CN110002775B - 用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于水泥领域，尤其是一种用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统，包括全自动取样输送系统、AMT检测系统和智能监控配料系统，全自动取样输送系统包括自动取样器、发送站和炮弹输送模块，AMT检测系统包括自动接收单元、机械手、留样单元、自动粉磨压片一体机、激光粒度分析仪、样品检测设备和原料检测模块，智能监控配料系统包括数据接收单元、数据整合单元、配料单元、质量数据生成单元和数据发送控制单元。本发明提高品质检测的实效性和准确度，避免人为干扰，提高取样效率，降低劳动强度，减少和优化劳动用工，降低员工进入现场的安全隐患，实现数据的互联互通，辅助生产，提高资源利用率；实现产品产、质量的有效平衡。

Description

用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统

技术领域

本发明涉及水泥技术领域，尤其涉及用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统。

背景技术

水泥工业是国民经济的支柱和基础产业，是我国供给侧结构性改革的重要行业领域，水泥生产过程是一个连续动态调整的过程，要求化验室提供科学可行的质量控制标准、科学合理的配方、及时准确可靠的检验数据，并通过数学统计来掌握质量波动规律并指导生产。在我国大力推动新一代信息技术与制造技术融合发展，在重点领域试点建设智能工厂的关键时期，水泥企业智能工厂建设已经引发了行业的广泛关注，谁能在智能工厂建设中抢先突破，必将在行业新一轮转型发展、创新发展中占据主动，为此需要一种用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统，包括全自动取样输送系统、AMT检测系统和智能监控配料系统，所述全自动取样输送系统包括自动取样器、发送站和炮弹输送模块，所述AMT检测系统包括自动接收单元、机械手、留样单元、自动粉磨压片一体机、激光粒度分析仪、样品检测设备和原料检测模块，所述智能监控配料系统包括数据接收单元、数据整合单元、配料单元、质量数据生成单元和数据发送控制单元，所述自动取样器、发送站和炮弹输送模块依次连接，所述自动接收单元、机械手、留样单元和自动粉磨压片一体机依次连接，所述自动接收单元与自动接收单元连接，所述数据接收单元、数据整合单元、配料单元、质量数据生成单元和数据发送控制单元依次连接，所述数据接收单元与激光粒度分析仪、样品检测设备和原料检测模块连接，所述自动粉磨压片一体机与激光粒度分析仪和样品检测设备连接。

优选的，所述自动取样器用于采集出磨生料、入窑生料、出窑熟料和出磨水泥的样品，发送站用于将自动取样器采集的样品进行破碎、混匀、缩分和装填，炮弹输送模块用于将发送站处理的样品输送至AMT检测系统，同时炮弹输送模块将发送站剩余的物料输送返回至生料及水泥的输送斜槽以及库熟料内。

优选的，所述自动接收单元用于接收炮弹输送模块输送来的样品，机械手用于将接收的样品进行运输排布至留样单元的样品盘上，留样单元用于存储输送来的样品，自动粉磨压片一体机将样品进行粉磨压片，激光粒度分析仪用于检测生料及水泥的细度和比表，样品检测设备用于检测生料、熟料和水泥性能，原料检测模块用于检测原煤和石灰石质量。

优选的，所述数据接收单元用于接收AMT检测系统的样品检测数据和原料检测数据；数据整合单元将原料检测数据建立原煤和石灰石三维堆场模型，同时将样品检测数据进行整合处理形成样品检测清单；配料单元根据采集到原煤、石灰石、铁质材料、硅铝质材料、石膏的质量数据后，根据生料、熟料、水泥自动取样后分析的基础上，对生料及水泥配料进行调整，实现生料目标值满足质量要求，确保熟料三率值达到控制指标，同时出磨水泥根据不同水泥品种所给定的三氧化硫控制指标，对石膏的掺入比例进行调整，确保出磨水泥三氧化硫达到指标要求，质量数据生成单元将检测到的样品检测数据、原料检测数据以及配料单元形成的配料数据形成清单，数据发送控制单元根据配料单元的配料清单通过电信通信的方式向水泥生产车间以及矿山发送控制指令。

优选的，所述样品检测设备包括X荧光分析仪和X射线衍射分析仪，X荧光分析仪用于检测生料、熟料和水泥的化学成份，X射线衍射分析仪用于检测水泥、熟料f-CaO及矿物组成，原料检测模块采用跨带中子活化分析仪。

本发明中，

1、实现取样的100%代表性，提高品质检测的实效性和准确度，避免人为干扰，产品质量稳中有升。

2、提高取样效率，降低劳动强度，减少和优化劳动用工，降低员工进入现场的安全隐患。

3、与智能工厂其他子系统有机结合，实现数据的互联互通，辅助生产，通过石灰石跨带中子活化分析仪实时检测及时提供质量数据指导数字化智能矿山系统进行石灰石的合理开采与搭配，提高资源利用率；及时传递细度、比表等质量指标至专家优化控制系统，确保专家优化控制系统及时、精确地优化工艺参数，实现产品产、质量的有效平衡。

附图说明

图1为本发明提出的用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统的原理示意图；

图2为本发明提出的用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统实施例的流程图。

图中：1 全自动取样输送系统、2发送站、3原料检测模块、4AMT检测系统、5智能监控配料系统。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-2，用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统，包括全自动取样输送系统、AMT检测系统和智能监控配料系统，所述全自动取样输送系统包括自动取样器、发送站和炮弹输送模块，所述AMT检测系统包括自动接收单元、机械手、留样单元、自动粉磨压片一体机、激光粒度分析仪、样品检测设备和原料检测模块，所述智能监控配料系统包括数据接收单元、数据整合单元、配料单元、质量数据生成单元和数据发送控制单元，所述自动取样器、发送站和炮弹输送模块依次连接，所述自动接收单元、机械手、留样单元和自动粉磨压片一体机依次连接，所述自动接收单元与自动接收单元连接，所述数据接收单元、数据整合单元、配料单元、质量数据生成单元和数据发送控制单元依次连接，所述数据接收单元与激光粒度分析仪、样品检测设备和原料检测模块连接，所述自动粉磨压片一体机与激光粒度分析仪和样品检测设备连接。

进一步的，所述自动取样器用于采集出磨生料、入窑生料、出窑熟料和出磨水泥的样品，发送站用于将自动取样器采集的样品进行破碎、混匀、缩分和装填，炮弹输送模块用于将发送站处理的样品输送至AMT检测系统，同时炮弹输送模块将发送站剩余的物料输送返回至生料及水泥的输送斜槽以及库熟料内。

尤其是，所述自动接收单元用于接收炮弹输送模块输送来的样品，机械手用于将接收的样品进行运输排布至留样单元的样品盘上，留样单元用于存储输送来的样品，自动粉磨压片一体机将样品进行粉磨压片，激光粒度分析仪用于检测生料及水泥的细度和比表，样品检测设备用于检测生料、熟料和水泥性能，原料检测模块用于检测原煤和石灰石质量。

值得说明的，所述数据接收单元用于接收AMT检测系统的样品检测数据和原料检测数据；数据整合单元将原料检测数据建立原煤和石灰石三维堆场模型，同时将样品检测数据进行整合处理形成样品检测清单；配料单元根据采集到原煤、石灰石、铁质材料、硅铝质材料、石膏的质量数据后，根据生料、熟料、水泥自动取样后分析的基础上，对生料及水泥配料进行调整，实现生料目标值满足质量要求，确保熟料三率值达到控制指标，同时出磨水泥根据不同水泥品种所给定的三氧化硫控制指标，对石膏的掺入比例进行调整，确保出磨水泥三氧化硫达到指标要求，质量数据生成单元将检测到的样品检测数据、原料检测数据以及配料单元形成的配料数据形成清单，数据发送控制单元根据配料单元的配料清单通过电信通信的方式向水泥生产车间以及矿山发送控制指令。

此外，所述样品检测设备包括X荧光分析仪和X射线衍射分析仪，X荧光分析仪用于检测生料、熟料和水泥的化学成份，X射线衍射分析仪用于检测水泥、熟料f-CaO及矿物组成，原料检测模块采用跨带中子活化分析仪；

图2为本技术方案的实施例的流程图：

1为全自动取样输送系统、2为发送站、3为原料检测模块、4为AMT检测系统、5为智能监控配料系统。

工作原理：首先在生产现场布置自动取样器（可设定取样时间和取样间隔）、发送站2、炮弹输送管道，实现生料、熟料及水泥的自动取样，通过炮弹输送至AMT检测系统4，AMT检测系统4内的自动接收单元接收到炮弹后通过机械手将所取样品分配至留样单元（留样）、激光粒度分析仪（检测生料、水泥的细度、比表等）和自动粉磨压片一体机，对样品进行粉磨、压片，在自动粉磨压片一体机内制样完成后通过皮带输送至荧光仪及衍射仪进行化学成分及矿物组成等分析；进厂原材料还可以通过人工取样在AMT检测系统3内的人工放样窗口手动介入系统，可进行自动粉磨压片一体机的制样和荧光分析；同时分别在下山石灰石及进厂原煤皮带设置跨带中子活化分析仪，实时在线检测下山石灰石和进厂原煤成分，通过数据整合单元建立原煤和石灰石三维堆场模型，使堆场物料成分透明化、可视化，将当前使用的石灰石、原煤成分传输至配料单元，配料单元结合荧光仪及衍射仪检测的进厂原材料、生料、熟料及水泥成分，调整当前生料及水泥配比，使熟料三率值和水泥三氧化硫等满足设定目标，质量数据生成单元将检测到的样品检测数据、原料检测数据以及配料单元形成的配料数据形成清单并预留数据接口，数字化矿山系统及专家优化控制系统读取过程质量数据对窑、磨相关工艺参数进行优化调整，确保产品质量，制造执行系统读取系统质量数据进行整理，形成综合质量分析，为后期优化调整提供参考。

与现有技术相比：

下山石灰石CaO堆平均合格率上升了8.35%。

出磨生料KH、SM合格率分别上升了1.38%、4.47%。

入窑生料KH、SM合格率分别上升了8.36%、3.09%。

出窑熟料KH、f-CaO合格率分别上升了1.55%、1.58%，3天强度、28天强度分别上升了0.3MPa、0.4MPa。

出磨水泥SO3合格率上升了0.09%。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统，包括全自动取样输送系统、AMT检测系统和智能监控配料系统，其特征在于，所述全自动取样输送系统包括自动取样器、发送站和炮弹输送模块，所述AMT检测系统包括自动接收单元、机械手、留样单元、自动粉磨压片一体机、激光粒度分析仪、样品检测设备和原料检测模块，所述智能监控配料系统包括数据接收单元、数据整合单元、配料单元、质量数据生成单元和数据发送控制单元，所述自动取样器、发送站和炮弹输送模块依次连接，所述自动接收单元、机械手、留样单元和自动粉磨压片一体机依次连接，所述自动接收单元与自动接收单元连接，所述数据接收单元、数据整合单元、配料单元、质量数据生成单元和数据发送控制单元依次连接，所述数据接收单元与激光粒度分析仪、样品检测设备和原料检测模块连接，所述自动粉磨压片一体机与激光粒度分析仪和样品检测设备连接。

2.根据权利要求1所述的用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统，其特征在于，所述自动取样器用于采集出磨生料、入窑生料、出窑熟料和出磨水泥的样品，发送站用于将自动取样器采集的样品进行破碎、混匀、缩分和装填，炮弹输送模块用于将发送站处理的样品输送至AMT检测系统，同时炮弹输送模块将发送站剩余的物料输送返回至生料及水泥的输送斜槽以及库熟料内。

3.根据权利要求1所述的用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统，其特征在于，所述自动接收单元用于接收炮弹输送模块输送来的样品，机械手用于将接收的样品进行运输排布至留样单元的样品盘上，留样单元用于存储输送来的样品，自动粉磨压片一体机将样品进行粉磨压片，激光粒度分析仪用于检测生料及水泥的细度和比表，样品检测设备用于检测生料、熟料和水泥性能，原料检测模块用于检测原煤和石灰石质量。

4.根据权利要求1所述的用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统，其特征在于，所述数据接收单元用于接收AMT检测系统的样品检测数据和原料检测数据；数据整合单元将原料检测数据建立原煤和石灰石三维堆场模型，同时将样品检测数据进行整合处理形成样品检测清单；配料单元根据采集到原煤、石灰石、铁质材料、硅铝质材料、石膏的质量数据后，根据生料、熟料、水泥自动取样后分析的基础上，对生料及水泥配料进行调整，实现生料目标值满足质量要求，确保熟料三率值达到控制指标，同时出磨水泥根据不同水泥品种所给定的三氧化硫控制指标，对石膏的掺入比例进行调整，确保出磨水泥三氧化硫达到指标要求，质量数据生成单元将检测到的样品检测数据、原料检测数据以及配料单元形成的配料数据形成清单，数据发送控制单元根据配料单元的配料清单通过电信通信的方式向水泥生产车间以及矿山发送控制指令。

5.根据权利要求3所述的用于水泥生产质量控制的一体化智能质量控制系统，其特征在于，所述样品检测设备包括X荧光分析仪和X射线衍射分析仪，X荧光分析仪用于检测生料、熟料和水泥的化学成份，X射线衍射分析仪用于检测水泥、熟料f-CaO及矿物组成，原料检测模块采用跨带中子活化分析仪。

Images