本发明涉及水泥加工制造的技术领域，尤其是涉及一种水泥配料的配比系统以及配料方法。
背景技术：
水泥生产中将原料磨成生料粉后，进行煅烧形成熟料，然后再将熟料粉磨成水泥，每一阶段对后续生产有着重要影响。生料配料是水泥生产重要环节之一。水泥厂一般用石灰石、粘土、铁粉、砂岩作为生产水泥的原材料，生料配料的任务是根据已知原料的化学成分以及对熟料的要求，得到各种原料的配比，以生产出满足一定质量和产量要求的生料粉。目前许多生产厂家还是根据现场操作人员的工作经验通过人工调节进行控制。化验室每隔特定周期例如1个小时到现场采集生料样品并化验，化验结果出来后报予生料配料操作员，配料操作员根据化验结果及经验调整原料配比。生产效率低、能耗高、质量不稳定、操作人员劳动强度大是水泥生料配料生产中普遍存在的现象。
现有技术中为了提高水泥生产过程的效率，获得满意的控制效果，提高工作效率，采用控制系统根据生料磨粉样品的检测结果对于水泥生料的配比进行自动控制。其同样是根据对于生料磨粉样品进行周期性采样的结果进行配比调整，然而生料中化学成分并非按照检测周期进行变化，尤其是不同产地不同批次的原料，其化学成分区别较大，在原料发生变化时现有技术无法及时调整，仅能够在一个检测周期后才能够根据检测结果进行调整，可能导致该检测周期内的水泥无法达到质量要求。
现有技术文献：cn104339453a。
技术实现要素：
本发明提供一种水泥生料配料系统以及配料方法，能够针对生料的成分变化及时调整生料配料的配比，避免无法及时调整导致对于水泥质量的影响，从而提高水泥生产的质量。
一种水泥生料配料系统，包括：原料重量批次信息存储部，用于存储不同原料的配料仓内各个批次原料的重量以及不同原料当前批次的氧化物含量；原料重量传感器，其设置于原料输送机上，用于确定各个时刻不同原料的输送重量；原料消耗速率确定部，其基于原料重量传感器的检测结果，确定当前时刻不同原料的单位时间消耗量；原料余量确定部，其基于原料重量批次信息存储部存储的不同原料的当前批次的重量以及原料消耗速率确定部确定的单位时间消耗量，确定不同原料当前批次的余量；成分测量部，其能够对于粉磨机出口的磨粉采样进行检测，确定磨粉中各氧化物含量；磨粉信息存储部，其存储成分测量部的测量结果以及测量时间；采集时间确定部，其基于原料余量确定部确定各个原料当前批次的余量，单位时间消耗量以及预设的原料缓冲质量，确定成分测量部采集磨粉检测的时间；控制部，其基于成分测量部当前的测量结果以及磨粉信息存储部存储信息，确定不同原料的配料比例。
进一步的，所述原料的配料仓在制备水泥是先使用先入仓的原料。
进一步的，所述氧化物为氧化钙，二氧化硅，三氧化二铝和三氧化二铁。
进一步的，所述采集时间确定部在单个原料的当前批次余量wi为零时，确定t时刻后进行成分测量部采集磨粉检测，t=m/si+t1，其中m为预设的原料缓冲质量，si为余量为零的原料的单位时间消耗量，t1为该原料投放到粉磨机出口所经历时间。
进一步的，所述不同原料分别为石灰石，硅石，粘土以及铁粉。
进一步的，控制部基于成分测量部检测确定的磨粉中各氧化物含量，当前批次余量为零原料以外的原料的氧化物含量，确定该余量为零原料的下一批次原料中各氧化物含量，更新原料重量批次信息存储部中不同原料当前批次的氧化物含量；然后根据不同原料当前批次的氧化物含量，以及生产水泥的期待氧化物含量，确定不同原料的配料比例。
作为本发明的另外一个方面，提供一种水泥生料配料方法，其使用上述的水泥生料配料系统，包括如下步骤：（1）测量不同原料的配料仓初始原料的氧化物含量，将其存储到原料重量批次信息存储部，根据生产水泥的期待氧化物含量，确定不同原料的初始配料比；（2）不同配料仓内的原料根据配料比通过对应的原料输送机输送到粉磨机进行磨粉，通过原料重量传感器采集各个时刻不同原料的输送重量；原料消耗速率确定部基于原料重量传感器的检测结果，确定当前时刻不同原料的单位时间消耗量；原料余量确定部基于原料重量批次信息存储部存储的不同原料的当前批次的重量以及原料消耗速率确定部确定的单位时间消耗量，确定不同原料当前批次的余量；（3）在单个原料的当前批次余量为零时，确定t时刻后采集粉磨出口的生料磨粉进行成分测量部检测，确定生料磨粉中各氧化物含量，其中t=m/si+t1，其中m为预设的原料缓冲质量，si为余量为零的原料的单位时间消耗量，t1为该原料投放到粉磨机出口所经历时间；（4）控制部基于成分测量部检测确定的磨粉中各氧化物含量，当前批次余量为零原料以外的原料的氧化物含量，确定该余量为零原料的下一批次原料中各氧化物含量，更新原料重量批次信息存储部中不同原料当前批次的氧化物含量；（5）控制部根据不同原料当前批次的氧化物含量，以及生产水泥的期待氧化物含量，确定不同原料的配料比例；（6）重复步骤（2）-（5）直到该批水泥生产完毕。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将使用实施例对本发明进行简单地介绍，显而易见地，下面描述中的仅仅是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些实施例获取其他的技术方案，也属于本发明的公开范围。
本发明实施例的水泥生料配料系统，用于水泥生成过程中生料原料的配比，以生产出满足质量要求的生料，原料重量批次信息存储部，原料重量传感器，原料消耗速率确定部，原料余量确定部，成分测量部，磨粉信息存储部，采集时间确定部以及控制部。
水泥生料的原料包括石灰石，硅石，粘土以及铁粉，其通过运输装置由不同的原料来源处运送到各自的配料仓。各个批次不同原料的重量存储于原料重量批次信息存储部。原料配料仓内原料在生产使用时采用先进先出的原则，即配料仓在制备水泥是先使用先入仓的原料。
水泥生产时配料仓内的原料能够通过对应的原料输送机输送到粉磨机进行生料磨粉，原料重量传感器设置于原料输送机上，用于确定各个时刻不同原料的输送重量。原料消耗速率确定部，基于原料重量传感器的检测结果，确定当前时刻不同原料的单位时间消耗量。原料余量确定部，其基于原料重量批次信息存储部存储的不同原料的当前批次的重量ti以及原料消耗速率确定部确定的单位时间消耗量si，确定不同原料当前批次的余量wi等于ti-siti，其中ti为不同原料当前批次的消耗时间。成分测量部，其能够对于粉磨机出口的生料磨粉采样进行检测，确定磨粉中各氧化物含量；其中氧化物为氧化钙，二氧化硅，三氧化二铝和三氧化二铁，成分测量部可以使用例如荧光分析仪测量生料磨粉中各氧化物含量。
采集时间确定部，其基于原料余量确定部确定各个原料当前批次的余量wi，单位时间消耗量si以及预设的原料缓冲质量m，确定成分测量部采集磨粉检测的时间。具体的，采集时间确定部在单个原料的当前批次余量wi为零时，确定t时刻后进行成分测量部采集磨粉检测，t=m/si+t1，其中m为为了避免该原料单前批次没有完全用完而预设的原料缓冲质量，si为余量为零的原料的单位时间消耗量，t1为该原料投放到粉磨机出口所经历时间。
控制部，其基于成分测量部当前的测量结果以及磨粉信息存储部存储信息，确定不同原料的配料比例。控制部在成分测量部采样检测后，基于成分测量部检测确定的磨粉中各氧化物含量，当前批次余量为零原料以外的原料的氧化物含量，根据公式确定该余量为零原料的下一批次原料中各氧化物含量：
其中ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４代表４种原材料中氧化钙的含量；ｓ１、ｓ２、ｓ３、ｓ４代表４种原材料中二氧化硅的含量；ａ１、ａ２、ａ３、ａ４代表４种原材料中三氧化二铝的含量；ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４分别代表４种原材料中三氧化二铁的含量；ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４代表４种原料的配比：ｃ表示生料中化学元素氧化钙含量的百分比；ａ表示生料中化学元素三氧化二铝含量的百分比；ｆ表示生料中化学元素三氧化二铁含量的百分比；ｓ表示生料中化学元素二氧化硅含量的百分比。式中，c、s、a、f为成分测量部当前的测量结果，ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４为当前的原料配比，除了当前批次余量wi为零的原料外，其于原料中氧化物含量可以通过原料重量批次信息存储部存储的当前批次氧化物含量获得；通过上式可以计算出未知的该余量为零原料的下一批次原料中各氧化物含量。控制部在确定该原料的下一批次氧化物含量后，更新原料重量批次信息存储部中不同原料当前批次的氧化物含量值。控制器在根据料重量批次信息存储部中不同氧化物当前批次的氧化物含量后，然后根据不同原料当前批次的氧化物含量，以及生产水泥的期待氧化物含量，通过上述公式确定不同原料的配料比例，在该公式中，c、s、a、f为期待的氧化物含量，各种原料单前批次的氧化物含量通过原料重量批次信息存储部存储的当前批次氧化物含量获得，ｘ１、ｘ２、ｘ３、ｘ４为未知量，计算上述方程即可确定各个原料的配比更新值。
本发明实施例的水泥生料配料方法，其使用上述的水泥生料配料系统，包括如下步骤：（1）测量不同原料的配料仓初始原料的氧化物含量，将其存储到原料重量批次信息存储部，根据生产水泥的期待氧化物含量，确定不同原料的初始配料比；（2）不同配料仓内的原料根据配料比通过对应的原料输送机输送到粉磨机进行磨粉，通过原料重量传感器采集各个时刻不同原料的输送重量；原料消耗速率确定部基于原料重量传感器的检测结果，确定当前时刻不同原料的单位时间消耗量；原料余量确定部基于原料重量批次信息存储部存储的不同原料的当前批次的重量以及原料消耗速率确定部确定的单位时间消耗量，确定不同原料当前批次的余量；（3）在单个原料的当前批次余量为零时，确定t时刻后采集粉磨出口的生料磨粉进行成分测量部检测，确定生料磨粉中各氧化物含量，其中t=m/si+t1，其中m为预设的原料缓冲质量，si为余量为零的原料的单位时间消耗量，t1为该原料投放到粉磨机出口所经历时间；（4）控制部基于成分测量部检测确定的磨粉中各氧化物含量，当前批次余量为零原料以外的原料的氧化物含量，确定该余量为零原料的下一批次原料中各氧化物含量，更新原料重量批次信息存储部中不同原料当前批次的氧化物含量；（5）控制部根据不同原料当前批次的氧化物含量，以及生产水泥的期待氧化物含量，确定不同原料的配料比例；（6）重复步骤（2）-（5）直到该批水泥生产完毕。
在本发明提及的所有文献都在本申请中引用参考，就如同每一篇文献被单独引用作为参考那样。此外应理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。本发明中描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。