CN102879075A - 金属熔炼车载配料监控装置及配料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及固体物料的分选和配料应用领域，涉及一种金属熔炼车载配料监控装置及配料方法，上述金属熔炼车载配料监控装置包括收容仓库、叉车、称重传感器、称重模数转换器、传输信号线、车载读卡器、RFID卡、扬声器、无线局域网、数据服务器、平板电脑及配料指挥软件系统；同时也提供一种使用金属熔炼车载配料监控装置的配料方法。本发明的优点在于：通过对固体物料进出收容仓库的全过程跟踪，为配料作业环节提供准确的参考，提高分选和配料操作水平。

Description

金属熔炼车载配料监控装置及配料方法

技术领域：

本发明涉及一种固体物料的分选和配料过程中应用的配料方法及监控装置，特别涉及一种采用无源射频标签对固体物料的分选和配料过程进行全程监控的金属熔炼车载配料监控装置及配料方法。

背景技术：

目前，在固体料的分选和配料过程中，由于用于储存固体物料的固体仓内的物料的情况实时发生变化，给分选和配料带来很大的麻烦。以铝冶炼为例。

我国再生铝工业在最近的几年中发展很快，无论是产量还是生产规模，都居再生有色金属之首，已经在我国铝工业中占有重要的位置。但是，快速发展的再生铝工业生产流程和技术仍然非常落后，从而制约了这一领域的发展。通常，废旧铝合金来源于废品回收企业，并经过简单的人工分拣形成一系列的品种堆，在废旧铝合金熔炼时，需要根据产品铝锭的工艺组成计算出各品种废铝的加料配比关系，在熔炼炉进行加料前按配比和总熔炼量进行配料，然后送入熔炼炉熔炼。实际应用条件下配料种类多、现场操作者随时需进行补料工艺分析计算和记录。

现有废铝熔炼的配料技术中，其配料生产过程，通常采用叉车叉取废铝，运输至地称，称料后再送放入料斗，人工计算配料差距和记录最终配比。不断产生的漏记、错记、计算出错致使配料指挥错误、人为编造配方数据，以及运错、不安配方运输废铝料的情况，最终导致事件追踪、生产配方优化等工作不能开展，产品质量难以提高。

以上情况说明，其他涉及产品质量的固体物料，在分选和配料的过程中，也会存在相同的问题，给生产过程带来很大的困扰。

发明内容：

本发明是针对现有技术中存在的诸多不足，提供一种结构简单，能够实现对固体仓内的固体物料的详细信息进行实时监控，并以出仓物料的实际情况进行分选和配料，提高分选和配料的计量和存量的精确度的金属熔炼车载配料监控装置；同时也提供一种使用金属熔炼车载配料监控装置的配料方法。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：金属熔炼车载配料监控装置包括收容仓库、料斗、叉车、称重传感器、称重模数转换器、传输信号线、车载读卡器、RFID卡、扬声器、无线局域网、数据服务器、平板电脑及配料指挥软件系统。收容仓库根据固体物料的分类来决定收容仓库的数目，RFID卡包括安装于收容仓库门口的RFID卡一和安装于收容仓库门外的RFID卡二，RFID卡一的数目与收容仓库的数目对称，在配料指挥软件系统里每个RFID卡和收容仓库都有对应的编码，每个RFID卡的编码和收容仓库编码一一对应，车载读卡器安装于叉车上，该车载读卡器可读取每个收容仓库门口安装的RFID卡一里的编码，通过车载读卡器读取RFID卡二用于触发数据服务器记录存储称重传感器称取物料的重量数据，RFID卡二安装于收容仓库门口，称重传感器安装于叉车上用于称取叉车装载固体物料后的重量，称重模数转换器将称重传感器测量固体物料后的重量后的重量数据转化为平板电脑可以识别的计算机语言，平板电脑将处理后的信息通过无线局域网反馈至数据服务器，平板电脑的显示器可显示叉车所在配料区、原材料名称、设定重量值、实际重、百分偏差，数据服务器将获得的数据与预先设定的固体物料配比值判断对比后，产生提示信号通过无线网络传送至平板电脑，与平板电脑电信号相连接的扬声器播放语音提示指挥驾驶员操作叉车称取指定的一种固体物料。指挥软件系统安装于储存器中再安装于平板电脑中，配料指挥软件系统包括数据存储模块、配方管理模块、配料计算模块、RFID定位模块、称重模块、状态即时报告模块。

同时也提供了一种使用金属熔炼车载配料监控装置的配料方法，首先分选方法包括以下步骤：

（1）运行入库计量软件

（2）叉车装载分选好的废铝，按库区张贴标识进入库区，读卡器依次读到库区外RFID标识编码，读到库区编号信息，提示库区类型，读取叉车载料重量。

（3）叉车卸料后，离开库区，读卡器读到库区外RFID标识编码，读到叉车载料重量，将重量差值与本库区存料进行总计、存入数据库，提示完成存库量。

（4）重复以上过程，废料入库完成后，自动统计完毕。

（5）定期可将数据库导出，对出入库量进行分析。

该配料方法包括以下步骤：

a、启动金属熔炼车载配料监控装置，将配料品种n、比例、总重W和重量允差r通过平板电脑输入指挥软件系统中。

b、确认启动金属熔炼车载配料监控装置。

c、平板电脑运行指挥软件系统产生指令提示操作员驾驶叉车称取配料品种n的重量，叉车驶出收容仓库门口，叉车上安装的读卡器读取RFID卡二成功后，触发数据服务器存储品种n的重量，平板电脑运行指挥软件系统判断品种n的重量允差与r的大小。

c1、判断品种n的重量允差小于r，形成数据记录于数据服务器并显示（于平板电脑），发出配料完成指令。

c2、判断品种n的重量允差大于r，计算品种n的运输量，发出品种n的运输指令，读到品种n区的RFID卡，n区的RFID卡读取成功后，发出品种n的称重指令，完成品种n的称重指令后读取RFID卡二，触发数据服务器更新品种n的当前重量及记录。

c21、车载读卡器未读到品种n区的RFID卡一时，平板电脑运行指挥软件系统后获得未读取品种n区的RFID卡一的信息后，再次发出品种n的运输指令，该指令通过与平板电脑电信号相连接的扬声器播放操作提示的语音提示，操作者驾驶叉车再去读取品种n区的RFID卡一，n区的RFID卡一读取成功后，发出品种n的称重指令，调节重量并获取重量，读取RFID卡二，触发数据存储器储存数据，进一步更新品种n及总量，并记录当前的重量数据。

c22、RFID卡二未读取成功时，平板电脑运行指挥软件系统后获得产生操作提示，通过扬声器播放提示音让操作者驾驶叉车再次运输品种n，成功读到品种n区的RFID卡一后，发出品种n的称重指令，调节重量并获取重量，读取RFID卡二，触发数据存储器储存数据，进一步更新品种n及总量的当前记录重量。

本发明提供的金属熔炼车载配料监控装置及配料方法与现有技术中相比，优点在于：通过对固体物料进出收容仓库的全过程跟踪，通过对固体物料投入示踪射频标签，标记各个点的产品的各种特性，为分选和配料作业环节提供准确的参考，提高分选和配料操作水平，降低了配料的失误，提高了配料生产的效率。

附图说明：

图1为本发明金属熔炼车载配料监控装置示意图。

图2为本发明金属熔炼车载配料监控装置之叉车工作示意图。

图3为本发明金属熔炼车载配料监控装置配料方法流程示意图。

图4为本发明金属熔炼车载配料监控装置配料方法之配料指挥软件系统工作流程示意图。

图中：收容仓库1、收容仓库A 11、收容仓库B 12、收容仓库C 13、叉车2、车载读卡器3、RFID卡4、RFID卡一41、RFID卡二42、RFID卡A 43、RFID卡B 44、RFID卡C 45、称重传感器5、平板电脑6。

具体实施方式：

结合附图及用废旧铝合金回收冶炼的例子对本发明做进一步说明，参阅图1与图2，金属熔炼车载配料监控装置包括收容仓库1、叉车2、车载读卡器3、RFID卡4、称重传感器5、称重模数转换器（未显示）、传输信号线（未显示）、平板电脑6、扬声器（未显示）、无线局域网（未显示）、数据服务器（未显示）和配料指挥软件系统。

收容仓库以三个为例，收容仓库1包括收容仓库A 11、收容仓库B 12和收容仓库C 13，废铝按照下列的分类方法存库：铝合金，铝含量在97％以上，按成分种类细分为纯铝、铝铜、铝锰、铝硅、铝镁、铝镁硅、铝锌镁。各种废料按此系列进行分类。收容仓库A 11、收容仓库B 12和收容仓库C 13分别存放纯铝、铝铜和铝锰，RFID卡4包括RFID卡一41和RFID卡二42，RFID卡一41包括RFID卡A 43、RFID卡B 44和RFID卡C 45, RFID卡A 43安装于收容仓库A 11门口，RFID卡B 44安装于收容仓库B 12门口，RFID卡C 45安装于收容仓库C 13门口, 在配料指挥软件系统里RFID卡A 43、RFID卡B 44、RFID卡C 45、收容仓库A 11、收容仓库B 12和收容仓库C 13都有对应的编码，RFID卡A 43的编码和收容仓库A 11的编码对应，RFID卡A 44的编码和收容仓库A 12的编码对应，RFID卡A 45的编码和收容仓库A 13的编码对应，车载读卡器安装于叉车上，该车载读卡器读取RFID卡A 43、RFID卡B 44和RFID卡C 45里的编码反馈给安装配料指挥系统的数据服务器，配料指挥软件系统安装于数据服务器中，称重传感器安装于叉车上用于称重叉车装载固体物料后的重量，称重模数转换器将称重传感器测量固体物料后的重量数据转化为平板电脑可以识别的计算机语言，平板电脑将处理后的信息通过无线局域网反馈至数据服务器，数据服务器将获得的重量数据与预先在配料指挥软件系统设定的固体物料配比值判断对比后，产生提示信号通过无线网络传送至平板电脑，与平板电脑电信号相连接的扬声器播放语音提示指挥驾驶员操作叉车称取指定的一种固体物料。

作为优选，指挥软件系统安装于SD卡中再安装于平板电脑中。

同时也提供了一种金属熔炼车载配料监控装置的配料方法，结合图3与图4，首先分选方法包括以下步骤：

（1）运行入库计量软件

（2）叉车装载分选好的废铝，按库区张贴标识进入库区，读卡器依次读到库区外RFID标识编码，读到库区编号信息，提示库区类型，读取叉车载料重量。

（3）叉车卸料后，离开库区，读卡器读到库区外RFID标识编码，读到叉车载料重量，将重量差值与本库区存料进行总计、存入数据库，提示完成存库量。

（4）重复以上过程，废料入库完成后，自动统计完毕。

（5）定期可将数据库导出，对出入库量进行分析。

该配料方法包括以下步骤：

a、启动金属熔炼车载配料监控装置，将配料品种n、比例、总重W和重量允差r通过平板电脑输入指挥软件系统的配方管理模块中，配料计算模块读取配料数据，。

b、确认启动金属熔炼车载配料监控装置。

c、平板电脑运行指挥软件系统产生指令提示操作员驾驶叉车称取配料品种n的重量，叉车驶出收容仓库门口，叉车上安装的读卡器读取RFID卡二成功后，触发数据服务器存储品种n的重量，平板电脑运行指挥软件系统，称重模块将品种n的重量数据传输至配料计算模块，配料计算模块计算判断品种n的重量允差与r的大小，同时数据存储模块储存数据。

c1、判断品种n的重量允差小于r，形成数据记录于数据服务器并显示（于平板电脑），状态即时报告模块发出配料完成提示。

c2、判断品种n的重量允差大于r，优选的，操作建议模块按百分偏差最大项的物料输出操作提示信息，计算品种n的运输量，发出品种n的运输指令，读到品种n区的RFID卡，n区的RFID卡读取成功后，发出品种n的称重指令，完成品种n的称重指令后读取RFID卡二，触发数据服务器更新品种n的当前重量及记录。

c21、车载读卡器未读到品种n区的RFID卡一时，平板电脑运行指挥软件系统后获得未读取品种n区的RFID卡一的信息后，再次发出品种n的运输指令，该指令通过与平板电脑电信号相连接的扬声器播放操作提示的语音提示，操作者驾驶叉车再去读取品种n区的RFID卡一，n区的RFID卡一读取成功后，发出品种n的称重指令，调节重量并获取重量，读取RFID卡二，触发数据存储器储存数据，进一步更新品种n及总量，并记录当前的重量数据。

c22、RFID卡二未读取成功时，平板电脑运行指挥软件系统后获得产生操作提示，通过扬声器播放提示音让操作者驾驶叉车再次运输品种n，成功读到品种n区的RFID卡一后，发出品种n的称重指令，调节重量并获取重量，读取RFID卡二，触发数据存储器储存数据，进一步更新品种n及总量的当前记录重量。 

Claims (8)

1.一种金属熔炼车载配料监控装置，其特征在于：金属熔炼车载配料监控装置包括收容仓库、料斗、叉车、称重传感器、称重模数转换器、传输信号线、车载读卡器、RFID卡、扬声器、无线局域网、数据服务器、平板电脑及配料指挥软件系统；

RFID卡包括安装于收容仓库门口的RFID卡一和安装于收容仓库门外的RFID卡二，RFID卡一的数目与收容仓库的数目对称，在配料指挥软件系统里每个RFID卡和收容仓库都有对应的编码；

车载读卡器安装于叉车上，该车载读卡器可读取每个收容仓库门口安装的RFID卡一里的编码，通过车载读卡器读取RFID卡二用于触发数据服务器记录存储称重传感器称取物料的重量数据；

称重传感器安装于叉车上，平板电脑将处理后的信息通过无线局域网反馈至数据服务器；

平板电脑的显示器可显示叉车所在配料区、原材料名称、设定重量值、实际重、百分偏差；

数据服务器将获得的数据与预先设定的固体物料配比值判断对比后，产生提示信号通过无线网络传送至平板电脑，与平板电脑电信号相连接的扬声器播放语音提示指挥驾驶员操作叉车称取指定的一种固体物料；

指挥软件系统安装于储存器中再安装于平板电脑中，配料指挥软件系统包括数据存储模块、配方管理模块、配料计算模块、RFID定位模块、称重模块、状态即时报告模块。

2.如权利要求1所述的金属熔炼车载配料监控装置，其特征在于：收容仓库根据固体物料的分类来决定收容仓库的数目。

3.如权利要求1所述的金属熔炼车载配料监控装置，其特征在于：指挥软件系统安装于SD卡中再安装于平板电脑中。

4.一种基于RFID射频标签的实时监控装置的配料方法，首先分选方法包括以下步骤：

（1）运行入库计量软件

（2）叉车装载分选好的废铝，按库区张贴标识进入库区，读卡器依次读到库区外RFID标识编码，读到库区编号信息，提示库区类型，读取叉车载料重量。

5.（3）叉车卸料后，离开库区，读卡器读到库区外RFID标识编码，读到叉车载料重量，将重量差值与本库区存料进行总计、存入数据库，提示完成存库量。

6.（4）重复以上过程，废料入库完成后，自动统计完毕。

7.（5）定期可将数据库导出，对出入库量进行分析。

8.该配料方法包括以下步骤：

a、启动金属熔炼车载配料监控装置，将配料品种n、比例、总重W和重量允差r通过平板电脑输入指挥软件系统中;

b、确认启动金属熔炼车载配料监控装置;

c、平板电脑运行指挥软件系统产生指令提示操作员驾驶叉车称取配料品种n的重量，叉车驶出收容仓库门口，叉车上安装的读卡器读取RFID卡二成功后，触发数据服务器存储品种n的重量，平板电脑运行指挥软件系统判断品种n的重量允差与r的大小;

c1、判断品种n的重量允差小于r，形成数据记录于数据服务器并显示（于平板电脑），发出配料完成指令;

c2、判断品种n的重量允差大于r，计算品种n的运输量，发出品种n的运输指令，读到品种n区的RFID卡，n区的RFID卡读取成功后，发出品种n的称重指令，完成品种n的称重指令后读取RFID卡二，触发数据服务器更新品种n的当前重量及记录;

c21、车载读卡器未读到品种n区的RFID卡一时，平板电脑运行指挥软件系统后获得未读取品种n区的RFID卡一的信息后，再次发出品种n的运输指令，该指令通过与平板电脑电信号相连接的扬声器播放操作提示的语音提示，操作者驾驶叉车再去读取品种n区的RFID卡一，n区的RFID卡一读取成功后，发出品种n的称重指令，调节重量并获取重量，读取RFID卡二，触发数据存储器储存数据，进一步更新品种n及总量，并记录当前的重量数据;

c22、RFID卡二未读取成功时，平板电脑运行指挥软件系统后获得产生操作提示，通过扬声器播放提示音让操作者驾驶叉车再次运输品种n，成功读到品种n区的RFID卡一后，发出品种n的称重指令，调节重量并获取重量，读取RFID卡二，触发数据存储器储存数据，进一步更新品种n及总量的当前记录重量。

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