一种配肥控制方法及装置与流程

本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种配肥控制方法及装置。

背景技术：

随着社会发展，市场对配方肥的需求越来越多。配方肥主要是指以土壤测试和田间试验为基础，根据作物需肥规律、土壤供肥性能和肥料效应，以各种单质化肥和/或复混肥料为原料，采用掺混或造粒工艺制成的适合于特定区域、特定作物的肥料。配方肥主要通过配肥机进行生产，然而现有技术的配肥机制作简陋，需要人工控制其生产工艺流程，自动化程度低，生产效率低下，难以满足配方肥的大批量生产需求。

技术实现要素：

本发明提供一种配肥控制方法及装置，用于解决现有技术的配肥机自动化程度低、生产效率低下的问题。

本发明提供的配肥控制方法，包括：

将至少两个储料仓的化肥原料依次下料至称重仓并根据预设配比重量进行称重；其中，每个所述储料仓装有一种化肥原料；

将称重后的化肥原料输送至搅拌仓进行搅拌，将搅拌制成的化肥成品出料至出料仓。

进一步，本发明的配肥控制方法，在所述将称重后的化肥原料输送至搅拌仓进行搅拌，将搅拌制成的化肥成品出料至出料仓的步骤的同时，进行下一袋化肥原料的下料称重。

进一步，本发明的配肥控制方法，还包括：

在风机空闲状态的时间内，对所述储料仓进行补料。

进一步，本发明的配肥控制方法，所述风机空闲状态的时间包括：

所述搅拌仓进行搅拌的时间，和/或，出料结束后至下一袋化肥原料输送至搅拌仓的时间。

进一步，本发明的配肥控制方法，所述对所述储料仓进行补料的步骤具体包括：

根据所述预设配比重量设定各个所述储料仓的补料时间比例，并在风机空闲状态的时间内根据所述补料时间比例分配各个所述储料仓的补料时间，根据所述补料时间对各个储料仓依次进行补料。

进一步，本发明的配肥控制方法，所述补料时间比例为：

T_K＞T_P＞T_有机肥＞T_N；

其中，T_K为钾肥补料时间，T_P为磷肥补料时间，T_有机肥为有机肥补料时间，T_N为氮肥补料时间。

进一步，本发明的配肥控制方法，还包括：

当所述储料仓缺料时，检测所述储料仓是否进行下料；

当所述储料仓没有进行下料时，对所述储料仓进行上料；

当所述储料仓进行下料时，对下一个所述储料仓进行是否缺料的检测；

循环上述处理步骤，直至全部所述储料仓没有缺料；

或者，

当所述储料仓缺料时，检测所述储料仓是否进行下料；

当所述储料仓没有进行下料时，对所述储料仓进行上料；

当所述储料仓进行下料时，停止下料并对所述储料仓进行上料。

进一步，本发明的配肥控制方法，还包括：

当所述称重仓内的物料量没有达到预设量的状态持续时间超过预设时间并且正在下料的所述储料仓缺料时，停止下料，发出报警或者对缺料的所述储料仓进行上料。

进一步，本发明的配肥控制方法，所述出料的时间为：(x/2)+5至(x/2)+10秒；其中，x为化肥成品的重量。

进一步，本发明的配肥控制方法，还包括：

在出料结束后，进行反吹。

本发明提供的配肥控制装置，包括：

下料称重模块，用于将至少两个储料仓的化肥原料下料至称重仓并根据预设配比重量依次进行称重；其中，每个所述储料仓装有一种化肥原料；

搅拌出料模块，用于将称重后的化肥原料输送至搅拌仓进行搅拌，将搅拌制成的化肥成品出料至出料仓。

进一步，本发明提供的配肥控制装置，还包括：

补料模块，用于在风机空闲状态的时间内，对所述储料仓进行补料。

进一步，本发明提供的配肥控制装置，还包括：上料模块；

所述上料模块用于：

当所述储料仓缺料时，检测所述储料仓是否进行下料；

当所述储料仓没有进行下料时，对所述储料仓进行上料；

当所述储料仓进行下料时，对下一个所述储料仓进行是否缺料的检测；

循环上述处理步骤，直至全部所述储料仓没有缺料；

或者，

当所述储料仓缺料时，检测所述储料仓是否进行下料；

当所述储料仓没有进行下料时，对所述储料仓进行上料；

当所述储料仓进行下料时，停止下料并对所述储料仓进行上料。

进一步，本发明提供的配肥控制装置，还包括：

反吹模块，用于在出料结束后，进行反吹。

与现有技术相比，本发明提供的配肥控制方法及装置，自动控制配肥机进行下料称重和搅拌出料的工艺流程，不需要人工参与，大幅提升了配方肥的生产效率。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本发明实施例的配肥机的结构示意图；

图2为本发明实施例一的配肥控制方法的流程示意图；

图3为本发明实施例二的配肥控制方法的流程示意图；

图4为本发明实施例三的配肥控制装置的结构示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

图1为本发明实施例的配肥机的结构示意图，如图1所示，本发明实施例的配肥机包括：储料仓1、称重仓2、搅拌仓3、出料仓4、风机5、缺料指示灯6和开关阀7。

其中，在本实施例中储料仓1的数量为四个，其编号分别为“1#”、“2#”、“3#”和“4#”，分别装有钾肥(K)、有机肥、磷肥(P)和氮肥(N)等化肥原料。储料仓也可以为其他数量，例如将钾肥和氮肥装于一个储料仓，将磷肥和有机肥装于另外一个储料仓。储料仓的具体数量取决于配肥生产的加工工艺，根据配肥生产所需要的化肥原料的种类数量，来决定储料仓的数量，最少为两个。储料仓1均连通称重仓2，称重仓2下设有搅拌仓3，搅拌仓3连通出料仓4。风机5通过管路连通储料仓1和出料仓4。每个储料仓均设有一个缺料指示灯6以及一个上料开关阀7。储料仓1和称重仓2下部均设有仓门阀(图中未示出)。配肥加工工艺主要包括：上料、下料称重、搅拌出料等步骤。上料指将化肥原料利用风机输送至储料仓1。下料称重指将化肥原料从储料仓1输送至称重仓2进行称重，以符合化肥成品的重量配方。搅拌出料是指称重后，将符合化肥成品的重量配方的各种化肥原料在搅拌仓3进行搅拌，并且将搅拌制成的化肥成品输送至出料仓4。最后，在出料仓4将化肥成品进行装袋。其中，上料至储料仓1、出料至出料仓4均需使用风机5为管路中的物料输送提供动力。而储料仓1输送物料至称重仓2、称重仓2输送物料至搅拌仓3，均通过打开仓门阀，利用重力将物料落入对应的仓里，不需要风机提供动力。本发明各实施例所述的配肥控制方法和配肥控制装置主要用于图1所示的配肥机，对图1所示的配肥机进行自动控制，但本发明实施例仅为了阐述发明内容，本发明权利要求并不以此为限。

实施例一

图2为本发明实施例一的配肥控制方法的流程示意图，如图2所示，本发明实施例一的配肥控制方法包括：

步骤S101，将至少两个储料仓的化肥原料依次下料至称重仓并根据预设配比重量进行称重；其中，每个所述储料仓装有一种化肥原料。

其中，以图1所示的配肥机为例进行说明，步骤S101主要完成下料称重的工艺。预设配比重量指化肥成品所需的各化肥原料成分的重量配比。例如需要生产20公斤化肥成品，则需要5公斤的N肥料、6.667公斤的P肥料、3.333公斤的K肥料、5公斤的有机质肥料。该预设配比重量被预先存储于中央控制单元。当进行下料称重时，中央控制单元先控制装有K肥料的储料仓“1#”打开仓门阀以进行下料。当称重仓2的称重传感器检测到K肥料重量已经达到3.333公斤，则中央控制单元控制装有K肥料的储料仓“1#”关闭仓门阀以停止下料，并控制装有有机肥的储料仓“2#”开始下料，以此类推，中央控制单元遍历全部四个储料仓并控制下料称重，直至称重仓中装有5公斤的N肥料、6.667公斤的P肥料、3.333公斤的K肥料、5公斤的有机质肥料，此时停止下料称重步骤，进入搅拌出料步骤。优选地，称重传感器采用电阻应变式称重传感器。

步骤S102，将称重后的化肥原料输送至搅拌仓进行搅拌，将搅拌制成的化肥成品出料至出料仓。

其中，步骤S102主要完成搅拌出料的工艺。中央控制单元控制打开称重阀2下的仓门阀，将称重完成后的N、P、K、有机肥等化肥原料通过重力作用落入搅拌仓，进行搅拌。达到预设时间后，中央控制单元控制风机将搅拌完成的化肥成品输送至出料仓，进行装袋。

中央控制单元采用可编程逻辑控制器(PLC,Programmable Logic Controller)。图1所示的配肥机通过PLC内部程序自身逻辑判断下料称重与搅拌出料的逻辑顺序及自动控制，实现配肥机自动进行配肥生产。现场操作人员只需保证足量的配肥原料供应，不必参与到设备动作的逻辑分析中来，从而提高了生产效率。

实施例二

图3为本发明实施例二的配肥控制方法的流程示意图，如图3所示，本发明实施例二的配肥控制方法包括：

步骤S201，将至少两个储料仓的化肥原料依次下料至称重仓并根据预设配比重量进行称重；其中，每个所述储料仓装有一种化肥原料；

步骤S202，将称重后的化肥原料输送至搅拌仓进行搅拌，将搅拌制成的化肥成品出料至出料仓。具体地，所述出料的时间为：(x/2)+5至(x/2)+10秒；其中，x为化肥成品的重量。出料时间根据实验数据得出，在此范围时间内出料，配肥机效率最高。

其中，在步骤S202将所述将称重后的化肥原料输送至搅拌仓进行搅拌，将搅拌制成的化肥成品出料至出料仓的同时，对下一袋化肥原料进行步骤S201的下料称重。对于实施例一的配肥控制方法，下料称重与搅拌出料顺序进行，在搅拌仓工作期间，称重仓处于闲置状态，配肥时间没有得到充分利用，配肥效率有待进一步提高。而对于本实施例二的配肥控制方法，下料称重与搅拌出料同时进行，在搅拌仓对当前的化肥原料进行搅拌出料处理的同时，在称重仓对下一袋化肥原料进行下料称重处理，称重仓与搅拌仓同时工作，达到下料称重与搅拌出料同时进行的效果，生产效率大为提高。

本发明实施例二的配肥控制方法还包括如下步骤：

步骤S2031，当所述储料仓缺料时，检测所述储料仓是否进行下料；

步骤S2032，当所述储料仓没有进行下料时，对所述储料仓进行上料；

步骤S2033，当所述储料仓进行下料时，对下一个所述储料仓进行是否缺料的检测；

步骤S2034，循环上述处理步骤，直至全部所述储料仓没有缺料；

或者，

步骤S2035，当所述储料仓缺料时，检测所述储料仓是否进行下料；

步骤S2036，当所述储料仓没有进行下料时，对所述储料仓进行上料；

步骤S2037，当所述储料仓进行下料时，停止下料并对所述储料仓进行上料。

上述步骤S2031至步骤S2034，以及步骤S2035至步骤S2037用于图1所示的配肥机的上料工艺流程控制。每个储料仓内设有料位仪，以检测储料仓是否缺料，当料位仪检测到化肥原料低于预设量时，中央控制单元判定该出料仓缺料，此时进行上料程序。储料仓无法同时进行上料和下料，因此，中央控制单元需要检测该储料仓是否正在进行下料，如果该储料仓没有进行下料至称重仓的动作，则可以对该储料仓进行上料，此时对该储料仓进行上料。如果该储料仓正在进行下料至称重仓的动作，不可以对该储料仓进行上料，此时跳转至对下一个储料仓进行上料。如此循环遍历全部储料仓，就可对全部储料仓完成上料。此外，当储料仓正在下料时，除了跳转检测下一储料仓的方法，也可采用中断该储料仓下料动作，关闭仓门阀，同时对该储料仓进行上料的方式，例如步骤S2035至步骤S2037。但是这样的做法会中断整体的配肥加工工艺，带来效率降低的缺点。因此优选采用跳转至其他储料仓的方式，即步骤S2031至步骤S2034。可以在出料结束后，对各储料仓进行是否缺料的检测。检测时可以按照K肥、P肥、有机肥、N肥的顺序进行检测。如果是其中间的某种化肥原料缺料，则按照以上顺序进行顺延检测，例如P肥的储料仓缺料，则对于其他储料仓的检测顺序依次顺延，按照有机肥、N肥的顺序进行，结束后还需返回对K肥的储料仓进行检测，以完成对全部储料仓的检测。

上述步骤S2031至步骤S2034，以及步骤S2035至步骤S2037为针对实施例一的配肥控制方法的改进。实施例一的配肥控制方法具有如下缺陷：如图1所示，当1#储料仓向称重仓2下料时，即使1#储料仓缺料指示灯在闪烁，对应的1#储料仓无法点动上料。当操作员在现场发现1#储料仓的这一矛盾现象，一般人为跳过1#储料仓上料。此时，操作员观察其余3个出料仓是否缺料：若缺料，人为点动对应储料仓的上料按钮；若不缺料，等待1#出料仓下料完毕，再点动1#储料仓上料按钮。整个上料过程，人为参与因素较大，生产效率的提高对操作人员的要求非常高。而本实施例二的配肥控制方法，4个储料仓的缺料状态由PLC程序判断，4个储料仓下料状态由PLC程序判断。通过PLC内部程序自身逻辑判断储料仓的上料与下料逻辑顺序，避开冲突，充分利用储料仓闲置时间，实现设备自动上料。现场操作人员只需保证足量的配肥原料供应，不必参与到配肥机设备的动作逻辑分析和配肥工艺流程中来，设备正确引导操作员搬运原料，从而进一步提高了生产效率。

本发明实施例二的配肥控制方法还包括如下步骤：

步骤S2038，当所述称重仓内的物料量没有达到预设量的状态持续时间超过预设时间并且正在下料的所述储料仓缺料时，停止下料，发出报警或者对缺料的所述储料仓进行上料。

其中，在正常情况下，储料仓的料位仪下面的余料基本够当次化肥原料的称重需求。在偶然情况下，称重需求的化肥原料超过了储料仓的剩余化肥原料，则待称重的化肥原料就会不够。例如，此次配肥需要25kg的N肥，但是储料仓只有20kg的N肥，那么在下料称重阶段，称重仓称到20kg时，由于没有N肥余料，称重仪的检测数据就没有任何变化，假设这种状态持续了3秒钟，即该状态持续时间超过预设的3秒时间，此时表明储料仓缺料。由于下料、上料不能同时进行，需关闭N肥储料仓的仓门阀以停止下料，然后开始自动上料，或者，点亮缺料指示灯6以报警提示操作人员手动上料。当上料至缺料指示灯熄灭，程序再自动打开N肥储料仓的仓门阀，继续称重。

步骤S204，在风机空闲状态的时间内，对所述储料仓进行补料。

通过步骤S204进行补料，可以充分利用风机的空闲时间，使风机持续运转，一方面可避免风机频繁启停带来的损害，另一方面可充分利用空闲时间对储料仓补料，使配肥机持续运转，提升配方肥生产效率。

其中，所述风机空闲状态的时间包括：所述搅拌仓进行搅拌的时间，和/或，出料结束后至下一袋化肥原料输送至搅拌仓的时间。

正常情况下，图1所示的配肥机生产50kg肥料成品的过程中，4个储料仓下料称重的时间大约为50秒，搅拌时间大约为15秒，出料时间大约为30秒。只有上料和出料需要使用风机，其他时间风机处于空闲状态。例如，在搅拌时间15秒内，或者，搅拌出料时间45秒结束后至下料称重时间50秒结束后的5秒左右，这段时间风机处于空闲状态。下料称重结束至物料输送至搅拌仓也需要一定时间，这段时间内风机也处于空闲状态。此时，可以利用上述风机空闲状态的时间对储料仓进行补料，保持风机持续运转。

其中，所述对所述储料仓进行补料的步骤具体包括：根据所述预设配比重量设定各个所述储料仓的补料时间比例，并在风机空闲状态的时间内根据所述补料时间比例分配各个所述储料仓的补料时间，根据所述补料时间对各个储料仓依次进行补料。

其中，所述补料时间比例为：

T_K＞T_P＞T_有机肥＞T_N；其中，T_K为钾肥补料时间，T_P为磷肥补料时间，T_有机肥为有机肥补料时间，T_N为氮肥补料时间。

由于各种化肥原料的所需重量不同，上料、下料时间也有差异，因此需要均衡控制补料时间，使补料的化肥原料保持一定比例，否则，就会产生例如N肥补料过多而K肥补料不够的情况。补料时间的比例可以根据化肥成品的预设配比重量进行设定，在每袋化肥的生产过程中，均衡划分N肥、P肥、K肥、有机肥的补料时间。如此，每加一袋料，四个料斗都会进行一次自动补料，风机基本上一直在运行状态，这样应该能够最大效果地发挥出配肥机生产效率。但是，如果人为穿插补料，由于每次风机的空闲时间较短，效率低下且容易出错。对于每个储料仓，由于补料与下料不能同时进行，因此可以参照上料的步骤S2031至步骤S2034进行补料，以保持在较短的风机空闲时间内，自动控制补料过程并避免补料与下料的冲突。

步骤S205，在出料结束后，进行反吹。

通过对管路阀门开合，对风机进气口、出气口进行切换，使风机方向对管路进行相反作用，即正常工作下为从管路吸气，反吹条件下为反方向向管路吹气。每次配肥机的配肥工作完成后，对物料输送系统内的过滤桶反吹数分钟，可以将附在滤芯上的粉尘吹除。而湿度较大的生产环境中，在清晨时，配肥机准备开设启动生产前，管路中有水气，反吹可以加快配肥机内水分风干，起到防潮除湿的作用。反吹程序可以在出料完成后立即进行。

实施例三

图4为本发明实施例三的配肥控制装置的结构示意图，如图4所示，本发明实施例三的配肥控制装置300包括：下料称重模块301和搅拌出料模块302。

下料称重模块301，用于将至少两个储料仓的化肥原料下料至称重仓并根据预设配比重量依次进行称重；其中，每个所述储料仓装有一种化肥原料。

搅拌出料模块302，用于将称重后的化肥原料输送至搅拌仓进行搅拌，将搅拌制成的化肥成品出料至出料仓。

进一步，本发明提供的配肥控制装置300还包括：上料模块303。

所述上料模块303用于：

当所述储料仓缺料时，检测所述储料仓是否进行下料；

当所述储料仓没有进行下料时，对所述储料仓进行上料；

当所述储料仓进行下料时，对下一个所述储料仓进行是否缺料的检测；

循环上述处理步骤，直至全部所述储料仓没有缺料；

或者，

当所述储料仓缺料时，检测所述储料仓是否进行下料；

当所述储料仓没有进行下料时，对所述储料仓进行上料；

当所述储料仓进行下料时，停止下料并对所述储料仓进行上料。

进一步，本发明提供的配肥控制装置300还包括：补料模块304。

补料模块304，用于在风机空闲状态的时间内，对所述储料仓进行补料。

进一步，本发明提供的配肥控制装置300还包括：反吹模块305。

反吹模块305，用于在出料结束后，进行反吹。

其中，搅拌出料模块302连接上料模块303、补料模块304和反吹模块305。下料称重模块301连接搅拌出料模块302。

本发明实施例三的配肥控制装置为本发明实施例一、实施例二的配肥控制方法的实现机构，其具体原理可参照实施例一和实施例二，此处不再赘述。

需要注意的是，本发明可在软件和/或软件与硬件的组合体中被实施，例如，可采用专用集成电路(ASIC)、通用目的计算机或任何其他类似硬件设备来实现。在一个实施例中，本发明的软件程序可以通过处理器执行以实现上文所述步骤或功能。同样地，本发明的软件程序(包括相关的数据结构)可以被存储到计算机可读记录介质中，例如，RAM存储器，磁或光驱动器或软磁盘及类似设备。另外，本发明的一些步骤或功能可采用硬件来实现，例如，作为与处理器配合从而执行各个步骤或功能的电路。

另外，本发明的一部分可被应用为计算机程序产品，例如计算机程序指令，当其被计算机执行时，通过该计算机的操作，可以调用或提供根据本发明的方法和/或技术方案。而调用本发明的方法的程序指令，可能被存储在固定的或可移动的记录介质中，和/或通过广播或其他信号承载媒体中的数据流而被传输，和/或被存储在根据所述程序指令运行的计算机设备的工作存储器中。在此，根据本发明的一个实施例包括一个装置，该装置包括用于存储计算机程序指令的存储器和用于执行程序指令的处理器，其中，当该计算机程序指令被该处理器执行时，触发该装置运行基于前述根据本发明的多个实施例的方法和/或技术方案。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。装置权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。