CN112362151B - 一种砂处理系统的砂量监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及铸造砂处理系统技术领域，提供了一种砂处理系统的砂量监控方法，所述砂处理系统包括砂库系统、终端用砂设备、砂处理回收系统，砂库系统设置多个砂库，每个所述砂库设置多个发送罐，其特征在于，包括确定每个所述发送罐的每次发送砂重量值及发送次数以确定每个所述发送罐的砂量值；确定每个所述砂库的砂量值；利用砂库料位计对每个所述砂库的砂量值进行纠正；确定每个所述砂库砂量纠正及纠正后的砂量值；确定终端用砂设备的生产用砂量及砂处理回收系统的回砂量值；确定砂处理系统总砂量值；确定砂处理系统的砂量补充值。从而克服了砂库砂量无法监控、砂处理系统总砂量无法把控、生产缺砂风险高等问题，提高砂库砂量监控精确度。

Description

一种砂处理系统的砂量监控方法

技术领域

本发明涉及铸造行业砂处理系统砂量的监控，特别涉及气力输送复杂的砂处理系统。

背景技术

针对型砂铸造的铸造行业，对砂处理系统的砂量监控是一大难题。对于气力输送错综复杂的砂处理系统，无法判断每个砂库砂量、整个系统砂量、系统需要补充多少砂量等，从而造成生产缺砂风险，甚至影响正常生产。

发明内容

本发明克服了现有技术中砂库砂量无法监控、砂处理系统总砂量无法把控、生产缺砂风险高等问题，提供了一种砂处理系统的砂量监控方法，实现了砂量的实时监控和精准监控。

一种砂处理系统的砂量监控方法，所述砂处理系统包括砂库系统、终端用砂设备、砂处理回收系统，砂库系统设置多个砂库，每个所述砂库设置多个发送罐，其特征在于，包括获取每个所述发送罐的每次发送砂的重量值及发送次数以确定每个所述发送罐的砂量值；确定每个所述砂库的砂量值；利用砂库料位计对砂量值进行纠正；确定每个所述砂库砂量纠正及纠正后的砂量值；确定终端用砂设备的生产用砂量及砂处理回收系统的回砂量；确定砂处理系统总砂量；确定砂处理系统的砂量补充值。

本发明方法根据每一个砂库对应的密相气力输送装置中的发送罐的发送次数来计算砂库内的库存砂量，利用砂库多个料位计来对砂量进行纠正，根据多个砂库库存砂量来计算系统总砂量，保证砂量可以实时和准确监控。

砂库的发送罐有进砂发送罐和出砂发送罐，进砂发送罐通过发送管道将砂子发往砂库，出砂发送罐将砂库中的砂子送出。砂库中的上部、中部、下部分别设置料位计，料位计位置固定，当触发某一个料位计时，砂库的砂量值固定为对应料位计位置的砂量值。具体的控制方法如下：

1)确定发送罐每次发送砂重量值：

采用密相气力输送装置，发送罐发送一次为一个循环，由于每发送一次的重量有一定差异，为确保砂库计量准确，将每个发送罐发送一次的砂子重量分别计量。将发送罐加满后从底部放出罐内所有的砂子，对放出的砂子精确称量重量，重复N次，得到发送砂重量平均值，将该值确定为发送罐每次发送砂量重量值。

2)确定发送罐发送次数：

每个发送罐发送一次为一个循环，发送次数可以利用PLC程序进行计量，当发送罐内砂量达到上部设置的料位计，主进气阀开启时触发上升沿，累加计数器加1，并将发送次数记录于程序的的DB块中，确定发送罐发送次数。

3)每个砂库砂量值的计算：

发送罐发送的砂量值＝发送罐每次发送砂重量值×发送次数。

假设砂库的初始值为0，因为发送罐有进砂发送罐和出砂发送罐，对应每个砂库的砂量值为进砂发送罐发送的砂量值-出砂发送罐发送的砂量值

4)砂库的砂量值纠正：

因为发送罐计量会出现误差，误差累计会导致砂库砂量值变为负数或者高于砂库容量值，因此在砂库上设置多个料位计，当料位计触发时，将砂库目前的砂量值强制改为料位计位置对应的砂量值。若砂库容量小于100吨，则料位计分别设置在砂库上部、中部、下部，三个料位计分布为上部料位计、中部料位计、下部料位计。若砂库大于100吨，可根据实际情况增加料位计个数，砂库容量每增加30吨，增加1个料位计。

通过容积、砂子堆积角度、砂子堆积密度等算出料位计的值，料位计的位置砂量的值分别为料位计砂量值，当触发料位计时，每个砂库的砂量值强制改为每个料位计对应的砂量值，即每个砂库的砂量值为对应的料位计砂量值并将发送次数全部清零。

5)纠正后的砂库砂量值：

当砂库砂量纠正后，所有发送次数全部清零，但砂库砂量值的初始值变为料位计砂量值，所以当料位计触发后，再继续发送过程中砂库砂量值的实时值变为：纠正后的砂库砂量值＝料位计砂量值+进砂发送罐发送的砂量值-出砂发送罐发送的砂量值

6)终端设备生产用砂量及砂处理回收系统回砂量值：

终端用砂设备需要的用砂量来源于生产计划及其相关系统，当生产计划从系统中下达，同时在系统中计算出生产计划所需砂量，砂处理系统则提取生产用砂量。砂处理回收系统的回砂量来源于生产用砂后进行热法再生处理砂，砂子在使用过程中存在一定损耗。系统总砂量P，进过一定时间段的运行后，系统总砂量为Px，则损耗系数α＝(P-Px)÷P，多次统计分析取平均值。则砂处理回收系统回砂量值为(1-α)*生产用砂量。

7)砂处理系统总砂量值计算：

单个砂库的砂量值监控的是单个砂库砂量，针对复杂的砂处理系统会有多个砂库，砂量通过同样的方式进行监控，系统回砂量为(1-α)*生产用砂量，则砂处理系统总砂量的值为多个砂库的砂量值之和加上系统回砂量值。

8)系统砂量补充：

根据一定时间段的用砂计划量核算出砂处理系统总砂量库存的安全范围的Min和Max，若总砂量P的值处在Min≤P≤Max，砂处理系统周转的砂量正常；若P＜Min，则需要补充系统砂量，以保证系统砂量正常周转。

本发明利用各个发送罐发送砂量进行加减，得出砂库库存的实时砂量，做在触摸屏内，直观反应各个砂库的砂量状态；通过多个料位计，对砂库的砂量进行纠偏，提高砂库砂量的精确度；将每个设备前端各个砂库的砂量汇总，直观反应当日生产所需砂量是否足够，避免因生产过程中缺砂而停机；按照生产计划提前评估供、用砂量平衡，提前预警，降低生产线砂芯存储时间，提高砂子流动效率，保证生产计划完成；将系统所有砂量进行汇总统计，设置安全库存砂量，砂量不足及时采购补充，避免系统砂量不足而无法正常周转；每一砂库的各个料位计两两关联，故障及时报警，防止因料位计故障而降低砂库砂量的准确性。

附图说明

图1：砂库及发送罐布局示意图

其中，1-进砂发送罐1；2-进砂发送罐2；3-进砂发送罐3；4-出砂发送罐4；5-出砂发送罐5；6-砂库；601-上部料位计；602-中部料位计；603-下部料位计；7-发送管道

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明。请注意，下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

如图1所示为单个砂库及对应发送罐的布局示意图。进砂发送罐包进砂发送罐1、进砂发送罐2、进砂发送罐3，并通过发送管道7将砂子发往砂库6。出砂发送罐4和出砂发送罐5将砂库6中的的砂子送走。砂库的容量小于100吨，因此，设计3个料位计，砂库6在上中下三个部位分别设置了上部料位计601、中部料位计602、下部料位计603。

发送罐每次发送砂量重量值a：采用密相气力输送装置，发送罐发送一次为一个循环，发送罐每发送一次的重量有一定差异，需要将每个发送罐发送一次的砂子重量分别计量。将进砂发送罐1加满，然后从底部放出砂子，将所有砂子进行称量，重复计量，得出进砂发送罐1每次发送砂量重量值a1。同样，确定其它发送罐的发送量a2、a3、a4、a5。

发送罐发送次数N计量：发送罐发送一次为一个循环，发送的次数可以在程序中进行计量，当发送罐内砂量达到上部料位计1，主进气阀开启时触发上升沿，累加计数器加1，并将发送次数记录于DB块中，假设进砂发送罐1、进砂发送罐2、进砂发送罐3、出砂发送罐4、出砂发送罐5分别为N1、N2、N3、N4、N5。

则每个发送罐发送的砂量值M为：进砂发送罐1：M1＝a1×N1；进砂发送罐2：M2＝a2×N2；进砂发送罐3：M3＝a3×N3；出砂发送罐4：M4＝a4×N4；出砂发送罐5：M5＝a5×N5。

单个砂库砂量值的计算：假设砂库的初始值为0，单个砂库的砂量值为P1，则P1＝M1+M2+M3-M4-M5＝a1×N2+a2×N2+a3×N3-a4×N4-a5×N5

砂库砂量值的纠正：该砂库设置了3个料位计，通过容积、砂子堆积角度、砂子堆积密度等算出三个料位计的值，假设3个料位计的位置砂量的值分别为b上，b中，b下，当触发料位计时，每个砂库的砂量值强制改为每个料位计对应的砂量值，当触发上部料位计601时，P1＝b上；当触发中部料位计602，P1＝b中；当触发下部料位计603时，P1＝b下；并将发送次数全部清零。

砂库砂量纠正后的砂量值：当砂库砂量纠正后，所有发送次数全部清零，但砂库砂量值的初始值变为了b上或b中或b下，所以当上中下三个料位计分别触发后，再继续发送过程中砂库砂量的实时值变为：如触发上部料位计601并继续发送时，P1＝b上+a1×N2+a2×N2+a3×N3-a4×N4-a5×N5；如触发中部料位计602并继续发送时，P1＝b中+a1×N2+a2×N2+a3×N3-a4×N4-a5×N5；如触发下部料位计603并继续发送时，P1＝b下+a1×N2+a2×N2+a3×N3-a4×N4-a5×N5。

终端设备生产用砂量及砂处理回收系统回砂量值：终端用砂设备需要的用砂量来源于生产计划Mes系统，当生产计划从系统中下达，同时在系统中计算出生产计划所需砂量，砂处理系统则提取生产用砂量Q。砂处理回收系统的回砂量来源于生产用砂后进行热法再生处理砂，砂子在使用过程中存在一定损耗。系统总砂量P，进过一定时间段的运行后，系统总砂量为Px，则损耗系数α＝(P-Px)÷P，多次统计分析取平均值。则砂处理回收系统回砂量值为(1-α)*Q。

砂处理系统总砂量P的计算：P1监控的是如图1中的砂库砂量，针对复杂的砂处理系统有多个砂库，多个砂库的砂量通过同样的方式进行监控，各砂库砂量分别记为P1、P2、P3、P4、P5...。系统回砂量值为(1-α)*Q，则砂处理系统总砂量的值为多个砂库的砂量值之和加上系统回砂量值。

根据一定时间段的用砂计划量核算出砂处理系统总砂量库存的安全范围的Min和Max，若总砂量P的值处在Min≤P≤Max，砂处理系统周转的砂量正常；若P＜Min，则需要补充系统砂量，以保证系统砂量正常周转。

Claims (5)

1.一种砂处理系统的砂量监控方法，所述砂处理系统包括砂库系统、终端用砂设备、砂处理回收系统，砂库系统设置多个砂库，每个所述砂库设置多个发送罐，所述发送罐包括进砂发送罐和出砂发送罐，其特征在于，包括：

获取每个所述发送罐每次发送砂的重量值及发送次数，以确定每个所述发送罐的砂量值，包括确定所述进砂发送罐的砂量值和所述出砂发送罐的砂量值，对每个所述发送罐的每次发送砂的重量分别进行计量，每个所述发送罐的砂量值为所述每次发送砂的重量值乘以所述发送次数；

确定每个所述砂库的砂量值，每个所述砂库的砂量值为所述进砂发送罐发送的砂量值减去所述出砂发送罐发送的砂量值；

利用砂库料位计对每个所述砂库的砂量值进行纠正，在所述砂库上设置多个所述料位计，当所述料位计触发时，将每个所述砂库目前的砂量值强制改为所述料位计位置对应的砂量值，并将发送次数全部清零；

确定每个所述砂库砂量纠正及纠正后的砂量值；

确定终端用砂设备的生产用砂量及砂处理回收系统的回砂量值，所述终端用砂设备需要的用砂量来源于生产计划及其相关系统，砂量在使用过程中存在一定损耗，砂处理系统总砂量P，经过一定时间段的运行后，系统总砂量为Px，则损耗系数α＝(P-Px)÷P，所述砂处理回收系统回砂量值＝(1-α)*生产用砂量；

确定砂处理系统总砂量值，所述砂处理系统总砂量的值为多个砂库的砂量值之和加上系统回砂量值；

确定砂处理系统的砂量补充值。

2.根据权利要求1所述的一种砂处理系统的砂量监控方法，其特征在于，每个所述发送罐加满后放出罐内所有的砂子进行精确称量重量，重复N次，平均值确定为每个所述发送罐的每次发送砂的重量。

3.根据权利要求1所述的一种砂处理系统的砂量监控方法，其特征在于，每个所述砂库分别在上部、中部及下部设置有所述料位计。

4.根据权利要求3所述的一种砂处理系统的砂量监控方法，其特征在于，所述砂库大于100吨时，所述砂库的砂量值每增加30吨，增加1个所述料位计。

5.根据权利要求1所述的一种砂处理系统的砂量监控方法，其特征在于，所述砂库砂量纠正后，所述发送次数全部清零，所述砂库纠正后的砂量的初始值变为料位计对应的砂量值。

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