一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统的制作方法

1.本发明涉及定量控制技术领域，具体地说，涉及一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统。


背景技术：

2.多孔粒状硝酸铵是一种化学物质，是很多化工产品的生产原料，一般呈较为均匀的颗粒状。多孔硝酸铵生产成型后，需要通过装车来运往其他车间进行进一步的加工或包装出厂。常规的运载车辆的容量都是固定的，因而装车时，若能按照运载车辆的容量定量地排放物料，则可以更好地进行装车，提高装车效率、降低放量时可能出现的物料溢满或散落，减少资源浪费。同时，多孔硝酸铵在一定的高温环境下可能出现熔化变形的情况，从而影响出厂的物料品质，而目前常规的装车系统送料过程中却无法监测物料的品质情况。另外，化工产品的生产车间，往往存在较多的有害物质，散发在空气中，不仅可能影响人体健康，甚至还可能影响计算机产品的运行情况，影响产品的使用寿命，很多时候不便在现场设置管控机构。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供了一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
4.为实现上述技术问题的解决，本发明的目的之一在于，提供了一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统，包括
5.基础建设单元、数据处理单元、智能调控单元和功能应用单元；所述基础建设单元的信号输出端与所述数据处理单元的信号输入端连接，所述数据处理单元的信号输出端与所述智能调控单元的信号输入端连接，所述智能调控单元的信号输出端与所述功能应用单元的信号输入端连接；所述基础建设单元用于提供支持系统运行的基础设备、终端及智能传感器；所述数据处理单元用于采集系统运行过程中的实时状态数值并进行相应的计算处理；所述智能调控单元用于采用不同的方式对系统全过程进行智能的调节和管控；所述功能应用单元用于扩展应用服务来完善系统的功能性；
6.所述基础建设单元包括控制终端模块、定量设备模块、状态传感模块和网络通信模块；
7.所述数据处理单元包括数据获取模块、分类归纳模块、统计测算模块和上传反馈模块；
8.所述智能调控单元包括集中管控模块、分散自治模块、远程调控模块和现场控制模块；
9.所述功能应用单元包括故障监测模块、品质控制模块、停机上报模块和统计报告模块。
10.作为本技术方案的进一步改进，所述控制终端模块、所述定量设备模块、所述状态
传感模块依次通过以太网通讯连接；所述控制终端模块用于对提供计算管理及控制功能的终端设备进行分配管控；所述定量设备模块用于提供对装车材料进行定量测量的设备并进行管控；所述状态传感模块用于通过布设在系统各处设备上的智能传感装置来实时测量状态值并上传；所述网络通信模块用于给系统各层面、各智能设备之间提供信号接入和数据传输的通道。
11.其中，控制终端包括但不限于工控机、计算机、显示器、微处理器、控制器、电磁阀等。
12.其中，定量设备包括但不限于称重模块、固体流量计、地衡等。
13.其中，智能传感装置包括但不限于固体流量计、温湿度传感器等。
14.其中，网络通信技术包括但不限于局域网、有线网、无线wifi、蓝牙等。
15.作为本技术方案的进一步改进，所述数据获取模块的信号输出端与所述分类归纳模块的信号输入端连接，所述分类归纳模块的信号输出端与所述统计测算模块的信号输入端连接，所述统计测算模块的信号输出端与所述上传反馈模块的信号输入端连接；所述数据获取模块用于通过分布设置的各智能传感器实时获取状态数值并及时上传到计算层；所述分类归纳模块用于将采集的数据按特定的标准进行分类归纳并存储；所述统计测算模块用于对系统所需的指标数据进行统计和测量计算；所述上传反馈模块用于及时将计算获取的指标数值上传到控制层以作为调控决策的依据。
16.作为本技术方案的进一步改进，所述分类归纳模块采用朴素贝叶斯算法，其计算公式为：
[0017][0018][0019]
其中，x为给定集，p为x属于类c
i
的后验概率，p为按条件独立的属性归类的概率。
[0020]
作为本技术方案的进一步改进，所述统计测算模块包括温度变量模块、湿度变量模块、体积转换模块和流速控制模块；所述温度变量模块、所述湿度变量模块、所述体积转换模块与所述流速控制模块并列运行；所述温度变量模块用于实时获取送料管道内的温度及计算温度变量值，并通过将实时温度值与预设的温度阈值进行比对来判断物料情况；所述湿度变量模块用于实时获取送料管道内的湿度及计算湿度变量值，并通过将实时湿度值与预设的湿度阈值进行比对来判断物料情况；所述体积转换模块用于将测得的物料质量转换为体积值来判断是否符合运载车辆的容量，并通过地衡等装置对运载车辆及装车后的物料量进行复秤检测；所述流速控制模块用于根据装车需求来调节物料的排放流速。
[0021]
其中，计算温度变量可以用来检测设备的运行情况，避免设备过热，其温度阈值为可导致物料熔化的最低温度值，避免温度过高导致物料熔化从而降低物料的品质。
[0022]
其中，计算湿度变量可以用来检测设备内是否出现液体渗漏或物料熔化的情况，其湿度阈值为物料表面熔化后产生的湿度量。
[0023]
作为本技术方案的进一步改进，所述体积转换模块的计算表达式为：
[0024]
ρ＝m/v；
[0025]
m
′
＝ρv
′
；
[0026]
其中，ρ为物料的定量密度，即物料成型后采用定容量容器盛满物料测出的密度值，m为定容量容器所能容纳的物料的总质量，v为定容量容器的容积；m
′
为装载车辆的所能盛放的物料总质量，v
′
为装载车辆的容积。
[0027]
作为本技术方案的进一步改进，所述流速控制模块的计算表达式为：
[0028]
v＝p
t
/s；
[0029]
s＝πr2；
[0030]
其中，v为t时间段内的物料流速，p
t
为t时间段内的物料总流量，s为送料管道的内侧截面积，r为送料管道的内半径值。
[0031]
作为本技术方案的进一步改进，所述集中管控模块的信号输出端与所述分散自治模块、所述远程调控模块、所述现场控制模块的信号输入端连接；所述集中管控模块用于通过总控处理器对物料的装车、分配及流向进行集中管控；所述分散自治模块用于分别对各不同的装车系统作业端分别进行自治管理；所述远程调控模块用于由工控机通过通信传输技术远程地向现场控制器发送工作指令以控制现场装车系统作业端的运行过程；所述现场控制模块用于由设置在现场的工控机直接管控系统装车作业端的运行过程。
[0032]
作为本技术方案的进一步改进，所述故障监测模块、所述品质控制模块、所述停机上报模块与所述统计报告模块依次通过以太网通讯连接且并列运行；所述故障监测模块用于通过分布的传感器及对状态数据的分析结果来实时监控系统的运行过程并在运行异常时发出警报；所述品质控制模块用于通过对输送中的物料的温湿度状态进行监测依此来判断并控制物料的品质；所述停机上报模块用于在检测到系统故障或输送中的物料存在品质问题时自主暂停对应的装车系统作业端现场装置并向总控层上报，以便及时安排人员前往现场进行处理或维修；所述统计报告模块用于定时对装车系统的各现场作业端的运行情况进行统计并形成相应的报表图形以供查阅回溯。
[0033]
本发明的目的之二在于，提供了一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统的运行方法，包括如下步骤：
[0034]
s1、首先多孔粒硝酸铵产品成型出厂，先取用定容量容器测量物料的定量密度，并录入总控处理器，并按照多孔粒硝酸铵的最低熔化温度输入温度阈值参数，按照多孔硝酸铵的熔化湿度输入湿度阈值参数；
[0035]
s2、总控处理器按照装载车辆的数量及流转速度，合理安排并启用足够数量的现场装车系统作业端，向各个作业端分配对应的物料；
[0036]
s3、装载车辆到达指定位置的地衡处，系统按照装载车辆的容量计算该车可装载的物料总质量，物料输送过程中，实时称量物料的质量，或通过固体流量计的流量值转换计算为质量值；
[0037]
s4、物料装入装载车辆内时，通过地衡实时复核物料总质量，并及时反馈到控制层，避免放料过多，同时及时补足放料不足的物料量；
[0038]
s5、物料输送过程中，部署在送料管道内的温湿度传感器实时测量管道内的温度、湿度，实时计算温/湿度变量，并将实时温/湿度与预设的阈值进行比对，在温/湿度到达或超过阈值时，向控制层面发送报告；
[0039]
s6、系统运行过程中，现场装有工控机的可直接进行分散的现场控制，现场未装载
工控机的可通过总控处理器向现场控制器发送远程的工作指令；
[0040]
s7、当系统运行过程中出现运行异常，或检测到输送中的物料存在严重的品质问题时，系统可以自动进行局部的设备停机操作，并及时上报，以便及时安排工作人员前往现场进行处理或检修；
[0041]
s8、系统定期统计一定时间段内的工作情况，包括物料装车量、装车效率、故障情况及频率、物料品质情况等，并形成对应的报告，存储于系统中以供查阅或回溯。
[0042]
本发明的目的之三在于，提供了一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统的运行装置，包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序，处理器用于执行计算机程序时实现上述任一的一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统。
[0043]
本发明的目的之四在于，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一的一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统。
[0044]
与现有技术相比，本发明的有益效果：
[0045]
1.该一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统通过设置由固体流量计、称重模块、地衡等多种定量设备组成的定量系统，可以更快速准确地定量物料的排放量，进而提高装车效率、减少资源浪费；
[0046]
2.该一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统通过在送料管道中设置温湿度传感器，可以实时监测输送过程中物料的温湿度变化，进而预测判识物料的品质，实现对出厂物料的品质控制；
[0047]
3.该一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统通过在远程设置总控处理器，可以对装车系统的多个现场作业端进行集中或分散、远程或现场的控制，可以不需在生产车间现场装载计算机控制产品，给工作人员及计算机产品提供更安全的工作环境。
附图说明
[0048]
图1为本发明的示例性产品架构框图；
[0049]
图2为本发明的整体系统装置结构图；
[0050]
图3为本发明的局部系统装置结构图之一；
[0051]
图4为本发明的局部系统装置结构图之二；
[0052]
图5为本发明的局部系统装置结构图之三；
[0053]
图6为本发明的局部系统装置结构图之四；
[0054]
图7为本发明的局部系统装置结构图之五；
[0055]
图8为本发明的示例性电子计算机产品结构图。
[0056]
图中各个标号意义为：
[0057]
1、发料总控处理器；2、总线通讯器；3、现场定量工控机；4、地衡；5、称重模块；6、控制阀；7、固体流量计；8、温湿度传感器；9、生产车间总控系统；
[0058]
100、基础建设单元；101、控制终端模块；102、定量设备模块；103、状态传感模块；104、网络通信模块；
[0059]
200、数据处理单元；201、数据获取模块；202、分类归纳模块；203、统计测算模块；2031、温度变量模块；2032、湿度变量模块；2033、体积转换模块；2034、流速控制模块；204、上传反馈模块；
[0060]
300、智能调控单元；301、集中管控模块；302、分散自治模块；303、远程调控模块；304、现场控制模块；
[0061]
400、功能应用单元；401、故障监测模块；402、品质控制模块；403、停机上报模块；404、统计报告模块。
具体实施方式
[0062]
下面将结合本发明实施例中的附图，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0063]
实施例1
[0064]
如图1
‑
图8所示，本实施例提供了一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统，包括
[0065]
基础建设单元100、数据处理单元200、智能调控单元300和功能应用单元400；基础建设单元100的信号输出端与数据处理单元200的信号输入端连接，数据处理单元200的信号输出端与智能调控单元300的信号输入端连接，智能调控单元300的信号输出端与功能应用单元400的信号输入端连接；基础建设单元100用于提供支持系统运行的基础设备、终端及智能传感器；数据处理单元200用于采集系统运行过程中的实时状态数值并进行相应的计算处理；智能调控单元300用于采用不同的方式对系统全过程进行智能的调节和管控；功能应用单元400用于扩展应用服务来完善系统的功能性；
[0066]
基础建设单元100包括控制终端模块101、定量设备模块102、状态传感模块103和网络通信模块104；
[0067]
数据处理单元200包括数据获取模块201、分类归纳模块202、统计测算模块203和上传反馈模块204；
[0068]
智能调控单元300包括集中管控模块301、分散自治模块302、远程调控模块303和现场控制模块304；
[0069]
功能应用单元400包括故障监测模块401、品质控制模块402、停机上报模块403和统计报告模块404。
[0070]
本实施例中，控制终端模块101、定量设备模块102、状态传感模块103依次通过以太网通讯连接；控制终端模块101用于对提供计算管理及控制功能的终端设备进行分配管控；定量设备模块102用于提供对装车材料进行定量测量的设备并进行管控；状态传感模块103用于通过布设在系统各处设备上的智能传感装置来实时测量状态值并上传；网络通信模块104用于给系统各层面、各智能设备之间提供信号接入和数据传输的通道。
[0071]
其中，控制终端包括但不限于工控机、计算机、显示器、微处理器、控制器、电磁阀等。
[0072]
其中，定量设备包括但不限于称重模块、固体流量计、地衡等。
[0073]
其中，智能传感装置包括但不限于固体流量计、温湿度传感器等。
[0074]
其中，网络通信技术包括但不限于局域网、有线网、无线wifi、蓝牙等。
[0075]
本实施例中，数据获取模块201的信号输出端与分类归纳模块202的信号输入端连接，分类归纳模块202的信号输出端与统计测算模块203的信号输入端连接，统计测算模块203的信号输出端与上传反馈模块204的信号输入端连接；数据获取模块201用于通过分布设置的各智能传感器实时获取状态数值并及时上传到计算层；分类归纳模块202用于将采集的数据按特定的标准进行分类归纳并存储；统计测算模块203用于对系统所需的指标数据进行统计和测量计算；上传反馈模块204用于及时将计算获取的指标数值上传到控制层以作为调控决策的依据。
[0076]
具体地，分类归纳模块202采用朴素贝叶斯算法，其计算公式为：
[0077][0078][0079]
其中，x为给定集，pc
i
|x为x属于类c
i
的后验概率，px|c
i
为按条件独立的属性归类的概率。
[0080]
进一步地，统计测算模块203包括温度变量模块2031、湿度变量模块2032、体积转换模块2033和流速控制模块2034；温度变量模块2031、湿度变量模块2032、体积转换模块2033与流速控制模块2034并列运行；温度变量模块2031用于实时获取送料管道内的温度及计算温度变量值，并通过将实时温度值与预设的温度阈值进行比对来判断物料情况；湿度变量模块2032用于实时获取送料管道内的湿度及计算湿度变量值，并通过将实时湿度值与预设的湿度阈值进行比对来判断物料情况；体积转换模块2033用于将测得的物料质量转换为体积值来判断是否符合运载车辆的容量，并通过地衡等装置对运载车辆及装车后的物料量进行复秤检测；流速控制模块2034用于根据装车需求来调节物料的排放流速。
[0081]
其中，计算温度变量可以用来检测设备的运行情况，避免设备过热，其温度阈值为可导致物料熔化的最低温度值，避免温度过高导致物料熔化从而降低物料的品质。
[0082]
其中，计算湿度变量可以用来检测设备内是否出现液体渗漏或物料熔化的情况，其湿度阈值为物料表面熔化后产生的湿度量。
[0083]
具体地，体积转换模块2033的计算表达式为：
[0084]
ρ＝m/v；
[0085]
m
′
＝ρv
′
；
[0086]
其中，ρ为物料的定量密度，即物料成型后采用定容量容器盛满物料测出的密度值，m为定容量容器所能容纳的物料的总质量，v为定容量容器的容积；m
′
为装载车辆的所能盛放的物料总质量，v
′
为装载车辆的容积。
[0087]
具体地，流速控制模块2034的计算表达式为：
[0088]
v＝p
t
/s；
[0089]
s＝πr2；
[0090]
其中，v为t时间段内的物料流速，p
t
为t时间段内的物料总流量，s为送料管道的内
侧截面积，r为送料管道的内半径值。
[0091]
本实施例中，集中管控模块301的信号输出端与分散自治模块302、远程调控模块303、现场控制模块304的信号输入端连接；集中管控模块301用于通过总控处理器对物料的装车、分配及流向进行集中管控；分散自治模块302用于分别对各不同的装车系统作业端分别进行自治管理；远程调控模块303用于由工控机通过通信传输技术远程地向现场控制器发送工作指令以控制现场装车系统作业端的运行过程；现场控制模块304用于由设置在现场的工控机直接管控系统装车作业端的运行过程。
[0092]
本实施例中，故障监测模块401、品质控制模块402、停机上报模块403与统计报告模块404依次通过以太网通讯连接且并列运行；故障监测模块401用于通过分布的传感器及对状态数据的分析结果来实时监控系统的运行过程并在运行异常时发出警报；品质控制模块402用于通过对输送中的物料的温湿度状态进行监测依此来判断并控制物料的品质；停机上报模块403用于在检测到系统故障或输送中的物料存在品质问题时自主暂停对应的装车系统作业端现场装置并向总控层上报，以便及时安排人员前往现场进行处理或维修；统计报告模块404用于定时对装车系统的各现场作业端的运行情况进行统计并形成相应的报表图形以供查阅回溯。
[0093]
本实施例还提供了一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统的运行方法，包括如下步骤：
[0094]
s1、首先多孔粒硝酸铵产品成型出厂，先取用定容量容器测量物料的定量密度，并录入总控处理器，并按照多孔粒硝酸铵的最低熔化温度输入温度阈值参数，按照多孔硝酸铵的熔化湿度输入湿度阈值参数；
[0095]
s2、总控处理器按照装载车辆的数量及流转速度，合理安排并启用足够数量的现场装车系统作业端，向各个作业端分配对应的物料；
[0096]
s3、装载车辆到达指定位置的地衡处，系统按照装载车辆的容量计算该车可装载的物料总质量，物料输送过程中，实时称量物料的质量，或通过固体流量计的流量值转换计算为质量值；
[0097]
s4、物料装入装载车辆内时，通过地衡实时复核物料总质量，并及时反馈到控制层，避免放料过多，同时及时补足放料不足的物料量；
[0098]
s5、物料输送过程中，部署在送料管道内的温湿度传感器实时测量管道内的温度、湿度，实时计算温/湿度变量，并将实时温/湿度与预设的阈值进行比对，在温/湿度到达或超过阈值时，向控制层面发送报告；
[0099]
s6、系统运行过程中，现场装有工控机的可直接进行分散的现场控制，现场未装载工控机的可通过总控处理器向现场控制器发送远程的工作指令；
[0100]
s7、当系统运行过程中出现运行异常，或检测到输送中的物料存在严重的品质问题时，系统可以自动进行局部的设备停机操作，并及时上报，以便及时安排工作人员前往现场进行处理或检修；
[0101]
s8、系统定期统计一定时间段内的工作情况，包括物料装车量、装车效率、故障情况及频率、物料品质情况等，并形成对应的报告，存储于系统中以供查阅或回溯。
[0102]
如图1所示，本实施例还提供了一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统的示例性产品架构，包括发料总控处理器1，发料总控处理器1经总线通讯器2通过现
场总线连接有若干现场定量工控机3，每个现场定量工控机3同时与布设在该现场的地衡4、称重模块5、控制阀6、固体流量计7及温湿度传感器8连接，发料总控处理器1可以通过局域网接入生产车间总控系统9，也可独立运行。
[0103]
如图6所示，本实施例还提供了一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统的运行装置，该装置包括处理器、存储器以及存储在存储器中并在处理器上运行的计算机程序。
[0104]
处理器包括一个或一个以上处理核心，处理器通过总线与处理器相连，存储器用于存储程序指令，处理器执行存储器中的程序指令时实现上述的一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统。
[0105]
可选的，存储器可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随时存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器(eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
[0106]
此外，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统。
[0107]
可选的，本发明还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面一体化远程操控多孔粒状硝酸铵生产的自动化装车系统。
[0108]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，程序可以存储于计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0109]
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。