CN116281260A - 一种多种骨料自动计量装车系统及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多种骨料自动计量装车系统，包括收发卡管理子系统、汽车衡定量装车子系统、骨料装车子系统、视频监控子系统和总控中心；通过多种骨料集成于同一装车系统进行装车，完成不同骨料的智能化调配，解决场地受限、生产规模受限、种类受限等技术问题，同时集成自动化技术、防作弊技术、防超装定量装车技术、一卡通自动识别技术、射频技术、红外定位技术、图形识别技术、视频监控技术、广播语音呼叫技术等，提高系统的可靠性，实现高效管理。

Description

一种多种骨料自动计量装车系统及使用方法

技术领域

本发明涉及砂石骨料装车称重技术领域，具体的说，涉及了一种多种骨料自动计量装车系统及使用方法。

背景技术

目前对于砂石骨料加工厂的成品骨料装车工艺一般都采用一种骨料对应一个装车台的自动计量装车系统，具有装车效率高的特点。

但随着工程技术的发展，环保要求的提高，对于工程骨料的细分越来越多，若每一种骨料斗建立一套装车系统，会导致装车系统的规模成倍增加，管理反而更加复杂。

尤其是对于建设场地受限、生产规模小的系统，对于多种骨料装车的砂石加工厂采用该种装车工艺就存在占地面积大、基建投资大、运行成本大、综合效益低的不足。

如申请号为201910967092 .3，发明名称为一种熟料、骨料发散预计量控制方法及系统的发明专利，通过设置不同物料进入不同的预装车道的方式，解决不同物料之间的装车问题，能够满足骨料种类少、场地大的砂石厂要求，但是对于场地不足、骨料种类较多的砂石厂，则存在缺少场地的现实问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种针对多种骨料共用同一装车系统时的骨料分配问题、骨料不产生浪费问题、避免骨料尾料混杂问题的一种多种骨料自动计量装车系统及使用方法。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种多种骨料自动计量装车系统，包括收发卡管理子系统、汽车衡定量装车子系统、骨料装车子系统、视频监控子系统和总控中心；

所述收发卡管理子系统，用于进场登记和发卡，出场收卡和打票，其中，发卡和收卡环节记录预装的骨料种类和重量；

所述汽车衡定量装车子系统，用于装车计量、防止超装，其中，防止超装的数据来自于发卡环节的数据；

所述骨料装车子系统，包括装料控制器、多种骨料料仓、胶带机、砂调节料仓和下料弧门卸料器，多个料仓的底端开口并对应至胶带机运输面，所述胶带机的输出端通过下料通道连接装车车位，所述下料弧门卸料器安装于料仓出口，所述砂调节料仓位于胶带机的反向输出端，所述砂调节料仓的出口端位于装车车位的上方；

其中，设置骨料装车重量为M，停止下料弧门卸料器时已装骨料为M1，胶带机进料点至输出端的骨料重量为M2，下料弧门卸料器的出口至车辆落料点的垂直落差之间的骨料重量为M3，则M=M1+M2+M3；

M数据取自发卡环节的数据， M2=(Q×L)/(3600×V)公式计算，M3采用M3=Q/3600×√(2&2H/g)公式计算；

其中Q表示胶带机实际运输能力（t/h），L为胶带机进料点至卸料点长度（m），V为胶带机输送带速（m/s），H为卸料器出料口至车辆落料点之间垂直落差（m），g为重力加速度9.8m/s2；

则M1=M-M2-M3；

通过骨料装车重量的估算关系，建立自动计量装车试验训练模型，通过日常装机数据对模型进行训练，提高模型精度至设定要求时投入使用；

控制器根据M1数据是否到达设定值，控制料仓停止向胶带机供料，胶带机和下料弧门卸料器延时工作设定时长将余料装车；

所述砂调节料仓仅用于砂料装车使用，避免砂料堆板结造成下料不畅，无法实现准确联锁装车供料。为此增加砂调节料仓，改变联锁工艺，即砂装车到达预装量（M），联锁自动停止下料弧门卸料器和砂调节料仓下电液动插板阀，胶带机上骨料全部卸至砂调节料仓储存，进入下一次装车循环；

所述视频监控子系统用于监控其它子系统的运行状态并触发报警；

所述总控中心连接各个子系统完成各种数据的汇集和处理。

基上所述，所述多种规格骨料料仓配置为多个，多种骨料料仓可切换位置的与所述胶带机的反向输出端连通。

基上所述，针对多种骨料料仓下料弧门卸料器分别配置电子标签，通过以下方法实现砂石料的暂存和分配：

所述料仓的电子标签为实时赋值的电子标签，电子标签用于表示砂石类别；

某一砂石类料仓排料装车时，遍历各个料仓的电子标签，自动匹配到同类砂石的电子标签上，准确将相应料仓下料弧门卸料器对接胶带机的反向输出端；

基上所述，所述收发卡管理子系统包括第一工控机、发卡器、打印机、交换机和人工收发卡软件。

基上所述，所述汽车衡定量装车子系统包括第二工控机、称重模组、装料联控软件。

基上所述，所述骨料装车子系统还包括碎石溜槽、砂溜槽、摄像头、除尘器、电液动平板阀、散装机、LED重量显示屏、广角镜、道闸、光电开关、广播音箱、IC卡读写器、电铃和交通信号灯。

基上所述，所述视频监控子系统包括第三工控机、监控大屏、摄像机、监控硬盘、硬盘录像机。

基上所述，所述总控中心包括第四工控机、智能WEB数据监控平台、移动终端或电脑，通过访问WEB平台IP查询装车称重数据，与财务ERP系统数据共享，由财务ERP系统进行费用结算。

一种多种骨料自动计量装车方法，包括所述的多种骨料自动计量装车系统，通过以下步骤执行：

步骤1：登记、发卡；

步骤2：库底定量装车，引导车辆上磅，车辆完全上磅停稳，系统读取卡内物料规格、装载重量的信息，系统自动匹配成品料堆下料规格，验证成功，重量稳定且车辆完全在前后两对光电开关范围内，系统自动采集皮重数据，并自动保存至临时数据库中，联锁启动相关设备和装置，系统自动放料；

司机通过广角镜辅助或人员指挥，一步步开车前进，避免物料溢出；

装车到达M1时，联锁自动停止下料弧门卸料器，停止成品料堆继续供料；待胶带机上骨料和卸料器出料口至车辆落料点的垂直落差之间的骨料装车完毕后，即达到预装量，则自动停止下料并复位散装机；

特别情况，针对砂料下料，启动砂调节料仓，改变联锁工艺，即砂装车到达预装量M，联锁自动停止下料弧门卸料器和砂调节料仓下电液动插板阀，胶带机上骨料全部卸至砂调节料仓储存，进入下一次装车循环；

步骤3：装车到达预装量，如车辆完全在前后两对光电开关范围内，系统自动采集毛重数据，并调取该车号对应的皮重数据，计算得出净重并保存数据至数据库中，否则不予采集称重数据；数据保存完毕，车辆下磅，汽车衡重量回零，系统复位；

步骤4：收卡、打票和结算。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本发明具有以下优点：

1.针对场地小、骨料种类多的砂石厂，采用本系统和方法可以大幅降低占地面积，实现各种骨料的自动计量装车，减少投资，提升收益。

2.针对多种骨料的装料准确性问题，通过算法对装料系统进行训练，采集多个不同数据做出判断，确定关停卸料时间，使得自动装载的精度大幅提升。

3.针对砂料，为防止沙堆料的板结问题，配置专用的砂调节料仓，在装料时以预设的装料数据为准，多余的砂料通过反转胶带机的方式导入砂调节料仓中暂存，留待下一循环装料时使用。

4. 优化装车计量的整体运行流程，达到物流顺畅、减员增效的目的，减轻工作人员的劳动强度，降低管理成本；多台设备采用“集中管理分布控制”，多个库采用远程控制室集中管理，装车现场无需工作人员操作，杜绝现场人员与司机私下勾结作弊的隐患，管理成本低；通过数据卡作为车辆唯一身份标识，与物流业务绑定，系统自动读取卡片信息、存储业务数据，实现过磅自动识别、装车自动识别等功能；通过红外卡位、视频监控等功能，全方位防作弊，保证一卡通系统运行安全；对比“一对一装车系统”，避免了装料时无法自动判别物料种类，易出现进错库现象，提高了装车效率。

附图说明

图1为本发明所述多种骨料自动计量装车系统平面布置示意图。

图2为本发明所述多种骨料自动计量装车系统布置正面示意图。

图3为本发明所述集中控制室布置示意图。

图4为本发明所述骨料装车系统布置示意图。

图5为本发明所述成品料堆布置示意图。

图6为本发明所述下料气动弧门卸料器示意图。

图中：1.大门；2.集中控制室；201.监控大屏；202.集中控制室；203.PLC控制柜；204.视频监控系统工控机；205.汽车衡定量装车系统工控机兼做数据服务器；206.人工收发卡系统工控机；207.打印机；208.收发卡室；209.值班室；3.场内道路；4.骨料装车系统；401.胶带机；402.砂调节料仓；403.电动正向三通阀；4031.碎石溜槽；4032.砂溜槽；404.第一高清摄像头；405.除尘器；406.电液动平板阀；407.散装机配套的电液动扇形阀；408.散装机；409.框架结构；410.装车层封闭结构；411.LED重量显示屏；412.广角镜；413.道闸；414.出口端光电开关；415.广播音箱；416.IC卡读写器；417.电铃报警；418.汽车衡；419.运输车；420.进口端光电开关；421.交通信号灯；5.成品料堆；501. 1#砂料堆；502.2#碎石料堆；503.3#碎石料堆；504.4#碎石料堆；506.第二高清摄像头；507. 1#砂料堆下料气动弧门卸料器；5071.气动弧门卸料器气缸推杆；5072.下料气动弧门卸料器闸板；508.气动弧门卸料器开度控制装置；509.2#碎石料堆下料气动弧门卸料器；510.3#碎石料堆下料气动弧门卸料器；511.4#碎石料堆下料气动弧门卸料器。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图1-图6所示，一种多种骨料自动计量装车系统，包括收发卡管理子系统、汽车衡定量装车子系统、骨料装车子系统、视频监控子系统和总控中心。

所述收发卡管理子系统，用于进场登记和发卡，出场收卡和打票，其中，发卡和收卡环节记录预装的骨料种类和重量，具体的，采用联想M4601/19.5寸液晶工控机206一台、深圳明华RF-35LT发卡器1台、打印机207一台、交换机1台等；软件采用福州科杰无人值守人工收发卡软件V1.0。

所述汽车衡定量装车子系统和所述骨料装车子系统，硬件采用研祥I5-6500/8G/1T/DVD/键鼠/24寸液晶工控机1台（兼做本系统数据服务器）、气动弧门卸料器QHM1000×1000型4台、气动弧门卸料器开度控制装置508四套、DTⅡ型B1000胶带机401一台、砂调节料仓402一座、电动正向三通阀403一个、除尘器405两台、电液动平板阀406一个、散装机408一套、LED重量显示屏411一块、广角镜412一块、道闸413一套、光电开关2组、广播音箱415一套、IC卡读写器416一个、电铃417一个、汽车衡418一台、交通信号灯421一套；软件采用福州科技科杰智能充装系统、西门子S7-200可编程控制器。

其中，多个料仓的底端开口并对应至胶带机运输面，本实施例中，设置为四个料仓，分别是1#砂料堆501；2#碎石料堆502；3#碎石料堆503；4#碎石料堆504；又分别配置有1#砂料堆下料气动弧门卸料器507；2#碎石料堆下料气动弧门卸料器509；3#碎石料堆下料气动弧门卸料器510；4#碎石料堆下料气动弧门卸料器511。所述胶带机的输出端通过下料通道连接装车车位，所述下料弧门卸料器安装于料仓出口，所述砂调节料仓位于胶带机的反向输出端，所述砂调节料仓的出口端位于装车车位的上方。

其中，设置骨料装车重量为M，停止下料弧门卸料器时已装骨料为M1，胶带机进料点至输出端的骨料重量为M2，下料弧门卸料器的出口至车辆落料点的垂直落差之间的骨料重量为M3，则M=M1+M2+M3；

M数据取自发卡环节的数据， M2=(Q×L)/(3600×V)公式计算，M3采用M3=Q/3600×√(2&2H/g)公式计算；

其中Q表示胶带机实际运输能力（t/h），L为胶带机进料点至卸料点长度（m），V为胶带机输送带速（m/s），H为卸料器出料口至车辆落料点之间垂直落差（m），g为重力加速度9.8m/s2；

则M1=M-M2-M3。

通过骨料装车重量的估算关系，建立自动计量装车试验训练模型，通过日常装机数据对模型进行训练，提高模型精度至设定要求时投入使用。

控制器根据M1数据是否到达设定值，控制料仓停止向胶带机供料，胶带机和下料弧门卸料器延时工作设定时长将余料装车。

所述砂调节料仓仅用于砂料装车使用，避免砂料堆板结造成下料不畅，无法实现准确联锁装车供料。为此增加砂调节料仓，改变联锁工艺，即砂装车到达预装量（M），联锁自动停止下料弧门卸料器和砂调节料仓下电液动插板阀，胶带机上骨料全部卸至砂调节料仓储存，进入下一次装车循环；所述视频监控子系统用于监控其它子系统的运行状态并触发报警，硬件采用IPC-810E(ECO-1816/I3/4G/1T/DVD/键鼠)工控机204、海信4K监控大屏201、海康威视高清摄像头1批（第一高清摄像头404、第二高清摄像头506）、监控硬盘1块、硬盘录像机1台等。

所述总控中心连接各个子系统完成各种数据的汇集和处理，硬件包括工控机（与汽车衡定量装车系统工控机共用），软件采用科杰智能WEB数据监控平台V1.0，并可与财务ERP系统数据共享。

步骤1：登记、发卡

（1）车辆到厂，司机下车至收发卡室208人工窗口登记、办卡，收发卡室208中设置有集中控制室202、监控大屏201、PLC控制柜203、视频监控系统工控机204、汽车衡定量装车系统工控机兼做数据服务器205、人工收发卡系统工控机206、打印机207和值班室209。

（2）卡内预置车号、物料名称、物料规格、运输单位、预装量等信息。

（3）司机领卡完毕，进入大门1，通过场内道路3前往骨料装车系统4的骨料装车系统汽车衡418处。

步骤2：库底定量装车

（1）交通信号灯421绿灯，引导运输车419上磅。

（2）运输车419完全上磅停稳，司机在IC卡读写器416处伸手刷IC卡，系统验证卡内物料规格、装载重量等信息，系统自动匹配成品料堆5下料规格。同时交通信号灯421绿灯变红灯，指示后序车辆不得跟进。

（3）验证成功，重量稳定且车辆完全在前后出口端电开关414和进口端电开关420范围内，系统自动采集皮重数据，并自动保存至临时数据库中，出车端道闸413放杆。

（4）司机倒车后退到初始装车点，由集控室人员在工控机组态界面上操作智能充装系统软件，分砂和碎石两种骨料情况联锁逆料流启动相关设备和装置。系统自动放料。现场LED重量显示屏411实时显示装车重量。

1）砂骨料装车联锁启动顺序如下：散装机408→电液动平板阀406→电动正向三通阀403→胶带机401→1#砂料堆下料弧门卸料器507；其中， 胶带机401的出口端通过碎石溜槽4031和砂溜槽4032进行分配；砂料堆下料弧门卸料器507包括气动弧门卸料器气缸推杆5071和下料气动弧门卸料器闸板5072。

2）碎石骨料装车联锁启动顺序如下：散装机408→电动正向三通阀403→胶带机401→碎石料堆下料弧门卸料器。

（5）司机通过广角镜412辅助，一步步开车前进，避免物料溢出。也可通过集控室工作人员根据散装机408装料监控情况，使用远程广播音箱415喊话指挥司机一步步开车前进，散装机还配置有散装机配套的电液动扇形阀407。散装机408通过框架结构409支撑，与车辆之间设置装车层封闭结构410。

（6）装车到达M1重量时，联锁自动停止下料弧门卸料器，停止成品料堆5继续供料；待胶带机上骨料和卸料器出料口至车辆落料点的垂直落差之间的骨料装车完毕后，即达到预装量，则自动停止下料并复位散装机408。

特别情况，1#砂料堆501由于在实际生产过程中常存在板结造成料堆下料不畅，存在下料流量不均匀情况，而导致无法实现准确联锁装车供料。为此增加砂调节料仓402，改变联锁工艺，即砂装车到达预装量（M），联锁自动停止下料弧门卸料器和砂调节料仓402下电液动插板阀406，胶带机401上骨料全部卸至砂调节料仓402储存，进入下一次装车循环。

（7）装车到达预装量，如车辆完全在前后两对光电开关范围内，系统自动采集毛重数据，并调取该车号对应的皮重数据，计算得出净重并保存数据至数据库中，否则不予采集称重数据。

（8）数据保存完毕，出车端道闸413自动抬杆，电铃报警417提示装车完成。同时交通信号灯421红灯变绿灯，提示后序车辆跟进。

（9）车辆下磅，汽车衡418重量回零，系统复位。

步骤3：收卡、打票

（1）车辆准备出厂，司机下车至收发卡室208人工窗口收卡（也可不收卡，长期使用）、打票。

（2）相关称重数据上传ERP系统进行结算。

在其他实施例中，所述多种骨料料仓配置为多个，多种骨料料仓可切换位置的与所述胶带机的反向输出端连通针对多种骨料料仓下料弧门卸料器分别配置电子标签，通过以下方法实现砂石料的暂存和分配：

所述料仓的电子标签为实时赋值的电子标签，电子标签用于表示砂石类别；

某一砂石类料仓排料装车时，遍历各个料仓的电子标签，自动匹配到同类砂石的电子标签上，准确将相应料仓下料弧门卸料器对接胶带机的反向输出端。

最后应当说明的是: 上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (9)

1.一种多种骨料自动计量装车系统，其特征在于：包括收发卡管理子系统、汽车衡定量装车子系统、骨料装车子系统、视频监控子系统和总控中心；

所述收发卡管理子系统，用于进场登记和发卡，出场收卡和打票，其中，发卡和收卡环节记录预装的骨料种类和重量；

所述汽车衡定量装车子系统，用于装车计量、防止超装，其中，防止超装的数据来自于发卡环节的数据；

所述骨料装车子系统，包括装料控制器、用于存放多种骨料的料仓、胶带机、砂调节料仓和下料弧门卸料器，各料仓的底端开口并对应至胶带机运输面，所述胶带机的输出端通过下料通道连接装车车位，所述下料弧门卸料器安装于料仓出口，所述砂调节料仓位于胶带机的反向输出端，所述砂调节料仓的出口端位于装车车位的上方；

其中，设置骨料装车重量为M，停止下料弧门卸料器时已装骨料为M1，胶带机进料点至输出端的骨料重量为M2，下料弧门卸料器的出口至车辆落料点的垂直落差之间的骨料重量为M3，则M=M1+M2+M3；

M数据取自发卡环节的数据， M2=(Q×L)/(3600×V)公式计算，M3采用M3=Q/3600×√(2&2H/g)公式计算；

其中Q表示胶带机实际运输能力（t/h），L为胶带机进料点至卸料点长度（m），V为胶带机输送带速（m/s），H为卸料器出料口至车辆落料点之间垂直落差（m），g为重力加速度9.8m/s2；

则M1=M-M2-M3；

通过骨料装车重量的估算关系，建立自动计量装车试验训练模型，通过日常装机数据对模型进行训练，提高模型精度至设定要求时投入使用；

控制器根据M1数据是否到达设定值，控制料仓停止向胶带机供料，胶带机和下料弧门卸料器延时工作设定时长将余料装车；

所述砂调节料仓仅用于砂料装车使用，即砂装车到达预装量（M），联锁自动停止下料弧门卸料器和砂调节料仓下电液动插板阀，胶带机上骨料全部卸至砂调节料仓储存，进入下一次装车循环；

所述视频监控子系统用于监控其它子系统的运行状态并触发报警；

所述总控中心连接各个子系统完成各种数据的汇集和处理。

2.根据权利要求1所述的多种骨料自动计量装车系统，其特征在于：所述多种规格骨料的料仓配置为多个，多种骨料料仓可切换位置的与所述胶带机连通。

3.根据权利要求2所述的多种骨料自动计量装车系统，其特征在于：针对多种骨料料仓的下料弧门卸料器分别配置电子标签，通过以下方法实现砂石料的暂存和分配：

所述料仓的电子标签为实时赋值的电子标签，电子标签用于表示砂石类别；

某一砂石类料仓排料装车时，遍历各个料仓的电子标签，自动匹配到同类砂石的电子标签上，准确将相应料仓下料弧门卸料器对接胶带机的输出端。

4.根据权利要求3所述的多种骨料自动计量装车系统，其特征在于：所述收发卡管理子系统包括第一工控机、发卡器、打印机、交换机和人工收发卡软件。

5.根据权利要求4所述的多种骨料自动计量装车系统，其特征在于：所述汽车衡定量装车子系统包括第二工控机、称重模组、装料联控软件。

6.根据权利要求5所述的多种骨料自动计量装车系统，其特征在于：所述骨料装车子系统还包括碎石溜槽、砂溜槽、摄像头、除尘器、电液动平板阀、散装机、LED重量显示屏、广角镜、道闸、光电开关、广播音箱、IC卡读写器、电铃和交通信号灯。

7.根据权利要求6所述的多种骨料自动计量装车系统，其特征在于：所述视频监控子系统包括第三工控机、监控大屏、摄像机、监控硬盘、硬盘录像机。

8.根据权利要求7所述的多种骨料自动计量装车系统，其特征在于：所述总控中心包括第四工控机、智能WEB数据监控平台、移动终端或电脑，通过访问WEB平台IP查询装车称重数据，与财务ERP系统数据共享，由财务ERP系统进行费用结算。

9.一种多种骨料自动计量装车方法，其特征在于：包括权利要求3-8任一项所述的多种骨料自动计量装车系统，通过以下步骤执行：

步骤1：登记、发卡；

步骤2：库底定量装车，引导车辆上磅，车辆完全上磅停稳，系统读取卡内物料规格、装载重量的信息，系统自动匹配成品料堆下料规格，验证成功，重量稳定且车辆完全在前后两对光电开关范围内，系统自动采集皮重数据，并自动保存至临时数据库中，联锁启动相关设备和装置，系统自动放料；

司机通过广角镜辅助或人员指挥，一步步开车前进，避免物料溢出；

装车到达M1时，联锁自动停止下料弧门卸料器，停止成品料堆继续供料；待胶带机上骨料和卸料器出料口至车辆落料点的垂直落差之间的骨料装车完毕后，即达到预装量，则自动停止下料并复位散装机；

特别情况，针对砂料仓下料，启动砂调节料仓，改变联锁工艺，即砂装车到达预装量M，联锁自动停止下料弧门卸料器和砂调节料仓下电液动插板阀，胶带机上骨料全部卸至砂调节料仓储存，进入下一次装车循环；

步骤3：装车到达预装量，如车辆完全在前后两对光电开关范围内，系统自动采集毛重数据，并调取该车号对应的皮重数据，计算得出净重并保存数据至数据库中，否则不予采集称重数据；数据保存完毕，车辆下磅，汽车衡重量回零，系统复位；

步骤4：收卡、打票和结算。

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