CN114852727A

CN114852727A - 一种水泥的装车控制方法及散装系统

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Publication number: CN114852727A
Application number: CN202210428612.5A
Authority: CN
Inventors: 孟祥伟; 李辉; 吴贤斌
Original assignee: Cnbm Hefei Powder Technology Equipment Co ltd
Current assignee: Cnbm Hefei Powder Technology Equipment Co ltd
Priority date: 2022-04-22
Filing date: 2022-04-22
Publication date: 2022-08-05

Abstract

一种水泥的装车控制方法，其应用于一水泥散装系统中，所述方法包括：获取车辆实时载重信息，所述车辆实时载重信息为计量器件读取车辆重量时产生的实时数据信息；根据所述车辆实时载重信息确定流量阀的开度；通过流量阀向车辆输送水泥直至输送量达到预设值并关闭所述流量阀。还包括一种水泥散装系统。本发明提供了一种水泥的装车控制方法和一种水泥散装系统，通过计量器件实时获取车辆的载重信息，并根据该载重信息确定流量阀的开度，从而达到智能控制的效果。

Description

一种水泥的装车控制方法及散装系统

技术领域

本发明涉及水泥装车技术领域，具体为一种水泥的装车控制方法及散装系统。

背景技术

现有技术中，水泥厂多采用人工手动处理的方式对水泥实施散装处理工作，该种处理方式存在一下弊端：

一、水泥散装系统需要多种设备相互配合，其控制复杂，需有经验的专业技术人员进行操作。如若有多个装车车道，还需配置多个操作人员，从而增加了管理和经济成本；

二、根据相关的治超规定，车辆的装车量需要严格控制，这就需要使用地磅称重设备进行水泥散装计量。然而，水泥散装系统中的水泥散装流量阀与地磅称重设备之间存在物理隔离，不便于在装车过程中对水泥散装流量阀控制；

三、通过手动控制水泥散装流量阀来进行放料装车，必然存在着车辆的欠发和超发问题，这就极大地影响了装车准确度和效率，同时存在散装过程中的冒灰等问题；

因此，急需提供经济、实惠、快捷的改造方案，来解决老旧水泥散装系统存在的弊端，从而提高装车准确度和效率。

发明内容

本发明的目的在于提供具体为一种水泥散装系统的装车控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水泥的装车控制方法，其应用于一水泥散装系统中，所述水泥散装系统具有一计量器件、控制器件和一流量阀，所述控制器件电性连接计量器件和流量阀，所述计量器件用于获取车辆的载重信息，所述流量阀用于通过其向车辆输送水泥，所述方法包括：

获取车辆实时载重信息，所述车辆实时载重信息为计量器件读取车辆重量时产生的实时数据信息；

根据所述车辆实时载重信息确定流量阀的开度；

通过流量阀向车辆输送水泥直至输送量达到预设值并关闭所述流量阀。

所述根据所述车辆实时载重信息确定流量阀的开度的步骤包括：

所述获取车辆实时载重信息包括依次产生的第一阶段载重信息、第二阶段载重信息和第三阶段载重信息，所述第一阶段载重信息具有第一阈值信号，所述第二阶段载重信息具有第二阈值信号，所述第三阶段载重信息具有第三阈值信号；

当车辆实施载重信息位于第一阶段载重信息范围值内时，所述流量阀的开度处于第一开度，所述第一开度的变化跟随第一阶段载重信息的变化而改变，并直至产生第一阈值信号；

确定第一阈值信号，所述流量阀的开度处于第二开度，此时车辆载重信息位于第二阶段载重信息范围值内，所述第二开度的变化跟随第二阶段载重信息的变化而改变，并直至产生第二阈值信号；

确定第二阈值信号，所述流量阀的开度处于第三开度，此时车辆载重信息位于第三阶段载重信息范围值内，所述第三开度的变化跟随第三阶段载重信息的变化而改变，并直至产生第三阈值信号。

所述通过流量阀向车辆输送水泥直至输送量达到预设值并关闭所述流量阀的步骤包括：

确定第三阈值信号；

根据第三阈值信号关闭所述流量阀。

所述第一开度的变化跟随第一阶段载重信息的变化而改变的方法包括：

其流量阀的打开加速度缓慢上升并缓慢下降。

所述第三开度的变化跟随第三阶段载重信息的变化而改变的方法包括：

其流量阀的关闭加速度缓慢上升并缓慢下降。

一种水泥散装系统，所述计量器件电性连接有地磅，所述流量阀的进口端连接至水泥仓的出料口，水泥通过水泥仓进入流量阀，所述流量阀通过计量器件获取的车辆实时载重信息以控制流量阀的开度，并向车辆内输送水泥。

由上述技术方案可知，本发明提供了一种水泥的装车控制方法和一种水泥散装系统，通过计量器件实时获取车辆的载重信息，并根据该载重信息确定流量阀的开度，从而达到智能控制的效果，具体有益效果如下：

一、有效的减少了管理和人力成本；

二、车辆散装过程实施智能装载控制，可以将水泥的散装分为三段式，不仅有效的降低了散装时间，同时提升了车辆在散装过程中的稳定性，也避免了散装过程中的冒灰问题；

三、该种散装系统和方法适用面广，可以低成本的适用于老旧水泥厂的改造，利于有效的推广使用。

附图说明

图1为本发明的装车控制方法的示意图；

图2为本发明的水泥散装系统的结构示意图；

图3为本发明的装车量与阀开度关系示意图；

图4为本发明的预装量M_y吨时装车流量与时间关系示意图；

图5为本发明实施例的预装量30吨时装车流量与时间关系示意图。

图中：1车辆、2流量阀、3水泥仓、4地磅、5计量器件、6控制器件、7显示屏。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征及其功能有进一步的了解，实施例详细说明如下。

本案涉及到一种水泥散装系统和一种水泥的装车控制方法，具体如下：

水泥散装系统具有一计量器件5、控制器件6和一流量阀2，所述控制器件6电性连接计量器件5和流量阀2，所述计量器件5用于获取车辆的载重信息，所述流量阀2用于通过其向车辆输送水泥，所述计量器件5电性连接有地磅4，所述流量阀2的进口端连接至水泥仓3的出料口，水泥通过水泥仓3进入流量阀2，所述流量阀2通过计量器件5获取的车辆实时载重信息以控制流量阀2的开度，并向车辆内输送水泥。

这里，本领域技术人员可以理解为，当车辆在行驶至地磅4处时，车辆1处于空载状态，此时的计量器件5开始对车辆进行初始重量的称量，并将该信息反馈至控制器件6，所述的控制器件6电性连接有流量阀2，通过车辆1实时重量的状态值以确定流量阀2的开度，直至达到车辆的装载量结束。于本实施例中，采用的计量器件5可以但不限于地磅仪表，采用的控制器件6为PLC，同时PLC还连接有显示屏7，以实时显示状态信息。

具体来说，PLC(即控制器件6)与地磅仪表(即计量器件5)进行连接通信，实时获取水泥装车后的车辆实时载重信息，地磅仪表提供的是RS485自由串口通讯协议，PLC不能使用标准的Modbus RTU串口通信协议，而是使用RS485自由串口通讯协议。如此，通讯协议一致，便可实时地进行数据通信；PLC与流量阀2电性连接，通过开度的变化控制装车流量。

一种水泥的装车控制方法，其应用于一水泥散装系统中，所述水泥散装系统具有一计量器件5、控制器件6和一流量阀2，所述控制器件6电性连接计量器件5和流量阀2，所述计量器件5用于获取车辆的载重信息，所述流量阀2用于通过其向车辆输送水泥，所述方法包括：

步骤一：

这里，本领域技术人员即可理解为，通过采用计量器件获取车辆实时的载重信息，该载重信息发送至控制器件；

步骤二：

根据所述车辆实时载重信息确定流量阀的开度；

这里，本领域技术人员即可理解为，所述获取车辆实时载重信息包括依次产生的第一阶段载重信息、第二阶段载重信息和第三阶段载重信息，所述第一阶段载重信息具有第一阈值信号，所述第二阶段载重信息具有第二阈值信号，所述第三阶段载重信息具有第三阈值信号；当车辆实施载重信息位于第一阶段载重信息范围值内时，所述流量阀2的开度处于第一开度，所述第一开度的变化跟随第一阶段载重信息的变化而改变，并直至产生第一阈值信号；确定第一阈值信号，所述流量阀2的开度处于第二开度，此时车辆载重信息位于第二阶段载重信息范围值内，所述第二开度的变化跟随第二阶段载重信息的变化而改变，并直至产生第二阈值信号；确定第二阈值信号，所述流量阀2的开度处于第三开度，此时车辆载重信息位于第三阶段载重信息范围值内，所述第三开度的变化跟随第三阶段载重信息的变化而改变，并直至产生第三阈值信号；

所述第一开度、第二开度和第三开度是通过控制器件6预设的算法得以实现开合控制。

步骤三：

通过流量阀向车辆输送水泥直至输送量达到预设值并关闭所述流量阀，输送过程大体包含有如下下个阶段：

水泥散装系统气动装车时，其系统处于非稳定状态，水泥装车流量突然增大，容易出现冒灰现象。在此情况下，水泥装车流量是一个缓慢上升的过程，需要根据实时装车量来控制水泥散装流量阀2缓慢打开，且为了保证设备正常运行，避免流量阀2的抖动现象，于本实施例中，其阀门打开的加速度缓慢上升后缓慢下降，该过程称为第一阶段的流量缓慢上升阶段，所述的第一阶段载重信息产生于流量缓慢上升阶段的始末；

水泥散装系统装车到一定量后，其系统已经趋于稳定状态，为达到快捷装车的目的，需要稳定一个大的装车流量，并保持一段时间。在此情况下，水泥装车流量是一个稳态保持的过程，需要根据实时装车量来控制水泥散装流量阀2保持稳定打开度，该过程称为第二阶段的流量稳态保持阶段，所述第二阶段载重信息产生于流量稳态保持阶段的始末；

水泥散装系统装车趋于完成时，为达到定量装车的目的，防止欠量或过量装车，水泥装车流量需要缓慢降低。在此情况下，水泥装车流量是一个缓慢降低的过程，需要根据实时装车量来控制水泥散装流量阀2缓慢关闭，且为了保证设备正常运行，避免流量阀2的抖动现象，其阀门关闭的加速度缓慢上升后缓慢下降，该过程称为第二阶段的流量缓慢下降阶段，所述第三阶段载重信息产生于流量缓慢下降阶段的始末。

流量阀2是通过控制器件6预设的算法得以实现开合控制，如下：

设流量阀2最大开度时的流量为A t/min，水泥散装流量阀2的开度K与流量Q的关系近似于正比例关系，即

Q＝A·K；

其中，A为流量系数；K为流量阀2的开度，其取值范围为0-100％；Q为流量阀2的流量，单位为t/min(吨/分钟),其取值范围为0～A t/min；

举例来说，水泥散装系统在装车量为M1＝1吨的范围内，为流量缓慢上升阶段，既能避免出现冒灰现象，又能快速达到最大流量。在装车量为1吨以上，距离M2＝2吨完成范围内，为流量稳态保持阶段，能达到最大流量快速装车的目的。在装车量距离2吨完成时，为流量缓慢下降阶段，既能避免欠量或过量装车，又能保证高效装车的目的。PLC通过获取实时地磅称重数据M_n，来控制水泥散装流量阀2的开度K，从而控制装车流量Q，达到定量装车的目的。随着车辆已装水泥量T的变化，水泥散装流量阀2的开度K可表示为：

其中：

m：车辆已装水泥量，车辆已装水泥量，单位t(吨)，且m＝M_n-M_p；

M_n：实时地磅4称重数据，单位t(吨)，即车辆毛重；

M_p：车辆皮重，单位t(吨)；

M_y：车辆预装水泥总量，单位t(吨)；

水泥散装系统在整个装车过程的三个阶段，其流量阀2的开度K与装车量m的关系如下图3所示。

流量阀2最大开度时的流量为A t/min，车辆已装水泥量m为流量Q对时间dt一段时间[a，b]内的积分，即：

根据上述公式，并结合图3，便可计算出水泥散装系统三个装车阶段的时间点，具体如下：

一、流量缓慢上升阶段(即流量阀2的打开加速度缓慢上升后缓慢下降)；

车辆此阶段需装水泥量m₁＝1t，截止装车的时间t₁ min计算如下：

二、流量稳态保持阶段(即流量阀2保持稳定打开度)；

车辆此阶段需装水泥量m₂＝(M_y-3)t，截止装车的时间t₂ min计算如下：

三、流量缓慢下降阶段(即流量阀2的关闭加速度缓慢上升后缓慢下降)；

车辆此阶段需装水泥量m₃＝2t，截止装车的时间t₃ min计算如下：

请参见图4，图4为预装量M_y吨时装车流量与时间关系。

请参见图5，图5为预装量30吨装车流量与时间的关系，以M_p＝15t、M_y＝30t、A＝5t/min为具体带入值，给出如下具体实施例，同时根据现有技术方案给出对比例；

对比例：

具有6个水泥散装车道，每班至少需要配备3个专业技术操作人员从事水泥散装人工手动放料的装车工作，其水泥散装流量阀2最大开度时流量为A＝5t/min，M_p＝15t、M_y＝30t，人工手动装车所需时间为10min。

实施例：

具有具有6个水泥散装车道，每班需要1名操作人员控制该水泥散装系统，实施过程中，通过PLC获取实时地磅4称重数据M_n，并根据算法计算流量阀2的开度，开度K为：

并得出装车的三个阶段所使用的时间为：

流量缓慢上升阶段：

T₁＝t₁-0＝0.4min

流量稳态保持阶段：

T₂＝t₂-t₁＝5.4min

流量缓慢下降阶段：

T₃＝t₃-t₂＝0.8min。

在水泥散装系统的装车过程中，PLC通过实时获取地磅4称重数据，根据车辆已装水泥量，选择不同的流量阶段，其装车过程如下：

一、当散装水泥车进入地磅4，水泥散装系统启动装车，PLC获取的地磅4仪表实时称重数据M_n≤16t，也即已装水泥量m≤1t时，PLC实时控制流量阀2打开的开度为K＝50％·[1-cos(πm)]。在流量缓慢上升阶段，水泥散装流量阀2以变化的K值缓慢打开，直至达到最大开度100％，对应最大流量5t/min。经计算和实际测试得所用的时间约为0.4min。此阶段，既能避免冒灰现象，也能快速达到最大装车流量；

二、获取的获取的地磅4仪表实时称重数据16t<M_n<43t，也即已装水泥量1t<m<28t时，PLC实时控制流量阀2打开的开度稳定保持在K＝100％。在流量稳态保持阶段，水泥散装流量阀2保持最大开度100％，对应最大流量5t/min。计算和实际测试得所用的时间约为5.4min。此阶段，水泥散装以最大流量进行装车，达到快速装车的目的；

三、当散装水泥车进入地磅4，水泥散装系统启动装车，PLC获取的地磅4仪表实时称重数据43t≤M_n≤45t，也即已装水泥量28t≤m≤30t时，PLC实时控制水泥散装流量阀2打开的开度为K＝50％·{1-cos[π/2(m-30)]}。在流量缓慢下降阶段，水泥散装流量阀2以变化的K值缓慢关闭，直至完全关闭，停止下料装车。计算和实际测试得所用的时间约为0.8min。此阶段，既能防止欠量或者过量装车问题，又能快速完成装车；

根据上述实施例和对比例可知，总的装车时间N＝0.4+5.4+0.8＝6.6min，与对比例的10分钟人工装车相比，达到了快捷装车的效果，由于水泥散装系统实现了自动控制装车，每班仅需1人即可，该方案即能满足定量装车的目的，又能提高装车效率，同时减少了人员成本。在具体实施过程中还能有效避免冒灰现象，达到最优装车效果。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种水泥的装车控制方法，其应用于一水泥散装系统中，所述水泥散装系统具有一计量器件、控制器件和一流量阀，所述控制器件电性连接计量器件和流量阀，所述计量器件用于获取车辆的载重信息，所述流量阀用于通过其向车辆输送水泥，其特征在于，所述方法包括：

根据所述车辆实时载重信息确定流量阀的开度；

2.根据权利要求1所述的一种水泥的装车控制方法，其特征在于：所述根据所述车辆实时载重信息确定流量阀的开度的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的一种水泥的装车控制方法，其特征在于：所述通过流量阀向车辆输送水泥直至输送量达到预设值并关闭所述流量阀的步骤包括：

确定第三阈值信号；

根据第三阈值信号关闭所述流量阀。

4.根据权利要求2所述的一种水泥的装车控制方法，其特征在于：所述第一开度的变化跟随第一阶段载重信息的变化而改变的方法包括：

其流量阀的打开加速度缓慢上升后缓慢下降。

5.根据权利要求2所述的一种水泥的装车控制方法，其特征在于：所述第二开度的变化跟随第二阶段载重信息的变化而改变的方法包括：

其流量阀保持稳定打开度。

6.根据权利要求2所述的一种水泥的装车控制方法，其特征在于：所述第三开度的变化跟随第三阶段载重信息的变化而改变的方法包括：

其流量阀的关闭加速度缓慢上升后缓慢下降。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种水泥散装系统，其特征在于：所述计量器件电性连接有地磅，所述流量阀的进口端连接至水泥仓的出料口，水泥通过水泥仓进入流量阀，所述流量阀通过计量器件获取的车辆实时载重信息以控制流量阀的开度，并向车辆内输送水泥。