当前时刻的过冲量值，将该过冲量值作为计算称量装置内物料重量的补偿值。

优选地，所述步骤104中，检测的料门动作速度参数为驱动所述料门动作的气路压力。

优选地，步骤102中，所述重量参数包括当前时刻所述称量装置的称斗内物料的总重量，步骤105中，根据当前时刻称斗内物料的总重量和前一时刻称斗内物料总重量计算物料重量的增量，并对该增量进行差分计算进而获得当前时刻的料流系数K1。

优选地，搅拌站设有骨料仓，步骤102中，所述重量参数通过设置于所述称斗或骨料仓上的称重传感器获取。

优选地，步骤101中，所述对应关系表中的过冲量值通过统计叠加平均方法获得。

优选地，所述步骤104与步骤105之间增加以下步骤：

1041、根据当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2修正对应关系表中的过冲量值，将修正后的过冲量代替原关系表中的过冲量值。

本发明所提供的搅拌站物料的过冲量补偿控制方法通过检测当前时刻称斗内物料的重量参数和料门动作速度参数，可以实时检测料流情况和料门动作速度，并且可以根据实际情况从对应关系表中选取合适的过冲量值作为此时过冲量的补偿值，与现有技术中选用固定的过冲量作为补偿值相比，本发明所提供的方法在很大程度上提高了物料称重动态精度，从而提高配料的精确度，有利于提高产品的质量。

在上述搅拌站物料的过冲量补偿控制方法的基础上，本发明还提供了一种搅拌站物料的过冲量补偿控制系统，该系统包括检测元件，控制器；

所述检测元件，用于检测当前时刻称斗内物料的重量参数和料门动作速度参数；

所述控制器，用于存储预先建立的料流系数K1、料门动作速度K2、过冲量值的对应关系表；且判断物料称量即将结束时，则根据检测元件检测的当前时刻的重量参数和料门动作速度参数，计算当前时刻料流系数K1和料门动作速度K2，然后根据当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2从所述对应关系表中选取当前状态过冲量值，并将该过冲量值作为计算称量装置中物料重量的补偿值。

优选地，还包括配料执行机构，所述检测元件包括设置于所述配料执行机构中驱动所述料门动作的气路上的压力传感器，以及检测所述称量装置的称斗内物料的总重量的称重传感器。

优选地，搅拌站设有骨料仓，所述称重传感器设于所述称斗或所述骨料仓上。

优选地，所述控制器还包括自动修正单元，用于根据当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2修正对应关系表中的过冲量值，将修正后的过冲量代替原关系表中的过冲量值。

因该搅拌站物料的过冲量补偿控制系统能够按照上述搅拌站物料的过冲量补偿控制方法进行工作，故该系统也具有上述补偿控制方法的技术效果。

附图说明

图1为本发明第一种实施例中搅拌站的过冲量补偿控制方法的流程图；

图2为本发明第二种实施例中搅拌站的过冲量补偿控制方法的流程图。

图3为本发明一种实施例中搅拌站的过冲量补偿控制系统框图。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种搅拌站的过冲量补偿控制方法，其可以根据系统实时情况，对过冲量进行补偿，提高物料称量精度。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合搅拌站的过冲量补偿控制方法和控制系统、以及附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

不失一般性，以沥青搅拌站配料中过冲量的补偿为例进行介绍本技术方案，本领域内技术人员应当理解，本文所提供的技术方案也可以适用于其他物料的配料系统中。

请参考图1、图3，图1为本发明第一种实施例中搅拌站的过冲量补偿控制方法的流程图；图3为本发明一种实施例中搅拌站的过冲量补偿控制系统框图。

沥青搅拌站可生产沥青混合料、改性沥青混合料、彩色沥青混合料，完全满足修筑高速公路、等级公路、市政道路、机场、港口等的需要。沥青搅拌站主要包括用于储存物料的骨料仓、用于称量物料的称量系统等系统，骨料仓中的物料经称量系统完成配料，其中配料的精确性关系到沥青产品的使用质量，其中，配料过程过冲量的估计具有重要的意义。

本发明提供了一种搅拌站物料的过冲量补偿控制方法，搅拌站设有称量物料的称量装置，物料的称量主要在称量装置的称斗内完成，因此本文中所述称量装置内的物料，主要指称斗内的物料，该方法包括以下步骤：

S101、预先建立料流系数K1、料门动作速度K2、过冲量值的对应关系表，并将该对应关系表存储于控制器中；

料流系数K1主要表示流入称斗中物料的料流的速度，该料流系数可以通过称重传感器测得，该对应关系表中的过冲量值，操作人员可以根据经验设定固定值，也可以通过多次实验，将实验结果使用统计叠加平均的方法获得。

通常情况下，料流系数K1越大，料门动作速度K2越小，过冲量越大。

该对应关系表中料流系数K1与过冲量值可以是一一对应的，也就是说每一个具体的K1对应一个过冲量值，当然，也可以是某一料流系数K1区间对应一过冲量值。

同理，料门动作速度K2与过冲量值的对应关系可以一一对应，也可以多对一，在此不再赘述。

其中，该料门动作速度参数为横梁料门关闭快慢的参数，其可以为速度，也可以为加速度等参数；料门动作速度K2可以通过直接检测骨料仓的料门的关闭速度的速度传感器获取，该方式无需计算可以直接得到料门的关闭速度；也可以通过检测配料执行机构中驱动料门动作的驱动部件的驱动参数获取，一般地，现有技术中通常使用空压机作为料门的驱动部件，可以使用压力传感器检测驱动料门的气路上的压力来间接获取料门动作速度，该方式获取的料门关闭速度比较准确；当然，也不排除使用其他驱动方式的搅拌站，例如，当使用液压机构作为驱动机构时，可以检测液压油路的压力来获取料门动作速度K2。

S102、检测当前时刻称量装置内物料的重量参数；

该重量参数可以为质量，也可以为重力、体积等参数，也就是说能表征物料重量的参数即可。

S103、根据所述重量参数判断物料称量是否即将结束，如果判断结果为是，则执行步骤S104；否则执行步骤S102；

本发明中可以通过预先设置某重量参数的目标参考值，检测当前重量参数，比较当前重量参数与目标参考值的大小判断物料称重是否结束，该重量参数可以为物料的体积、高度以及重量等参数，例如，以重量参数为重量为例，首先根据配料配方设定目标重量值，当检测到称斗内的物料重量等于目标参考值，或是物料重量在该目标重量值某一范围内时，控制器判断物料称重即将结束。

S104、检测料门动作速度参数；

S105、根据所述重量参数、所述料门动作参数计算当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2，并根据所述当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2从所述对应关系表中选取当前状态过冲量值，将该过冲量值作为计算称斗物料重量的补偿值。

本发明所提供的搅拌站物料的过冲量补偿控制方法通过检测当前时刻称斗内物料的重量参数和料门动作速度参数，可以实时检测料流情况和料门动作速度，并且可以根据实际情况从对应关系表中选取合适的过冲量值作为此时过冲量的补偿值，与现有技术中选用固定的过冲量作为补偿值相比，本发明所提供的方法获取的过冲量值与工况实时匹配，在很大程度上提高了物料称重动态精度，从而提高配料的精确度，有利于提高产品的质量。

在上述搅拌站物料的过冲量补偿控制方法的基础上，本发明还提供了一种搅拌站物料的过冲量补偿控制系统，该系统包括检测元件，控制器；

所述检测元件，用于检测当前时刻称量装置内物料的重量参数和料门动作速度参数；

所述控制器，用于存储预先建立料流系数K1、料门动作速度K2、过冲量值的对应关系表，并判断物料称量即将结束时，则根据检测元件检测的当前时刻的重量参数和料门动作速度参数，计算当前时刻料流系数K1和料门动作速度K2，然后根据所述当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2从所述对应关系表中选取当前状态过冲量值，将该过冲量值作为计算称斗物料重量的补偿值。

该搅拌站物料的过冲量补偿控制系统能够按照上述搅拌站物料的过冲量补偿控制方法进行工作，故该系统也具有上述补偿控制方法的技术效果。

请参考图2，图2为本发明第二种实施例中搅拌站的过冲量补偿控制方法的流程图。

在另一种具体实施方式中，本发明的过冲量补偿控制方法还可以按以下步骤进行：

S201、预先建立料流系数K1、料门动作速度K2、过冲量值的对应关系表，并将该对应关系表存储于控制器中

S202、检测当前时刻称量装置内物料的重量参数；

S203、根据所述重量参数判断物料称量是否即将结束，如果判断结果为是，则执行步骤S204；否则执行步骤S202；

S204、检测料门动作速度参数；

该料门动作速度参数为横梁料门关闭快慢的参数，其可以为速度，也可以为加速度等参数。

S2041、根据所述重量参数、所述料门动作参数计算当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2，并分别根据当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2修正对应关系表中的过冲量值，将修正后的过冲量代替原关系表中的过冲量值；

参数的采集、传递过程中存在许多干扰因素，使得获取的基础参数偏离实际参数值，因此，控制器中还可以包括自动修正单元，用于根据当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2进一步修正对应关系表中的过冲量值，将修正后的过冲量代替原关系表中的初始过冲量值，从而可进一步减小干扰因素对于控制精度产生的影响。

S205、根据所述当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2从对应关系表中选取当前状态过冲量值，将该过冲量值作为计算称斗物料重量的补偿值。

上述各实施例中的重量参数可以包括当前时刻所述称量装置的称斗内物料的总重量，根据当前时刻称斗内物料的总重量和前一时刻称斗内物料总重量计算物料重量的增量，并对该增量进行差分计算进而获得当前时刻的料流系数K1，该计算方式比较简单，且准确性比较高。

在一种优选的实施方式中，对应关系表中的过冲量值可以通过统计叠加平均方法获得，可以进一步增加过冲量值的精确性。

当然，对应关系表中的过冲量值也可以通过实践经验设置固定过冲量值。

上述各实施例中，当前时刻料流系数K1通过设置于称斗或骨料仓上的称重传感器获取，具体在称斗或骨料仓上的安装位置，操作人员可以根据实际情况而定，保证测量数值的准确性即可，称重传感器不仅量程范围比较广，可以满足不同重量级物料称量的需求，而且感应比较灵敏、快速。

以上对本发明所提供的一种搅拌站的过冲量补偿控制方法和控制系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种搅拌站物料的过冲量补偿控制方法，搅拌站设有称量物料的称量装置，其特征在于，该方法包括以下步骤：

101)预先建立料流系数K1、料门动作速度K2、过冲量值的对应关系表，并将该对应关系表存储于控制器中；

102)检测当前时刻称量装置内物料的重量参数；

103)根据所述重量参数判断物料称量是否即将结束，如果判断结果为是，则执行步骤104；否则执行步骤102；

104)检测料门动作速度参数；

105)根据所述重量参数计算当前时刻料流系数K1，根据所述料门动作速度参数计算当前时刻料门动作速度K2，并根据所述当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2从所述对应关系表中选取当前时刻的过冲量值，将该过冲量值作为计算称量装置内物料重量的补偿值。

2.如权利要求1所述的搅拌站物料的过冲量补偿控制方法，其特征在于，步骤104)中，检测的料门动作速度参数为驱动所述料门动作的气路压力。

3.如权利要求2所述的搅拌站物料的过冲量补偿控制方法，其特征在于，步骤102)中，所述重量参数包括当前时刻所述称量装置的称斗内物料的总重量，步骤105)中，根据当前时刻称斗内物料的总重量和前一时刻称斗内物料总重量计算物料重量的增量，并对该增量进行差分计算进而获得当前时刻的料流系数K1。

4.如权利要求3所述的搅拌站物料的过冲量补偿控制方法，其特征在于，搅拌站设有骨料仓，步骤102)中，所述重量参数通过设置于所述称斗或骨料仓上的称重传感器获取。

5.如权利要求1至4任一项所述的搅拌站物料的过冲量补偿控制方法，其特征在于，步骤101)中，所述对应关系表中的过冲量值通过统计叠加平均方法获得。

6.如权利要求1至4任一项所述的搅拌站物料的过冲量补偿控制方法，其特征在于，所述步骤104与步骤105之间增加以下步骤：

1041)根据当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2修正对应关系表中的过冲量值，将修正后的过冲量代替原关系表中的过冲量值。

7.一种搅拌站物料的过冲量补偿控制系统，搅拌站设有称量物料的称量装置，其特征在于，该系统包括检测元件，控制器；

所述检测元件，用于检测当前时刻称斗内物料的重量参数和料门动作速度参数；

所述控制器，用于存储预先建立的料流系数K1、料门动作速度K2、过冲量值的对应关系表；且判断物料称量即将结束时，则根据检测元件检测的当前时刻的重量参数和料门动作速度参数，计算当前时刻料流系数K1和料门动作速度K2，然后根据当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2从所述对应关系表中选取当前状态过冲量值，并将该过冲量值作为计算称量装置内物料重量的补偿值。

8.如权利要求7所述的搅拌站物料的过冲量补偿控制系统，其特征在于，还包括配料执行机构，所述检测元件包括设置于所述配料执行机构中驱动所述料门动作的气路上的压力传感器，以及检测所述称量装置的称斗内物料的总重量的称重传感器。

9.如权利要求8所述的搅拌站物料的过冲量补偿控制系统，其特征在于，搅拌站设有骨料仓，所述称重传感器设于所述称斗或所述骨料仓上。

10.如权利要求7所述的搅拌站物料的过冲量补偿控制系统，其特征在于，所述控制器还包括自动修正单元，用于根据当前时刻料流系数K1、料门动作速度K2修正对应关系表中的过冲量值，将修正后的过冲量代替原关系表中的过冲量值。