多取料机配比作业系统的作业质量保障及作业质量检测方法

技术领域

本发明涉及多取料机配比混匀作业系统，具体是一种多取料机配比作业系统的作业质量保障及作业质量检测方法。

背景技术

在制造、运输、冶金等行业均会使用取料机对原料进行混合配比作业：把不同的物料，通过2台以上取料机和附属皮带机，从不同的区域输送到同一存放位置，然后再进行混匀处理。配比混匀作业时，通过前期对每种原料的称量，来实现控制原料的配比；以及后期对混匀物料的采样分析，来实现对混匀质量的监督。

然而，对大批量物料进行连续配比混匀时，若仍使用上述质量保障和监督方法，则需要把物料分批称量和逐一配比，这无疑会增加物料存放场地空间的压力，并消耗大量的时间和人力物力资源，既提高了配比混匀作业的成本，又导致无法连续配比作业。随着取料机皮带秤精度的提高，前期的称量过程得以简化，但是取料机作业的动态配比过程中，物料的占比情况将直接影响后期混匀效果。目前，一是对配比物料的动态占比控制和保障系统尚不完善，导致配比物料并不能实时保持要求比例；二是对动态配比的作业效果监测，仍依赖于后期采样分析，无法确定是配比还是混匀过程导致的结果不理想；三是无法具体确定配比后，每次对多少物料混匀才最合理，比如物料混匀搅拌机的容量应为多少等。上述三项内容将导致后期混匀成本提高，甚至需要再次消耗大量资源，对配比后的物料重新进行整体混匀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种多取料机配比作业系统的作业质量保障及作业质量检测方法，实现取料、称重、配比、混匀一体化的多取料机配比混匀作业。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

一种多取料机配比作业系统的作业质量保障及作业质量检测方法，包括：

(1)设有基于可编程控制器的皮带秤自动校零系统：每次流程启动前，可编程控制器对流程启动过程中反馈的信息进行判定，在满足皮带秤自动校零条件时，以通讯方式向皮带秤发出自动校零信号，并根据皮带秤反馈信号锁定校零状态，屏蔽悬臂俯仰和回转机构的动作信号，直至皮带秤反馈校零结束的信号；

(2)定义一个比例差值量，在动态配比作业模式下，通过对该比例差值量进行处理，为配比质量提供直观控制依据和实时监测；

该比例差值量按如下方式获取：

两种物料A和B混合在一起，按照重量配比，A:B＝K，A的实际重量为Ma，B的实际重量为Mb，B的重量比实际应配比量少的值为M，则M就是比例差值量，其中

应用到多台取料机配比作业时，比例差值Mz的获取方法如下：

任意时刻下，比对多台配比作业取料机的任意两台设定为取料机A和取料机B，沿物料输送轨迹，取料机A的悬臂皮带秤，距离物料合流点的皮带机架长度，比B的多出L段；在任意时刻，A的总取料量减去当前在L段的物料量后为Ma，B的总取料量为Mb，计算B和A的比例差值Mz，则

获取阶段性比例差值的方法如下：

跟踪上述配比作业中的Ma和Mb，任意时刻下，Ma和Mb的和值增长数值T，则标记为开始，并记录Ma当前的值为Ma1，记录Mb当前的值为Mb1；当Ma与Mb的和值再次达到T时，标记为结束，并记录Ma和Mb的新值为Ma2和Mb2，则在本次开始到结束的阶段性配比过程中，B和A的比例差值为Mt；

(3)可视化和便操作性处理及控制和监控配比质量：

①对皮带秤自动校零过程可视化处理；

②把Mz的值转换为可视化模块，表现形式为数字显示、液位图、曲线图和迈速表四种；

③便操作性体现在音频报警上，通过高辨识度的音频对相关人员进行及时提醒，方法为：把Mz设定几个阀值，分别对应几种区分度高的报警音频；

④把Mz进行统计分类转换，形成动态频次直方图和曲线图的显示模块，作为作业质量监控；转换方法是：在获取Mt的阶段中，每计算一个Mt值，同时记录当前时刻下的Mz值；把Mz的预期值根据从小到大排列，Mz值每增加一定量则划分一个段，配比作业时动态统计该段内Mz个数，就是该Mz值在上述段的频次分布值；

把T值下Mt的值作为坐标轴Y值，把Ma和Mb的和值或者作业时间作为坐标轴X值，做动态曲线图，即可直观体现当前配比作业质量；

(4)通过对数据分析处理，计算当前配比流程中，每个时刻下，需要对多少物料动态混匀才能满足后期混匀要求，方法是：计算Mt的值时，同时计算当前阶段内取料机A作业量Ma2-Ma1和取料机B作业量Mb2-Mb1的比值Kt；把当前阶段扩大到n倍的T，则扩大后阶段内，Kt的平均值Kt/n就是这个阶段内A和B的占比；若n是满足所有Kt/n<K的最小值，则nT的值就是最小混匀物料量；

(5)在配比作业流程末端架设容量为nT以上的混匀设备，配合上述配比作业流程，实现直接对配比物料进行动态混匀。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，有益效果是：

通过监管多取料机配比作业中各机作业量指标，把数据进行可视化和便操性处理，以保障动态配比作业质量，并且以最小混匀物料量数据分析作为基础，在配比流程的末尾直接架设混匀装置。本发明为多取料机配比作业提供了保障，为在配比流程架设混匀装置提供了依据，实现了取料、称重、配比、混匀一体化的多取料机配比混匀作业的工艺。

进一步的，本发明优选方案是：

所述的皮带秤自动校零条件是：

(1)取料机悬臂皮带机当前运行时间，该时间大于皮带机启动后趋于稳定的缓冲时长；

(2)取料机悬臂俯仰角度，该角度符合皮带秤校准要求；

(3)满足斗轮取料机未开始作业的条件，该条件设定为取料机构的运行状态；

(4)皮带秤校零状态，该条件用以避免重复启动自动校零流程。

所述的皮带秤自动校零系统，还包括一个报警信号，若在预定时间内未曾对皮带秤进行过零点校准，则输出报警信号。

附图说明

图1是本发明实施例的一种简单应用环境示意图；

图2是皮带秤自动校零过程可视化处理模块示意图；

图3是Mz值转换为可视化模块的曲线图表现形式示意图；

图4是Mz值转换为可视化模块的数字显示模块、频次直方图模块、液位图模块、迈速表模块表现形式示意图；

图5是最小混匀量的数据采集流程图；

图中：A和B为配比作业取料机，L为取料机A物料输送距离比取料机B多出的皮带机架；1为数字显示模块，2为频次直方图模块，3为液位图模块，4为迈速表模块。

具体实施方式

以下结合附图及实施例详述本发明。

参见图1至图5，一种多取料机配比作业系统的作业质量保障及作业质量检测方法，按下述方法进行：

(1)设置皮带秤自动校零系统：每次流程启动前，首先对取料机皮带秤进行自动校准，以此来提高皮带秤数据的可靠性。皮带秤自动校准的实施，源自可编程控制器(以下简称PLC)对流程启动过程中反馈信息的判定。

判定流程及自动校零条件为：①取料机悬臂皮带机当前运行时间，该时间应大于皮带机启动后趋于稳定的缓冲时长；②取料机悬臂俯仰角度，该角度应符合皮带秤校准要求；③满足斗轮取料机未开始作业的条件，该条件可设定为取料机构的运行状态；④皮带秤校零状态，该条件用以避免重复启动自动校零流程；⑤上述条件满足限定条件，则由PLC以通讯的方式，向皮带秤发出自动校零信号，并根据皮带秤反馈信号锁定校零状态，屏蔽悬臂俯仰和回转等相关机构的动作信号，直至皮带秤反馈校零结束的信号；⑥皮带秤自动校零系统，还包括一个报警信号，若在预定时间内未曾对皮带秤进行过零点校准，则输出报警信号。

(2)定义一个核心指标——比例差值量：该指标具有直观的、便于监控、可操作性强的特点。在动态配比作业模式下，对该指标进行一系列处理后，可以为配比质量提供直观控制依据和实时监测。

该指标的提取过程简化如下：

两种物料A和B混合在一起，要求按照重量配比，且A:B＝K，A的实际重量为Ma，B的实际重量为Mb，B的重量比实际应配比量少的值为M，则M就是比例差值量，其中

应用到多台取料机配比作业时，比例差值M的获取方法如下：

任意时刻下，比对多台配比作业取料机的任意两台设定为取料机A和取料机B。沿物料输送轨迹，取料机A的悬臂皮带秤，距离物料合流点的皮带机架长度，比B的多出L段。在任意时刻，A的总取料量减去当前在L段的物料量后为Ma，B的总取料量为Mb，计算B和A的比例差值Mz，则

获取阶段性比例差值的方法如下：

跟踪上述配比作业中的Ma和Mb，任意时刻下，Ma和Mb的和值增长数值T，则标记为开始，并记录Ma当前的值为Ma1，记录Mb当前的值为Mb1；当Ma与Mb的和值再次达到T时，标记为结束，并记录Ma和Mb的新值为Ma2和Mb2，则在本次开始到结束的阶段性配比过程中，B和A的比例差值为Mt。

(3)对上述数据进行可视化和便操作性处理的方法，以及控制和监控配比质量的系统：

①对皮带秤自动校零过程可视化处理后，样式参考图2；

②把上述Mz的值转换为可视化模块，表现形式为数字显示、液位图、曲线图和迈速表四种，并以类似汽车仪表盘的迈速表为其主要特点，样式参考图3和图4；

③便操作性主要体现在音频报警上，通过高辨识度的音频对相关人员进行及时提醒。方法为：把上述Mz设定几个阀值，分别对应几种区分度高的报警音频，如蜂鸣器一声长响为阀值1，一声长响加一声短响为阀值2；

④把上述Mz进行统计分类转换，形成动态频次直方图和曲线图的显示模块，作为作业质量监控，尤其以频次直方图为其主要特点；上述转换方法是：在上述获取Mt的阶段中，每计算一个Mt值，同时记录当前时刻下的Mz值；把Mz的预期值根据从小到大排列，Mz值每增加一定量则划分一个段，配比作业时动态统计该段内Mz个数，就是该Mz值在上述段的频次分布值，样式参考图4；

把上述T值下Mt的值作为坐标轴Y值，把Ma和Mb的和值或者作业时间作为坐标轴X值，做动态曲线图，可以直观体现当前配比作业质量；当曲线图中曲线稳定在y＝0附近时，作业质量最佳，样式参考图4。

(4)通过对上述数据分析处理，计算当前配比流程中，每个时刻下，需要对多少物料动态混匀才能满足后期混匀要求。方法是：计算上述Mt的值时，同时计算当前阶段内取料机A作业量(Ma2-Ma1)和取料机B作业量(Mb2-Mb1)的比值Kt。把当前阶段扩大到n倍的T，则扩大后阶段内，Kt的平均值(Kt/n)就是这个阶段内A和B的占比。若n是满足所有(Kt/n)<K的最小值，则nT的值就是最小混匀物料量。

由此，可以在配比作业流程末端架设容量为nT以上的混匀设备，配合上述配比作业流程，实现直接对配比物料进行动态混匀。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变化，均包含于本发明的权利范围之内。