CN113307052A - 一种颗粒物料仓储侧壁精准放料方法 - Google Patents

一种颗粒物料仓储侧壁精准放料方法 Download PDF

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Abstract

发明属于仓储技术领域，公开了一种颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，包括如下步骤：步骤1：空车过磅计重，得到空车重Wm1；步骤2：空车到达料仓位置，料仓侧壁具有侧壁放料单元，所述侧壁放料单元内设有放料体积计量模块；侧壁放料单元向空车的车斗内放料，得到放料体积Vm和理论放料重量Wm3、预测放料重量Wm4；步骤3：车辆过磅计重，得到满载重Wm2；步骤4：计算本次放料的补偿系数βm＝(Wm3‑Wm2+Wm1)/Wm3*100％；Wm3＝Vm*ρ；Wm4＝Wm3*(1+βm‑1)；ρ为物料密度；步骤5：下一车在进行装载时，采用补偿系数βm计算放料体积。该方法放料误差率可控制在10‰以内。

Description

一种颗粒物料仓储侧壁精准放料方法
技术领域
本发明属于仓储技术领域，具体涉及一种颗粒物料仓储侧壁精准放料方法。
背景技术
本申请人提出的专利ZL201920911576.1(D1)公开了一种颗粒料流量智能控制***，包括倾斜放置的缓存溜管，缓存溜管的上端安装有用于收集投放物料的漏斗，缓存溜管的下端安装有用于开闭缓存溜管的闸门机构，缓存溜管内至少设置有一个用于检测物料量的位置传感器，位置传感器与闸门连接。通过设置有缓存溜管，使物料进入提升机等下游运输设备之前先在缓存溜管内存料，消除物料冲击能量，减少扬尘，降低物料破碎率和避免提升机内受到冲击损坏，并且控制闸门机构的开门宽度，使出料均匀平稳，提高下游设备的安全性、稳定性和工作效率。
ZL201921414719.4(D2)公开了一种螺杆装载计量机构，包括计量装置，包括呈圆筒状的筒体，以及安装在筒体内的螺杆组件，螺杆组件包括沿筒体轴向方向贯穿的螺杆，以及沿螺杆的轴向旋绕在螺杆上的叶片，叶片的外缘与筒体的内壁密封配合；排出装置，包括上端通过料管与筒体的出料口连接的料斗，料斗的纵截面为上大下小的锥形，并且料斗的下端开设有排料口，料斗内安装有可升降的分料器，分料器通过滑杆组件安装在料斗上，分料器呈倒锥形，分料器下端面设置有用于增大分料器与侧壁之间距离的倒角。通过计量装置对粮食进行分隔计量，从而控制单位时间内的流量，实现粮食排放量的准确控制，并且结合排出装置排放粮食，减少粮食下落时扬尘的产生，避免环境污染。
CN201711057751.7(D3)公开了一种抑尘受料斗，包括上端敞口、下端设置有出料口的锥形的斗体，斗体包括内壁和外壁，内壁和外壁之间设置有气道，斗体上端敞口设置有与外壁连接的、向斗体内部延伸的挡尘板，挡尘板与内壁之间形成入气口，斗体内部设置有用于把散料导向内壁上的分料器。斗体内部与气道形成气压差，扬起的粉尘向外向上扩散，并在挡尘板的引导下进入气道，起到抑制斗体扬尘向外扩散的作用，保护了作业环境，避免危害人体健康。
D1通过分段放料来进行放料计量；D2通过调节滑杆的长度实现放料横截面积的调整，调整放料速度；D3是对D2的抑尘料斗的进一步优化。
在实测中，D2可以做到2％的误差率，我们希望能做到10‰以内甚至于8‰以内的误差率。这在实际应用中有着现实的意义，在实际应用中，卡车司机希望尽可能的装满，即使做到了2％的误差率，卡车司机也会要求重新补加物料直至达到他们想要的重量，所以卡车再次回场一次。回场一次相当于增加了一次完整的放料操作，致使全天候装载效率明显变低，并且场内车辆无法形成循环，对场内交通通畅也造成了明显的影响。
所以，本案首要解决的技术问题是：如何将装载误差率控制在10‰以内甚至于8‰以内。
发明内容
针对以上现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，该方法放料误差率可控制在10‰以内。
具体方案如下：
一种颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，包括如下步骤：
步骤1：空车过磅计重，得到空车重Wm1；
步骤2：空车到达料仓位置，料仓侧壁具有侧壁放料单元，所述侧壁放料单元内设有放料体积计量模块；侧壁放料单元向空车的车斗内放料，得到放料体积Vm和理论放料重量Wm3、预测放料重量Wm4；
步骤3：车辆过磅计重，得到满载重Wm2；
步骤4：计算本次放料的补偿系数βm＝(Wm3-Wm2+Wm1)*100％/Wm3；Wm3＝Vm*ρ；Wm4＝Wm3*(1-βm-1)；
步骤5：下一车在进行装载时，采用补偿系数βm计算放料体积。
在上述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法中，所述步骤4中，记录βm和此时料仓内物料的高度Hm，得到Hm和βm的对应关系；
当上一车在装载时的误差X超过预设值时，本仓物料的补偿系数βm参考上一仓物料的Hm和βm的对应关系；
所述误差X＝(Wm4-Wm2+Wm1)*100％/(Wm2-Wm1)；
所述预设值为8～10‰。
在上述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法中，所述侧壁放料单元包括连接在料仓的侧壁的下方的溜管、连接在溜管末端的料斗；所述料斗的下部为渐窄的开放部；
所述开放部内设有可升降的分料块；所述分料块可随物料的流动自转；
所述溜管内设有第一流量传感器。
在上述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法中，所述开放部为中空的上粗下细的圆台形；所述分料块为双圆台体；所述分料块的上部的圆台的表面设有由上而下延伸的螺旋状的凸条；所述分料块的下部的圆台与开放部形状匹配。
在上述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法中，所述开放部内设有第二流量传感器。
在上述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法中，所述料斗内设有提升杆，所述料斗外设有用于驱动提升杆升降的驱动模块，所述提升杆的末端通过轴承和分料块的上部的圆台连接。
在上述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法中，还包括变形管，所述溜管包括斜溜管和直溜管，所述变形管、斜溜管、直溜管、料斗依次连接；所述变形管连接料仓的一端为粗端，连接斜溜管的一端为细端。
在上述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法中，所述变形管和斜溜管之间具有气动闸门；
所述直溜管和料仓之间通过三角架固定连接。
在上述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法中，当放料体积为(V-y)m3之前，分料块与料斗围成的最小横截面积为开放部的开放侧的面积的0.4-0.7倍，所述第一流量传感器测得的数据为V1；
当放料体积达到(V-y)m3后，分料块与料斗围成的最小横截面积为分料块与开放部的开放侧的面积的0.1-0.4倍，所述第二流量传感器开始计数且测得的数据为V2；
V＝V1+V2；y＝0.1-2m3。
在上述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法中，所述空车在过磅前，发放一个FRID卡给空车，将FRID卡与该车车牌绑定；
所述FRID卡内记录有料仓仓位、货号、需要购买的货重、以及过磅时的重量。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的放料精度主要和两个因素相关：
第一、在相同的物料种类、近似的物料性质的情况下，仓内物料高度、溜管内的物料紧密性和放料计量误差密切相关；
第二、侧壁放料单元放料流程和结构的优化对放料精度密切相关。
所以，通过放料算法的改进，通过迭代算法，可将放料精度控制在10‰左右；进一步对溜管和料斗的结构改进，特别是根据下料进度不同调整分料块的位置、在流量偏小的情况下通过结构优化实现分料块的自转防止物料堵塞、形成空腔、提高第二流量传感器的计量精度，将放料精度控制在6‰以下。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的料斗的结构示意图；
图3是本发明的料斗的结构示意图；
图4是本发明的控制流程图；
图5是本发明的结构方框图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
参考图1-3，一种颗粒物料仓1储侧壁精准放料方法，包括如下步骤：
步骤1：空车过磅计重，得到空车重Wm1；
步骤2：空车到达料仓位置，料仓侧壁具有侧壁放料单元，所述侧壁放料单元内设有放料体积计量模块；侧壁放料单元向空车的车斗内放料，得到放料体积Vm和理论放料重量Wm3、预测放料重量Wm4；记录βm和此时料仓内物料的高度Hm，得到Hm和βm的对应关系；
步骤3：车辆过磅计重，得到满载重Wm2；
步骤4：计算本次放料的补偿系数βm＝(Wm3-Wm2+Wm1)/Wm3*100％；Wm3＝Vm*ρ；Wm4＝Wm3*(1-βm-1)；ρ为物料密度；
每次进行放料时，我们希望得到的重量即为理论放料重量Wm3；
步骤5：下一车在进行装载时，采用补偿系数βm计算放料体积。
需要说明的是：当上一车在装载时的误差X超过预设值时，补偿系数不再采用βm-1，本仓物料的补偿系数βm参考上一仓物料的Hm和βm的对应关系；需要说明的是，本处的“上一仓”我们要求上一仓的物料时同类、性质相似的产品；
所述误差X＝(Wm4-Wm2+Wm1)*100％/(Wm2-Wm1)；
所述预设值为8～10‰
高度段H越细分越好，比如以5cm作为一个高度段，以15米高的圆仓为例，其可分隔为200-300个高度段。
料仓1内粮食的高度可根据料仓1内的超声波传感器或其他高度计进行测量得到。
所以，本实施例的方案的实施是有前提的，第一：自始至终在同一套料仓1上进行该算法；第二：物料种类相同，物料性质相似，比如物料应该是品质大致相同的稻米；如果上一仓是玉米，下一仓是稻米，则应当归于不同的算法体系中。
在经过上述的优化设计后，在装载到第3-4仓粮食后，其放料误差率可达到1％以下。
为了进一步提高放料精度，所述侧壁放料单元包括连接在料仓1的侧壁的下方的溜管、连接在溜管末端的料斗2；所述料斗2的下部为渐窄的开放部23；
所述开放部23内设有可升降的分料块21；所述分料块21可随物料的流动自转；
所述溜管内设有第一流量传感器8，所述开放部23内设有第二流量传感器9；第一流量传感器8、第二流量传感器9在实际应用中为流速检测探头。
当放料体积为(V-y)m3之前，分料块21与料斗2围成的最小横截面积为开放部23的开放侧的面积的0.4-0.7倍，所述第一流量传感器8测得的数据为V1；
当放料体积达到(V-y)m3后，分料块21与料斗2围成的最小横截面积为开放部23的开放侧的面积的0.1-0.4倍，所述第二流量传感器开始计数且测得的数据为V2；
V＝V1+V2；y＝0.1-2m3。
在实际应用中，当放料体积达到(V-1)m3,前，分料块21提升到设定的高度，分料块21与料斗2围成的最小横截面积为开放部23的开放侧的面积的0.5倍，并保持该高度不变；
当放料体积达到(V-1)m3,时，分料块21逐步下降，先下降到开放部23的开放侧的面积的0.3倍，当剩余体积为0.6m3,分料块21再次下降到开放部23的开放侧的面积的0.2倍，当剩余体积为0.3m3,分料块21再次下降到开放部23的开放侧的面积的0.1倍。
放料体积达到(V-1)m3,时，分料块21要能自转，在其他时刻，分料块21可以通过气动销子锁紧。
分料块21的自转起着两个作用：1、提高物料进入到分料块21和开放部23的间隙中的流畅程度，避免局部堵塞导致的空腔；2、提高第二流量传感器的检测灵敏性，可保证物料在贴合开放部23的位置能够均匀、匀速的流动，避免局部流速的快速变化。
分料块21可采用多种方式实现流畅的自转，在本实施例中，通过将分料块21设置在双圆台体并附加凸条22可实现该目的，具体来说，所述开放部23为中空的上粗下细的圆台形；所述分料块21为双圆台体；所述分料块21的上部的圆台的表面设有由上而下延伸的螺旋状的凸条22；凸条22优选为2条或3条；所述分料块21的下部的圆台与开放部23形状匹配，所述料斗2内设有提升杆24，所述料斗2外设有用于驱动提升杆24升降的驱动模块25，所述提升杆24的末端通过轴承和分料块21的上部的圆台连接。
驱动模块25可以为伺服电机，提升杆24通过螺杆与伺服电机配合，实现升降。驱动机构也可以为气缸驱动。
凸条22不宜延伸到分料块21的下部的圆台，因为分料块21和料斗2的间隙中的物料的流速非常快，凸条22如果设置在分料块21的下部的圆台，其间隙中的物料流动会发生偏移，比如形成螺旋形下料，对第二流量传感器的计量精准性造成影响。
凸条22设置在分料块21的上部的圆台，其可带动分料块21转动，又不会使分料块21过快的转动，物料在分料块21和料斗2中基本会保持笔直向下流动的趋势，第二流量传感器的计量精准性可以保证。
通过分料块21的升降，可保证物料在间隙中具有一定的流速，通过分料块21的自转，可保证在低流量的情况下物料不会堵塞，物料流动均匀、快速，第二流量传感器的计量精确性会比较高。
综合在分料块21的两项改进，可显著提高计量精度。
结合算法的优化，可将计量误差降低到6‰以内。
在本实施例中，还包括变形管5，所述溜管包括斜溜管3和直溜管4，所述变形管5、斜溜管3、直溜管4、料斗2依次连接；所述变形管5连接料仓1的一端为粗端，连接斜溜管3的一端为细端，所述变形管5和斜溜管3之间具有气动闸门7；
所述直溜管4和料仓1之间通过三角架6固定连接；
所述空车在过磅前，发放一个FRID卡给空车，将FRID卡与该车车牌绑定；
所述FRID卡内记录有料仓仓位、货号、需要购买的货重、以及过磅时的重量。
参考图4，其具体的控制过程如下：
1、侧壁发放标准业务流程为：
外来车提货
司机微信预约，预约信息上传至《生产业务***》；
司机到业务大厅，将【车牌号】与【FRID卡】进行绑定操作，《生产业务***》内将【车牌号】与【FRID卡】关联；
车辆进港，空车过磅，得到【空车重量】，同时在***内的车辆状态显示【已过空磅】；
车辆到仓库报到，仓库员利用FRID卡专用设备读取信息，并手动录入【筒位】、【货类】信息，相当于在《生产业务***》内将【筒位】、【货类】、【车牌号】、【空车重量】关联。
仓库员引导车辆移到相应筒位装车，装车完毕过重磅，得到【重车重量】，同时在***内的车辆状态更改为【已过重磅】，【重车重量】减去【空车重量】得到毛重，车辆离港。
2、自卸车侧壁发放作业
仓库员在《生产业务***》录入指令，将【车牌号】(此处【车牌号】为内部车牌号)与【筒位】、【货类】等信息绑定；
车辆过空磅，得到【空车重量】，同时在***内的车辆状态显示【已过空磅】；
侧壁装车完毕过重磅，得到【重车重量】，【重车重量】减去【空车重量】得到毛重。同时车辆状态保持【已过空磅】不变，原因是为了一个班次同一辆车可以进行多次侧壁装车作业。每台自卸车每班次只过一次空磅即可。
侧壁发放的作业类型主要有：①侧壁发放装外来车；②侧壁发放转堆(自卸车)；③侧壁发放装驳(自卸车)。
“外来车提货”流程进行到第(4)步时，要求向司机推送目标筒位信息，以及筒位分布图，方便司机自行移车至目标筒位。
安装在现场的电气设备均要求具有粉尘防爆认证资质，非粉尘防爆设备一律要求安装在防爆箱内，不得直接暴露在空气中。
要求《***》能智能判断车辆与筒位的对应关系，当车辆与筒位的对应关系无误时，方可进行放料作业。
要求《***》能利用《生产业务***》的过磅数据进行内部算法修正，做到：随着作业记录的累积增加，《***》计量精度越高，争取达到最理想的计量精度6‰。
要求《***》能智能的针对产地、货类、筒位等特定标签进行有针对性的演算，修正各个不同标签的特有的计量算法公式。预期达到效果举例：巴西、大豆、QC403，《***》即可通过以上三个信息整合出最佳算法公式。
要求《***》能实时获取《生产业务***》的实时过磅数据。应充分考虑因偶发事件导致网络中断造成数据丢失的情况，例如：每日定时校对数据，对传输失败的数据进行补充。
为了避免车辆超重。要求《***》能根据《生产业务***》的限重要求，自动计算计量总量，当计量量达到该数值时自动停料。
现场除车牌识别装置所配备的摄像头外，应另外设置一个摄像头用于中控远程对车厢内物料分布进行监控。
现场应设置指引指示灯，用于提示司机进行移车操作，同时应配置语音提示功能，该指示灯与语音装置可受现场控制箱或中控控制。
要求《***》的中控上位操作界面上，可以集视频监控、操作、信号显示等满足中控远程监控、操作所需的所有必要功能于一个画面。视频流数据可从中控原有视频监控服务器上获取。
要求《***》的中控上位操作界面能显示车辆的实时状态，如：已过空磅、正在装车、装车完毕、已过重磅等。
服务器要求能存储3年作业数据，满足回溯查询、报表打印等功能。
整个***应该包括至少如下装置：
参考图5，服务器10，服务器10和地磅11、侧壁放料单元通信连接，此外服务器10还和射频接收模块12、各摄像头13通信连接，射频接收模块12和FRID卡14通信连接；更为具体来说，第一流量传感器8、第二流量传感器9、料斗附近的摄像头13通过一具有计算功能的工业路由器15和服务器10通信；
摄像头13安装在地磅11附近用于识别车牌和对侧壁放料单元下方的卡车的车斗内的物料的均匀性予以检测。地磅11和安装在地磅11附近的摄像头13通过工业路由器15和服务器10通信。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其它的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：空车过磅计重，得到空车重Wm1；
步骤2：空车到达料仓位置，料仓侧壁具有侧壁放料单元，所述侧壁放料单元内设有放料体积计量模块；侧壁放料单元向空车的车斗内放料，得到放料体积Vm和理论放料重量Wm3、预测放料重量Wm4；
步骤3：车辆过磅计重，得到满载重Wm2；
步骤4：计算本次放料的补偿系数βm＝(Wm3-Wm2+Wm1)*100％/Wm3；Wm3＝Vm*ρ；Wm4＝Wm3*(1-βm-1)；ρ为物料密度；
步骤5：下一车在进行装载时，采用补偿系数βm计算放料体积。
2.根据权利要求1所述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，其特征在于，所述步骤4中，记录βm和此时料仓内物料的高度Hm，得到Hm和βm的对应关系；
当上一车在装载时的误差X超过预设值时，本仓物料的补偿系数βm参考上一仓物料的Hm和βm的对应关系；
所述误差X＝(Wm4-Wm2+Wm1)*100％/(Wm2-Wm1)；
所述预设值为8～10‰。
3.根据权利要求1所述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，其特征在于，所述侧壁放料单元包括连接在料仓的侧壁的下方的溜管、连接在溜管末端的料斗；所述料斗的下部为渐窄的开放部；
所述开放部内设有可升降的分料块；所述分料块可随物料的流动自转；
所述溜管内设有第一流量传感器。
4.根据权利要求3所述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，其特征在于，所述开放部为中空的上粗下细的圆台形；所述分料块为双圆台体；所述分料块的上部的圆台的表面设有由上而下延伸的螺旋状的凸条；所述分料块的下部的圆台与开放部形状匹配。
5.根据权利要求4所述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，其特征在于，所述开放部内设有第二流量传感器。
6.根据权利要求4所述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，其特征在于，所述料斗内设有提升杆，所述料斗外设有用于驱动提升杆升降的驱动模块，所述提升杆的末端通过轴承和分料块的上部的圆台连接。
7.根据权利要求3所述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，其特征在于，还包括变形管，所述溜管包括斜溜管和直溜管，所述变形管、斜溜管、直溜管、料斗依次连接；所述变形管连接料仓的一端为粗端，连接斜溜管的一端为细端。
8.根据权利要求7所述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，其特征在于，所述变形管和斜溜管之间具有气动闸门；
所述直溜管和料仓之间通过三角架固定连接。
9.根据权利要求5所述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，其特征在于，当放料体积为(V-y)m3之前，分料块与料斗围成的最小横截面积为开放部的开放侧的面积的0.4-0.7倍，所述第一流量传感器测得的数据为V1；
当放料体积达到(V-y)m3后，分料块与料斗围成的最小横截面积为分料块与料斗围成的最小横截面积的0.1-0.4倍，所述第二流量传感器开始计数且测得的数据为V2；
V＝V1+V2；y＝0.1-2m3。
10.根据权利要求1-9任一所述的颗粒物料仓储侧壁精准放料方法，其特征在于，所述空车在过磅前，发放一个FRID卡给空车，将FRID卡与该车车牌绑定；
所述FRID卡内记录有料仓仓位、货号、需要购买的货重、以及过磅时的重量。
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