专利名称：一种搅拌设备效率监测装置、系统、方法和工程机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种搅拌设备效率监测装置、系统、方法和工程机械。
背景技术：
搅拌系统10主要包括机械硬件系统101和电控系统102两大部分，如图1所示，其运行方式为通过电控系统102控制机械硬件系统101中具体的机械硬件执行机构，同时机械硬件状态会被反馈到电控系统102中。由于搅拌设备机械结构复杂，涉及机械零部件众多，各零部件在生产过程中相互动态影响，加上搅拌流程的多样性和复杂性，使得搅拌设备各机械结构在生产过程中不可避免出现各种异常问题，从而影响搅拌设备的运行效率和生产效率。搅拌设备的生产效率直接关系到客户的收益和利润，而设备的运行效率直接关系到客户的能耗支出和设备使用寿命，故搅拌设备客户拥有者对设备的运行效率和生产效率特别关注。而现有的搅拌设备电控系统缺乏对搅拌设备运行效率和生产效率的监控，因此，当搅拌设备处于低效运行时，客户不能立即发现，也就不能立即采取相应措施，从而给客户带来经济损失，而且设备如果长时间处于低效运行状态，也严重影响设备的使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种搅拌设备效率监测装置、系统、方法和工程机械，以解决现有技术中因缺乏效率监测而给客户带来经济损失、设备使用寿命降低等缺陷。为了实现上述目的，本发明提供一种搅拌设备效率监测装置，该装置包括:接收器，用于接收搅拌设备的生产参数值和/或运行参数值；控制器，与所述接收器连接，用于根据所接收到的所述生产参数值计算所述搅拌设备的生产效率值，和/或根据所述运行参数值计算所述搅拌设备的运行效率值，在所述生产效率值低于生产效率预设值的情况下，和/或在所述运行效率值低于运行效率预设值的情况下，输出报警信号。本发明还提供一种搅拌设备效率监测系统，该系统包括:信号采集装置，用于采集并输出搅拌设备的生产参数值和/或运行参数值、和所述搅拌设备的配置参数值；上述搅拌设备效率监测装置，与所述信号采集装置连接；以及报警装置，与所述搅拌设备效率监测装置连接，用于在收到所述报警信号的情况下进行报警。本发明还提供一种包括上述搅拌设备效率监测系统的工程机械。本发明还提供一种搅拌设备效率监测方法，该方法包括:接收搅拌设备的生产参数值和/或运行参数值；根据所接收到的所述生产参数值计算所述搅拌设备的生产效率值，和/或根据所述运行参数值计算所述搅拌设备的运行效率值；以及在所述生产效率值低于生产效率预设值的情况下，和/或在所述运行效率值低于运行效率预设值的情况下，进行报警。通过上述技术方案，可以实现对搅拌设备的生产效率和运行效率的实时监测，能够及时掌握搅拌设备的生产状态和运行状态，便于客户及时采取措施，使客户收益最大化，井延长设备的使用寿命。本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式
部分予以详细说明。
附图是用来提供对本发明的进ー步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式
一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中:图1是搅拌设备系统的组成结构图；图2是根据本发明的实施方式的搅拌设备效率监测装置的结构图；图3是根据本发明的实施方式的搅拌设备效率监测装置的具体结构图；图4是根据本发明的实施方式的搅拌设备效率监测系统的结构图；图5是根据本发明的另ー实施方式的搅拌设备效率监测系统的结构图；图6是根据本发明的另ー实施方式的搅拌设备效率监测系统的结构图；以及图7是根据本发明的实施方式的搅拌设备效率监测方法的流程图。附图标记说明
10搅拌系统 101机械硬件系统 102电控系统 103数据库20搅拌设备效率监测装置 201接收器 202控制器2021计算和比较单元 2022參考单元 2023分析单元2024效率影响因素库 30报警装置 40示装置 50信号采集装置60搅拌设备效率监测客户端 601数据读取単元 602处理单元
具体实施例方式以下结合附图对本发明的具体实施方式
进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式
仅用于说明和解释本发明，并不用干限制本发明。图2是根据本发明的实施方式的搅拌设备效率监测装置20的示意图。如图2所示，该装置20包括:接收器201，用于接收搅拌设备的生产參数值和/或运行參数值；控制器202，与所述接收器201连接，用于根据所接收到的所述生产參数值计算所述搅拌设备的生产效率值，和/或根据所述运行參数值计算所述搅拌设备的运行效率值，在所述生产效率值低于生产效率预设值的情况下，和/或在所述运行效率值低于运行效率预设值的情况下，输出报警信号。在这种情况下，控制器202可以确定所述搅拌设备的生产状态处于低效，和/或确定所述搅拌设备的运行状态处于低效。具体地，搅拌设备的生产效率主要是指各物料仓配料效率、各秤投料效率以及搅拌主机卸料效率，其计算方法是根据每车方量进行生产时间统计，来计算得到当车生产效率。例如，假设每车生产S盘，当接收器201接收到搅拌设备的生产參数值(例如下面所示的各盘配料重量、投料重量、卸料重量、配料时间等)，控制器202按照如下计算出对应的生产效率值:(I)各物料仓(骨料仓、粉料仓、水泵、外加剂泵等配料机构)配料效率:第I盘配料效率:P1=第I盘配料重量(或方量)/第I盘配料时间；第S盘配料效率:PS=第S盘配料重量(或方量)/第S盘配料时间；则该物料仓当车的配料效率为:P=び1+ 2+丨+ 5)/5。
(2)各秤(骨料秤、粉料秤、中间仓、水秤、外加剂秤等秤体)投料效率:第I盘投料效率:W1=第I盘投料重量(或方量)/第I盘投料时间；第S盘投料效率:WS=第S盘投料重量(或方量)/第S盘投料时间；则该仓当车的投料效率为:W= (W1+W2++WS)/S。( 3 )搅拌主机卸料效率: 第I盘卸料效率:X1=第I盘卸料重量(或方量)/第I盘卸料时间；第S盘卸料效率:XS=第S盘卸料重量(或方量)/第S盘卸料时间；则当车的搅拌主机卸料效率为:X= (W1+W2++WS)/S当控制器202按照如上方法计算出各生产效率值后，该控制器202将每个生产效率值与各自的预设值进行比较，来确定当前搅拌设备的生产状态是否处于低效状态。例如，当计算出某物料仓的配料效率值为P，若该p〈最小配料效率值Θ p，则确定出该物料仓的单位方量下的配料时间较长、配料效率较低。搅拌设备的运行效率主要是指搅拌设备中各部件的运行效率，包括但不限于:主机运行效率、平/斜皮带运行效率、空压机运行效率等。下面就以上述三种效率为例，描述计算运行效率值以及根据该运行效率值判断搅拌设备的运行是否处于低效的方法。(I)主机运行效率:根据主机启动时间和当前时间，结合每车生产时间，对主机当前的运行效率进行分析。假设从主机启动到当前时刻共生产了 S车，每车从启动生产到结束生产消耗的时间分别为Tl、T2、…、TS，则主机的有效运行时间为T1+T2+…+TS，从而主机当前运行效率如下:主机运行效率=(T1+T2+…+TS)/ (当前时间-主机启动时间)设定主机运行效率的阈值为α，若主机当前运行效率< α，则确定所述主机的运行处于低效状态。( 2 )平/斜皮带运行效率:根据平/斜皮带启动时间和停止时间，结合实际生产任务时间，对平/斜皮带运行效率进行分析。假设从平/斜皮带启动时刻到当前时刻共生产了 S车，每车从启动生产到结束生产消耗的时间分别为Τ1、Τ2、…、TS，则平/斜皮带的有效运行时间为Τ1+Τ2+…+TS，从而平/斜皮带当前运行效率如下:平/斜皮带运行效率=(Τ1+Τ2+…+TS)/ (当前时间平/斜皮带启动时间)设定平/斜皮带运行效率的阈值β，若平/斜皮带当前运行效率< β，则确定所述平/斜皮带的运行处于低效状态。(3)空压机运行效率:统计规定时间段内空压机的起停次数，若某段时间起停次数非常频繁，大于正常工作起停频率，则说明空压机异常或者搅拌设备气路异常。假设从时刻t开始到当前时刻共生产了 S车，每车从启动生产到结束生产消耗的时间分别为Tl、T2、…、TS，空压机在这段时间内急停了 N次，则空压机当前运行效率如下:空压机运行效率=(T1+T2+…+TS)/ (当前时间_t)设定空压机运行效率的阈值为δ，若空压机运行效率< δ，则确定所述空压机的运行处于低效状态。
应当注意的是，关于搅拌设备的运行效率的监测包含但不仅限于以上三种设备部件，该搅拌设备所有參与生产的设备部件均可采用以上同类方法进行监测和分析。所述控制器202可以包括一个或多个模块来执行上述操作。例如，所述控制器202可以包括计算和比较单元2021、參考单元2022和分析单元2023，如图3所示。其中，计算效率值、进行效率比较可在计算和比较单元2021中进行，与生产效率和运行效率对应的生产效率预设值和运行效率预设值可存储在參考单元2022中，确定生产状态和/或运行状态是否处于低效、以及输出报警信号可在分析単元2023中进行。由此，通过上述搅拌设备效率监测装置，能够实时地对搅拌设备的生产效率和/或运行效率进行监測，并且能够有效地确定出搅拌设备的生产和/或运行是否处于低效状态，以便进行后续处理。所述控制器202可以在确定搅拌设备的生产状态和/或运行状态处于低效的情况下输出报警信号至ー报警装置30，控制该报警装置30报警，如图3所示。例如，当控制器202确定主机运行处于低效状态，则其控制报警装置30进行报警，监控人员可以根据该报警来决策是否进行停机处理，从而降低能耗，降低搅拌主机无效的空转时间，延长其使用寿命。本发明提供的搅拌设备效率监测装置不仅能实时监测搅拌设备的生产和/或运行是否处于低效状态，其还能够确定处于低效状态的原因，并给出相应的控制策略，具体方法如下所述。在搅拌设备效率监测装置20中，所述接收器201除了接收搅拌设备的生产和/或运行參数值以外，其还可以接收所述搅拌设备的配置參数值(例如，物料仓的精称重量、精称时间、秤稳时间等等)；以及所述控制器202还用于在所述生产效率值低于所述生产效率预设值的情况下，和/或在所述运行效率值低于所述运行效率预设值的情况下，通过比较所述配置參数值与其对应的预设范围来确定效率提升策略。其中，所述通过比较所述配置參数值与其对应的预设范围来确定效率提升策略包括:在所述配置參数值超出所述预设范围的情况下，确定效率提升策略为将所述配置參数值设置在所述预设范围内；和/或在所述配置參数未超出所述预设范围的情况下，分析单元2023通过查找效率影响因素库2024来确定效率提升策略，如图3所示。下面以物料仓A的配料效率为例来详述上述分析过程。应当注意，虽以配料效率为例进行说明，但是上述各秤投料效率、搅拌主机卸料效率、主机运行效率、平/斜皮带效率和空压机效率等的分析方法均与其类似。若通过计算和比较单元2021得出物料仓A的配料效率值P小于參考单元2022中存储的该物料仓的最小配料效率值9 p，则分析単元2023确定该物料仓A的単位方量下的配料时间较长、配料效率较低。例如，物料仓A的配料效率值P为3/20，而參考単元2022中该物料的配料效率范围为(3/18，3/10)，则说明物料仓A的配料效率低于标准參考范围值，即可认为物料仓A的配料效率低，需进行提升。分析単元2023之后对该物料仓的配置參数进行分析。具体为:将由接收器201接收到的关于该物料仓的配置參数传入到该分析単元2023中，其中所述配置參数例如包括该物料仓的精称重量、精秤时间、秤稳时间、补秤时间等。该分析単元2023从參考単元2022中提取与每个配置參数对应的预设范围，然后进行比较。若该物料仓的某项參数不在參考单元2022中存储的标准参数预设范围，则分析单元2023确定导致处于低效的原因是客户现场的该项参数设置不合理。例如，精称重量设定为200kg，而参考单元2022中存储的精称重量范围为(260, 300 )kg,则说明精称重量参数设置偏小，需进行调整。效率分析单元2023还可以根据比较结果来确定调整策略(例如，增加精称重量等等)。如果该物料仓A的所有参数均设置在合理的范围内，则分析单元2023将查找效率影响因素库2024来确定调整策略(即，维修指导意见)，其中，每条影响因素对应的指导意见都会对应一个唯一标不码，如表I和表2所不:表I
权利要求
1.一种搅拌设备效率监测装置，其特征在于，该装置包括: 接收器，用于接收搅拌设备的生产参数值和/或运行参数值； 控制器，与所述接收器连接，用于根据所接收到的所述生产参数值计算所述搅拌设备的生产效率值，和/或根据所述运行参数值计算所述搅拌设备的运行效率值，在所述生产效率值低于生产效率预设值的情况下，和/或在所述运行效率值低于运行效率预设值的情况下，输出报警信号。
2.根据权利要求1所述的搅拌设备效率监测装置，其特征在于，所述接收器还用于接收所述搅拌设备的配置参数值，以及所述控制器还用于在所述生产效率值低于所述生产效率预设值的情况下，和/或在所述运行效率值低于所述运行效率预设值的情况下，通过比较所述配置参数值与其对应的预设范围来确定效率提升策略，并输出与所述效率提升策略相关联的控制信号。
3.根据权利要求2所述的搅拌设备效率监测装置，其特征在于，在所述配置参数值超出所述预设范围的情况下，所述控制器确定所述效率提升策略为将所述配置参数值设置在所述预设范围内；以及 在所述配置参数未超出所述预设范围的情况下，所述控制器查找效率影响因素库来确定所述效率提升策略。
4.根据权利要求2或3所述的搅拌设备效率监测装置，其特征在于，所述控制器还用于输出显示信号，以显示所述生产参数值、所述运行参数值、所述生产效率值、所述运行效率值、所述配置参数值、以及所述效率提升策略中的一者或多者。
5.一种搅拌设备效率监测系统，其特征在于，该系统包括: 信号采集装置，用于采集并输出搅拌设备的生产参数值和/或运行参数值、和所述搅拌设备的配置参数值； 根据权利要求1-4中任意一项权利要求所述的搅拌设备效率监测装置，与所述信号采集装置连接；以及 报警装置，与所述搅拌设备效率监测装置连接，用于在收到所述报警信号的情况下进行报警。
6.一种包括根据权利要求5所述的搅拌设备效率监测系统的工程机械。
7.一种搅拌设备效率监测方法，其特征在于，该方法包括: 接收搅拌设备的生产参数值和/或运行参数值； 根据所接收到的所述生产参数值计算所述搅拌设备的生产效率值，和/或根据所述运行参数值计算所述搅拌设备的运行效率值；以及 在所述生产效率值低于生产效率预设值的情况下，和/或在所述运行效率值低于运行效率预设值的情况下，进行报警。
8.根据权利要求7所述的搅拌设备效率监测方法，其特征在于，该方法还包括: 接收所述搅拌设备的配置参数值；以及 在所述生产效率值低于所 述生产效率预设值的情况下，和/或在所述运行效率值低于所述运行效率预设值的情况下，将所述配置参数值与其对应的预设范围进行比较来确定效率提升策略，并根据所述效率提升策略来控制所述搅拌设备。
9.根据权利要求8所述的搅拌设备效率监测方法，其特征在于，在所述配置參数值超出所述预设范围的情况下，确定所述效率提升策略为将所述配置參数值设置在所述预设范围内；以及 在所述配置參数未超出所述预设范围的情况下，查找效率影响因素库来确定所述效率提升策略。
10.根据权利要求8或9所述的搅拌设备效率监测方法，其特征在于，该方法还包括:显示所述生产參数值、所述运行參数值、所述生产效率值、所述运行效率值、所述配置參数值、以及所述效率提升策略中的一者或多者。
全文摘要
本发明公开了一种搅拌设备效率监测装置、系统、方法和工程机械。所述监测装置包括接收器，用于接收搅拌设备的生产参数值和/或运行参数值；控制器，与所述接收器连接，用于根据所接收到的生产参数值计算搅拌设备的生产效率值，和/或根据运行参数值计算搅拌设备的运行效率值，在所述生产效率值低于生产效率预设值的情况下，和/或在所述运行效率值低于运行效率预设值的情况下，输出报警信号。通过上述技术方案，可以实现对搅拌设备的生产效率和运行效率的实时监测，便于客户及时采取措施，使客户收益最大化，延长设备使用寿命。
文档编号G05B19/048GK103116304SQ20131001435
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月15日 优先权日2013年1月15日
发明者周杰, 陈兵, 邓立波, 罗建利, 李志杰 申请人:中联重科股份有限公司