一种混凝土搅拌站料仓管理控制方法及系统与流程

本发明涉及混凝土生产技术领域，更具体地说，它涉及一种混凝土搅拌站料仓管理控制方法及系统。

背景技术：

在混凝土生产过程中，需要将不同的来料放置到不同的料仓中进行存储，以便于后期混凝土生产时及时获取到原料。理想状态下，来料从料仓顶部输入，从料仓底部输出，当各个料仓中的原料被用完时，此时正好有来料及时地输入到料仓中，进而保持原料的不间断供应。但是，在实际生产中，来料往往是分批次的且受到航运货运状况的影响。为了能够保证混凝土的正常生产，原料会分为多个料仓存储，由此便会出现下述情况：一个料仓中的原料还未用尽时，此时新的来料送到，新料会输入到仍然存有余料的料仓中，由此在料仓中形成以来料时间为划分界线的存料层次。

由于不同批次的来料在原料特性上都或多或少的存在差异，且原料本身在经过一段时间的存储后，其自身的特性也会发生变化，例如沙土含水量的变化，上述变化又进一步的影响沙土自身的结块率等特性参数，若后续的混凝土生产过程不考虑上述因素，对混凝土品质的估算必然会存在偏差。

技术实现要素：

实际运用中混凝土料仓中原料品质特性会因为来料批次的不同而不同，且各批次来料的品质特性会随时间的推移而发生变化，导致若按照传统管理方法管理料仓并估算后期混凝土成品品质将会出现误差。针对于上述情况，本发明目的一在于提出一种混凝土搅拌站料仓管理控制方法，其能够准确记录滚凝土料仓中各批次原料所处的位置以及使用时其对应的品质状态，因而更为合理的对料仓进行管理，实现料仓中混凝土生产原料的合理管控与精细化的利用。基于上述方法，本发明目的二在于提供一种混凝土搅拌站料仓管理控制系统，具体方案如下：

一种混凝土搅拌站料仓管理控制方法，包括：

检测来料初始品质数据并对应于来料批次、来料时间进行关联存储；

基于料仓中来料品质数据变化与存储时间之间的关系，根据各批次来料的初始品质数据及来料时间，计算输出各批次来料当前品质数据并存储；

基于料仓来料及出料总量，以及料仓规格参数和来料历史使用数据，计算料仓中各批次来料的高度及其当前在料仓中所处的位置；

根据混凝土生产时原料配比关系以及当前各料仓输出的来料当前品质数据，选通对应料仓出料端进行来料输出并持续设定时间。

通过上述技术方案，能够准确地估算出各批次来料在料仓中的位置以及实时的品质数据，在生产混凝土时会根据所需混凝土的特性参数自动的选通相关料仓，输出相关原料进行配比生产，由于计算到输出来料当前的品质数据，因此可以更为准确地生产出设定特性参数的混凝土，保证混凝土的品质。

进一步的，所述方法还包括：当所述料仓中的来料存量少于设定值时，输出补料报警信号。

通过上述技术方案，当料仓中的原料过少时可以输出报警，避免由于原料供应不足导致生产停滞。

进一步的，所述方法还包括：检测各料仓中各批次来料存储到料仓中所持续的时间，若其大于设定值，输出超时报警信号。

通过上述技术方案，可以避免某一原料在料仓中长时间存储而导致品质发生过大变化。

进一步的，所述方法还包括：

根据所需生产混凝土特性参数生成对应的原料配比表；

采集各料仓中当前可输出来料的品质数据以及可持续输出时间，生成原料供应表；

基于所述原料配比表以及原料供应表确定出料料仓以及各料仓出料端的导通时间以及持续时长，生成出料控制表；

基于上述出料控制表控制各料仓出料端的动作。

通过上述技术方案，可以根据需要快速的生成对应的控制方案控制各个料仓的开闭。

进一步的，所述基于所述原料配比表以及原料供应表确定出料料仓以及各料仓出料端的导通时间以及持续时长，生成出料控制表，包括：

基于上述原料供应表选定其中至少一种来料和/或设定其中至少一种来料的输出持续时间；

根据所述原料配比表及其至少一种选定的来料品质数据，调整其余来料的配比关系，生成新的原料配比表；

基于所述的原料配比表生成出料控制表。

通过上述技术方案，可以人为干预某项原料的用量，而后利用原料配比表中的数据对应关系得到其余来料的配比关系，由此可以在某一原料富余或不足时较为灵活的调整混凝土原料的配比关系。

进一步的，所述方法还包括：

计算料仓中各批次来料的高度及其当前在料仓中所处的位置，利用图形化界面展示各料仓中来料存量情况，当料仓中来料存量或存储时间超过设定值后，该批次来料对应显示为设定警示颜色。

通过上述技术方案，管理人员可以直观的看到不同料仓中各个批次原料所处的位置及其距离警戒值的状态，便于管理者对上述料仓进行管理。

一种混凝土搅拌站料仓管理控制系统，包括：

来料品质检测单元，用于检测并输出将要存储至料仓中的来料初始品质数据；

料仓监测单元，用于检测并输出各个料仓中来料的存量、各批次来料存储高度及所处位置、料仓出料端的来料输出量；

数据存储单元，配置为用于存储各批次来料初始品质数据、来料在料仓中的存储高度及所处位置、料仓中来料品质数据变化与存储时间之间的品质变化数据表、混凝土特性参数与原料配比关系表、来料在料仓中的存储高度及所处位置与出料端来料输出量之间的来料高度变化关系表；

数据运算单元，配置为采集各料仓中的来料初始品质数据、各批次来料存储高度及所处位置，基于所述品质变化数据表、来料高度变化关系表，计算得到位于料仓中各批次来料所处的位置以及料仓中各批次来料当前品质数据；

原料配比生成单元，配置为采集料仓中各批次来料所处的位置以及料仓中各批次来料当前品质数据，基于所述原料配比关系表以及所要生产混凝土特性参数，生成原料配比表；

控制输出单元，包括设置于各个料仓出料端处的开关阀以及控制上述多个开关阀启闭的控制器，所述控制器接收并根据所述原料配比表导通对应料仓出料端并持续设定时间。

通过上述技术方案，结合各个料仓中各个批次来料的存量和当前品质数据，自动计算出满足设定特性参数混凝土所需的原料配比关系，并且自动控制各个料仓出料端的开闭以实现上述原料配比关系的自主实现，提升料仓管理效率的同时保证混凝土的品质。

进一步的，所述料仓监测单元的数据输出端连接有一数据可视化模块，所述数据可视化模块接收并根据设定算法将所述料仓监测单元输出的数据转化为可视图表并显示。

通过上述技术方案，可以将各个料仓中来料的存量及其相关数据状态直观的展示出来，便于管理者进行管理。

进一步的，所述料仓监测单元包括设置于料仓中的红外传感器或接近传感器或用于测量料仓重量的测重传感器。

通过上述技术方案，可以准确的检测到料仓中原料的存量及其所处的位置。

进一步的，所述料仓的进料端与出料端均设置有用于防止各批次来料在料仓中混合的均衡装置。

通过上述技术方案，可以保证同一批次的来料能够在同一时段内输出，避免多批次的来料在料仓内部发生混合。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

通过引入对料仓中来料状态的实时监测以及当前品质数据的计算，可以实时知晓料仓中来料的高度、所处位置以及品质数据，在后期混凝土生产时可以方便准确的将各类来料加以配比，保证并提升混凝土的生产品质。

附图说明

图1为料仓与搅拌混合设备的连接诶关系示意图；

图2为本发明混凝土搅拌站料仓管理控制方法的示意图；

图3为本发明各料仓受控输出原料的方法示意图；

图4为本发明的管理控制系统的功能框架示意图。

附图标记：1、来料品质检测单元；2、料仓监测单元；3、数据存储单元；4、数据运算单元；5、原料配比生成单元；6、控制输出单元；7、中央服务器；8、均流板；9、料仓；10、开关阀；11、搅拌混合设备；12、进料端；13、出料端。

具体实施方式

如图1所示，混凝土在生产时需要用到各种不同的原料，如水泥、粉煤灰、矿粉、砂石等，上述各类原料存储于不同的料仓9中，料仓9顶部设置为进料端12，底部设置为出料端13，使用时通过输送管道将上述原料按照设定配比关系输出至搅拌混合设备11中加以混合搅拌，而后输出即可。

当前技术中，料仓9的管理并未考虑到来料品质数据在存储过程发生的变化，导致实际生产时对混凝土品质的估算存在偏差。本发明在于提出一种混凝土搅拌站料仓9管理控制方法和系统。

下面结合实施例及图对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不仅限于此。

一种混凝土搅拌站料仓9管理控制方法，如图2所示，主要包括如下步骤：

s1、检测来料初始品质数据并对应于来料批次、来料时间进行关联存储；

s2、基于料仓9中来料品质数据变化与存储时间之间的关系，根据各批次来料的初始品质数据及来料时间，计算输出各批次来料当前品质数据并存储；

s3、基于料仓9来料及出料总量，以及料仓9规格参数和来料历史使用数据，计算料仓9中各批次来料的高度及其当前在料仓9中所处的位置；

s4、根据混凝土生产时原料配比关系以及当前各料仓9输出的来料当前品质数据，选通对应料仓9出料端13进行来料输出并持续设定时间。

上述步骤s1中，检测料仓9中来料品质数据包括：检测来料的含水率、颗粒度大小、水泥品质参数等。上述数据对应于来料的批号以及存储至料仓9中的时间进行关联存储。

上述步骤s2中，各类型来料品质数据变化与时间的关系不尽相同，例如粉煤灰存储一段时间后粉末状颗粒之间的粘结力变化大小与沙土之间的粘结力变化大小并不相同，根据设定的来料品质数据变化与时间的关系，可以估算出各个时间各个来料的品质数据。

上述步骤s3中，结合料仓9的规格和通入到料仓9中的来料多少，可以推算出该批次来料在料仓9中所能累积的高度，同时结合料仓9内部的传感器装置，可以知晓各个批次来料在料仓9中所处的位置。后期随着来料的消耗以及消耗量大小，可以推知料仓9中各批次来料当前所处的位置及高度。

上述步骤s4中，混凝土生产时原料配比关系是指为获取特定特性参数的混凝土所需的原料配比，上述配比关系不仅仅与来料的种类相关，还与来料当前品质数据相关，例如细沙的含水量较高，则后期水的供给则相应减少，细沙的颗粒度较大，则粉煤灰或矿粉的占比则相应的增大。基于当前各料仓9中来料的品质数据，便可以非常方便地计算得到最佳的来料配比。

为了避免由于来料供应不足导致生产停滞，本发明方法还包括：当料仓9中的来料存量少于设定值时，输出补料报警信号，由此可以提示管理人员对料仓9进行补料操作。

同样，本发明方法还包括：检测各料仓9中各批次来料存储到料仓9中所持续的时间，若其大于设定值，输出超时报警信号，上述方案可以避免某一来料在料仓9中长时间存储而导致品质发生过大变化，例如含水的细沙长时间放置导致发生结块现象。

进一步详述的，为了能够更好地控制上述各个料仓9的动作，如图3所示，上述混凝土搅拌站料仓9管理控制方法还包括：

s41，根据所需生产混凝土特性参数生成对应的原料配比表；

s42，采集各料仓9中当前可输出来料的品质数据以及可持续输出时间，生成原料供应表；

s43，基于原料配比表以及原料供应表确定出料料仓9以及各料仓9出料端13的导通时间以及持续时长，生成出料控制表；

s44，基于上述出料控制表控制各料仓9出料端13的动作。

通过上述技术方案可以根据需要快速的生成对应的控制方案控制各个料仓9的开闭，上述出料控制表可以配置为控制编码表，如设定的plc程序语言。

在实际应用中，上述步骤s43进一步优化，包括：

s431，基于上述原料供应表选定其中至少一种来料和/或设定其中至少一种来料的输出持续时间；

s432，根据原料配比表及其至少一种选定的来料品质数据，调整其余来料的配比关系，生成新的原料配比表；

s433，基于的原料配比表生成出料控制表。

上述方案使得料仓9的管理控制过程中可以人为干预某种原料的用量，而后利用原料配比表中的数据对应关系得到其余来料的配比关系，由此可以在某一来料富余或不足时较为灵活的调整混凝土原料的配比关系。

进一步的，为了使得管理人员可以直观地看到不同料仓9中各个批次原料所处的位置及其距离警戒值的状态，便于管理者对上述料仓9进行管理。

所述混凝土搅拌站料仓9管理控制方法还包括：计算料仓9中各批次来料的高度及其当前在料仓9中所处的位置，利用图形化界面展示各料仓9中来料存量情况，当料仓9中来料存量或存储时间超过设定值后，该批次来料对应显示为设定警示颜色。在具体实施方式中，可以利用不同的颜色对应显示不同批次的来料状态，例如，某一料仓9中来料存储量低于设定值后，料仓9编号或料仓9本体呈红色显示，当料仓9中某一批次的来料处于待耗尽或品质数据处于临界点时，上述批次的来料整体呈红色设置，相对的，来料充足时上述图形化的指示显示为绿色，即不同批次的来料可以采用不同的颜色示意。

为了能够实现上述混凝土搅拌站料仓9管理控制方法，本发明还提出了一种混凝土搅拌站料仓9管理控制系统，如图4所示，主要包括：来料品质检测单元1、料仓监测单元2、数据存储单元3、数据运算单元4、原料配比生成单元5以及控制输出单元6。

来料品质检测单元1用于检测并输出将要存储至料仓9中的来料初始品质数据。上述过程由检测设备自动完成或由人工操作完成，例如细沙含水量的检测、矿粉颗粒度大小的检测、水泥特性参数的检测等，各来料检测完成后由工作人员将检测数据逐一录入到数据存储单元3中，与来料的批次、来料时间进行存储。

料仓监测单元2用于检测并输出各个料仓9中来料的存量、各批次来料存储高度及所处位置、料仓9出料端13的来料输出量。在本发明中，上述料仓监测单元2包括但不限于设置于料仓9中的红外传感器、接近传感器、超声波传感器和/或用于测量料仓9重量的测重传感器。基于上述方案，可以实时检测得到料仓9中来料的高度或重量。

为了便于管理者对料仓9内部来料加以管理，上述料仓监测单元2的数据输出端连接有一数据可视化模块，数据可视化模块接收并根据设定算法将料仓监测单元2输出的数据转化为可视图表并显示。上述各传感器输出的值为数字量或模拟量，经过数据转换后均转变为数字量，上述数字量的数据经过设定的图形化编辑程序，可以转化为设定的图形在显示界面进行显示。对于数据可视化模块，在本发明中，上述各个传感器或装置的数据输出端均与一以单片机或plc为核心的控制装置相连接，各类检测数据传输到上述控制装置中后根据控制装置内置的设定程序转化为设定的图形数据输出，上述数据可视化模块还包括至少一个显示装置，如中央控制室的液晶显示屏等，用于显示上述图形化的数据。基于上述技术方案可以将各个料仓9中来料的存量及其相关数据状态直观的展示出来，便于管理者进行管理。

所述数据存储单元3配置为用于存储各批次来料初始品质数据、来料在料仓9中的存储高度及所处位置、料仓9中来料品质数据变化与存储时间之间的品质变化数据表、混凝土特性参数与原料配比关系表、来料在料仓9中的存储高度及所处位置与出料端13来料输出量之间的来料高度变化关系表。在本发明中，上述数据存储单元3配置为与上述控制装置相连接的数据存储模块，基于存储芯片、存储软盘或硬盘以及相关控制器，实现对数据的写入存储读出操作。

数据运算单元4配置为采集各料仓9中的来料初始品质数据、各批次来料存储高度及所处位置，基于品质变化数据表、来料高度变化关系表，计算得到位于料仓9中各批次来料所处的位置以及料仓9中各批次来料当前品质数据。在本发明中，上述数据运算单元4配置为内置有设定程序的plc或单片机芯片，当数据输入后，其能够根据设定的调用程序调用数据存储单元3中的算法以及各类关系数据表，实现数据的运算输出。在实践中，上述数据运算单元4也可以采用专用的dsp芯片或利用内置有相应程序软件的计算机实现。

原料配比生成单元5配置为采集料仓9中各批次来料所处的位置以及料仓9中各批次来料当前品质数据，基于原料配比关系表以及所要生产混凝土特性参数，生成原料配比表。在本发明中，上述原料配比生成单元5可以采用上述以单片机或plc芯片为核心的控制器实现，也可以采用内置有相关算法程序的计算机实现，优化的，采用计算机实现上述原料配比的生成，设置有人为修改干预接口，即由管理人员确认其中某种来料的输入，而后基于该来料的品质数据重新自动分配其余来料的配比。

在混凝土生产中，各个料仓9的出料端13通常是通过管道与搅拌混合装置相连接，当上述出料端13被导通时，来料便通过管道进入到搅拌混合装置中。上述控制输出单元6包括设置于各个料仓9出料端13处的开关阀10以及控制上述多个开关阀10启闭的控制器，上述控制器接收并根据原料配比表导通对应料仓9出料端13并持续设定时间。详述的，上述开关阀10可以设定为电磁阀或由电机驱动的蝶阀，上述控制器采用单片机或plc控制模块实现，与电磁阀或电动蝶阀控制连接。原料配比表在计算机等组成的控制装置中转换为出料控制表，上述出料控制表配置为在设定时间输出设定电平的信号，控制各料仓9出料端13对应的开关阀10启闭。上述出料控制表经由上位机（计算机等）传输至单片机或plc控制模块中，单片机或plc控制模块根据上述出料控制表数据控制电磁阀或电动蝶阀的动作，基于上述方案便可实现各料仓9来料的自动输出。

如图4所示，为上述来料品质检测单元1、料仓监测单元2、数据存储单元3、数据运算单元4、原料配比生成单元5以及控制输出单元6的连接关系示意图，其中，数据存储单元3、数据运算单元4、原料配比生成单元5均配置于中央服务器7中，方便集中式的管理。

应当指出的是，为了保证同一批次的来料能够在同一时段内输出，避免多批次的来料在料仓9内部发生混合，所述料仓9的进料端12与出料端13均设置有用于防止各批次来料在料仓9中混合的均衡装置。一具体实施方式中，如图3所示，上述料仓9整体呈圆筒状，其底部出料端13呈漏斗状，均衡装置包括位于壳体侧壁与漏斗状出料端13相接处固定设置的均流板8，上述均流板8上绕其轴向开设有多圈不连贯的环形通孔，上述环形通孔的面积大小自均流板8中心向外逐渐增大，均流板8朝向料仓9进料端12一侧均设置为斜面。由于出料时靠近料仓9内壁边缘的来料下降速度较慢而中心位置来料下降速度较快，上述方案可以有效解决上述问题，使得同一层面的来料能够在同一个时间段内输出，避免料仓9中位于不同层次的来料发生混合。同样，为了保证来料进料时能够均匀铺设在料仓9中，在料仓9的进料端12也设置有相同结构的均流板8。

本发明的技术方案，能够准确地估算出各批次来料在料仓9中的位置以及实时的品质数据，在生产混凝土时会根据所需混凝土的特性参数自动的选通相关料仓9，输出相关来料进行配比生产，由于计算到输出来料当前的品质数据，因此可以更为准确地生产出设定特性参数的混凝土，保证混凝土的品质。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。