CN111855256A - 用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排方法和装置,其中,装置包括由依次连接的储/给料机、破碎机和缩分机组成的采制样系统;弃料仓的受料口与缩分机的下料口相连通,该弃料仓内装有推送机构;弃料提升机构的进料口与弃料仓的弃料口相连通;运料车辆受运料车辆运行监测装置的监控并能够承载、运输从弃料提升机构排出的弃料;控制系统分别与推送机构、弃料提升机构以及车辆运行监测装置电性连接。本发明可实现依据运料车辆运行情况自动调节弃料方向和方法,避免漏弃、错弃、撒料,及时规避车头防止碰撞,无需人为干预,也显著改善了传统人工弃料劳动强度大、弃料无法回收利用造成环境污染和资源浪费的问题。
Description
技术领域
本发明涉及大宗矿物采制样技术领域,尤其涉及一种用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排方法和装置。
背景技术
大宗矿物采制样经历了从早期人工采样到现阶段的自动化采样过程,设计人员始终重点关注的都是全自动采制样设备的研发升级,弃样排放问题几乎不受重视,往往是随意排放或在现场简单安装一处弃样收集装置,定期由人工清理,导致人工劳动强度大、作业时间长、资源浪费和环境污染。此外,受空间限制,弃样收集装置不宜过大,每天需多次弃样且需停机操作,操作极为不便。目前已有专利公布了可配套采样机的弃料返排系统,如:
1、单级或多级螺旋弃料装置常见于车载可移动式采制样机上,并随采样机移动而移动,如现有技术公开了申请号为CN201220692761.4的一种车载可移动式煤炭采制样机的二级螺旋弃料回送装置,采样时装煤运料车辆的停车距离需要与弃料螺旋管的长度相匹配,需要反复调整停车位置或螺旋弃料机构的弃料距离,距离太近或太远,都会导致弃料被抛洒到路面,造成浪费;
2、现有技术公开了申请号为CN201510847557.3的一种随采随弃方式:火车/汽车采样机采用全断面长螺旋采样头,一次采样量超过50~80kg,物料通过采样头内部螺旋给料装置提升至采样机顶部的缩分装置内,并被缩分为留样和弃样,留样被留样料斗收集,弃样则通过采样头上方卸料槽洒落至车厢中。这类随采随弃模式无法做到子样和批后再缩分,只能对每一个子样单独进行缩分,子样未经充分混合即被缩分极易造成实质性偏倚,严重影响后续制样和化验精密度。
3、现有技术公开了申请号为CN201820700766.4的一种门式火车采样机自动弃料集尘装置以及申请号为CN201310718387.X的一种火车入厂采样机弃料返还系统,弃料装置均布置在物料运料车辆正上方天桥上,仅适用于空间开阔、可安装门式采样机的采样现场,对于空间狭小的采制样现场则不适用。
随着技术不断发展,现代大宗物料全自动采制样系统的弃料返排方法和能力也被要求尽可能符合国家标准以及更加智能化,应能满足一个采样单元内全部子样采集和批后一次性完成给料、破碎、缩分和留样后自动完成弃料返排,不造成余料堵塞、无漏弃、错弃、撒料,及时规避车厢防止发生碰撞,无需人为干预。
发明内容
为了解决现有技术中大宗物料采制样系统中弃料返排存在的上述技术问题,本发明提出一种用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排方法和装置,其解决的技术问题具体如下:
1、市场上现有大宗物料采制样设备的弃料返排方法为内嵌于采样系统中,属于边采边弃方式,对每一个子样都先单独缩分弃样后再合并,而非国家标准要求的将多个子样先和批后再制样、缩分或直接缩分,子样未经充分混合即被缩分极易造成实质性偏倚,严重影响后续制样和化验精密度。本发明与火车、汽车采制样系统串联,具有弃料储存功能,能够充分接纳多批子样混合、破碎、缩分(也可未经破碎直接缩分)后的弃料,并根据储存量自动判定将弃料及时返排回车厢;
2、市场上现有采制样设备的弃料返排功能智能化程度较弱,无法依据运料车辆信息和运行情况自动调节弃料速度、弃料节奏;本发明具有智能识别功能,可根据运料车辆检测情况及时调整弃料速度,根据客户选择,可将弃料连续返排至每辆被采车厢内,也可集中返排至某一辆被采车厢内;能够识别火车车厢与车厢之间的间隙,及时停止弃料,防止物料散落在车厢间隙内;
3、对于火车采样,同一列车厢可能包含不同品种物料,弃料返排系统可根据车厢和物料信息自动识别不同车厢内的物料种类,将弃料返排入相同物料的车厢内,杜绝混样;
4、弃料摆臂角度和高度可依据车厢所在位置进行调节,弃料时臂端下放到车厢物料层表面,略高于车厢,防止产生扬尘;临近车头时可以自动停止弃料并抬起收回,及时规避车头,防止发生碰撞;
为了实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排装置,其包括:
采制样系统,其由依次连接的储/给料机、破碎机和缩分机组成;
弃料仓,其内装有推送机构;该弃料仓的受料口与所述缩分机的下料口相连通;
弃料提升机构,其进料口与所述弃料仓的弃料口相连通;
运料车辆,其受运料车辆运行监测装置的监控并能够承载、运输从所述弃料提升机构排出的弃料;
控制系统,其分别与所述推送机构、弃料提升机构以及车辆运行监测装置电性连接。
进一步的,所述推送机构由置于弃料仓内并被电动机驱动的水平螺旋推杆构成。
进一步的,所述水平螺旋推杆的轴部在位于弃料口端布置有多片垂直刮板。
进一步的,所述弃料提升机构垂直布置,底部设有所述进料口;该弃料提升机构内部的提升部件采用皮带输送或者链式输送,在皮带或链板上按照一定距离均匀布置多个接料斗和挡板;弃料提升机构在第一驱动机构的控制下承接弃料并将弃料送至弃料提升机构的顶部。
进一步的,所述弃料提升机构的顶部布置有弃料摆臂,该弃料摆臂在第二驱动机构的控制下可上下0~90°抬起、左右0~360°旋转、伸入到运料车辆上并将弃料返排入运料车辆内。
进一步的,所述运料车辆运行监测装置包括若干用于获取运料车辆运行速度、前进方向、车厢间隙、运料车辆型号、倒车运行信息的传感器和探测器。
一种用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排方法,其包括下述步骤:
采制样系统将采集的多个子样和批并充分混合后,经过破碎、缩分或仅仅经过缩分后,弃料落入弃料仓内,此时控制系统综合分析运料车辆运行监测装置获取的各类采制样信息,判断运料车辆所处位置、运行速度是否符合弃料条件;
若某辆已经被采样的运料车辆静止或匀速缓慢运行,通过弃料范围的时间符合弃料条件,控制系统给出弃料指令,智能弃料返排装置获取弃料指令,并依据弃料指令启动弃料返排程序;推送机构推动弃料向弃料仓的弃料口端移动并将弃料送入弃料提升机构的进料口,弃料提升机构承接弃料后将弃料输送并下放到运料车辆内。
进一步的,当所述运料车辆运行监测装置包括若干用于获取运料车辆运行速度、前进方向、车厢间隙、运料车辆型号、倒车运行信息的传感器和探测器时,
并且当所述弃料提升机构的顶部布置有弃料摆臂,该弃料摆臂在驱动机构的控制下可上下0~90°抬起、左右0~360°旋转抬起、旋转、伸入到运料车辆上并将弃料返排入运料车辆内时;
若运料车辆出现突然启动、加速或倒车情况,则控制系统依据运料车辆运行情况,判断弃料摆臂是否即将到达车头或车厢边缘;
控制系统判断弃料摆臂即将接近车厢边缘,则控制系统将会向智能弃料返排装置发出停止弃料指令;待弃料摆臂进入下一车厢范围内时,则恢复弃料工作;
控制系统判断弃料摆臂即将接近车头边缘,则控制系统将会向智能弃料返排装置发出停止弃料指令和收回弃料摆臂指令。
进一步的,所述运料车辆为火车或汽车,当火车正常运行时,传感器和探测器自动采集车厢通过信号,控制系统依据所采集信号统计车厢通过数量,并与已输入的车厢物料信息进行对比,接着控制系统自动计算同一列火车上不同物料车厢的总采样量和总弃样量情况,并调节弃料速度;当汽车正常运行时,传感器和探测器自动采集车头和车厢通过信号,控制系统依据所采集信号确定车头或车厢与弃料范围之间的距离,接着控制系统自动计算该汽车上总弃样量情况并调节弃料速度;
火车倒车时,传感器和探测器自动采集车厢反向通过信号,控制系统依据所采集信号自动删减车厢通过数量;火车从倒车状态恢复为正常行进状态后,传感器和探测器继续自动采集车厢通过信号,控制系统在已删减倒车车厢数量的基础上继续增加车厢通过数量,并且控制系统在正常行进情况下会继续向智能弃料返排装置输出弃料指令;汽车倒车时,传感器和探测器自动采集车厢和车头反向通过信号,控制系统依据所采集信号自动删减车厢和车头通过数量并停止弃料;汽车从倒车状态恢复为正常行进状态后,传感器和探测器继续自动采集车头和车厢通过信号,控制系统在已删减倒车车厢数量的基础上继续增加车厢通过数量,并且控制系统在正常行进情况下会继续向智能弃料返排装置输出弃料指令。
本发明公开了一种用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排方法和装置,涉及大宗物料采制样后的弃料技术,为解决现有机械化采制样设备的弃料方法不符合国家标准要求、弃料自动返排系统智能化水平不高等问题而发明。该装置包括弃料返排装置、运料车辆运行监测装置和控制系统;所述弃料返排装置包括弃料仓、水平螺旋推杆、弃料提升机构、弃料摆臂、各类驱动机构,所述弃料仓一端开有受料口,另一端开有弃料口,采制样系统的缩分机下料口下方与所述弃料仓的受料口相连,所述水平螺旋推杆位于弃料仓内,在驱动机构的控制下将落入受料口下方的弃料向弃料口端推送;所述水平螺旋推杆的轴部在位于弃料口端布置有多片垂直刮板,可将来料刮扫出弃料口;所述弃料提升机构垂直布置,底部开有进料口,并与所述弃料仓的弃料口对接,弃料提升机构内布置多个接料斗,在驱动机构的控制下承接弃料并送至顶部;所述弃料提升机构顶部布置有所述弃料摆臂,弃料摆臂在驱动机构的控制下可抬起、旋转、伸入到运料车辆上并将弃料返排入运料车辆;所述运料车辆运行监测装置包括各类传感器和探测器,用于识别运料车辆类型和运行状态;所述控制系统与运料车辆运行监测装置和弃料装置连接,用于控制系统完成弃料自动返排功能。本发明可实现依据运料车辆运行情况自动调节弃料方向和方法,避免漏弃、错弃、撒料,及时规避车头防止碰撞,无需人为干预,也显著改善了传统人工弃料劳动强度大、弃料无法回收利用造成环境污染和资源浪费的问题。
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发明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为本发明实施例提供的用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排装置的示意图;
图2为本发明实施例提供的用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排装置中弃料返排机构的侧视图;
图3为本发明实施例提供的用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排装置中弃料仓的内部结构图。
附图标记说明:
1、储/给料机;2、破碎机;3、缩分机;4、弃料仓;401、受料口;402、弃料口;5、弃料提升机构;501、进料口;6、运料车辆;7、电动机;8、水平螺旋推杆;9、垂直刮板;10、弃料摆臂;11、控制系统。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。
参见图1~图3所示,一种用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排装置,其包括采制样系统、弃料仓4、弃料提升机构5、运料车辆6和控制系统11。
其中,火车、汽车采制样系统由相连的储/给料机1和缩分机3组成,或者,采制样系统由依次连接的储/给料机1、破碎机2和缩分机3组成。在本实施例中,如图1所示,火车、汽车采制样系统由依次连接的储/给料机1、破碎机2和缩分机3组成,所述缩分机3优选定质量缩分机。
如图3所示,弃料仓4的一端开有受料口401,另一端开有弃料口402。该弃料仓4的受料口401与所述缩分机3的下料口相连通。采制样系统采集和批的多个子样在储/给料机1经过充分混合,经破碎机2破碎,再经缩分机3缩分(也可不经过破碎直直接进行缩分,如此便可不用装配破碎机2)后,弃料经受料401口落入弃料仓4内。所述弃料仓4具有一定体积,在不满足弃料条件的情况下能够缓存弃料。
如图3所示,弃料仓4内装有推送机构,该推送机构由置于弃料仓4内并被电动机7驱动的水平螺旋推杆8构成。电动机7置于弃料仓4外,电动机7驱动水平螺旋推杆8将落入受料口401下方的弃料向弃料口402推送。水平螺旋推杆8之轴线的延伸方向与受料口401处的落料方向垂直。所述水平螺旋推杆8的轴部在位于弃料口402端布置有多片垂直刮板9,垂直刮板9可将来料刮扫出弃料口402,同时具有防止弃料在弃料仓4内堵塞,避免水平螺旋推杆8出现卡死现象。
如图1和图2所示,所述弃料提升机构5垂直布置,底部设有所述进料口501。如图2所示,该进料口501与所述弃料仓4的弃料口402相连通,并用于接收从弃料仓内排出的弃料。
弃料提升机构5内部的提升部件采用皮带输送或者链式输送,在皮带或链板上按照一定距离均匀布置多个接料斗和挡板,弃料提升机构5在第一驱动机构的控制下承接弃料并将弃料送至弃料提升机构5的顶部。
所述弃料提升机构5的顶部布置有弃料摆臂10,该弃料摆臂10在第二驱动机构的控制下可上下0~90°抬起、左右0~360°旋转、伸入到运料车辆6上并将弃料返排入运料车辆6内。
运料车辆6受运料车辆运行监测装置的监控并能够承载、运输从所述弃料提升机构5排出的弃料;所述运料车辆运行监测装置包括若干用于获取运料车辆运行速度、前进方向、车厢间隙、运料车辆型号、倒车运行信息的传感器和探测器。如下所述,这些传感器和探测器将与控制系统11电性连接,将监测信息传送至控制系统11。
控制系统11优选为可编程控制器(PLC),其分别与所述推送机构、弃料提升机构5以及车辆运行监测装置电性连接。该控制系统11用于根据所述运料车辆运行监测装置获取的运料车辆各类运行信息,控制智能弃料返排装置在运料车辆通过弃料范围时完成打开弃料摆臂10、弃料提升、弃料返排、回收弃料摆臂10以及规避碰撞风险等动作。
储/给料机1、破碎机2、缩分机3、弃料仓4、弃料提升机构5、运料车辆6、电动机7、水平螺旋推杆8、垂直刮板9、弃料摆臂10、控制系统(可编程控制器)11选用市场上已有的成熟产品即可。
上述用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排装置,其弃料返排方法,包括下述步骤:
采制样系统将采集的多个子样和批并充分混合后,经过破碎、缩分(也可不破碎直接进行缩分)后,弃料不断落入弃料仓4内。此时所述控制系统11综合分析所述传感器和探测器获取的各类采制样信息,判断运料车辆所处位置、运行速度是否符合弃料条件;
若某辆已经被采样的运料车辆静止或匀速缓慢运行,通过弃料范围的时间符合弃料条件,所述控制系统11给出弃料指令,智能弃料返排装置获取所述弃料指令,并依据所述弃料指令启动弃料返排程序;水平螺旋推杆8旋转推动弃料向弃料口402端移动,水平螺旋推杆8末端上的垂直刮板9将弃料刮送入弃料提升机构5底部的进料口501,弃料提升机构内部提升部件上的接料斗承接弃料后向弃料提升机构5的顶部运送,位于弃料提升机构顶部原本收合的弃料摆臂10打开并旋转到运料车辆6的上方,依据车厢高度下放一定角度并开始弃料。
当所述运料车辆运行监测装置包括若干用于获取运料车辆运行速度、前进方向、车厢间隙、运料车辆型号、倒车运行信息的传感器和探测器时,
若所述运料车辆6出现突然启动、加速或倒车情况,则所述控制系统11依据所述运料车辆6运行情况,判断弃料摆臂10是否即将到达车头或车厢边缘;
控制系统11判断弃料摆臂10即将接近车厢边缘,则所述控制系统11将会向智能弃料返排装置发出停止弃料指令;待弃料摆臂10进入下一车厢范围内时,则恢复弃料工作;
控制系统11判断弃料摆臂10即将接近车头边缘,则所述控制系统11将会向智能弃料返排装置发出停止弃料指令和收回弃料摆臂10指令,防止弃料摆臂10与车头发生碰撞。
进一步的,所述运料车辆为火车或汽车,当火车正常运行时,传感器和探测器自动采集车厢通过信号,控制系统11依据所采集信号统计车厢通过数量并与已输入的车厢物料信息进行对比,接着控制系统11自动计算同一列运料火车上不同物料车厢的总采样量和总弃样量情况并调节弃料速度,保证同一类型物料弃样全部返排在同物料车厢内,防止排入后续不同物料车厢内,杜绝出现混样情况;当汽车正常运行时,传感器和探测器自动采集车头和车厢通过信号,控制系统11依据所采集信号确定车头或车厢与弃料范围之间的距离,接着控制系统11自动计算该汽车上总弃样量情况并调节弃料速度,保证弃料能够全部准确排入汽车车厢内,防止排到地面造成浪费和环境污染。
火车倒车时,传感器和探测器自动采集车厢反向通过信号,控制系统11依据所采集信号自动删减车厢通过数量;火车从倒车状态恢复为正常行进状态后,传感器和探测器继续自动采集车厢通过信号,控制系统11在已删减倒车车厢数量的基础上继续增加车厢通过数量,防止出现车厢数量统计错误的情况发生,控制系统11在正常行进情况下会继续向智能弃料返排装置输出弃料指令;汽车倒车时,传感器和探测器自动采集车厢和车头反向通过信号,控制系统11依据所采集信号自动删减车厢和车头通过数量并停止弃料;汽车从倒车状态恢复为正常行进状态后,传感器和探测器继续自动采集车头和车厢通过信号,控制系统11在已删减倒车车厢数量的基础上继续增加车厢通过数量,并且控制系统11在正常行进情况下会继续向智能弃料返排装置输出弃料指令。
上述用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排方法和装置,可实现依据运料车辆运行情况自动调节弃料方向和方法,避免漏弃、错弃、撒料,及时规避车头防止碰撞,无需人为干预,也显著改善了传统人工弃料劳动强度大、弃料无法回收利用造成环境污染和资源浪费的问题。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例,毋庸置疑,对于本领域的普通技术人员,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此,上述附图和描述在本质上是说明性的,不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。
Claims (9)
1.一种用于火车、汽车采制样系统的智能弃料返排装置,其特征在于,包括:
采制样系统,其由依次连接的储/给料机、破碎机和缩分机组成;
弃料仓,其内装有推送机构;该弃料仓的受料口与所述缩分机的下料口相连通;
弃料提升机构,其进料口与所述弃料仓的弃料口相连通;
运料车辆,其受运料车辆运行监测装置的监控并能够承载、运输从所述弃料提升机构排出的弃料;
控制系统,其分别与所述推送机构、弃料提升机构以及车辆运行监测装置电性连接。
2.根据权利要求1所述的智能弃料返排装置,其特征在于,所述推送机构由置于弃料仓内并被电动机驱动的水平螺旋推杆构成。
3.根据权利要求2所述的智能弃料返排装置,其特征在于,所述水平螺旋推杆的轴部在位于弃料口端布置有多片垂直刮板。
4.根据权利要求1所述的智能弃料返排装置,其特征在于,所述弃料提升机构垂直布置,底部设有所述进料口;该弃料提升机构内部的提升部件采用皮带输送或者链式输送,在皮带或链板上按照一定距离均匀布置多个接料斗和挡板;弃料提升机构在第一驱动机构的控制下承接弃料并将弃料送至弃料提升机构的顶部。
5.根据权利要求1所述的智能弃料返排装置,其特征在于,所述弃料提升机构的顶部布置有弃料摆臂,该弃料摆臂在第二驱动机构的控制下可上下0~90°抬起、左右0~360°旋转、伸入到运料车辆上并将弃料返排入运料车辆内。
6.根据权利要求1所述的智能弃料返排装置,其特征在于,所述运料车辆运行监测装置包括若干用于获取运料车辆运行速度、前进方向、车厢间隙、运料车辆型号、倒车运行信息的传感器和探测器。
7.一种用于采制样系统的智能弃料返排方法,其特征在于,包括下述步骤:
采制样系统将采集的多个子样和批并充分混合后,经过破碎、缩分或仅仅经过缩分后,弃料落入弃料仓内;此时控制系统综合分析运料车辆运行监测装置获取的各类采制样信息,判断运料车辆所处位置、运行速度是否符合弃料条件;
若某辆已经被采样的运料车辆静止或匀速缓慢运行,通过弃料范围的时间符合弃料条件,控制系统给出弃料指令,智能弃料返排装置获取弃料指令,并依据弃料指令启动弃料返排程序;推送机构推动弃料向弃料仓的弃料口端移动并将弃料送入弃料提升机构的进料口,弃料提升机构承接弃料后将弃料输送并下放到运料车辆内。
8.根据权利要求7所述的用于采制样系统的智能弃料返排方法,其特征在于,
当所述运料车辆运行监测装置包括若干用于获取运料车辆运行速度、前进方向、车厢间隙、运料车辆型号、倒车运行信息的传感器和探测器时,
并且当所述弃料提升机构的顶部布置有弃料摆臂,该弃料摆臂在第二驱动机构的控制下可上下0~90°抬起、左右0~360°旋转、伸入到运料车辆上并将弃料返排入运料车辆内时;
若运料车辆出现突然启动、加速或倒车情况,控制系统依据运料车辆运行情况,判断弃料摆臂是否即将到达车头或车厢边缘;
控制系统判断弃料摆臂即将接近车厢边缘,则控制系统将会向智能弃料返排装置发出停止弃料指令;待弃料摆臂进入下一车厢范围内时,则恢复弃料工作;
控制系统判断弃料摆臂即将接近车头边缘,则控制系统将会向智能弃料返排装置发出停止弃料指令和收回弃料摆臂指令。
9.根据权利要求8所述的用于采制样系统的智能弃料返排方法,其特征在于,所述运料车辆为火车或汽车,当火车正常运行时,传感器和探测器自动采集车厢通过信号,控制系统依据所采集信号统计车厢通过数量并与已输入的车厢物料信息进行对比,接着控制系统自动计算同一列火车上不同物料车厢的总采样量和总弃样量情况并调节弃料速度;当汽车正常运行时,传感器和探测器自动采集车头和车厢通过信号,控制系统依据所采集信号确定车头或车厢与弃料范围之间的距离,接着控制系统自动计算该汽车上总弃样量情况并调节弃料速度;
火车倒车时,传感器和探测器自动采集车厢反向通过信号,控制系统依据所采集信号自动删减车厢通过数量;火车从倒车状态恢复为正常行进状态后,传感器和探测器继续自动采集车厢通过信号,控制系统在已删减倒车车厢数量的基础上继续增加车厢通过数量,并且控制系统在正常行进情况下会继续向智能弃料返排装置输出弃料指令;汽车倒车时,传感器和探测器自动采集车厢和车头反向通过信号,控制系统依据所采集信号自动删减车厢和车头通过数量并停止弃料;汽车从倒车状态恢复为正常行进状态后,传感器和探测器继续自动采集车头和车厢通过信号,控制系统在已删减倒车车厢数量的基础上继续增加车厢通过数量,并且控制系统在正常行进情况下会继续向智能弃料返排装置输出弃料指令。
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