一种水泥熟料散装下料控制装置的控制方法与流程

本发明涉及水泥熟料下料领域，具体涉及一种水泥熟料散装下料控制装置的控制方法。

背景技术：

水泥熟料是以石灰石和黏土、铁质原料为主要原料，按适当比例配制成生料，烧至部分或全部熔融，并经冷却而获得的半成品，其粒径一般分布在10-30mm。它是生产水泥的重要原材料，占水泥成分百分比的50％以上，其运输方式包括陆运和船运两种方式。当采用陆路运输，货车司机在熟料厂装车时，熟料厂会专门派一名放料员在熟料库旁控制室负责配合司机下料。当司机将运料车辆开至指定位置时，放料员按下机箱按钮或者遥控开关上的下料控制按钮开始下料，当料堆到达一定高度时，放料员按下停止按钮，暂停下料。接着，放料员通知司机开车向前挪动到新的位置后停车，重复前一过程直至装满整个车厢。

随着传感测控技术的发展和水泥行业智能化浪潮的兴起，市场上出现了一些高度自动化的下料模式。例如，在下料口上方安装激光雷达实时探测料堆高度，当检测到料堆到达一定高度时，通过音柱提醒货车司机移动运料车辆，并自动控制下料机下料和止料，实现司机自助下料；此外，还出现了一种全自动下料机，司机只需将运料车辆停在指定位置，下料机下料口可以自主移动放满整个车厢，无须任何人工干预。这样的下料模式大大提高了熟料装车过程中的自动化程度，降低了企业人力成本，但是依然存在一些缺点：激光雷达方案要求装车场景标准，装车算法不适用于所有货车车型，且要求司机严格按照语音提示配合挪动运料车辆，否则装车时熟料在车厢上分布容易不均匀；自动下料机的方案要求下料场地开阔，有足够的空间使得自动下料机能够来回移动，且设备投入大，需要人工定期维护。

如图2所示，传统的水泥熟料下料模式需要安排一位放料员在现场配合司机进行下料，下料工作简单机械，无论有无车辆来放料，都需要放料员时刻在现场，极易造成企业人力成本的浪费。另外，下料现场扬尘大，司机或放料员长时间在在现场工作，健康受到威胁。现有的自动化自助下料模式，新设备投入成本高，对现有配套设备和场地要求也较高，不够经济实用。

专利cn109896308a提出了一种用于骨料及砂石定量装车的全自动控制方法，用于实现大颗粒物料司机全程自助装车。其具体实施方式步骤(12)中提到“当地磅显示达到预约装车重量时，通过dcs控制散装机停止下料，在散装机位置配置有无线手持遥控器，无线手持遥控器设有启停按钮，因此司机可在不下车的情况下依据现场监控实时查看装车情况并进行适当挪车”。这种装车方式可以实现司机自助下料装车，但依旧存在如下缺点：1.司机根据现场监控实时查看装车情况，默认是指在现场设置固定位置的显示屏，司机通过观察显示屏得知实时装车情况。由于装载车辆一般都是车长10米以上的大货车，则需要显示屏尺寸足够大才能看到完整的车辆装车情况。另外装车时扬尘较大，司机在显示屏表面落灰、反光情况下不容易看清，可能造成误判；2.在散装机位置配置有无线手持遥控器，让司机通过无线手持遥控器控制散装机下料。一般来讲，一个散装机只配置一个无线手持遥控器，而水泥厂的车辆、人员较为复杂，在没有专门人员维护的情况下，无线手持遥控器容易损坏甚至丢失，导致无法下料；3.当地磅显示达到预约装车重量时，通过dcs控制散装机停止下料。根据专利cn109896308a全自动控制流程步骤(9)的描述：“司机将所述业务卡插到插卡取电器上，中控室配置的dcs系统会自动识别所述业务卡内待装物料与装载设备的物料是否一致，若一致则显示屏显示该卡车的车牌号、装车品种、预装数量，若不一致则提示司机错误”，故预约装车重量是通过业务卡通信传至dcs，在流程上必须要有业务卡才能实现装车。而有些规模较小的企业并未配置业务卡系统，普遍采用传统的离线式放料员根据订单信息进行手动放料方式，故专利cn109896308a提出了物料自动装车方法并不能适用于所有企业。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供一种水泥熟料散装下料控制装置的控制方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种水泥熟料散装下料控制装置的控制方法，用于将熟料厂内的物料下料至运料车辆中，所述控制装置包括下料机控制箱，所述控制方法包括以下步骤：

步骤一：根据熟料厂是否配置放料员，由司机选择使用自助下料模式或者由放料员选择协助下料模式；

步骤二：获得运料车辆的订单信息对应的下料权限；

步骤三：如果选择协助下料模式，则由放料员控制下料执行机构进行下料，下料机控制箱实时反馈下料累积量；放料员控制下料的同时，提醒司机移动运料车辆防止料溢出；

步骤四：如果选择自助下料模式，则由司机控制下料执行机构进行下料，下料机控制箱实时反馈下料累积量；司机控制下料的同时能够获得下料口的可视化信息，并移动运料车辆防止料溢出；

步骤五：当下料累积量达到订单信息中下料量的预设值时，停止下料。

具体地，所述控制装置包括：

协助下料模块，包括位于下料机控制箱上且能够产生下料请求信号的下料机箱按钮、能够产生下料请求信号的下料遥控发射端、能够接收下料遥控发射端所产生下料请求信号的下料遥控接收端；

自助下料模块，包括用于监控下料口周围实时视频并将实时视频传输至信号控制模块的视频监控系统、能够产生下料请求信号且能够接收实时视频的下料请求移动端、用于连接控制主机与下料请求移动端的无线通信模块；

信号控制模块，包括触摸显示屏和控制主机；所述触摸显示屏能够用于选择下料模式、输入订单信息、密钥信息，以及查看下料累积量；控制主机用于接收从触摸显示屏或销售物流一卡通系统传入的下料模式、订单信息，将下料请求信号转化为下料控制信号发送给下料机模块；

下料机模块，包括下料机执行机构，以及用于接收下料控制信号并向下料机执行机构发出下料执行信号的下料机控制箱。

具体地，步骤二中，如果选择的是自助下料模式，且熟料厂没有配备销售物流一卡通系统，则司机在触摸显示屏上输入订单密钥和订单信息，控制主机核验正确后司机获得下料权限；所述订单密钥由熟料厂按照特定计算规则生成，在生成订单时分配给司机；控制主机可以根据订单信息校验订单密钥，订单密钥与订单信息唯一匹配。

具体地，步骤二中，如果选择的是协助下料模式，且熟料厂没有配备销售物流一卡通系统，则放料员输入员工密钥和运料车辆的订单信息，控制主机核验正确后放料员获得下料权限；员工密钥由熟料厂为放料员分配。

具体地，所述控制装置还包括销售物流一卡通系统；所述销售物流一卡通系统包括刷卡机；所述销售物流一卡通系统用于记录订单信息和装车流程信息，在司机通过刷卡机进行刷卡时可显示和传输订单信息、物流信息，记录运料车辆是否具有下料权限以及下料量的预设值，在装料时记录装料过程的中间量和装车状态；控制主机能够接收从销售物流一卡通系统传入的订单信息，将下料请求信号转化为下料控制信号发送给下料机模块。

具体地，步骤二中，如果熟料厂配备有销售物流一卡通系统，则无论选择自助下料模式或是协助下料模式，则由司机先在销售物流一卡通系统的刷卡机上刷卡，控制主机接收从销售物流一卡通系统中传入的订单信息，然后由司机或放料员在触摸显示屏上确认订单，获得下料权限。

具体地，步骤三中，如果选择协助下料模式进行下料，则放料员操作下料机箱按钮或者下料遥控发射端按钮，控制主机将下料机箱按钮的下料请求信号或者下料遥控接收端的下料请求信号传递至下料机控制箱；所述下料请求信号包括启动下料请求信号和停止下料请求信号；下料机控制箱收到该下料请求信号后，发送下料执行信号驱动下料执行机构下料或止料，并实时反馈下料累积量至控制主机；当控制主机监测到下料累积量达到订单信息中下料量的预设值时，后面即使再收到下料请求信号也视为无效；下料过程中，在触摸显示屏上实时显示下料累积量，当下料量到达订单中的预定下料量时，触摸显示屏上显示下料完成；下料过程的中间过程量会存入销售物流一卡通系统；所述中间过程量包括下料时间、实时的下料累积量；选择协助下料模式进行下料时，需要放料员与司机配合进行下料，放料员在控制室内控制下料并提醒司机移动运料车辆防止料溢出，直至装车完成。

具体地，步骤四中，如果选择自助下料模式进行下料，触摸显示屏上会显示无线连接密钥，司机在下料请求移动端输入无线连接密钥连接上无线通信模块；无线通信模块的另一端连接有控制主机，则下料请求移动端与控制主机可以通过无线通信模块中转信号进行无线通信；控制主机读取视频监控系统中下料口周围的实时视频，通过无线通信模块推送至下料请求移动端，司机通过下料请求移动端的显示屏观察到下料口周围的实时视频；

司机将运料车辆移动至下料口下方后，通过下料请求移动端发送下料请求信号至控制主机，控制主机判断请求有效后发送下料控制信号至下料机控制箱；下料机控制箱发送下料执行信号驱动下料执行机构下料，并反馈下料累积量至控制主机；司机通过下料请求移动端的实时视频观察运料车辆中将要料溢出时，则通过下料请求移动端驱动下料机停止下料，挪动运料车辆，再通过下料请求移动端控制下料机下料；重复上述过程直至下料累积量达到订单信息中下料量的预设值；

当控制主机监测到下料累积量达到订单信息中下料量的预设值时，再收到下料请求信号后视为无效；下料过程中，在触摸显示屏上实时显示下料累积量，当下料量达到订单信息中下料量的预设值时，触摸显示屏上显示下料完成；下料过程的中间过程量会存入销售物流一卡通系统；所述中间过程量包括下料时间、实时的下料累积量。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果是：

1.改造成本低，适用范围广，对企业现有配套设备条件及场地条件要求不高。企业从传统的放料员协助放料改造为司机刷卡自助放料，需要投入资金进行设备升级换代。本发明所述水泥熟料散装下料控制装置，采用模块式设计方法，在企业原有的放料员协助放料设备上加装控制主机、触摸显示屏、自助下料模块等即可改造为本发明所述的新型熟料散装下料设备，改造成本较低。本发明所述设备支持司机手动输入订单信息获取自助放料权限，无须配套外围刷卡系统，所适用的企业范围更广；

2.下料方式灵活，稳定性好。本发明所述水泥熟料散装下料控制装置的控制方法，当放料员协助下料模式或司机自助下料模式中的一种下料模式由于设备损坏失效时，可以使用另一种下料模式。例如传统的放料员协助下料模式或者cn109896308a所提司机使用放料无线遥控器自助下料，都会使用到放料无线遥控器，若放料无线遥控器出现故障则无法下料。而本发明所述控制方法可以在放料员协助放料和司机自助放料之间进行模式切换，相当于有一种冗余备用下料方法，灵活性更高，稳定性更好。

3.人机交互性好。本发明所述水泥熟料散装下料装置的控制方法，采用司机自助下料模式时，司机可以通过下料请求移动端屏幕观察现场下料口的实时情况。当现场配置多个监控摄像头时，司机可以随意切换监控镜头及缩放视野，更清楚地掌握下料口周围情况；司机在同一个下料请求移动端上既可以观察下料口情况，又可以随时控制下料启停，使用起来更为方便，也不必有专人去维护下料请求移动端；无论选择协助下料模式还是自助下料模式，装车过程中司机不用下车，不受现场装车扬尘影响，更为环保健康。

附图说明

图1为本发明下料控制方法的流程示意图；

图2为现有技术中下料方式的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的一种优选实施方式作详细的说明。

如图1所示，本发明中的水泥熟料散装下料控制装置，包括协助下料模块、自助下料模块、信号控制模块、下料机模块，以及销售物流一卡通系统。

协助下料模块采用传统的下料方式，即放料员通过操作下料机箱按钮或下料遥控发射端实现熟料下料，配合司机移动，实现熟料装车；

自助下料模块，司机操作该模块实现自助下料，无须放料员配合；

信号控制模块，接收放料员、司机输入的下料模式选择信号、订单信息、协助下料模块或自助下料模块传入的下料请求信号，以及销售物流一卡通系统传入的使能下料信号和下料量，输出下料控制信号至下料机控制箱；

下料机模块，负责接收来自控制主机的下料控制信号，驱动下料机执行机构下料；

销售物流一卡通系统，用于记录销售订单信息和装车流程信息。司机在系统对应的刷卡机上刷卡即可显示和传输相关订单、物流信息，记录运料车辆是否具有下料权限以及所需下料量，即下料量的预设值，装车时记录装车过程的中间量和装车状态等信息。

协助下料模块包括下料机箱按钮、下料遥控发射端，以及下料遥控接收端。下料机箱按钮位于下料机控制箱的机箱上，放料员直接按下该按钮即可启动或者停止下料口放出熟料。下料遥控发射端和下料遥控接收端是一个整体，其功能与下料箱按钮完全相同，区别在于放料员使用下料遥控发射端控制下料时，放料员物理位置不必在下料机控制箱面板前，直接按下下料遥控发射端相应开关即可启动或者停止下料机下料。

自助下料模块包括视频监控系统、下料请求移动端以及无线通信模块。视频监控系统用于监控下料口周围的实时视频并录像，将其监视到的实时视频传输至信号控制模块。下料控制移动端可以是手机、pad等可移动多媒体设备，带有无线通信功能和显示屏，方便被司机随身携带和操控。无线通信模块用于连接信号接收模块与下料请求移动端的通信。下料请求移动端可以接收视频监控系统传入的实时视频，并发出启动或者停止下料的下料请求信号。

信号控制模块包括触摸显示屏和控制主机。放料员或者司机可以通过触摸显示屏输入选择下料模式、订单信息、密钥信息，查看下料累积量等信息。控制主机可以是工控机、fpga等多种形式，用于处理数字信号。控制主机用于接收处理从触摸显示屏或销售物流一卡通系统传入的下料模式、订单等信息。若控制主机接收到有效的下料请求信号，则发送下料控制信号给下料机模块，并将下料过程中间量显示和记录于触摸显示屏和销售物流一卡通系统。

下料机模块包括下料机控制箱和下料机执行机构。下料机控制箱接收来自控制主机的下料控制信号，发出下料执行信号至下料机执行机构，驱动下料执行机构放出熟料，完成现场装车。

上述控制装置的控制方法，包括：

根据熟料厂是否配置放料员，司机在触摸显示屏中选择使用自助下料模式或者放料员在触摸显示屏中选择协助下料模式。如果选择的是自助下料模式，且熟料厂没有配备销售物流一卡通系统，则司机在触摸显示屏上输入订单密钥和订单信息，控制主机核验正确后司机获得下料权限。所述订单密钥由企业按照一定计算规则生成，在生成订单时分配给司机。控制主机可以根据订单信息校验订单密钥，订单密钥与订单信息唯一匹配；如果选择的是协助下料模式，且熟料厂没有配备销售物流一卡通系统，则放料员输入员工密钥和运料车辆的订单信息，控制主机核验正确后放料员获得下料权限；如果熟料厂配备有销售物流一卡通系统，则无论选择的是自助下料模式或是协助下料模式，司机先在销售物流一卡通系统的刷卡机上刷卡，控制主机接收销售物流一卡通系统中的订单信息，然后司机或放料员在触摸显示屏上确认订单，获得下料权限。

如果选择协助下料模式进行下料，则放料员操作下料机箱按钮或者下料遥控发射端按钮，控制主机将下料机箱按钮的启动或者停止下料请求信号，或者下料遥控接收端的启动或者停止下料请求信号传递至下料机控制箱。下料机控制箱收到该下料请求信号后，发送下料执行信号驱动下料执行机构下料或止料，并实时反馈下料累积量至控制主机。当控制主机监测到下料累积量达到订单信息中下料量的预设值时，后面即使再收到下料请求信号也视为无效。下料过程中，在触摸显示屏上实时显示下料累积量等信息，当下料量到达订单中的预定下料量时，触摸显示屏上显示下料完成。如果熟料站配有销售物流一卡通系统，则下料过程的中间过程量，如下料时间、下料累积量等也会存入销售物流一卡通系统。选择协助下料模式进行下料时，需要放料员与司机配合进行下料：放料员在控制室内控制下料并提醒司机移动运料车辆防止料溢出，直至装车完成。

如果选择自助下料模式进行下料，触摸显示屏上会显示无线连接密钥，司机在移动端输入无线连接密钥，连接上无线通信模块。无线通信模块的另一端连接有控制主机，则移动端与控制主机可以通过无线通信模块中转信号进行无线通信。控制主机读取视频监控系统中熟料下料口周围的实时视频，通过无线通信模块推送至下料请求移动端，司机通过下料请求移动端屏幕观察到下料口周围的实时视频。司机将运料车辆移动至下料口下方合适位置后，点击下料请求移动端的控制按钮发送下料请求信号至控制主机，控制主机判断请求有效后发送下料控制信号至下料机控制箱。下料机控制箱发送下料执行信号驱动下料执行机构下料，并反馈下料累积量至控制主机。司机通过下料请求移动端视频观察运料车辆在当前位置已经下了足够的料，若当前位置的料堆高度已经较高，则司机操作下料请求移动端相应按钮驱动下料机停止下料。司机挪动运料车辆至合适位置，再点击下料请求移动端相应按钮启动下料机下料。重复上述过程直至下料量达到销售物流一卡通系统订单信息中下料量的预设值。当控制主机监测到下料累积量到达销售物流系统给定的下料量时，再收到下料请求信号后视为无效。下料过程中，在触摸显示屏上实时显示下料累积量等信息，当下料量到达订单预设值时，触摸显示屏上显示下料完成。如果熟料站配有销售物流一卡通系统，则下料过程的中间过程量，如下料时间、下料累积量等也会存入该系统。通过该自助下料模式进行装车时，无需放料员与司机配合进行下料，装车全过程由司机自助完成。

当下料量到达订单信息中下料量的预设值时，触摸显示屏上显示下料完成的信息，放料员或司机进行点击确认。如果有熟料厂配有销售物流一卡通系统，则下料完成信息也会存入该系统。

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囊括在本发明内，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，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。