CN117023157A - 用于真空上料机的物料输送优化方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了用于真空上料机的物料输送优化方法及系统，涉及数据处理技术领域，该方法包括：获取第一真空上料机的部件组成结构；获取待输送物料类型信息、安全输送空气速度信息；获得第一压力损失数据；获得第二压力损失数据；得到装置优化结果；得到第一目标压力损失数据；对真空产生装置进行真空控制参数优化，以优化控制参数进行物料输送，解决了现有技术中存在的由于大多通过经验对真空产生装置进行工作功率的设置，缺乏对于压力损失的分析，导致物料输送性能不稳定，且能耗较高的技术问题，实现对装置和控制参数的优化，达到提升真空上料机的物料传输性能、降低压力损失，进而降低能耗的技术效果。
Description
技术领域
本公开涉及数据处理技术领域，具体涉及用于真空上料机的物料输送优化方法及系统。
背景技术
随着工业以及农业的现代化进程的加速推进，在生产过程中，对于各类物料的输送需求也日益增加，例如药品、面粉、矿粉、稻谷以及各类化工原料等粉体和颗粒的输送。在这样的背景下，气力输送作为一种高效率、高经济性、低污染的现代化物料输送方式，近年来也获得了迅速发展，在食品、制药、化工、冶金、医药、电子、生物工程、煤矿等领域都有着广泛的应用，
真空上料机是气力输送的一种实现方法，将真空产生装置安装在真空上料机的末端，真空上料机内为负压，管道内的压力小于大气压，在压差的作用下，空气被吸入管道进行物料的输送。现有的真空上料机在对物料进行输送时，大多通过经验对真空产生装置进行工作功率的设置，缺乏对于压力损失的分析，导致物料输送性能不稳定，且能耗较高。
发明内容
本公开提供了用于真空上料机的物料输送优化方法及系统，用以解决现有技术中存在的由于大多通过经验对真空产生装置进行工作功率的设置，缺乏对于压力损失的分析，导致物料输送性能不稳定，且能耗较高的技术问题。
根据本公开的第一方面，提供了用于真空上料机的物料输送优化方法，包括：获取第一真空上料机的部件组成结构，所述部件组成结构包括供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置；获取第一真空上料机的待输送物料类型信息、安全输送空气速度信息；获得第一压力损失数据，所述第一压力损失数据为根据所述部件组成结构和安全输送空气速度信息对所述输料管道进行气相运动压力损失分析获得的损失分析结果；获得第二压力损失数据，所述第二压力损失数据为通过对所述第一真空上料机的所述部件组成结构和所述待输送物料类型信息进行气固两相运动压力损失分析后获得的损失分析结果；根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据获取预定优化装置，并对所述预定优化装置进行设计优化，获得预定优化方案，以所述预定优化方案对所述预定优化装置进行优化，得到装置优化结果；以所述装置优化结果对所述第一压力损失数据和所述第二压力损失数据进行更新，得到第一目标压力损失数据；根据所述第一目标压力损失数据对所述真空产生装置进行真空控制参数优化，获得优化控制参数，以所述优化控制参数控制所述第一真空上料机进行物料输送。
根据本公开的第二方面，提供了用于真空上料机的物料输送优化系统，包括：部件组成结构获取模块，所述部件组成结构获取模块用于获取第一真空上料机的部件组成结构，所述部件组成结构包括供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置；输送信息获取模块，所述输送信息获取模块用于获取第一真空上料机的待输送物料类型信息、安全输送空气速度信息；第一压力损失分析模块，所述第一压力损失分析模块用于获得第一压力损失数据，所述第一压力损失数据为根据所述部件组成结构和安全输送空气速度信息对所述输料管道进行气相运动压力损失分析获得的损失分析结果；第二压力损失分析模块，所述第二压力损失分析模块用于获得第二压力损失数据，所述第二压力损失数据为通过对所述第一真空上料机的所述部件组成结构和所述待输送物料类型信息进行气固两相运动压力损失分析后获得的损失分析结果；装置优化模块，所述装置优化模块用于根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据获取预定优化装置，并对所述预定优化装置进行设计优化，获得预定优化方案，以所述预定优化方案对所述预定优化装置进行优化，得到装置优化结果；损失更新模块，所述损失更新模块用于以所述装置优化结果对所述第一压力损失数据和所述第二压力损失数据进行更新，得到第一目标压力损失数据；输送优化模块，所述输送优化模块用于根据所述第一目标压力损失数据对所述真空产生装置进行真空控制参数优化，获得优化控制参数，以所述优化控制参数控制所述第一真空上料机进行物料输送。
根据本公开采用的一个或多个技术方案，其可达到的有益效果如下：
1.获取第一真空上料机的部件组成结构，获取第一真空上料机的待输送物料类型信息、安全输送空气速度信息，获得第一压力损失数据，获得第二压力损失数据，根据第一压力损失数据和第二压力损失数据获取预定优化装置，并对预定优化装置进行设计优化，获得预定优化方案，以预定优化方案对预定优化装置进行优化，得到装置优化结果，以装置优化结果对第一压力损失数据和第二压力损失数据进行更新，得到第一目标压力损失数据，根据第一目标压力损失数据对真空产生装置进行真空控制参数优化，获得优化控制参数，以优化控制参数控制第一真空上料机进行物料输送，由此通过对第一真空上料机进行压力损失分析，进而进行装置和控制参数的优化，达到提升真空上料机的物料传输性能、降低压力损失，进而降低能耗的技术效果。
2.根据第一压力损失数据和第二压力损失数据对供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置分别进行压力损失影响分析，获得Q个损失影响系数，其中，Q=5，对Q个损失影响系数获取最大损失影响系数对应的装置作为预定优化装置，根据第一压力损失数据和第二压力损失数据对预定优化装置进行损失因子分析，获取压力损失因子，根据压力损失因子对预定优化装置进行设计优化，得到预定优化方案，实现对输料管道的优化，达到降低输料管道的压力损失，降低能耗的技术效果。
3.在供料装置的进料口和分离集料装置的出料口进行压差检测，获得第一压差数据，对比第一压差数据和第一目标压力损失数据，获得第一对比偏差，判断第一对比偏差是否处于第一预定偏差阈值范围内，如果否，对输料管道内壁进行图像采集，获得管道内壁图像数据，获取标准内壁图像数据，对管道内壁图像数据和标准内壁图像数据分别进行灰度处理，并引入LBP算法进行LBP特征值的计算，得到标准LBP特征值和实时LBP特征值，对比标准LBP特征值和实时LBP特征值获得第一对比数据，判断第一对比数据是否处于预定特征阈值范围内，如果否，生成第一提醒信息，用于提醒用户输料管道内壁存在异常，达到辅助用户及时对输料管道进行检查维修，或者更换输料管道，从而保证第一真空上料机的物料输送性能的技术效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的用于真空上料机的物料输送优化方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的用于真空上料机的物料输送优化系统的结构示意图。
附图标记说明：输送信息获取模块11，第一压力损失分析模块12，第二压力损失分析模块13，装置优化模块14，损失更新模块15。
具体实施方式
为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。
说明书中使用的术语用于描述实施例，而不是限制本发明。如在说明书中所使用的，单数术语“一”“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚指示。当在说明书中使用时，术语“包括”和/或“包含”指定了步骤、操作、元件和/或组件的存在，但是不排除一个或多个其他步骤、操作、元件、组件和/或其组的存在或添加。
除非另有定义，本说明书中使用的所有术语(包括技术和科学术语)应具有与本发明所属领域的技术人员通常理解的相同含义。术语，如常用词典中定义的术语，不应以理想化或过于正式的意义来解释，除非在此明确定义。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。
需要说明的是，本发明所涉及的用户信息(包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等)和数据(包括但不限于用于展示的数据、分析的数据等)，均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据。
实施例一
图1为本申请实施例提供的用于真空上料机的物料输送优化方法图，所述方法包括：
获取第一真空上料机的部件组成结构，所述部件组成结构包括供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置；
第一真空上料机是指待进行物料输送优化的任意类型的任意真空上料机，获取第一真空上料机的部件组成结构，所述部件组成结构包括供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置，真空上料机一般由这五种结构组成。供料装置的作用是将物料输送至输料管道，其与输料管道连接。输料管道是连接供料装置与分离集料装置的用来输送物料的管道。分离集料装置包括分离装置、卸料阀、过滤装置。当物料在空气的带动下经过输料管道后，便进入分离装置，在分离装置中，将完成物料与空气的过滤及分离，通常分离装置的形式有重力式、旋风分离式、惯性分离式等。在真空物料输送系统中，卸料阀的作用主要有两点：在输送过程中，卸料阀关闭，防止空气由卸料阀进入；在排料过程中，卸料阀打开，稳定均匀排出物料。过滤装置作用是去除气流中无法顺利分离沉降的粉尘或粒径较小的颗粒，降低第一真空上料机的抽气管道的排气口的粉尘浓度，优化工作环境。真空产生装置是第一真空上料机中最为重要的一个装置，为物料的输送提供足够的真空度和空气流量。第一真空上料机的部件组成结构可根据第一真空上料机的使用手册直接读取并上传。
获取第一真空上料机的待输送物料类型信息、安全输送空气速度信息；
待输送物料类型信息即为需要通过第一真空上料机进行输送的物料类型，比如稻谷、石英砂等，具体需结合实际情况确定。在输送过程中，将物料呈悬浮状态进行正常输送所需的最低气流速度称为安全输送空气速度或经济速度，
其计算方法如下：，其中，/>为由物料粒度决定的系数，与物料的粒径正相关，粒径越大，，/>取值越大，优选地，当物料的平均粒径在0-1毫米，/>取值为10-16；当物料的平均粒径在1-10毫米，/>取值为16-20；当物料的平均粒径在10-20毫米，/>取值为20-22；当物料的平均粒径在40-80毫米，/>取值为22-25。/>为物料的密度，需根据实际情况确定并上传，/>为与物料特性有关的系数，取值范围为/>至-/>，当物料为干燥的粉末状物料时，/>应取较小的数值，可忽略不计；L为输料管道长度，/>为重力加速度。
获得第一压力损失数据，所述第一压力损失数据为根据所述部件组成结构和安全输送空气速度信息对所述输料管道进行气相运动压力损失分析获得的损失分析结果；
在一个优选实施例中，还包括：
获取所述输料管道的管道基础信息；根据所述管道基础信息和所述安全输送空气速度信息进行气相运动分析，获得纯气流在所述输料管道中的第一管道压力损失；根据所述管道基础信息和所述安全输送空气速度信息对弯管区域进行压力损失分析，获得第一气相弯管压力损失；以所述第一管道压力损失和所述第一气相弯管压力损失计算得到所述第一压力损失数据。
在一个优选实施例中，还包括：
根据所述管道基础信息获取所述输料管道的内径信息、输送气体信息和管道长度信息，根据所述内径信息、所述输送气体信息、所述管道长度信息、所述安全输送空气速度信息进行第一管道压力损失的计算，所述第一管道压力损失的表达式如下：
；
；
；
其中，为第一管道压力损失；/>为沿程阻力系数，/>为气流的雷诺数，/>为输送气体的粘性系数；/>为管道长度；/>为管道内径；/>为输送气体密度；/>为安全输送空气速度。
在一个优选实施例中，还包括：
根据所述管道基础信息对弯管区域进行标记，获取弯管标记区域；
对所述弯管标记区域进行第一气相弯管压力损失的计算，所述第一气相弯管压力损失的表达式如下：
；
；
其中，是第i个弯管标记区域的弯管阻力系数，n是弯管区域的数量，/>为弯曲半径的阻力系数；/>为弯头转角阻力系数；/>为不同截面形状阻力系数。
获得第一压力损失数据，所述第一压力损失数据为根据所述部件组成结构和安全输送空气速度信息对所述输料管道进行气相运动压力损失分析获得的损失分析结果，简单来说，就是假设所述输料管道中只传输纯气流，不进行物料传输时的压力损失。随着纯气流在输料管道中流动，由于管道与气流之间的摩擦力、弯管等，导致输料管道内的压力不断下降，气流体积就会变大，从而造成压力损失，即为所述第一压力损失数据，具体获取过程如下：
获取所述输料管道的管道基础信息，所述管道基础信息包括输料管道长度、管道内径、管道材料、输送气体等信息，可由用户根据实际情况确定后上传。进一步根据所述管道基础信息和所述安全输送空气速度信息进行气相运动分析，获得纯气流在所述输料管道中的第一管道压力损失，第一管道压力损失即为随着纯气流在输料管道中流动，由于管道与气流之间的摩擦力导致的压力损失。
具体来说，根据所述管道基础信息直接提取所述输料管道的内径信息、输送气体信息和管道长度信息，根据所述内径信息、所述输送气体信息、所述管道长度信息、所述安全输送空气速度信息进行第一管道压力损失的计算，所述第一管道压力损失的表达式如下：
；
；
；
其中，为第一管道压力损失；/>为沿程阻力系数，沿程阻力系数是流体动力学研究中使用的一个重要参量，在本实施例中，用来衡量纯气流运行时所受到的空气阻力与它所带来的气动阻力之间的比，/>为气流的雷诺数，/>为输送气体的粘性系数，可通过现有技术根据输送气体的类型获取，一般情况下，输送气体为空气，空气的粘性系数为17.9×10-6Pa·s；/>为管道长度；/>为管道内径；/>为输送气体密度，根据现有技术即可获取；/>为安全输送空气速度。
需要说明的是，在输送过程中，将物料呈悬浮状态进行正常输送所需的最低气流速度称为安全输送空气速度或经济速度，第一真空上料机实际输送气流速度应当大于安全输送空气速度，也就是说，此时计算的第一管道压力损失是理论上的压力损失。
进一步根据所述管道基础信息和所述安全输送空气速度信息对弯管区域进行压力损失分析，获得第一气相弯管压力损失，输料管道一般不是完全的直线型，会存在弯曲区域，比如会由垂直向下转换为水平的弯曲管道，或者由水平转垂直向上的弯曲管道，弯曲管道中，气流运动时也需要转向，就会造成压力损失，具体计算方法如下：
在一个优选实施例中，还包括：
根据所述管道基础信息对弯管区域进行标记，就是将管道发生转向的区域进行标记，由垂直向下转水平的弯曲管道区域，对其进行特殊标记，即可获取弯管标记区域，弯管标记区域可能有多个。对所述弯管标记区域进行第一气相弯管压力损失的计算，所述第一气相弯管压力损失的表达式如下：
；
；
其中，是第i个弯管标记区域的弯管阻力系数，n是弯管区域的数量，/>为弯曲半径的阻力系数，一般取值在0.11至0.17之间；/>为弯头转角阻力系数，取值范围为0.4~1.2；为不同截面形状阻力系数，一般情况下输料管道的截面为圆形，/>取值为1。需要说明的是，现有技术中对于弯管阻力系数、弯曲半径的阻力系数和弯头转角阻力系数均有对应的计算方法，也有对应的弯管阻力系数表、弯头转角阻力系数和不同截面形状阻力系数表，可通过查表获取并上传，/>为输送气体密度，根据现有技术即可获取，/>为安全输送空气速度，前述已经获取得到。从而计算获取所述第一气相弯管压力损失。
最后，以所述第一管道压力损失和所述第一气相弯管压力损失的加和计算结果作为所述第一压力损失数据。由此实现对输料管道的气相运动压力损失分析，为后续物料输送优化提供支持，便于降低压力损失，减少第一真空上料机的能耗。
获得第二压力损失数据，所述第二压力损失数据为通过对所述第一真空上料机的所述部件组成结构和所述待输送物料类型信息进行气固两相运动压力损失分析后获得的损失分析结果；
在一个优选实施例中，还包括：
获取所述第一真空上料机的待输送物料类型信息；根据所述输料管道长度信息、所述待输送物料类型信息和所述安全输送空气速度信息，计算获取所述输料管道中空气与管壁、空气与物料、物料与物料、物料与管壁之间的摩擦引起的压力损失，得到第一摩擦压力损失；计算所述输料管道的第一加速压力损失、第一气固两相弯管压力损失、第一提升物料压力损失、真空上料机各部件的第一部件压力损失；对所述第一摩擦压力损失、第一加速压力损失、第一气固两相弯管压力损失、第一提升物料压力损失、第一部件压力损失进行叠加计算，得到所述第二压力损失数据。
获得第二压力损失数据，所述第二压力损失数据为通过对所述第一真空上料机的所述部件组成结构和所述待输送物料类型信息进行气固两相运动压力损失分析后获得的损失分析结果，简单来说，就是分析输料管道中待输送物料在气流中运动时产生的压力损失，第一真空上料机的工作原理如下：真空产生装置安装在第一真空上料机的末端，整个真空上料机内为负压，输料管道内的压力小于大气压，在压差的作用下，空气被吸入管道，此时，物料随着空气的流动一起进入输料管道，最终含有大量物料的混合空气被输送至分离集料装置，在分离集料装置中，物料与空气完成过滤、分离，被分离的物料则通过分离集料装置底部的卸料阀排出。但是，物料与空气在输料管道中流动时，会产生压力损失，进而对真空上料机内的压力产生影响，导致内部压力变大，影响物料的输送性能，因此需要分析其造成的压力损失，便于提升物料输送性能，具体过程如下：
获取所述第一真空上料机的待输送物料类型信息，比如稻谷、石英砂等，根据所述输料管道长度信息、所述待输送物料类型信息和所述安全输送空气速度信息，计算获取所述输料管道中空气与管壁、空气与物料、物料与物料、物料与管壁之间的摩擦引起的压力损失，得到第一摩擦压力损失，所述第一摩擦压力损失的表达式如下：
；
其中，为输料管道起始端空气绝对压力，一般情况下，输料管道起始端与大气直接连通，所以/>取值可为大气压力；a为压损比，/>，m为混合比，混合比是指在单位时间内通过管道内的物料输送质量与单位时间内通过管道内的空气质量之比，一般真空物料输送系统中，混合比m取值在1至10之间，具体需结合实际情况确定，结合已有的真空物料输送经验，m一般取4；/>为沿程阻力系数，前述已经获得，不再赘述，L和d分别为输料管道长度和管道内径，/>为安全输送空气速度，前述均已获得。
进一步计算所述输料管道的第一加速压力损失、第一气固两相弯管压力损失、第一提升物料压力损失、真空上料机各部件的第一部件压力损失。第一加速压力损失是物料在管道中由初速度被气流加速到稳定运动状态而产生的压力损失，在本系统中，一般情况下，物料的初速度为0，第一加速压力损失的计算方式为：；/>为第一加速压力损失，/>为与物料特性和气流速度有关的系数，通常取值范围为0.5至0.8，m为混合比；和/>在前述步骤中已经获得，不再赘述。第一气固两相弯管压力损失是由气固两相流通过弯管时，流动方向发生了改变引起涡流，以及物料与管壁之间的碰撞摩擦产生的压力损失，弯管的曲率半径、输料管道的材料、物料特性和弯管方位等因素都将影响弯管的压力损失，一般可由如下方式计算获取：/>，/>是第一气固两相弯管压力损失，/>为弯管局部阻力的附加压损系数，具体需要根据弯管的转向确定，其中，当输料管道由垂直向上转水平时取1.6，当输料管道由垂直向下转水平时取1.0，当输料管道由水平转水平时取1.5，当输料管道由水平转垂直向上（颗粒物）时取2.2，当输料管道由水平转垂直向上（粉末状物料）时取0.7；m为混合比，一般取4。/>是第i个弯管标记区域的弯管阻力系数，前述计算第一气固两相弯管压力损失时已获取得到，n是弯管区域的数量，/>和/>在前述步骤中已经获得，此处不再赘述。第一提升物料压力损失是由两相流中的物料在垂直管内克服自身重力而引起的压力损失，与垂直管长度有关，计算方式如下：/>，其中，/>为第一提升物料压力损失，h为输料管道中垂直管道的长度，/>为物料颗粒达到稳定运动状态时的速度，可根据待输送物料类型信息基于现有技术计算获取，g为重力加速度，、m、/>在前述步骤中已经获得，不再赘述。真空上料机各部件，包括供料装置、分离装置、过滤装置等对第一真空上料机造成的压力损失为第一部件压力损失，具体可通过现场测试获取，可通过压力传感器对供料装置、分离装置、过滤装置等的两端进行压差检测，以压差检测结果作为第一部件压力损失，一般情况下，除分离装置和过滤装置以外的其他装置造成的压力损失极小，可忽略不计，因此，只需检测获取分离装置和过滤装置的压差作为第一部件压力损失。
对所述第一摩擦压力损失、第一加速压力损失、第一气固两相弯管压力损失、第一提升物料压力损失、第一部件压力损失进行加和计算，计算结果所述第二压力损失数据，由此实现对气固两相的压力损失分析，为物料输送优化提供支持，便于对压力损失进行补偿，保证第一真空上料机的传输控制准确性。
根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据获取预定优化装置，并对所述预定优化装置进行设计优化，获得预定优化方案，以所述预定优化方案对所述预定优化装置进行优化，得到装置优化结果；
在一个优选实施例中，还包括：
根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据对所述供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置分别进行压力损失影响分析，获得Q个损失影响系数，其中，Q=5；对所述Q个损失影响系数获取最大损失影响系数对应的装置作为预定优化装置；根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据对所述预定优化装置进行损失因子分析，获取压力损失因子；根据压力损失因子对所述预定优化装置进行设计优化，得到所述预定优化方案。
根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据对所述供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置分别进行压力损失影响分析，获得Q个损失影响系数，其中，Q=5，简单来说，所述第一压力损失数据和第二压力损失数据中分别对输料管道、分离装置等进行了压力损失分析，计算第一压力损失数据与第二压力损失数据的总和，分别用各个装置对应的压力损失与总和作比值，所得结果即为各个装置的Q个损失影响系数。进一步对所述Q个损失影响系数进行比较，获取最大损失影响系数对应的装置作为预定优化装置，通过上述分析很容易可以看出，输料管道产生的压力损失是最大的，其对应的损失影响系数也最大，因此，以输料管道作为预定优化装置。进一步根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据对所述预定优化装置进行损失因子分析，获取压力损失因子，压力损失因子即为造成输料管道产生压力损失的原因，比如弯管区域的数量、弯管曲率半径过小等原因，以此作为压力损失因子。根据压力损失因子对所述预定优化装置进行设计优化，得到所述预定优化方案，弯管区域的数量越多、弯管曲率半径越小、输料管道长度越长，输料管道产生的压力损失就越大，因此，以供料装置作为输料管道的起始端、以分离集料装置作为输料管道的终点，以弯管区域最小、弯管曲率半径最大、输料管道最短作为约束条件，在规定区域内对输料管道的布局进行优化，所得结果即为所述预定优化方案。
以所述预定优化方案对所述预定优化装置进行优化，简单来说，就是按照所述预定优化方案对输料管道进行改装，以改装结果作为装置优化结果，由此实现对输料管道的优化，达到降低输料管道的压力损失，降低能耗的技术效果。
以所述装置优化结果对所述第一压力损失数据和所述第二压力损失数据进行更新，得到第一目标压力损失数据；
简单来说，就是按照前述方法对优化后的输料管道的所述第一压力损失数据和所述第二压力损失数据进行重新计算，以重新计算结果替换所述第一压力损失数据和所述第二压力损失数据，实现数据的更新，并对更新后的第一压力损失数据和第二压力损失数据进行加和计算，所得结果即为第一目标压力损失数据。
根据所述第一目标压力损失数据对所述真空产生装置进行真空控制参数优化，获得优化控制参数，以所述优化控制参数控制所述第一真空上料机进行物料输送。
根据所述第一目标压力损失数据对所述真空产生装置进行真空控制参数优化，获得优化控制参数，简单来说，就是需要根据第一目标压力损失数据确定所述真空产生装置的输出功率，从而保证第一真空上料机可以将待输送物料吸入分离集料装置，进行物料的分离，需要根据第一真空上料机的真空度确定，真空度越高，上料速度越快且不易产生积气、结块等现象，理想情况下，真空度应该与所述第一目标压力损失数据相同，此时可以刚好可将待传输物料吸入至分离集料装置，但是，考虑到压力损失分析的误差，对所述第一目标压力损失数据提升15%-30%，将第一目标压力损失数据增大15%-30%后作为需求的真空度，控制所述真空产生装置的输出功率作为优化控制参数，使得第一真空上料机达到需求的真空度，以所述优化控制参数控制所述第一真空上料机进行物料输送，由此实现对第一真空上料机的物料输送优化，达到降低压力损失，降低能耗的技术效果。
以所述优化控制参数控制所述第一真空上料机进行物料输送
在一个优选实施例中，还包括：
在所述供料装置的进料口和所述分离集料装置的出料口进行压差检测，获得第一压差数据；对比所述第一压差数据和所述第一目标压力损失数据，获得第一对比偏差；判断所述第一对比偏差是否处于第一预定偏差阈值范围内，如果否，对输料管道内壁进行图像采集，获得管道内壁图像数据；获取标准内壁图像数据；对所述管道内壁图像数据和所述标准内壁图像数据分别进行灰度处理，并引入LBP算法进行LBP特征值的计算，得到标准LBP特征值和实时LBP特征值；对比所述标准LBP特征值和所述实时LBP特征值获得第一对比数据，判断所述第一对比数据是否处于预定特征阈值范围内，如果否，生成第一提醒信息，用于提醒用户所述输料管道内壁存在异常。
在所述供料装置的进料口和所述分离集料装置的出料口分别设置压力传感器，获取进料口和出料口处的压力检测值，对进料口和出料口处的压力检测值作差，所得结果即为第一压差数据。对比所述第一压差数据和所述第一目标压力损失数据，获得两者的偏差值的绝对值作为第一对比偏差，判断所述第一对比偏差是否处于第一预定偏差阈值范围内，第一预定偏差阈值由本领域技术人员自行设定，一般设置较小，其代表压力损失的检测误差范围，可结合历史经验设置。如果第一对比偏差不处于第一预定偏差阈值范围内，说明第一对比偏差较大，输料管道内部可能出现磨损、腐蚀、颗粒物附着等缺陷，使得压力损失增大，此时可停止第一真空上料机的作业，通过CCD图像传感器对输料管道内壁进行图像采集，获得管道内壁图像数据。
进一步获取标准内壁图像数据，标准内壁图像数据是指没有发生任何损坏的输料管道内壁图像。通过现有技术对所述管道内壁图像数据和所述标准内壁图像数据分别进行灰度处理，并引入LBP算法进行LBP特征值的计算，得到标准LBP特征值和实时LBP特征值，LBP算法指局部二值模式，简单来说，由于输料管道内部比较黑暗，因此在对管道内壁进行图像采集时，需要人工对管道内部进行光照设置，但是很难将所述管道内壁图像数据和所述标准内壁图像数据的光照强度调整为相同，此时进行图像特征识别，容易识别错误，但是，没有任何缺陷的管道内壁无论在哪种光照情况下，其灰度图上的不同像素点的灰度值的大小关系是不变的，因此，引入LBP算法对灰度处理后的所述管道内壁图像数据和所述标准内壁图像数据分别进行LBP特征值的计算，简单来说，将灰度处理后的所述管道内壁图像数据和所述标准内壁图像数据按照像素点的灰度值进行排列，然后获取其中心像素点的灰度值，然后对其他像素点的灰度值与中心像素点的灰度值做比较，如果其他像素点的灰度值大于中心像素点的灰度值，将其记为二进制数字1，如果其他像素点的灰度值小于中心像素点的灰度值，将其记为二进制数字0，然后将除中心像素点以外的所有像素点的二进制数依次进行排列，得到一个二进制数字，所述管道内壁图像数据对应的二进制数字为所述实时LBP特征值，所述标准内壁图像数据对应的二进制数字为所述标准LBP特征值。通过对比所述标准LBP特征值和所述实时LBP特征值获得两者的差值作为第一对比数据，判断所述第一对比数据是否处于预定特征阈值范围内，预定特征阈值由本领域技术人员结合实际情况自行设定，优选的，可通过实际测试确定，如果所述第一对比数据不处于预定特征阈值范围内，说明输料管道的管道内壁可能出现磨损、腐蚀、颗粒物附着等异常缺陷，此时生成第一提醒信息，用于提醒用户所述输料管道内壁存在异常，辅助用户及时对输料管道进行检查维修，或者更换输料管道，从而保证第一真空上料机的物料输送性能。
基于上述分析可知，本公开提供的一个或多个技术方案，其可达到的有益效果如下：
1.获取第一真空上料机的部件组成结构，获取第一真空上料机的待输送物料类型信息、安全输送空气速度信息，获得第一压力损失数据，获得第二压力损失数据，根据第一压力损失数据和第二压力损失数据获取预定优化装置，并对预定优化装置进行设计优化，获得预定优化方案，以预定优化方案对预定优化装置进行优化，得到装置优化结果，以装置优化结果对第一压力损失数据和第二压力损失数据进行更新，得到第一目标压力损失数据，根据第一目标压力损失数据对真空产生装置进行真空控制参数优化，获得优化控制参数，以优化控制参数控制第一真空上料机进行物料输送，由此通过对第一真空上料机进行压力损失分析，进而进行装置和控制参数的优化，达到提升真空上料机的物料传输性能、降低压力损失，进而降低能耗的技术效果。
2.根据第一压力损失数据和第二压力损失数据对供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置分别进行压力损失影响分析，获得Q个损失影响系数，其中，Q=5，对Q个损失影响系数获取最大损失影响系数对应的装置作为预定优化装置，根据第一压力损失数据和第二压力损失数据对预定优化装置进行损失因子分析，获取压力损失因子，根据压力损失因子对预定优化装置进行设计优化，得到预定优化方案，实现对输料管道的优化，达到降低输料管道的压力损失，降低能耗的技术效果。
3.在供料装置的进料口和分离集料装置的出料口进行压差检测，获得第一压差数据，对比第一压差数据和第一目标压力损失数据，获得第一对比偏差，判断第一对比偏差是否处于第一预定偏差阈值范围内，如果否，对输料管道内壁进行图像采集，获得管道内壁图像数据，获取标准内壁图像数据，对管道内壁图像数据和标准内壁图像数据分别进行灰度处理，并引入LBP算法进行LBP特征值的计算，得到标准LBP特征值和实时LBP特征值，对比标准LBP特征值和实时LBP特征值获得第一对比数据，判断第一对比数据是否处于预定特征阈值范围内，如果否，生成第一提醒信息，用于提醒用户输料管道内壁存在异常，达到辅助用户及时对输料管道进行检查维修，或者更换输料管道，从而保证第一真空上料机的物料输送性能的技术效果。
实施例二
基于与前述实施例中用于真空上料机的物料输送优化方法同样的发明构思，如图2所示，本申请还提供了用于真空上料机的物料输送优化系统，所述系统包括：
部件组成结构获取模块11，所述部件组成结构获取模块11用于获取第一真空上料机的部件组成结构，所述部件组成结构包括供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置；
输送信息获取模块12，所述输送信息获取模块12用于获取第一真空上料机的待输送物料类型信息、安全输送空气速度信息；
第一压力损失分析模块13，所述第一压力损失分析模块13用于获得第一压力损失数据，所述第一压力损失数据为根据所述部件组成结构和安全输送空气速度信息对所述输料管道进行气相运动压力损失分析获得的损失分析结果；
第二压力损失分析模块14，所述第二压力损失分析模块14用于获得第二压力损失数据，所述第二压力损失数据为通过对所述第一真空上料机的所述部件组成结构和所述待输送物料类型信息进行气固两相运动压力损失分析后获得的损失分析结果；
装置优化模块15，所述装置优化模块15用于根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据获取预定优化装置，并对所述预定优化装置进行设计优化，获得预定优化方案，以所述预定优化方案对所述预定优化装置进行优化，得到装置优化结果；
损失更新模块16，所述损失更新模块16用于以所述装置优化结果对所述第一压力损失数据和所述第二压力损失数据进行更新，得到第一目标压力损失数据；
输送优化模块17，所述输送优化模块17用于根据所述第一目标压力损失数据对所述真空产生装置进行真空控制参数优化，获得优化控制参数，以所述优化控制参数控制所述第一真空上料机进行物料输送。
进一步而言，所述第一压力损失分析模块13还用于：
获取所述输料管道的管道基础信息；
根据所述管道基础信息和所述安全输送空气速度信息进行气相运动分析，获得纯气流在所述输料管道中的第一管道压力损失；
根据所述管道基础信息和所述安全输送空气速度信息对弯管区域进行压力损失分析，获得第一气相弯管压力损失；
以所述第一管道压力损失和所述第一气相弯管压力损失计算得到所述第一压力损失数据。
进一步而言，所述第一压力损失分析模块13还用于：
根据所述管道基础信息获取所述输料管道的内径信息、输送气体信息和管道长度信息，根据所述内径信息、所述输送气体信息、所述管道长度信息、所述安全输送空气速度信息进行第一管道压力损失的计算，所述第一管道压力损失的表达式如下：
；
；
；
其中，为第一管道压力损失；/>为沿程阻力系数，/>为气流的雷诺数，/>为输送气体的粘性系数；/>为管道长度；/>为管道内径；/>为输送气体密度；/>为安全输送空气速度。
进一步而言，所述第一压力损失分析模块13还用于：
根据所述管道基础信息对弯管区域进行标记，获取弯管标记区域；
对所述弯管标记区域第一气相弯管压力损失的计算，所述第一气相弯管压力损失的表达式如下：
；
；
其中，是第i个弯管标记区域的弯管阻力系数，n是弯管区域的数量，/>为弯曲半径的阻力系数；/>为弯头转角阻力系数；/>为不同截面形状阻力系数。
进一步而言，所述第二压力损失分析模块14还用于：
获取所述第一真空上料机的待输送物料类型信息；
根据所述输料管道长度信息、所述待输送物料类型信息和所述安全输送空气速度信息，计算获取所述输料管道中空气与管壁、空气与物料、物料与物料、物料与管壁之间的摩擦引起的压力损失，得到第一摩擦压力损失；
计算所述输料管道的第一加速压力损失、第一气固两相弯管压力损失、第一提升物料压力损失、真空上料机各部件的第一部件压力损失；
对所述第一摩擦压力损失、第一加速压力损失、第一气固两相弯管压力损失、第一提升物料压力损失、第一部件压力损失进行叠加计算，得到所述第二压力损失数据。
进一步而言，所述装置优化模块15还用于：
根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据对所述供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置分别进行压力损失影响分析，获得Q个损失影响系数，其中，Q=5；
对所述Q个损失影响系数获取最大损失影响系数对应的装置作为预定优化装置；
根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据对所述预定优化装置进行损失因子分析，获取压力损失因子；
根据压力损失因子对所述预定优化装置进行设计优化，得到所述预定优化方案。
进一步而言，所述系统还包括管道内壁分析模块，所述管道内壁分析模块用于：
在所述供料装置的进料口和所述分离集料装置的出料口进行压差检测，获得第一压差数据；
对比所述第一压差数据和所述第一目标压力损失数据，获得第一对比偏差；
判断所述第一对比偏差是否处于第一预定偏差阈值范围内，如果否，对输料管道内壁进行图像采集，获得管道内壁图像数据；
获取标准内壁图像数据；
对所述管道内壁图像数据和所述标准内壁图像数据分别进行灰度处理，并引入LBP算法进行LBP特征值的计算，得到标准LBP特征值和实时LBP特征值；
对比所述标准LBP特征值和所述实时LBP特征值获得第一对比数据，判断所述第一对比数据是否处于预定特征阈值范围内，如果否，生成第一提醒信息，用于提醒用户所述输料管道内壁存在异常。
前述实施例一中的用于真空上料机的物料输送优化方法具体实例同样适用于本实施例的用于真空上料机的物料输送优化系统，通过前述对用于真空上料机的物料输送优化方法的详细描述，本领域技术人员可以清楚地知道本实施例中用于真空上料机的物料输送优化系统，所以为了说明书的简洁，在此不再详述。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤，只要能够实现本发明公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (8)
1.用于真空上料机的物料输送优化方法，其特征在于，所述方法包括：
获取第一真空上料机的部件组成结构，所述部件组成结构包括供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置；
获取第一真空上料机的待输送物料类型信息、安全输送空气速度信息；
获得第一压力损失数据，所述第一压力损失数据为根据所述部件组成结构和安全输送空气速度信息对所述输料管道进行气相运动压力损失分析获得的损失分析结果；
获得第二压力损失数据，所述第二压力损失数据为通过对所述第一真空上料机的所述部件组成结构和所述待输送物料类型信息进行气固两相运动压力损失分析后获得的损失分析结果；
根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据获取预定优化装置，并对所述预定优化装置进行设计优化，获得预定优化方案，以所述预定优化方案对所述预定优化装置进行优化，得到装置优化结果；
以所述装置优化结果对所述第一压力损失数据和所述第二压力损失数据进行更新，得到第一目标压力损失数据；
根据所述第一目标压力损失数据对所述真空产生装置进行真空控制参数优化，获得优化控制参数，以所述优化控制参数控制所述第一真空上料机进行物料输送。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获得第一压力损失数据，包括：
获取所述输料管道的管道基础信息；
根据所述管道基础信息和所述安全输送空气速度信息进行气相运动分析，获得纯气流在所述输料管道中的第一管道压力损失；
根据所述管道基础信息和所述安全输送空气速度信息对弯管区域进行压力损失分析，获得第一气相弯管压力损失；
以所述第一管道压力损失和所述第一气相弯管压力损失计算得到所述第一压力损失数据。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述管道基础信息和所述安全输送空气速度信息进行气相运动分析，获得纯气流在所述输料管道中的第一管道压力损失，包括：
根据所述管道基础信息获取所述输料管道的内径信息、输送气体信息和管道长度信息，根据所述内径信息、所述输送气体信息、所述管道长度信息、所述安全输送空气速度信息进行第一管道压力损失的计算，所述第一管道压力损失的表达式如下：
；
；
；
其中，为第一管道压力损失；/>为沿程阻力系数，/>为气流的雷诺数，/>为输送气体的粘性系数；/>为管道长度；/>为管道内径；/>为输送气体密度；/>为安全输送空气速度。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述管道基础信息和所述安全输送空气速度信息对弯管区域进行压力损失分析，获得第一气相弯管压力损失，包括：
根据所述管道基础信息对弯管区域进行标记，获取弯管标记区域；
对所述弯管标记区域第一气相弯管压力损失的计算，所述第一气相弯管压力损失的表达式如下：
；
；
其中，是第i个弯管标记区域的弯管阻力系数，n是弯管区域的数量，/>为弯曲半径的阻力系数；/>为弯头转角阻力系数；/>为不同截面形状阻力系数。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述获得第二压力损失数据，包括：
获取所述第一真空上料机的待输送物料类型信息；
根据所述输料管道长度信息、所述待输送物料类型信息和所述安全输送空气速度信息，计算获取所述输料管道中空气与管壁、空气与物料、物料与物料、物料与管壁之间的摩擦引起的压力损失，得到第一摩擦压力损失；
计算所述输料管道的第一加速压力损失、第一气固两相弯管压力损失、第一提升物料压力损失、真空上料机各部件的第一部件压力损失；
对所述第一摩擦压力损失、第一加速压力损失、第一气固两相弯管压力损失、第一提升物料压力损失、第一部件压力损失进行叠加计算，得到所述第二压力损失数据。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据获取预定优化装置，并对所述预定优化装置进行设计优化，获得预定优化方案，以所述预定优化方案对所述预定优化装置进行优化，得到装置优化结果，包括：
根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据对所述供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置分别进行压力损失影响分析，获得Q个损失影响系数，其中，Q=5；
对所述Q个损失影响系数获取最大损失影响系数对应的装置作为预定优化装置；
根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据对所述预定优化装置进行损失因子分析，获取压力损失因子；
根据压力损失因子对所述预定优化装置进行设计优化，得到所述预定优化方案。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述以所述优化控制参数控制所述第一真空上料机进行物料输送之后，还包括：
在所述供料装置的进料口和所述分离集料装置的出料口进行压差检测，获得第一压差数据；
对比所述第一压差数据和所述第一目标压力损失数据，获得第一对比偏差；
判断所述第一对比偏差是否处于第一预定偏差阈值范围内，如果否，对输料管道内壁进行图像采集，获得管道内壁图像数据；
获取标准内壁图像数据；
对所述管道内壁图像数据和所述标准内壁图像数据分别进行灰度处理，并引入LBP算法进行LBP特征值的计算，得到标准LBP特征值和实时LBP特征值；
对比所述标准LBP特征值和所述实时LBP特征值获得第一对比数据，判断所述第一对比数据是否处于预定特征阈值范围内，如果否，生成第一提醒信息，用于提醒用户所述输料管道内壁存在异常。
8.用于真空上料机的物料输送优化系统，其特征在于，用于执行权利要求1至7所述的用于真空上料机的物料输送优化方法中任意一项方法的步骤，所述系统包括：
部件组成结构获取模块，所述部件组成结构获取模块用于获取第一真空上料机的部件组成结构，所述部件组成结构包括供料装置、输料管道、分离集料装置、抽气管道和真空产生装置；
输送信息获取模块，所述输送信息获取模块用于获取第一真空上料机的待输送物料类型信息、安全输送空气速度信息；
第一压力损失分析模块，所述第一压力损失分析模块用于获得第一压力损失数据，所述第一压力损失数据为根据所述部件组成结构和安全输送空气速度信息对所述输料管道进行气相运动压力损失分析获得的损失分析结果；
第二压力损失分析模块，所述第二压力损失分析模块用于获得第二压力损失数据，所述第二压力损失数据为通过对所述第一真空上料机的所述部件组成结构和所述待输送物料类型信息进行气固两相运动压力损失分析后获得的损失分析结果；
装置优化模块，所述装置优化模块用于根据所述第一压力损失数据和第二压力损失数据获取预定优化装置，并对所述预定优化装置进行设计优化，获得预定优化方案，以所述预定优化方案对所述预定优化装置进行优化，得到装置优化结果；
损失更新模块，所述损失更新模块用于以所述装置优化结果对所述第一压力损失数据和所述第二压力损失数据进行更新，得到第一目标压力损失数据；
输送优化模块，所述输送优化模块用于根据所述第一目标压力损失数据对所述真空产生装置进行真空控制参数优化，获得优化控制参数，以所述优化控制参数控制所述第一真空上料机进行物料输送。
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