CN112405864B - 搅拌站协同卸料方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及搅拌站卸料技术领域，提供一种搅拌站协同卸料方法及装置，所述方法包括：在卸料过程中，持续获取搅拌主机的卸料速率以及进料口内物料的液面高度；根据持续获取的进料口内物料的液面高度，计算预定时间段内进料口内物料的液面高度的变化量；确定进料口内物料的液面高度不小于预设液位阈值、且预定时间段内进料口内物料的液面高度的变化量大于零，逐渐减小出料门的开度，直至搅拌主机的卸料速率满足预设条件且进料口内物料的液面高度小于预设液位阈值。本发明提供的技术方案，能够根据实际卸料情况自动、准确地调整卸料门的开度，在防止溢料的同时提高卸料效率。

Description

搅拌站协同卸料方法及装置

技术领域

本发明涉及搅拌站卸料技术领域，特别涉及一种搅拌站协同卸料方法及一种搅拌站协同卸料装置。

背景技术

搅拌站，通常是指混凝土搅拌站。混凝土搅拌站主要包括搅拌主机，搅拌主机用于对各原料进行混合搅拌以形成混凝土。搅拌主机的底端设置有与该搅拌主机连通的卸料口，且搅拌主机与卸料口之间还设有用于控制该卸料口开阖的出料门。成品混凝土需要从搅拌主机卸至搅拌车的搅拌罐中，再由搅拌车运输至目的地。

在搅拌站卸料过程中，搅拌车搅拌罐的进料口位于上述卸料口的正下方，混凝土依次经由搅拌主机、卸料口、进料口落入搅拌罐中，且可以通过减小出料门的开度来防止进料口内混凝土的溢料。

现有的搅拌站协同卸料方法，一般是通过摄像头来观察进料口内混凝土的下料情况，并通过操作人员的经验来判断进料口是否会发生溢料。当操作人员通过摄像头判断会发生溢料时，手动减小出料门的开度，直至操作人员认为溢料风险消失。显然，这种纯人工的操作方式不仅繁琐，而且判断非常不准确。在实际工作中，为了避免溢料，操作人员通常会尽量减小出料门的开度，导致卸料效率大大降低。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种搅拌站协同卸料方法及装置，能够根据实际卸料情况自动、准确地调整卸料门的开度，在防止溢料的同时提高卸料效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种搅拌站协同卸料方法，应用于搅拌站卸料系统，所述搅拌站卸料系统包括：搅拌主机、设置于所述搅拌主机底端的卸料口，以及位于所述卸料口正下方的进料口；物料依次经由所述搅拌主机、所述卸料口、所述进料口进入与所述进料口对应的搅拌罐；所述搅拌主机与所述卸料口之间还设有用于控制所述卸料口开阖的出料门；所述方法包括：

在卸料过程中，持续获取所述搅拌主机的卸料速率以及所述进料口内物料的液面高度；

根据持续获取的所述进料口内物料的液面高度，计算预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量；

确定所述进料口内物料的液面高度不小于预设液位阈值、且所述预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量大于零，逐渐减小所述出料门的开度，直至所述搅拌主机的卸料速率满足预设条件且所述进料口内物料的液面高度小于所述预设液位阈值。

进一步地，所述方法还包括：

确定所述搅拌主机的卸料速率满足所述预设条件、且所述进料口内物料的液面高度小于所述预设液位阈值，逐渐增大所述出料门的开度。

优选地，所述逐渐减小所述出料门的开度，包括：

匀速减小所述出料门的开度；

所述逐渐增大所述出料门的开度，包括：

匀速增大所述出料门的开度。

进一步地，在所述逐渐减小所述出料门的开度之前，所述方法还包括：

计算所述进料口内物料的溢料风险度；则，

所述匀速减小所述出料门的开度，包括：

当所述进料口内物料的溢料风险度小于预设风险度阈值时，以预设第一速率匀速减小所述出料门的开度；

当所述进料口内物料的溢料风险度不小于预设风险度阈值时，以预设第二速率匀速减小所述出料门的开度；其中，所述预设第二速率大于所述预设第一速率。

优选地，所述预设条件包括：

所述搅拌主机的卸料速率不大于所述搅拌罐的进料速率。

优选地，在所述逐渐减小所述出料门的开度的过程中，采用以下关系式判断所述搅拌主机的卸料速率不大于所述搅拌罐的进料速率：

|V_m1′-V_m′|≥V_m

其中，V_m1′为在逐渐减小所述出料门的开度的过程中，所述搅拌主机在某一时刻的卸料速率；V_m′为在逐渐减小所述出料门的开度的初始时刻，所述搅拌主机的卸料速率；V_m为在逐渐减小所述出料门的开度的初始时刻，所述进料口内物料的质量变化速率。

优选地，采用以下公式计算所述进料口内物料的质量变化速率：

其中，ρ为物料的密度；Δt为所述预定时间段；Δh为在所述预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量；r₁为在所述预定时间段的初始时刻，所述进料口内物料的液面宽度值的1/2；r₂为在所述预定时间段的结束时刻，所述进料口内物料的液面宽度值的1/2。

优选地，所述进料口内物料的液面宽度值通过以下方式获取：

根据第一视觉测距传感器获取的所述第一视觉测距传感器与第一交界点之间的距离、第二视觉测距传感器获取的所述第二视觉测距传感器与第二交界点之间的距离、预先获取的所述第一视觉测距传感器或所述第二视觉测距传感器与所述进料口内物料的液面之间的垂直距离、预先获取的所述第一视觉测距传感器和所述第二视觉测距传感器之间的水平距离，计算所述进料口内物料的液面宽度值；其中，

所述第一视觉测距传感器和所述第二视觉测距传感器分别在所述卸料口外壁的两侧以所述卸料口的中心轴线对称设置；所述第一交界点为与所述第一视觉测距传感器位于同一侧的所述进料口内物料的液面与所述进料口内壁的交界点，所述第二交界点为与所述第二视觉测距传感器位于同一侧的所述进料口内物料的液面与所述进料口内壁的交界点。

优选地，所述持续获取所述搅拌主机的卸料速率，包括：

通过设置在搅拌主机外壁下部的重量传感器获得所述搅拌主机内物料的质量变化速率作为所述搅拌主机的卸料速率。

优选地，所述持续获取所述进料口内物料的液面高度，包括：

通过设置在所述卸料口的外壁的高度传感器获得所述高度传感器与所述进料口内物料的液面之间的垂直距离作为第一高度；

将预先获取的所述高度传感器与所述进料口的底部之间的垂直距离作为第二高度；

计算所述第二高度与所述第一高度的差值，获得所述进料口内物料的液面高度。

进一步地，所述方法还包括：

确定所述进料口内物料的液面高度不小于预设液位阈值、且所述预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量大于零，进行溢料报警。

本发明的另一目的在于提出一种搅拌站协同卸料装置，能够根据实际卸料情况自动、准确地调整卸料门的开度，从而提高卸料效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种搅拌站协同卸料装置，应用于搅拌站卸料系统，所述搅拌站卸料系统包括：搅拌主机、设置于所述搅拌主机底端的卸料口，以及位于所述卸料口正下方的进料口；物料依次经由所述搅拌主机、所述卸料口、所述进料口进入与所述进料口对应的搅拌罐；所述搅拌主机与所述卸料口之间还设有用于控制所述卸料口开阖的出料门；所述装置包括：

卸料速率获取单元，用于在卸料过程中持续获取所述搅拌主机的卸料速率；

液面高度获取单元，用于在卸料过程中持续获取所述进料口内物料的液面高度；

液面高度变化量获取单元，用于根据持续获取的所述进料口内物料的液面高度，计算预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量；

出料门开度控制单元，用于调整所述卸料门的开度。

本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一项搅拌站协同卸料方法。

本发明所述的搅拌站协同卸料方法及装置，通过在卸料过程中持续获取进料口内物料的液面高度，进而计算出预定时间段内进料口内物料的液面高度的变化量，并根据上述进料口内物料的液面高度和预定时间段内物料的液面高度的变化量来判断是否需要减小出料门的开度，若需要，将出料门的开度逐渐减小至满足系统的参数要求。即，本方案通过系统自动获取并计算所需的参数来确定是否需要减小出料门，同时确定出料门的具体开度，避免了采用纯人工的判断方式而导致的判断不准确、操作繁琐、卸料效率低的技术问题，与现有技术相比，本发明提供的技术方案，能够根据实际卸料情况自动、准确地调整卸料门的开度，在防止溢料的同时提高卸料效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的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方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有的搅拌站卸料系统的结构示意图；

图2为本发明实施例中搅拌站卸料系统的结构示意图；

图3为本发明实施例的方法流程图一；

图4为本发明实施例的方法流程图二；

图5为本发明实施例的装置结构示意图一；

图6为本发明实施例的装置结构示意图二。

附图标记说明

1-搅拌主机 2-卸料口 3-进料口 4-搅拌罐

5-重量传感器 6-高度传感器 7-视觉测距传感器

具体实施方式

以下结合附图对本发明实施例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实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明实施例提供的搅拌站协同卸料方法，应用于搅拌站卸料系统，现有的搅拌站卸料系统如图1所示，该系统包括：搅拌主机1、设置于搅拌主机1底端且与搅拌主机1连通的卸料口2，以及位于卸料口2正下方的进料口3；物料依次经由搅拌主机1、卸料口2、进料口3进入与该进料口3对应的搅拌罐4；搅拌主机1与卸料口2之间还设有用于控制卸料口2开阖的出料门。本实施例中，所述物料一般指混凝土，但根据实际需要也可指其它需要通过上述卸料系统进行卸料的物料，此处不作限制。

基于上述搅拌站卸料系统，本发明实施例提供的搅拌站协同卸料方法如图3所示，所述方法包括：

步骤S101，在卸料过程中，持续获取所述搅拌主机的卸料速率以及所述进料口内物料的液面高度；

本实施例中，采用持续获取搅拌主机1的卸料速率的方式来实现对搅拌主机1的卸料速率的实时监控。优选地，采用以下方式持续获取搅拌主机1的卸料速率：

如图2所示，在搅拌主机1外壁的下部预先设置重量传感器5；通过该重量传感器5获得搅拌主机1内物料的质量变化速率，将该质量变化速率作为搅拌主机1的卸料速率。

具体地，重量传感器5通过测量搅拌主机1内部的混凝土在某一时刻对搅拌主机1侧壁的压力，来获得某一时刻搅拌主机1内部的混凝土的重量/质量，在较短的预设时间段内(例如，50ms)，通过测量该预设时间段的初始时刻和结束时刻搅拌主机1内部的混凝土对搅拌主机1侧壁的压力，来计算该预设时间段内搅拌主机1内混凝土的质量变化量，然后计算该质量变化量与该预设时间段的比值，获得搅拌主机1内的混凝土在某一时刻的质量变化速率，同时将该时刻的质量变化速率作为搅拌主机1在该时刻的卸料速率。计算公式如下：

其中，V_x为搅拌主机1在某一时刻的卸料速率；Δt为上述较短的预设时间段；Δm为在上述较短的预设时间段内搅拌主机1内混凝土的质量变化量。

需要说明的是，上述“预设时间段”为一较短的时间段，其是为了计算搅拌主机1在某一时刻的卸料速率而设置，本实施例中其它部分所述的“预设时间段”，和此处一样，同样取一较短的时间段，优选地，本实施例中该较短的预设时间段均取值为50ms。可以理解的是，50ms并不作为对“预设时间段”的限制，“预设时间段”还可设为30ms、40ms、60ms等，只要能满足计量需求即可。

本实施例中，持续获取进料口3内物料的液面高度用以实现对该液面高度的监控，进而实现对进料口的溢料风险进行一个定性判断。优选地，采用以下方式持续获取进料口3内物料的液面高度：

如图2所示，在卸料口2的外壁预先设置高度传感器6；通过该高度传感器6获得该高度传感器6与进料口3内物料的液面之间的垂直距离作为第一高度；将预先获取的高度传感器6与进料口3的底部之间的垂直距离作为第二高度；计算所述第二高度与所述第一高度的差值，获得所述进料口3内物料的液面高度。计算公式如下：

h＝h_l2-h_l1 (式2)

其中，h为进料口3内物料的液面高度；h_l1为高度传感器6与进料口3内物料的液面之间的垂直距离；h_l2为高度传感器6与进料口3的底部之间的垂直距离。其中，h_l2可通过预先测量获取。

在实际卸料过程中，进料口3内混凝土的液面不会完全保持为水平状态，在获取上述h_l1的值时，可通过多个高度传感器获取多个第一高度值，再计算多个第一高度值的平均值以得到该h_l1的值。优选地，如图2所示，在卸料口2外壁的两侧预先分别设置第一高度传感器和第二高度传感器，两个所述高度传感器以所述卸料口2的中心轴线对称，以获得左右两侧对称部位的第一高度值，通过计算两个第一高度值的平均值来得到h_l1的值。

需要说明的是，对于进料口中的液面高度，系统需要在卸料过程中全程对其进行连续、不间断地监控；对于搅拌主机的卸料速率，系统可选择性地对其进行卸料过程中的全程连续监控或仅在卸料门逐渐打开或逐渐关闭的过程中对其进行监控。

步骤S102，根据持续获取的所述进料口内物料的液面高度，计算预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量；

计算预定时间段内进料口3内物料的液面高度的变化量的公式如下：

Δh＝h₂-h₁ (式3)

其中，Δh为预定时间段内进料口3内物料的液面高度的变化量；h₁为在所述预定时间段的初始时刻，进料口3内物料的液面高度；h₂为在所述预定时间段的结束时刻，进料口3内物料的液面高度。其中，所述预定时间段取值为50ms。

步骤S103，确定所述进料口内物料的液面高度不小于预设液位阈值、且所述预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量大于零，逐渐减小所述出料门的开度，直至所述搅拌主机的卸料速率满足预设条件且所述进料口内物料的液面高度小于所述预设液位阈值。

本实施例中，所述预设液位阈值即为进料口的溢料预警值；所述预定时间段内进料口内物料的液面高度的变化量大于零，说明进料口中的液位在持续上升；反之，则说明进料口中的液位在持续下降。当进料口内物料的液面高度达到溢料预警值、且液位持续上升时，表明进料口内的物料具有溢料风险，此时，需要减小出料门的开度以减小搅拌主机的卸料速率，进而消除进料口的溢料风险。当进料口内物料的液面高度没有达到溢料预警值或者进料口中的液位在持续下降时，表明进料口内的物料没有溢料风险。

本实施例中，采用以下方式来判断进料口3的溢料风险已经消除：搅拌主机1的卸料速率满足预设条件、且进料口3内物料的液面高度小于所述预设液位阈值。优选地，所述预设条件包括：所述搅拌主机1的卸料速率不大于所述搅拌罐4的进料速率。

由于在实际卸料过程中，上述搅拌罐4的进料速率很难获取，直接比较搅拌主机1的卸料速率与搅拌罐4的进料速率之间的大小很难实施，因此，在逐渐减小出料门的开度的过程中，本实施例采用以下关系式来快速、准确地判断所述搅拌主机的卸料速率不大于所述搅拌罐的进料速率：

|V_m1′-V_m′|≥V_m (式4)

其中，V_m1′为在逐渐减小出料门的开度的过程中，搅拌主机1在某一时刻的卸料速率；V_m′为在逐渐减小出料门的开度的初始时刻，搅拌主机1的卸料速率；V_m为在逐渐减小出料门的开度的初始时刻，进料口3内物料的质量变化速率。

上述式4能够判断搅拌主机1的卸料速率不大于搅拌罐4的进料速率的原理为：

搅拌车进料口3的液面高度变化是由进料口3中的物料质量变化导致的，而进料口3中的物料质量变化是由搅拌主机1的卸料速率和搅拌罐4的进料速率不一致导致的。进料口3中的物料质量变化速率就等于搅拌主机1的卸料速率和搅拌罐4的进料速率的差值。当卸料速率大于进料速率时，进料口3的液面高度增加，当卸料速率小于进料速率时，进料口3的液面高度减少。

出现溢料风险时的进料口3物料质量变化速率为V_m，由上述描述可知，V_m＝搅拌主机的卸料速率-搅拌罐的进料速率，因为进料速率是由搅拌车本身的结构决定，无法调节和直接测量，就只能通过减小出料门的开度，降低卸料速率来控制进料口3中的物料质量变化速率。所以当卸料速率降低V_m时，则表示搅拌主机1的卸料速率和搅拌罐4的进料速率一致，此时进料口3中的物料质量变化为0，继续降低卸料速率，则卸料速率就小于进料速率，进料口3中的物料质量开始减少，液面高度开始降低。也即，当|V_m1′-V_m′|＝V_m，进料口3内的液面高度维持不变，当|V_m1′-V_m′|>V_m时，进料口3内的液面高度开始下降。

在上述式4中，V_m1′和V_m′均可通过上述式1来计算，对于上述进料口3内物料的质量变化速率，本实施例优选地采用以下公式来计算：

其中，ρ为物料的密度，即该盘混凝土的密度；Δt为所述预定时间段，本实施例中取50ms；Δh为在所述预定时间段内进料口3内物料的液面高度的变化量；r₁为在所述预定时间段的初始时刻，进料口3内物料的液面宽度值的1/2；r₂为在所述预定时间段的结束时刻，进料口3内物料的液面宽度值的1/2。

对于上述进料口内物料的液面宽度值，本实施例优选地采用以下方式来获取：

如图2所示，在卸料口2外壁的两侧预先分别设置第一视觉测距传感器和第二视觉测距传感器，两个所述视觉测距传感器7以卸料口2的中心轴线对称；将与第一视觉测距传感器位于同一侧的进料口内物料的液面与进料口内壁的交界点作为第一交界点，将与第二视觉测距传感器位于同一侧的进料口内物料的液面与进料口内壁的交界点作为第二交界点；根据第一视觉测距传感器获取的第一视觉测距传感器与上述第一交界点之间的距离、第二视觉测距传感器获取的第二视觉测距传感器与上述第二交界点之间的距离、预先获取的第一视觉测距传感器或第二视觉测距传感器与进料口内物料的液面之间的垂直距离、预先获取的第一视觉测距传感器和第二视觉测距传感器之间的水平距离，计算所述进料口内物料的液面宽度值。

在实际卸料过程中，进料口内物料的液面虽然不会完全保持为水平状态，但可近似看作水平状态，因此，可具体采用以下公式来计算所述进料口内物料的液面宽度值：

其中，2r为进料口内物料的液面宽度值；L₁为第一视觉测距传感器与第一交界点之间的距离；L₂为第二视觉测距传感器与第二交界点之间的距离；h₀为第一视觉测距传感器或第二视觉测距传感器与进料口内物料的液面之间的垂直距离；L₃为第一视觉测距传感器和第二视觉测距传感器之间的水平距离。其中，h₀可通过第一视觉测距传感器或第二视觉测距传感器直接测量获得，或者，也可将高度传感器6安装于与两个视觉测距传感器7相同高度的位置，通过该高度传感器6预先测量获得。

通过上述步骤S101-步骤S103，可使系统自动检测进料口在当前时刻是否具有溢料风险，并在检测到进料口具有溢料风险时，自动逐渐减小出料门的开度，直至上述溢料风险消失。如此，可极大地提高卸料系统的自动化程度，同时提高判断出料门关闭时机、关闭程度的准确度，从而提高卸料效率。

如图4所示，本发明实施例提供的搅拌站协同卸料方法还包括：

步骤S104，确定所述进料口内物料的液面高度不小于预设液位阈值、且所述预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量大于零，进行溢料报警。

即在卸料过程中，当检测到进料口具有溢料风险时，自动进行溢料报警以便工作人员能及时获知该溢料风险信息。

如图4所示，本发明实施例提供的搅拌站协同卸料方法还包括：

步骤S105，确定所述搅拌主机的卸料速率满足所述预设条件、且所述进料口内物料的液面高度小于所述预设液位阈值，逐渐增大所述出料门的开度。

为了进一步提高卸料效率，当系统检测到进料口的溢料风险消除时，停止关闭卸料门后，再自动逐渐打开卸料门，即逐渐增大出料门的开度，以逐渐增大搅拌主机的卸料速率，在此过程中，当系统重新检测到进料口存在溢料风险时，再次逐渐减小出料门的开度。重复上述卸料门的开闭过程，直至卸料完成。

本实施例中，所述逐渐减小出料门的开度，包括：匀速减小出料门的开度；所述逐渐增大出料门的开度，包括：匀速增大出料门的开度。即，出料门以匀速逐渐打开或闭合。

为了精确地控制出料门的关闭速度，进一步有效避免溢料发生，在逐渐减小所述出料门的开度之前，本实施例所述的搅拌站协同卸料方法还包括：计算所述进料口内物料的溢料风险度；则，所述匀速减小所述出料门的开度，包括：当所述进料口内物料的溢料风险度小于预设风险度阈值时，以预设第一速率匀速减小所述出料门的开度；当所述进料口内物料的溢料风险度不小于预设风险度阈值时，以预设第二速率匀速减小所述出料门的开度；其中，所述预设第二速率大于所述预设第一速率。即，当进料口的溢料风险度较高时，以较快的速率关闭所述出料门；当进料口的溢料风险度较低时，以较慢的速度关闭所述出料门，以在有效避免溢料发生的同时，不降低卸料速率。

本实施例中，采用上述式5来计算溢料风险度，即采用计算进料口内物料的质量变化速率的公式来计算上述溢料风险度。当进料口有溢料风险时，式5中的V_m值大于0，且V_m值越大，表明进料口的溢料风险越大。

一个应用实例如下：

卸料过程中，通过高度传感器采集到的进料口内物料的液面高度的变化量Δh＞0，且进料口内物料的液面高度h≥h_max，进行溢料报警，其中，h为当前进料口内物料的液面高度，h_max为预设液位阈值(即进料口的溢料预警值)。此时通过视觉测距传感器所获得的参数对进料口内物料的质量变化速率进行计算，得到此时的V_m值为5kg/s，表示当前进料口内的物料以5kg/s的速率在增加。此时工控机通过采集每过50ms重量传感器的值的变化Δm1＝2.5kg得到搅拌主机的实时卸料速率为V_m′＝50kg/s。为了避免溢料，工控机下发指令减小出料门的开度，随着出料门开度的减小，每50ms采集到的重量传感器的值的变化Δm2逐渐变小，当Δm2＝2.25kg时，此时搅拌主机的实时卸料速率为V_m1′＝45kg/s，满足|V_m1′-V_m′|≥V_m，同时，通过高度传感器采集当前进料口内物料的液面高度，若当前h＜h_max，即，若当前进料口内物料的液面高度小于预设液位阈值时，工控机下发指令停止减小出料门的开度，而重新增大出料门的开度，直到下一次溢料预警，重复上述出料门的开度的减小和增大操作，直到卸料完成。

通过上述方案，在卸料过程中，利用高度传感器采集卸料时的实时液面高度，基于进料口液面高度的变化以及设定液位阈值进行溢料报警定性判断，引入视觉测距传感器计算液面的实时宽度，实现对进料口内物料的重量变化量的实时监测，定量计算出溢料风险度。再加上安装在搅拌主机外壁下部的重量传感器采集数据计算实时的卸料速率。通过监控卸料速率来确定出料门的开关时机，在避免溢料的同时保障卸料效率，解决了现有技术中的卸料门开度调整不准确、卸料效率低的技术问题。

与上述实施方式相对应地，本发明还提供一种搅拌站协同卸料装置，应用于搅拌站卸料系统，现有的搅拌站卸料系统如图1所示，该系统包括：搅拌主机1、设置于搅拌主机1底端且与搅拌主机1连通的卸料口2，以及位于卸料口2正下方的进料口3；物料依次经由搅拌主机1、卸料口2、进料口3进入与该进料口3对应的搅拌罐4；搅拌主机1与卸料口2之间还设有用于控制卸料口2开阖的出料门。

基于上述搅拌站卸料系统，本发明提供的搅拌站协同卸料装置如图5所示，所述装置包括：

卸料速率获取单元201，用于在卸料过程中持续获取所述搅拌主机的卸料速率；

液面高度获取单元202，用于在卸料过程中持续获取所述进料口内物料的液面高度；

液面高度变化量获取单元203，用于根据持续获取的所述进料口内物料的液面高度，计算预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量；

出料门开度控制单元204，用于调整所述卸料门的开度。

具体地，在本实施例中，所述出料门开度控制单元204用于当所述进料口内物料的液面高度不小于预设液位阈值、且所述预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量大于零时，逐渐减小所述出料门的开度，直至所述搅拌主机的卸料速率满足预设条件且所述进料口内物料的液面高度小于所述预设液位阈值。

进一步地，如图6所示，所述装置还包括：

溢料报警单元205，用于当所述进料口内物料的液面高度不小于预设液位阈值、且所述预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量大于零时，进行溢料报警。

进一步地，所述出料门开度控制单元204还用于当所述搅拌主机的卸料速率满足所述预设条件、且所述进料口内物料的液面高度小于所述预设液位阈值时，逐渐增大所述出料门的开度。

进一步地，所述装置还包括：

溢料风险度计算单元，用于计算所述进料口内物料的溢料风险度；当所述进料口内物料的溢料风险度小于预设风险度阈值时，以预设第一速率匀速减小所述出料门的开度；当所述进料口内物料的溢料风险度不小于预设风险度阈值时，以预设第二速率匀速减小所述出料门的开度；其中，所述预设第二速率大于所述预设第一速率。

上述装置的工作原理、工作流程等涉及具体实施方式的内容可参见本发明所提供的上述搅拌站协同卸料方法的具体实施方式，此处不再对相同的技术内容进行详细描述。

本发明还提供一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本实施例所述的搅拌站协同卸料方法。

本发明还提供一种终端设备，包括处理器，该处理器用于执行本实施例所述的搅拌站协同卸料方法。

本发明所述的搅拌站协同卸料方法及装置，通过在卸料过程中持续获取进料口内物料的液面高度，进而计算出预定时间段内进料口内物料的液面高度的变化量，并根据上述进料口内物料的液面高度和预定时间段内物料的液面高度的变化量来判断是否需要减小出料门的开度，若需要，将出料门的开度逐渐减小至满足系统的参数要求。即，本方案通过系统自动获取并计算所需的参数来确定是否需要减小出料门，同时确定出料门的具体开度，避免了采用纯人工的判断方式而导致的判断不准确、操作繁琐、卸料效率低的技术问题，与现有技术相比，本发明提供的技术方案，能够根据实际卸料情况自动、准确地调整卸料门的开度，在防止溢料的同时提高卸料效率。

同时，本发明采用在搅拌主机的外壁加装重量传感器、在卸料口的外壁加装高度传感器和视觉测距传感器的方式来判断进料口的进料状况，并控制卸料口和进料口协同完成卸料过程，能够提高卸料系统的智能化程度，减少操作人员的重复劳动和人力成本。其中，高度传感器对进料口的溢料风险进行一个定性判断，而视觉测距传感器识别进料口内的物料液面与进料口内壁的交界点，经过计算对进料口的溢料风险进行一个定量判断。根据定性和定量判断调节出料门的开度，通过重量传感器计算卸料速率的变化以实现自动协同的过程，使得整个卸料系统在避免溢料的同时最大程度地保障卸料效率。

本发明在使用过程中无需人工一直盯着摄像头获取的卸料画面，避免了人工观察判断的主观性、局限性，因此相较于传统的协同卸料方法具有更高的客观性以及实时性。可以有效地防止人为判断疏忽错误导致的溢料情况。同时，本发明除了能对溢料风险进行定性的判断，还能够根据传感器信息对溢料风险进行定量的判断，从而进行定量的控制，及时控制出料门的开闭，消除溢料风险的同时保障最大的卸料效率，保证可靠工作的同时减少人工劳动的强度。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的不同实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (13)

1.一种搅拌站协同卸料方法，应用于搅拌站卸料系统，所述搅拌站卸料系统包括：搅拌主机、设置于所述搅拌主机底端的卸料口，以及位于所述卸料口正下方的进料口；物料依次经由所述搅拌主机、所述卸料口、所述进料口进入与所述进料口对应的搅拌罐；所述搅拌主机与所述卸料口之间还设有用于控制所述卸料口开阖的出料门；其特征在于，所述方法包括：

在卸料过程中，持续获取所述搅拌主机的卸料速率以及所述进料口内物料的液面高度；

根据持续获取的所述进料口内物料的液面高度，计算预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量；

确定所述进料口内物料的液面高度不小于预设液位阈值、且所述预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量大于零，逐渐减小所述出料门的开度，直至所述搅拌主机的卸料速率满足预设条件且所述进料口内物料的液面高度小于所述预设液位阈值。

2.根据权利要求1所述的搅拌站协同卸料方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述搅拌主机的卸料速率满足所述预设条件、且所述进料口内物料的液面高度小于所述预设液位阈值，逐渐增大所述出料门的开度。

3.根据权利要求2所述的搅拌站协同卸料方法，其特征在于，所述逐渐减小所述出料门的开度，包括：

匀速减小所述出料门的开度；

所述逐渐增大所述出料门的开度，包括：

匀速增大所述出料门的开度。

4.根据权利要求3所述的搅拌站协同卸料方法，其特征在于，在所述逐渐减小所述出料门的开度之前，所述方法还包括：

计算所述进料口内物料的溢料风险度；则，

所述匀速减小所述出料门的开度，包括：

当所述进料口内物料的溢料风险度小于预设风险度阈值时，以预设第一速率匀速减小所述出料门的开度；

当所述进料口内物料的溢料风险度不小于预设风险度阈值时，以预设第二速率匀速减小所述出料门的开度；其中，所述预设第二速率大于所述预设第一速率。

5.根据权利要求2所述的搅拌站协同卸料方法，其特征在于，所述预设条件包括：

所述搅拌主机的卸料速率不大于所述搅拌罐的进料速率。

6.根据权利要求5所述的搅拌站协同卸料方法，其特征在于，在所述逐渐减小所述出料门的开度的过程中，采用以下关系式判断所述搅拌主机的卸料速率不大于所述搅拌罐的进料速率：

|V_m1′-V_m′|≥V_m

其中，V_m1′为在逐渐减小所述出料门的开度的过程中，所述搅拌主机在某一时刻的卸料速率；V_m′为在逐渐减小所述出料门的开度的初始时刻，所述搅拌主机的卸料速率；V_m为在逐渐减小所述出料门的开度的初始时刻，所述进料口内物料的质量变化速率。

7.根据权利要求6所述的搅拌站协同卸料方法，其特征在于，采用以下公式计算所述进料口内物料的质量变化速率：

其中，ρ为物料的密度；Δt为所述预定时间段；Δh为在所述预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量；r₁为在所述预定时间段的初始时刻，所述进料口内物料的液面宽度值的1/2；r₂为在所述预定时间段的结束时刻，所述进料口内物料的液面宽度值的1/2。

8.根据权利要求7所述的搅拌站协同卸料方法，其特征在于，所述进料口内物料的液面宽度值通过以下方式获取：

根据第一视觉测距传感器获取的所述第一视觉测距传感器与第一交界点之间的距离、第二视觉测距传感器获取的所述第二视觉测距传感器与第二交界点之间的距离、预先获取的所述第一视觉测距传感器或所述第二视觉测距传感器与所述进料口内物料的液面之间的垂直距离、预先获取的所述第一视觉测距传感器和所述第二视觉测距传感器之间的水平距离，计算所述进料口内物料的液面宽度值；其中，

所述第一视觉测距传感器和所述第二视觉测距传感器分别在所述卸料口外壁的两侧以所述卸料口的中心轴线对称设置；所述第一交界点为与所述第一视觉测距传感器位于同一侧的所述进料口内物料的液面与所述进料口内壁的交界点，所述第二交界点为与所述第二视觉测距传感器位于同一侧的所述进料口内物料的液面与所述进料口内壁的交界点。

9.根据权利要求1所述的搅拌站协同卸料方法，其特征在于，所述持续获取所述搅拌主机的卸料速率，包括：

通过设置在搅拌主机外壁下部的重量传感器获得所述搅拌主机内物料的质量变化速率作为所述搅拌主机的卸料速率。

10.根据权利要求1所述的搅拌站协同卸料方法，其特征在于，所述持续获取所述进料口内物料的液面高度，包括：

通过设置在所述卸料口的外壁的高度传感器获得所述高度传感器与所述进料口内物料的液面之间的垂直距离作为第一高度；

将预先获取的所述高度传感器与所述进料口的底部之间的垂直距离作为第二高度；

计算所述第二高度与所述第一高度的差值，获得所述进料口内物料的液面高度。

11.根据权利要求1或2所述的搅拌站协同卸料方法，其特征在于，所述方法还包括：

确定所述进料口内物料的液面高度不小于预设液位阈值、且所述预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量大于零，进行溢料报警。

12.一种搅拌站协同卸料装置，应用于搅拌站卸料系统，所述搅拌站卸料系统包括：搅拌主机、设置于所述搅拌主机底端的卸料口，以及位于所述卸料口正下方的进料口；物料依次经由所述搅拌主机、所述卸料口、所述进料口进入与所述进料口对应的搅拌罐；所述搅拌主机与所述卸料口之间还设有用于控制所述卸料口开阖的出料门；其特征在于，所述装置包括：

卸料速率获取单元，用于在卸料过程中持续获取所述搅拌主机的卸料速率；

液面高度获取单元，用于在卸料过程中持续获取所述进料口内物料的液面高度；

液面高度变化量获取单元，用于根据持续获取的所述进料口内物料的液面高度，计算预定时间段内所述进料口内物料的液面高度的变化量；

出料门开度控制单元，用于调整所述出料门的开度。

13.一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至11中任一项所述的搅拌站协同卸料方法。

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