一种用于煤焦工业分析的自动计算系统的制作方法

本发明属于煤焦检测分析技术领域，具体涉及一种用于煤焦工业分析的自动计算系统。

背景技术：

炼焦工业(cokingindustry)是指以煤为原料，经过高温干馏生产焦炭，同时获得煤气、煤焦油，并回收其他化工产品。而煤焦的工业分析包括对水份、灰份、挥发份的测定和固定碳等的计算，通过计算分析可掌握它们的质量，以进行合理的成本核算，反应消耗情况，为提高煤气产量、质量提供有利条件。

在进行煤焦的工业分析工程中，焦化煤焦分析岗位的工作人员承担着进厂煤及本厂焦炭和焦化化产方面的检验工作。其中，对于煤焦中各组份含量的分析过程为：样品的称量-手工记录重量—灼烧后称量—手工记录重量—用计算器计算分析结果―将计算结果记录在记录本。一般焦化厂中煤焦分析岗位的工作人员少，但是需要分析的项目较多，就会造成繁重的工作任务；而且，为了便于手工计算，称量时需要准确称至1.0000g，鉴于计算公式较繁琐，所以每次用计算器进行计算都要花几分钟的时间，样品种类多时就要花一、二十分钟的时间，有时手动计算容易出现错误，因此需要再次计算确认。也就是说，手动称量记录和手工计算会大大地增加煤焦分析的时间，进而增加整个煤焦工业分析的周期，这样会严重影响进厂物资对煤焦分析的周期和准确性。

因此，需要提供一种针对上述现有技术中不足的改进技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种用于煤焦工业分析的自动计算系统，用以克服上述现有技术中手动进行称量和计算导致煤焦分析的周期性长和准确性低的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种用于煤焦工业分析的自动计算系统，包括称重采样模块、数据传输模块和处理模块，所述数据传输模块的输入端通信连接所述称重采样模块的输出端，所述数据传输模块的输出端通信连接所述处理模块；

所述称重采样模块，用于采集样品的称重数据；所述称重采样模块为电子称量设备，所述样品放置在所述电子称量设备上；

所述数据传输模块，用于实现所述称重采样模块和所述处理模块之间的数据传输，将所述称重数据自动传输并存储至所述处理模块中；

所述处理模块包括处理器和存储模块，所述存储模块中存储有所述称重数据，所述处理器根据所述称重数据进行自动处理计算并得出结果数据；并将所述结果数据存储于存储模块中；

所述存储模块中包括重量数据库和结果数据库，所述称重数据存储于所述重量数据库中，所述结果数据存储于所述结果数据库中，所述重量数据库和所述结果数据库均设置有保密权限。

进一步的，所述存储模块中还包括用户信息库，所述用户信息库中存储有用户的登录信息，所述登录信息包括用户的账户及其对应的密码，通过所述登录信息能够对所述用户信息库中的内容进行查询和/或修改。

进一步的，所述存储模块还包括计算数据库，所述计算数据库中存储有计算程序，所述处理器利用所述计算程序能够对所述称重数据自动处理计算。

进一步的，所述数据传输模块过程中采用mscomm控件，通讯方式为串行通讯，波特率设置为4800。

进一步的，所述计算数据库中的计算程序能够实现对煤焦样品中的水份含量计算，所述水份含量的计算公式为：

式中，s为煤焦样品的水份含量(％)；m1为干燥前煤焦样品的质量(g)，即样品的质量；m1为干燥后煤焦样品的质量(g)。

进一步的，所述计算数据库中的计算程序能够实现对煤焦样品中的灰份含量计算，所述灰份含量的计算公式为：

式中，a为煤焦样品的灰份含量(％)；m2为灼烧前煤焦样品的质量(g)；m2为灼烧后煤焦样品的质量(g)。

进一步的，所述计算数据库中的计算程序能够实现对煤焦样品中的挥发份含量计算，所述挥发份含量的计算公式为：

式中，v为煤焦样品的挥发份含量(％)；m3为加热前煤焦样品的质量(g)；m3为加热后煤焦样品的质量(g)。

进一步的，所述计算数据库中的计算程序能够实现对煤焦样品中的固定碳含量计算，所述固定碳含量的计算公式为：

f＝100-(s+v+a)

式中，f为煤焦样品的固定碳含量(％)。

进一步的，所述电子称量设备为电子天平，所述电子天平的型号bs124s。

进一步的，所述处理模块还包括查询模块和修改模块，所述查询模块能够根据设定的查询条件对存储模块中的数据信息进行查询，所述查询条件包括日期和所述样品的编号；所述修改模块能够对所述用户信息库进行修改。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有如下优异效果：

1、本发明中用于煤焦工业分析的自动计算系统通过电子天平对样品处理前和处理后的质量进行称量，并将称量数据自动传输并存储在计算机存储模块的数据库中，处理器通过计算模块中的信息实现对称量数据的工业分析，获得煤焦样品中的水份含量结果、灰份含量结果、挥发份含量结果和固定碳含量结果数据等，将各种结果数据存放在数据库中。因此，本发明的自动计算系统通过精确度高的电子天平获得样品的称量数据，而且计算系统的自动计算处理能够提高计算的准确性和效率。从整体减少了煤焦样品分析的周期和提高了煤焦样品分析的准确性。

2、本发明的自动计算系统因为采用了精度高的电子天平对样品进行称重，称重结果在1.0000g左右即可完成称量，不必因为必须精确到1.0000g而多次调整样品数量进行多次称量，从而可以节省煤焦样品的称量时间。

3、本发明的自动计算系统按分析标准方法中的计算公式自动计算，从而可以快速计算出结果，相比于人工手动计算，能够提高计算速度；而且计算系统对计算的称量数据要求不高，无需为了计算方便，而将称量数据整数化，进而节省了工作人员的时间，减少了工作人员的工作量。

4、本发明自动计算系统中的数据库对各种数据信息进行分类处理和存储，由于系统数据库权限，对于接收并存储的称量数据和自动计算出结果数据都具有不可修改性，从而能够提高数据存储的安全性。另外，数据查询模块能够按照不同的需求实现对样品的查询，便于工作人员使用，从而提高自动计算系统在煤焦分析工业中的实用性。

5、本申请用于煤焦工业分析的自动计算系统，相比于人工完成而言，采用自动计算提高计算速度、准确性；相比于全自动的煤质分析仪而言，结构简单，成本低，而且全自动煤质分析仪若某一环节出现故障，将会导致整个分析停止、出现延误，而本申请的整个过程所涉及的干燥、灼烧、计算等分别独立工作，能够提高计算的准确性。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明实施例中自动计算系统的原理图；

图2为本发明实施例中自动计算系统结构示意图；

图3为本发明实施例中自动计算系统进行工业分析计算时的界面示意图；

图4为本发明实施例中自动计算机系统进行数据查询时的界面示意图；

图5为本发明电子天平和计算机之间通讯线的连接示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的用于煤焦工业分析自动计算系统的原理如图1所示，包括称重采样模块、数据传输模块和处理模块，处理模块包括存储模块和处理器。数据传输模块的输入端通信连接称重采样模块的输出端，数据传输模块的输出端通信连接处理模块；称重采样模块是对样品进行各种处理前、后的质量进行称量，数据传输模块能够实现处理模块与称重采样模块的通讯连接，将称重采样模块对样品的称量数据传输给处理模块；处理模块将接收到的称量数据存储于存储模块中；处理器能够对不同样品的称量数据进行分析计算，经过处理器对称量数据的自动处理计算，就能获得相应的分析结果，从而得到样品的结果数据，因此，存储模块中的数据库至少包括样品的重量数据库和结果数据库。重量数据库中包括有不同编号的样品，每种样品均有其对应的称重数据，即样品进行处理前、处理后的质量。本发明的自动计算系统先通过称重采样模块对样品进行精确称量，然后通过处理模块对称重数据进行自动计算处理，能够提高对煤焦的分析效率和准确性。

依据上述计算原理，本发明提出的用于煤焦工业分析的自动计算系统的结构示意图如图2所示，自动计算系统包括称重采样模块(图2中未示出)和设置在计算机上的处理模块。以下结合附图2来具体详细介绍本发明的自动计算系统。

实施例一：

本发明通过电子天平分别对处理前和处理后的煤焦样品进行称量，并将处理前和处理后的煤焦样品的重量数据分别通过通讯线将不同的称重数据传输至计算机，通过处理模块中重量确认将称重数据存储在存储模块的重量数据库中。

本发明中的称重采样模块为电子称量设备，电子称量设备具有高精度的特点，对于煤焦样品称重结果在1.0000g左右都能精确的测量出来，相比于人工手动称量，不必因为秤砣精确不高而必须称重到1.0000g，因此通过电子称量设备不仅能够实现精准的称量，还能避免多次调整样品数量进行多次称量，从而可以节省样品的称量的时间。在本实施例中，电子设备采用的是电子天平，即赛多利斯的bs124s，具有一个并口，通过天平的并口与计算机的串口进行连接，计算系统主要以visualbasic6.0编程语言作为开发工具，在数据传输过程中，使用mscomm控件实现电子天平和计算机之间数据的串口通讯，并应用adodc和data等控件对数据库进行访问和操作，以实现数据库中数据的存储、查询、修改、删除等功能(其中，修改和删除是指对用户信息和分析人员的信息维护)，同时还提供了管理员的修改权限功能和登录密码的修改功能。

电子天平和计算机之间通讯线的连接如图5所示，因为mscomm控件是microsoft提供的扩展控件，用于支持vb程序对串口的访问，因此，用该mscomm控件实现微机串口的数据通讯相对简单，能够以很少的程序代码就可以轻松实现串口的访问和数据通讯，将mscomm控件进行串口通讯时波特率设置为4800，与电子天平的波特率设置一致，能够保证数据传输过程中的正常接收，波特率设置为4800既能保证传输效率，又能保证数据通讯过程的稳定性。作为其他实施方式，电子称量设备为梅特勒托利多电子秤，因其自带串口，且通讯传输格式为文本格式，可从接收到的字符中直接读取重量值，因此，采用梅特勒托利多电子秤作为电子称量设备时，会使得数据传输过程的通讯更加简单、可靠。

处理模块包括处理器和存储模块，存储模块中包括重量数据库、结果数据库。重量数据库中存储的是称重采样模块获得的称重数据，处理器会对称重数据进行处理，计算得到煤焦样品的结果，并把结果数据自动存储于结果数据库中。本发明的重量数据库和结果数据库均设置有保密权限，数据信息一旦进行存储，就不可人为对其数据信息进行修改，也就是说，一旦称量采样模块对样品进行称量后，称量数据就会通过串口通讯将称重数据存储于重量数据库中，该存储过程一经确认，就不能被工作人员所修改，避免了因工作人员的误操作而导致某些数据的修改，从而能够保证重量数据库中各种称重数据的可靠性，也能保证分析结果的可靠性；当处理器对称重数据进行处理计算，得到的结果数据会直接、自动存储于结果数据库中，结果数据因权限设置，也不会被误修改，进一步提高工业分析结果的准确性、可靠性。

存储模块中还包括有计算数据库，处理器在根据称重数据进行处理计算时，主要是依据计算数据库中的标准计算程序进行处理计算，计算数据库直接采用microsoftoffice2000自带的microsoftaccess2000进行创建，这种方法比较简单。

以下举例说明自动计算系统根据样品及其对应的称重数据库的数据进行测定分析的过程。在本实施例中仅介绍了关于水份、灰份、挥发份和固定碳份的计算，还可以根据需要对灰渣中可燃物等进行测定分析。

第一，水份的测定分析；

预先用电子天平称取一定质量的煤焦样品，置于干燥箱中，干燥一定时间t1能确保样品的质量恒定，然后用电子天平称取干燥后煤焦样品的质量，根据样品质量的损失量，计算水份的含量。

水份进行分析的计算公式为：

式中，s为煤焦样品的水份含量(％)；m1为干燥前煤焦样品的质量(g)，即样品的质量；m1为干燥后煤焦样品的质量(g)。

第二，灰份的测定分析；

预先用电子天平称取一定质量的煤焦样品，放入马弗炉中，加热到设定温度，灰化并灼烧到质量恒定，当最后一次称重和前一次称重结果不超过0.0010g即判断为质量恒定，以残留物的质量占煤焦样品的百分比数，作为灰份的含量。在本实施例中，设定温度为815±10℃。

对灰份进行分析的计算公式为：

式中，a为煤焦样品的灰份含量(％)；m2为灼烧前煤焦样品的质量(g)；m2为灼烧后煤焦样品的质量(g)。

第三，挥发份的测定分析；

预先用电子天平称取一定质量的样品，置于带盖的瓷坩埚中，在设定温度下，隔绝空气加热一定时间t3时，以减少的质量占样品的百分数减去该样品的水分含量(m)作为挥发份的含量。

挥发份进行分析的计算公式为：

式中，v为煤焦样品的灰份含量(％)；m3为加热前煤焦样品的质量(g)；m3为加热后煤焦样品的质量(g)。

第四，固定碳的测定分析；

根据已测出的水份含量、灰份含量、挥发份含量进行计算，求出煤焦中固定碳含量。

对固定碳的计算公式为：

f＝100-(s+v+a)

式中，f为煤焦样品的固定碳含量(％)。

通过处理器执行的计算程序，能够实现对煤焦的水份、灰份、挥发份、固定碳份的自动、快速、准确的计算，计算出的水份结果、灰份结果、挥发份结果、固定碳结果等自动保存在存储模块中的结果数据库中，供工作人员进行查看。

实施例二：

本实施与实施一的区别在于，处理模块还能实现启动功能、数据查询/修改功能以及登录功能等其他功能。结合附图2对本实施例进行详细介绍：

处理模块包括启动模块，用于实现计算系统的启动功能，是工作人员需要对煤焦样品进行分析处理的前提工作，即通过启动模块进入计算系统；必须先登录分析者的账户和对应的密码，然后才能打开，如图3所示的计算系统的图形用户界面，通过添加试样模块能够增加新的分析煤焦样品，当添加试样后，就选择对应的分析煤焦样品成分放在电子天平上，通过电子天平对煤焦样品空重、灼烧前和灼烧后等处理后的称量数据，空重是指未加试样的水份瓶、灰皿挥发份坩埚等的重量，例如将煤焦样品进行灰份计算时，将煤焦样品及灰皿挥发份坩埚放在电子天平上进行测量得到总重减去灰皿挥发份坩埚的空重，就能得到煤焦样品灼烧前的质量m2，进行灼烧后的煤焦样品及灰皿挥发份坩埚放在电子天平上进行测量得到总重减去灰皿挥发份坩埚的空重就能得到煤焦样品灼烧前的质量m2；同理，也能实现对其他处理过程中煤焦样品前后质量的计算。

在“重量确认”后就能实现将称重数据存储于重量数据库中。重量数据库中存储的有相同型号煤焦样品的处理前/后的称重数据和不同型号的处理前/后的称重数据，存储时，会自动记录当前的分析时间和日期，为分析者记录开始分析的时间，同时也可为分析周期提供时间记录。每当一组份处理后的总重存入重量数据库后，该组份所对应的分析结果(水份结果、灰份结果、挥发份结果等)将会自动计算出来。

计算机系统还包括登录模块，登录模块设置有用户的账户及其对应的密码，具体登录模块包括启动登录子模块和修改登录子模块，工作人员通过在启动登录子模块登录模块正确输入所有用户账户及其对应的密码，能够成功进入并查看计算系统中相关数据信息；而修改登录子模块仅对一部分管理人有权限，也就是说管理人员和普通工作人员均能通过启动登录子模块进入计算系统的工业分析主界面，而修改登录子模块仅能让管理人员进行数据修改窗体，实现相应的修改功能。

换一种说法就是，分析者包括普通工作人员和管理者；在计算系统启动后，当普通工作人员通过启动登录子模块正确输入账户和密码后，能进入工业分析的主界面，但是不再具有修改登录子模块的权限；当管理人员通过启动登录子模块登录进入工业分析的主界面后，仍然可以通过修改登录子模块实现数据修改功能。

为了明确、分类管理，存储模块中还设置有用户信息库，用于存储用户登录信息，即不同用户的登录账户及其对应的密码。

通过数据查询模块能够实现各种不同类型数据的查询，如图4所示，可以查看不同煤焦样品的各种称重数据以及对煤焦样品的水份含量、灰份含量、挥发份含量和固定碳含量的分析计算结果。在进行数据查询时，分析者可以根据设定的查询条件实现获取对应的数据，完成数据查询功能，具体的查询条件有日期、试样编号、结果范围以及分析者；同时，由于分析者为了进行查询、分析等操作，在计算系统启动时就通过启动登录子模块进行了登录，因此，计算系统也会自动记录分析者的相关信息，例如，用户信息、时间等。而管理人员登录计算系统之后，还能通过数据修改模块对用户信息进行修改，即仅对用户信息库中的数据信息进行修改，不仅可以增加或删除分析人员，还能对登录密码进行修改，实现对用户信息进行维护。

因为本发明存储模块中用户数据库设置有一定的权限，只有获得相应的权限后才能进行修改，这样能够准确的获知分析人员的信息，也可使其他的工作人员通过进行数据分析的分析人员获取更多相关样品的其他信息。

处理模块也能实现分析结果平均和挥发份复查功能：

在对进厂物资进行分析时，还能准确的对平行煤样进行分析，并对分析结果进行平均计算，在进行该平均分析过程时，主要采用是先选取一条数据，将这条记录的各组分结果保存在变量中，然后再选取第二条记录，并将第二条记录的各组分结果也保存在变量中，通过“平均”功能，将两条记录的分析结果进行平均计算，即获得平行煤样的平均结果。

挥发份复查功能的实现是根据操作人员的要求为快速复查挥发份而设计的，它将要复查试样的其余成分(挥发份除外)复制下来作为一个新试样，然后再进行挥发份的复查分析，并快速计算出分析结果。

本发明的自动计算系统还能在完成计算、查询、修改等功能之外，还具有数据导出模块，即能够实现数据导出功能，具体是将查询到的数据导出至excel表格中保存为文件，方便工作人员在自己办公系统中保存，并且分享发送给其他需要的工作人员，实现资源共享。

因此，本发明的自动计算系统进行工业分析时，主要是通过工业分析主模块和数据查询模块分别实现对数据的处理计算和对结果数据的获取、查询。当自动计算系统启动后，启动模块延时3秒后进入登陆界面，账号和密码输入正确后才能进入工业分析主模块，通过工业分析主模块能够实现大部分功能，并且该工业分析主模块中包括有试样操作、数据处理和系统退出。通过数据处理能够进行数据查询、平均数据查询和修改记录，在数据查询过程中能够对煤焦样品进行各种查询，例如分析数据的日期查询、按样品编号查询、对某一元素及其不同值的查询、按分析者查询、查询数据的导出等操作。

因此，本发明的自动计算系统的处理模块除了实现计算功能外，还能实现数据修改功能、数据查询功能、登录功能、用户信息修改功能等功能，使得本发明的自动计算系统功能更加强大，实用性更强。

综上，本发明中的自动计算系统通过电子天平对样品处理前和处理后的质量进行称量，并将称量数据自动传输并存储在计算机存储模块的数据库中，处理器通过计算模块中的信息实现对称量数据的工业分析，获得煤焦水份含量结果、灰份含量结果、挥发份含量结果和固定碳含量结果数据等，将各种结果数据存放在数据库中。可见，本发明的自动计算系统通过精确度高的电子天平获得样品的称量数据，而且计算系统的自动计算处理能够提高计算的准确性和效率。

本发明的自动计算系统对存储在数据库中的数据进行自动计算，能有效的避免手动计算产生的错误，因此，本申请通过自动计算机的进行煤焦工业分析不仅准确性高而且速度快，能够提高煤焦分析的效率。

本发明自动计算系统的存储模块中包括多个数据库，而数据库设置有安全保密权限，能够保证各种数据的安全可靠性；数据库至少包括重量数据库、结果数据库和用户信息数据库，通过对不同数据的分类处理和存储，能够提高数据存储的安全性。

本发明的数据查询模块能够按照不同的要求实现对样品的查询，便于工作人员使用，提高了计算系统的实用性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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，均在本发明待批权利要求保护范围之内。