基于光谱检测技术的物料防错控制方法及装置与流程

本发明属于物料投加，具体涉及一种基于光谱检测技术的物料防错控制方法及装置。

背景技术：

1、管路输送系统是工业生产中重要的组成部分，它是由管道、管道联接件、泵、阀门、视镜、各类仪表组成的用于输送气体、液体或带固体颗粒流体的装置系统。阀门是管路输送系统中控制部件，用来改变通路断面和介质流动方向，具有导流、截止、调节、节流、止回、分流或溢流卸压等功能。试镜则是用来观察设备内部物料情况的装置，管道试镜主要安装在管道上，用于观察流经管道的物料情况。

2、目前，工业生产中反应釜管路投料检查或流体物料转移检查，以及生产过程中间体流体物料检查等操作，一般依靠人工检查，通过管路上的试镜观察物料的颜色状态、黏稠度、透明度等判断物料是否正确，或通过管路阀门开关进行取样送检操作，让实验室检验物料的特性是否符合品质要求，判断物料是否合格。整个进料过程中无法保证主管道中原料与应投原料一致，无法确认原料合格率是否达标。

3、当物料数据需要融合生产过程数据进行分析时，需要对自控系统进料报表或人工记录的进料数据报表按时间、种类、用途进行人工整理，并需要按照工单整合，数据量大，耗费时间，容易出错。另外，人工操作进料阀门的开关容易出现失误，例如人工操作不当将两个或多个进料阀开启，导致主管道中混料，如果主管道不进行检查，混合物料会进入反应釜，造成加料混乱。误操作后可能出现废料，最终导致产品质量不合格，只能丢弃或后处理回收利用，浪费资源，甚至进入了不应进入的物料造成生产事故。原料质量数据不能实时反映，原料状态只能通过现场操作/巡检人员进行查看，想要得知产品的反应质量与反应进度情况只能依靠取样送检，若原料质量有问题或存在杂质，无法及时反馈到生产进行改进，而此时生产过程仍在进行，存在滞后性，导致生产状态不能做到有效同步。另外，在后期对于生产过程追溯时，仅依靠人工记忆或手动纸质记录，无法有效追溯。

技术实现思路

1、为此，本发明提供一种基于光谱检测技术的物料防错控制方法及装置，解决传统技术人工操作不能对物料投加进行有效控制，导致的数据整合性差，容易误操作，质检实时性差及可追溯性差的问题。

2、为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：基于光谱检测技术的物料防错控制方法，包括：

3、根据待生产的产品对象，在mes系统中调用所述产品对象对应产品工艺规程，将配方附在所述产品对象的生产工单上，在生产前将所述生产工单进行提交审批，审批通过后对所述生产工单批次开始生产；

4、在所述生产工单批次生产的加料过程中，采用光谱传感器对流入物料进料主管中的原料进行检测分析，并将检测分析结果跟原料数据库的光谱数据比对，给出流入物料进料主管中的原料种类；

5、将当前流入物料进料主管中的原料种类发送至mes系统，mes系统收到当前流入物料进料主管中的原料种类结果后与当前应投物料对比：

6、若应投物料对比一致，下发应投物料一致信号到dcs系统，由dcs控制打开进料阀；

7、若应投物料对比不一致，不下发应投物料一致信号到dcs系统，进料阀保持关闭状态。

8、作为基于光谱检测技术的物料防错控制方法优选方案，所述产品对象对应产品工艺规程的内容包含物料类型、物料编码、每种原料的固体、液体的量、dcs系统设定参数。

9、作为基于光谱检测技术的物料防错控制方法优选方案，若应投物料对比一致，由dcs系统控制打开进料阀后，通过mes系统提示操作人员已开始进行原料加料。

10、作为基于光谱检测技术的物料防错控制方法优选方案，若应投物料对比不一致，mes系统进行进料异常提醒；提示操作人员进行加料确认审批流程，由生产技术人员或研发人员确认后，操作人员根据审批结果手工操作dcs系统，或打开进料阀进行放行操作或将物料排空。

11、作为基于光谱检测技术的物料防错控制方法优选方案，还包括：对当前流入物料进料主管中的原料质量指标进行检测分析，判断当前流入物料进料主管中的原料是否存在物料混合现象，若采集到的光谱数据含有两种物料光谱特性，得出物料混合结论，将原料不合格信号传输给mes系统，并报警物料混料。

12、作为基于光谱检测技术的物料防错控制方法优选方案，还包括：对当前流入物料进料主管中的原料是否存在水解变质进行分析；对当前流入物料进料主管中的原料浓度和纯度是否达标进行分析。

13、作为基于光谱检测技术的物料防错控制方法优选方案，实时采集当前流入物料进料主管中的原料流量，当原料流量达到设定值后关闭进料阀停止进料，并提示当前原料加料完成，将投料完成的信息回传给mes系统；

14、mes系统根据工艺的投料顺序信息切换到下一个原料，并给操作人员提示下一个应投的物料信息，并对下一个物料信息进行光谱分析确认。

15、作为基于光谱检测技术的物料防错控制方法优选方案，每次原料加料完成后，mes系统检查所述生产工单中的投料信息，检查所有种类物料是否全部进料完成；若全部进料完成，则向dcs系统发出进料完成信号，并提醒操作人员继续进行后续生产操作；若未完成，则向操作人员提醒下一步进料的物料种类；

16、当加料完成后，关闭所有进料阀门，由操作站确认所有进料阀门关闭完成后，打开氮气吹扫阀进行氮气吹扫；

17、若经光谱检测的物料与应投放物料不一致或物料异常时，由现场操作人员关闭当前打开的物料进料手阀，对主管路中物料进行排空，将投放错误的物料或质量异常物料丢弃或后处理回收利用；并打开氮气吹扫阀对主管路进行吹扫。

18、本发明还提供一种基于光谱检测技术的物料防错控制装置，包括：

19、配方生产工单匹配模块，用于根据待生产的产品对象，在mes系统中调用所述产品对象对应产品工艺规程，将配方附在所述产品对象的生产工单上；

20、生产工单审批模块，用于在生产前将所述生产工单进行提交审批，审批通过后对所述生产工单批次开始生产；

21、物料投加检测模块，用于在所述生产工单批次生产的加料过程中，采用光谱传感器对流入物料进料主管中的原料进行检测分析，并将检测分析结果跟原料数据库的光谱数据比对，给出流入物料进料主管中的原料种类；

22、应投物料比对模块，用于将当前流入物料进料主管中的原料种类发送至mes系统，mes系统收到当前流入物料进料主管中的原料种类结果后与当前应投物料对比；

23、进料阀打开控制模块，用于若应投物料对比一致，下发应投物料一致信号到dcs系统，由dcs控制打开进料阀；

24、进料阀关闭控制模块，用于若应投物料对比不一致，不下发应投物料一致信号到dcs系统，进料阀保持关闭状态。

25、作为基于光谱检测技术的物料防错控制装置优选方案，所述配方生产工单匹配模块中，所述产品对象对应产品工艺规程的内容包含物料类型、物料编码、每种原料的固体、液体的量、dcs系统设定参数；

26、所述进料阀打开控制模块中，若应投物料对比一致，由dcs系统控制打开进料阀后，通过mes系统提示操作人员已开始进行原料加料；

27、所述进料阀关闭控制模块中，若应投物料对比不一致，mes系统进行进料异常提醒；提示操作人员进行加料确认审批流程，由生产技术人员或研发人员确认后，操作人员根据审批结果手工操作dcs系统，或打开进料阀进行放行操作或将物料排空。

28、作为基于光谱检测技术的物料防错控制装置优选方案，还包括质量指标检测模块，用于对当前流入物料进料主管中的原料质量指标进行检测分析，判断当前流入物料进料主管中的原料是否存在物料混合现象，若采集到的光谱数据含有两种物料光谱特性，得出物料混合结论，将原料不合格信号传输给mes系统，并报警物料混料；还用于对当前流入物料进料主管中的原料是否存在水解变质进行分析；还用于对当前流入物料进料主管中的原料浓度和纯度是否达标进行分析。

29、作为基于光谱检测技术的物料防错控制装置优选方案，还包括物料投加流量检测模块，用于实时采集当前流入物料进料主管中的原料流量，当原料流量达到设定值后关闭进料阀停止进料，并提示当前原料加料完成，将投料完成的信息回传给mes系统。

30、作为基于光谱检测技术的物料防错控制装置优选方案，还包括物料投加切换模块，用于mes系统根据工艺的投料顺序信息切换到下一个原料，并给操作人员提示下一个应投的物料信息，并对下一个物料信息进行光谱分析确认。

31、作为基于光谱检测技术的物料防错控制装置优选方案，还包括生产工单检查模块，用于每次原料加料完成后，mes系统检查所述生产工单中的投料信息，检查所有种类物料是否全部进料完成；若全部进料完成，则向dcs系统发出进料完成信号，并提醒操作人员继续进行后续生产操作；若未完成，则向操作人员提醒下一步进料的物料种类。

32、作为基于光谱检测技术的物料防错控制装置优选方案，还包括加料完成处理模块，用于当加料完成后，关闭所有进料阀门，由操作站确认所有进料阀门关闭完成后，打开氮气吹扫阀进行氮气吹扫；

33、作为基于光谱检测技术的物料防错控制装置优选方案，还包括排空处理模块，用于若经光谱检测的物料与应投放物料不一致或物料异常时，由现场操作人员关闭当前打开的物料进料手阀，对主管路中物料进行排空，将投放错误的物料或质量异常物料丢弃或后处理回收利用；并打开氮气吹扫阀对主管路进行吹扫。

34、本发明具有如下优点：根据待生产的产品对象，在mes系统中调用所述产品对象对应产品工艺规程，将配方附在所述产品对象的生产工单上，在生产前将所述生产工单进行提交审批，审批通过后对所述生产工单批次开始生产；在所述生产工单批次生产的加料过程中，采用光谱传感器对流入物料进料主管中的原料进行检测分析，并将检测分析结果跟原料数据库的光谱数据比对，给出流入物料进料主管中的原料种类；将当前流入物料进料主管中的原料种类发送至mes系统，mes系统收到当前流入物料进料主管中的原料种类结果后与当前应投物料对比：若应投物料对比一致，下发应投物料一致信号到dcs系统，由dcs控制打开进料阀；若应投物料对比不一致，不下发应投物料一致信号到dcs系统，进料阀保持关闭状态。本发明物料的检查无需人工实现，对投料管道内的物料，通过光谱传感器检测，可以准确判断物料是否正确以及物料质量是否符合标准，有效识别不符合工艺信息的错误物料或质量不达标的物料，并联动自控系统，有效提高产品质量与合格率；方便数据整合；避免现场人员误操作，造成物料浪费；实时监测时效性好；识别、记录的数据准确性高，可以作为生产过程中追溯的重要凭证。