CN117870833A - 一种沥青站骨料称量装置及称量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种沥青站骨料称量装置及称量方法，称量装置包括：安装架，具有上层部和下层部；热骨料仓，固定于上层部上；料位计，固定于设置于热骨料仓内；骨料仓门，固定于热骨料仓底部；骨料称，固定于下层部上，且顶部承接至骨料仓门底部；称量方法包括：获取骨料的需求重量，并根据需求重量确定精称重量；控制骨料仓门至预设的第一开度，热骨料仓开始粗称出料；获取粗称出料过程中骨料称的称重值和料位计的料位值，并结合需求重量计算粗称剩余需求量；响应于粗称剩余需求量小于等于精称重量，控制骨料仓门闭合；待称重值稳定后，根据稳定后的称重值对骨料仓门进行脉冲控制，直至骨料称量完成；本发明能够实现高精度的骨料称取。

Description

一种沥青站骨料称量装置及称量方法

技术领域

本发明涉及沥青生产技术领域，尤其涉及一种沥青站骨料称量装置及称量方法。

背景技术

沥青混合料的级配直接关系到成品料的质量，因此在沥青拌和站的施工过程中，各级配料的计量***是非常关键的部分，计量精度的高低将会关系到最终成品料的质量。基于沥青拌和站的机械结构，目前在沥青搅拌站行业，针对热骨料的计量多一般有两种形式，即通过大小门控制或采用多级气缸，实现粗称、精称，其称量结果难以保证生产需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种沥青站骨料称量装置及称量方法，解决现有热骨称量结果难以保证，导致沥青混合料的最终成品料质量不理想的技术问题。

为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种沥青站骨料称量装置，包括：

安装架，具有上层部和下层部；

热骨料仓，固定于所述上层部上；

料位计，固定于所述设置于所述热骨料仓内，用于检测所述热骨料仓的料位；

骨料仓门，固定于所述热骨料仓底部，用于控制所述热骨料仓的出料；

骨料称，固定于所述下层部上，且顶部承接至所述骨料仓门底部，用于接收所述热骨料仓的出料；

骨料称门，固定于所述骨料称底部，用于控制所述骨料称的出料。

可选的，所述上层部包括上层板和固定于所述上层板底部四角的上支腿；所述下层部包括下层板和固定于所述下层板底部四角的下支腿；所述上层板位于所述下层板上方。

可选的，所述骨料仓门包括门框和多个子门；所述门框固定于所述热骨料仓出口处，多个所述子门并列设置于所述门框内；每个所述子门均包括门板、转轴、连杆以及气缸；所述门板设置于所述门框内，所述转轴贯穿设置于所述门板中心处，且两端固定于所述门框上；所述转轴一端贯穿所述门框至所述门框外侧与所述连杆一端连接，所述连杆另一端与所述气缸活塞端转动连接，所述气缸缸体端转动设置于所述门框外壁或所述热骨料仓外壁上。

可选的，所述骨料称包括称体，所述称体外壁设置有至少三个支座，且通过所述支座固定于所述下层部上；每个所述支座与所述下层部之间设置有称重传感器。

可选的，所述骨料称量装置还包括控制器，所述控制器分别与所述料位计、所述骨料仓门、所述骨料称以及所述骨料称门电性连接。

第二方面，本发明提供了一种沥青站骨料称量方法，采用如上述的沥青站骨料称量装置，所述骨料称量方法包括：

获取骨料的需求重量，并根据所述需求重量确定精称重量；

控制骨料仓门至预设的第一开度，热骨料仓开始粗称出料；

获取粗称出料过程中骨料称的称重值和料位计的料位值，并结合所述需求重量计算粗称剩余需求量；

响应于粗称剩余需求量小于等于所述精称重量，控制骨料仓门闭合；

待所述称重值稳定后，根据稳定后的称重值对骨料仓门进行脉冲控制，直至骨料称量完成。

可选的，所述精称重量M^′＝k·M，其中，k为预设的精称比例，M为需求重量。

可选的，所述粗称剩余需求量m_i为：

m_i＝M_i-M₀+F_i

式中，m_i、M_i、F_i为粗称出料过程中第i时刻的粗称剩余需求量、称重值、悬浮量；M₀为粗称出料过程的初始时刻的称重值；

所述悬浮量F_i的获取过程包括：

确定热骨料仓处于满仓状态时的料位，记为L；

将0至L划分为多个料位段，并为每个所述料位段标定一个悬浮量；

根据粗称出料过程中第i时刻的料位值匹配相应的料位段，从而获取相应的悬浮量F_i。

可选的，所述根据稳定后的称重值对骨料仓门进行脉冲控制包括：

S1、根据稳定后的称重值计算当前剩余需求量m^′＝M-(M^*-M₀)，其中，M为需求重量，M^*为稳定后的称重值，M₀为粗称出料过程的初始时刻的称重值；

S2、根据所述当前剩余需求量计算当前精称持续时间T＝K·m^′，其中，K为预设的脉冲系数；

S3、控制骨料仓门至预设的第二开度，热骨料仓开始精称出料，其中，所述第二开度小于所述第一开度；

S4、获取精称出料过程中骨料称的称重值和料位计的料位值，并结合所述需求重量计算精称剩余需求量；

S5、响应于到达当前精称持续时间T时，精称剩余需求量大于零，则控制骨料仓门闭合；待所述称重值稳定后，返回步骤S1；

响应于当前精称持续时间T中任一时刻，精称剩余需求量等于零，则控制骨料仓门闭合，骨料称量完成。

可选的，所述精称剩余需求量为：

式中，为第n次精称出料过程中第j时刻的精称剩余需求量、称重值；Fⁿ为第n次精称出料过程中的悬浮量，Fⁿ＝Fⁿ+k₁·m^′+k₂·Fⁿ+k₃·F^n-1，k₁、k₂、k₃分别为预设的修正系数。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

本发明提供的一种沥青站骨料称量装置及称量方法，通过粗称和精称兼顾称重的效率和精度；同时，在精称过程中，通过实时改变料门开启的持续时间以及间隔时间，实现脉冲式称重，进而进一步提高计量精度；为后续沥青混合料的最终成品料质量提供保证。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的沥青站骨料称量装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的骨料仓门的结构示意图；

图3是本发明实施例一提供的沥青站骨料称量装置的电路示意图；

图4是本发明实施例二提供的沥青站骨料称量方法的流程示意图；

图5是本发明实施例二提供的对骨料仓门进行脉冲控制的流程示意图；

图中标记为：

1-安装架；11-上层部；111-上层板；112-上支腿；12-下层部；121-下层板；122-下支腿；2-热骨料仓；3-料位计；4-骨料仓门；41-门框；42-子门；421-门板；422-转轴；423-连杆；424-气缸；5-骨料称；51-称体；52-支座；53-称重传感器；6-骨料称门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一：

如图1所示，本发明实施例提供了一种沥青站骨料称量装置，包括安装架1、热骨料仓2、料位计3、骨料仓门4、骨料称5以及骨料称门6；安装架1具有上层部11和下层部12；热骨料仓2固定于上层部11上；料位计3固定于设置于热骨料仓2内，用于检测热骨料仓2的料位；骨料仓门4固定于热骨料仓2底部，用于控制热骨料仓2的出料；骨料称5固定于下层部12上，且顶部承接至骨料仓门4底部，用于接收热骨料仓2的出料；骨料称门6固定于骨料称5底部，用于控制骨料称5的出料。

具体在本实施方式中，上层部11包括上层板111和固定于上层板11底部四角的上支腿112；下层部12包括下层板121和固定于下层板121底部四角的下支腿122；上层板111位于下层板121上方。为了保证结构的整体性，可以将上支腿112设置于下层板121上表面，且与下支腿122的位置一一对应；在其他可选的实施方式中，上层部11和下层部12可以设置为其他形式，其目的主要是为了将热骨料仓2固定于骨料称5上方。

如图1和2所示，具体在本实施方式中，骨料仓门4包括门框41和多个子门42；门框41固定于热骨料仓2出口处，多个子门42并列设置于门框41内；每个子门42均包括门板421、转轴422、连杆423以及气缸424；门板421设置于门框41内，转轴422贯穿设置于门板421中心处，且两端固定于门框41上；转轴422一端贯穿门框41至门框41外侧与连杆423一端连接，连杆423另一端与气缸424活塞端转动连接，气缸424缸体端转动设置于门框41外壁或热骨料仓2外壁上。多个子门42均可以单独打开或闭合，从而通过控制子门42的开启数量调节骨料仓门2的整体开度；每个子门42通过气缸424驱动连杆423动作，连杆423带动转轴422旋转，转轴422带动门板421旋转，从而进行开闭。

具体在本实施方式中，骨料称5包括称体51，称体51外壁设置有至少三个支座52，且通过支座52固定于下层部12上；每个支座52与下层部12之间设置有称重传感器53；为了保证称体51的平稳，支座52通常沿圆周均匀设置在称体51一圈，且各支座52均位于同一水平面，同时各称重传感器53也均位于同一水平面。

具体在本实施方式中，骨料称门6与骨料仓门4的结构相似，其具体结构不再赘述。

如图3所示，具体在本实施方式中，骨料称量装置还包括控制器，控制器分别与料位计3、骨料仓门4、骨料称5以及骨料称门6电性连接；控制器通常选用工业上常用的PLC控制器，其一端可连接至上位机进行操控，如PC；料位计3和称重传感器53均需要通过AD转换模块，将转换后的数字信号传输至PLC控制器；骨料仓门4和骨料称门6上的气缸424的控制端连接至PCL控制器，实现气缸动作的控制。

实施例二：

如图4所示，本发明提供了一种沥青站骨料称量方法，采用如实施例一中提出的沥青站骨料称量装置，骨料称量方法包括：

步骤1、获取骨料的需求重量，并根据需求重量确定精称重量；

为了兼顾称重效率和称重精度，称重一般分为两个阶段，第一阶段为粗称，效率高；第二阶段为精称，精度高；在第一阶段和第二阶段之间需要设置一个分界点，即精称重量M^′＝k·M，其中，k为预设的精称比例，M为需求重量。

步骤2、控制骨料仓门至预设的第一开度，热骨料仓开始粗称出料。

步骤3、获取粗称出料过程中骨料称的称重值和料位计的料位值，并结合需求重量计算粗称剩余需求量；

粗称剩余需求量m_i为：

m_i＝M_i-M₀+F_i

式中，m_i、M_i、F_i为粗称出料过程中第i时刻的粗称剩余需求量、称重值、悬浮量；M₀为粗称出料过程的初始时刻的称重值；

悬浮量F_i的获取过程包括：

确定热骨料仓处于满仓状态时的料位，记为L；

将0至L划分为多个料位段，并为每个料位段标定一个悬浮量；

根据粗称出料过程中第i时刻的料位值匹配相应的料位段，从而获取相应的悬浮量F_i。

步骤4、响应于粗称剩余需求量小于等于精称重量，控制骨料仓门闭合；此时第一阶段结束、后续进入第二阶段。

步骤5、待称重值稳定后，根据稳定后的称重值对骨料仓门进行脉冲控制，直至骨料称量完成；

如图5所示，根据稳定后的称重值对骨料仓门进行脉冲控制包括：

S1、根据稳定后的称重值计算当前剩余需求量m^′＝M-(M^*-M₀)，其中，M为需求重量，M^*为稳定后的称重值，M₀为粗称出料过程的初始时刻的称重值；

S2、根据当前剩余需求量计算当前精称持续时间T＝K·m^′，其中，K为预设的脉冲系数；

S3、控制骨料仓门至预设的第二开度，热骨料仓开始精称出料，其中，第二开度小于第一开度；第二开度调小，有助于精度的控制；

S4、获取精称出料过程中骨料称的称重值和料位计的料位值，并结合需求重量计算精称剩余需求量；

精称剩余需求量为：

式中，为第n次精称出料过程中第j时刻的精称剩余需求量、称重值；Fⁿ为第n次精称出料过程中的悬浮量，Fⁿ＝Fⁿ+k₁·m^′+k₂·Fⁿ+k₃·F^n-1，k₁、k₂、k₃分别为预设的修正系数。

S5、响应于到达当前精称持续时间T时，精称剩余需求量大于零，则控制骨料仓门闭合；待称重值稳定后，返回步骤S1；

响应于当前精称持续时间T中任一时刻，精称剩余需求量等于零，则控制骨料仓门闭合，骨料称量完成。

步骤S1-步骤S5完成一次脉冲称重的过程，通过多次脉冲称重实现称重的校准，从而实现高精度称重。在称重完成后，打开骨料称门即可获取需要的骨料。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种沥青站骨料称量装置，其特征在于，包括：

安装架，具有上层部和下层部；

热骨料仓，固定于所述上层部上；

料位计，固定于所述设置于所述热骨料仓内，用于检测所述热骨料仓的料位；

骨料仓门，固定于所述热骨料仓底部，用于控制所述热骨料仓的出料；

骨料称，固定于所述下层部上，且顶部承接至所述骨料仓门底部，用于接收所述热骨料仓的出料；

骨料称门，固定于所述骨料称底部，用于控制所述骨料称的出料。

2.根据权利要求1所述的沥青站骨料称量装置，其特征在于，所述上层部包括上层板和固定于所述上层板底部四角的上支腿；所述下层部包括下层板和固定于所述下层板底部四角的下支腿；所述上层板位于所述下层板上方。

3.根据权利要求1所述的沥青站骨料称量装置，其特征在于，所述骨料仓门包括门框和多个子门；所述门框固定于所述热骨料仓出口处，多个所述子门并列设置于所述门框内；每个所述子门均包括门板、转轴、连杆以及气缸；所述门板设置于所述门框内，所述转轴贯穿设置于所述门板中心处，且两端固定于所述门框上；所述转轴一端贯穿所述门框至所述门框外侧与所述连杆一端连接，所述连杆另一端与所述气缸活塞端转动连接，所述气缸缸体端转动设置于所述门框外壁或所述热骨料仓外壁上。

4.根据权利要求1所述的沥青站骨料称量装置，其特征在于，所述骨料称包括称体，所述称体外壁设置有至少三个支座，且通过所述支座固定于所述下层部上；每个所述支座与所述下层部之间设置有称重传感器。

5.根据权利要求1所述的沥青站骨料称量装置，其特征在于，所述骨料称量装置还包括控制器，所述控制器分别与所述料位计、所述骨料仓门、所述骨料称以及所述骨料称门电性连接。

6.一种沥青站骨料称量方法，其特征在于，采用如权利要求1-5任一项所述的沥青站骨料称量装置，所述骨料称量方法包括：

获取骨料的需求重量，并根据所述需求重量确定精称重量；

控制骨料仓门至预设的第一开度，热骨料仓开始粗称出料；

获取粗称出料过程中骨料称的称重值和料位计的料位值，并结合所述需求重量计算粗称剩余需求量；

响应于粗称剩余需求量小于等于所述精称重量，控制骨料仓门闭合；

待所述称重值稳定后，根据稳定后的称重值对骨料仓门进行脉冲控制，直至骨料称量完成。

7.根据权利要求6所述的沥青站骨料称量方法，其特征在于，所述精称重量M′＝k·M，其中，k为预设的精称比例，M为需求重量。

8.根据权利要求6所述的沥青站骨料称量方法，其特征在于，所述粗称剩余需求量m_i为：

m_i＝M_i-M₀+F_i

式中，m_i、M_i、F_i为粗称出料过程中第i时刻的粗称剩余需求量、称重值、悬浮量；M₀为粗称出料过程的初始时刻的称重值；

所述悬浮量F_i的获取过程包括：

确定热骨料仓处于满仓状态时的料位，记为L；

将0至L划分为多个料位段，并为每个所述料位段标定一个悬浮量；

根据粗称出料过程中第i时刻的料位值匹配相应的料位段，从而获取相应的悬浮量F_i。

9.根据权利要求6所述的沥青站骨料称量方法，其特征在于，所述根据稳定后的称重值对骨料仓门进行脉冲控制包括：

S1、根据稳定后的称重值计算当前剩余需求量m′＝M-(M^*-M₀)，其中，M为需求重量，M^*为稳定后的称重值，M₀为粗称出料过程的初始时刻的称重值；

S2、根据所述当前剩余需求量计算当前精称持续时间T＝K·m′，其中，K为预设的脉冲系数；

S3、控制骨料仓门至预设的第二开度，热骨料仓开始精称出料，其中，所述第二开度小于所述第一开度；

S4、获取精称出料过程中骨料称的称重值和料位计的料位值，并结合所述需求重量计算精称剩余需求量；

S5、响应于到达当前精称持续时间T时，精称剩余需求量大于零，则控制骨料仓门闭合；待所述称重值稳定后，返回步骤S1；

响应于当前精称持续时间T中任一时刻，精称剩余需求量等于零，则控制骨料仓门闭合，骨料称量完成。

10.根据权利要求9所述的沥青站骨料称量方法，其特征在于，所述精称剩余需求量为：

式中，为第n次精称出料过程中第j时刻的精称剩余需求量、称重值；Fⁿ为第n次精称出料过程中的悬浮量，Fⁿ＝Fⁿ+k₁·m′+k₂·Fⁿ+k₃·F^n-1，k₁、k₂、k₃分别为预设的修正系数。