广州朗赫科技有限公司

提高水泥品质 提升经济效益

《建材工业智能制造数字转型行动计划(2021~2023)》，提出数字矿山、智能型水泥工厂的概念。水泥行业对数据、信息化管理的要求必将越来越高，企业现代化数据信息化管理离不开基础的称重数据，水泥生产的上下游各个环节，包括生产过程中的原材料进出、生料配料粉磨、熟料烧成、水泥粉磨、成品出库等各环节都需要做到精确计量控制，避免浪费、提高管理精准性。

1.矿石开采数据采集

矿山开采、转运过程中会面临困惑：计量设备的不稳定、不可靠、人工司磅的差错、信号干扰或作弊；转运车辆装卸频次超高、车载冲击大、重轴载；数字矿山需要提高数据化管理水平、运行效率、经济效益，对称重数据的管理及联网、精准快速有效的计量、减少人员或其他成本的投入提出了更高的要求。

系统特点：

1.动态计量：连续不间断计量动态皮带输送的物料；2.数据存储：采集存储车辆的数据和现场视频；3.车辆引导管理：可通过小程序和APP扫码预约称重，设置交通信号灯、道闸栏杆机，自动语音提示等有序引导车辆进出；4.远程管理：可远程手机端或电脑端登陆账号查询管理；5.车辆识别准：车牌识别准确率:白天98%晚上95%，并配置补光系统；6.实时采集：生产数据实时监控采集并上传至平台；

2.水泥熟料生产

在水泥熟料复杂的生产工艺过程中，生产管控粗放的现状与精细化的生产，提升经济效益的迫切需求的矛盾，是水泥生产企业不得不面临的难题。大量石灰石、煤粉、辅料、石膏等原料出入库，如何减少转运环节损失及核实原料重量，实现原料进厂的精准管控？如何实现对石灰仓、原煤(煤粉)仓、生料仓的储存量进行监控，保证储量可控，保证生产库存合理化、提高生产效率；实现成品库存和产能的精准管理？如何通过合理、精准的配比，生产高质量的生料或实现煤粉仓的精准计量？如何实现熟料、水泥的定量装车、销发管理，提高销售效率和经济效益？

系统特点：

1.精准计量：提前自动修正、实时超重报警多工位同时操作使得装车过程更加精准可靠；2.安全管控：使用一卡通、门岗管理、排队叫号等手段，规范厂区内进出车辆的流程，降低管控风险，实现闭环控制；3.防止作弊：读卡取电匹配订单，装车过程实时监控、判断装车物料正确性保障生产安全；4.装车控制结算一体：散装水泥装车结算、熟料装车控制系统结算；5.智能管理：提供网络化功能，多功能数据接口，可配置数据库，对数据及历史记录储存和处理；6.数据交互：可对接企业业务管理运营系统有权限管理、分级管理和数据修改权限功能；

3.混凝土生产

混凝土是当代最主要的土木工程材料之一，其主要由水泥、骨料(砂、石)、水、外加剂等按比例混合搅拌而成，是公路、桥梁、铁路、机场、房地产等各行业重要原材料；水泥、砂石等原料的品质，不仅影响混凝土的质量好坏、更关系到众多基础设施、建筑物的寿命和安全。

系统特点：

1.精准计量：数字式传感器，称重数据更加精准且防作弊，满足物料计量要求；2.无人值守：实时在线监控，自动控制命令的执行，无需人工监管；3.机械制造精密：配备精密进口仪器，打造智能化产线，设备制造标准化，降低人工故障率；4.智能配料：可预置物料配比，同时控制多台秤、多种不同物料或控制输出提作，实现智能配料；5.系统稳定：软件经多次测试、调试，保障系统稳定性、安全性；6.远程管理数据一屏可现：数据实时通过系统上传至平台可远程登录查询管理数据，配备可视化控制界面；

客户描述：

       江苏双龙集团有限公司是省属国有大型企业集团，其下属的南站搅拌站位于南京南站西南800m处，曾为南京南站、京沪高铁项目、南京绕城高速项目提供优质的混凝土。

        搅拌站现场有10个钢制料仓，内部储有混凝土原材料，由于仓内环境恶劣，客户找不到一个合适的产品来计量管理料仓中的物料。因为这个原因，操作人员不能准确了解仓内物料的多和少，300T的料仓往往只能利用2/3的空间；也因为无法准确了解仓内物料情况，现场曾多次出现爆仓的现象，造成设备、原料的浪费，并对当地环境造成污染。

       客户亟需一种快速便捷的物位测量手段，获取物料的准确信息，要求安装便捷快速，不能影响生产，综合精度在5％以内。

二、 技术分析

       实施项目的料仓属于典型的钢制料仓。4个支撑腿承载了料仓全部的重量，由于支撑腿为碳钢材质，在加载和卸载物料时支撑腿会发生弹性形变。由于4个支腿都是垂直于地面，且大小一致，粗细均匀，支撑腿的形变量和加载的重量成正比关系。我们只需要测量出支腿的形变就可以获取到物料的重量。

       用螺栓将Microcell贴片式传感器紧密固定在料仓支腿上，在支撑腿形变的同时会带动贴片式传感器一起形变，通过传感器内部的超高灵敏度应变片“感知”支腿的形变，最终得到料仓重量值。

      图2 钢制料仓简化图及Microcell传感器安装位置示意

三、 项目实施

       为了保证设备的精度，减小物料偏载、阳光照射、风力、支腿尺寸细微不同造成的测量误差，在每一个支腿上都安装一片Microcell 贴片式传感器。通过汇总接线盒将四路传感器信号送入SVS2000变送器中，由SVS2000负责将传感器的信号滤波放大最终转换为可读的重量信号。

              图3 贴片式传感器现场安装示意

       Microcell支持不停产安装，在料仓不清空时可以安装传感器，这大大方便了改造项目。利用这个特性，现场在3个小时内完成设备的安装和接线工作。

       专门为贴片式重量料位计设计的SVS2000重量变送器支持不清空校准功能，支持在料仓内有料的情况下校准设备，也允许在今后的使用中不断对数据的误差进行修正。这个特性特别适合在生产间隙中调试、校准设备。

四、 数据测试

       为了使测量结果更加准确，我们往料仓中加入二百多吨原料作校准。生产中会不断的使用物料，将每次出库的料上地磅称量，与SVS2000仪表的显示进行比对，获得以下数据。

       时间        实际重量        SVS2000显示重量        误差

       12：00        215T              218T                   ＋3T

        1：00        184T               188T                   ＋4T

        1：30        177T               180T                   ＋3T

        2：00        171T               174T                   ＋3T

        3：30        230T               238T                   ＋8T

        对上述数据分析可得，贴片式重量料位计的实际精度在1.7％左右，线性良好，稳定性良好。大大超出了客户原先需要的5％的误差。

        对于水泥搅拌站而言，贴片式重量物位计可以方便应用于设备改造，综合精度高、安装方便、维护便捷。作为物位测量，特别是恶劣环境下的固体物位测量是一种较好的选择。

五、 关于KM公司

       Kistler-Morse公司（简称KM）位于美国南卡罗莱纳州的Spartanburg市，公司成立于20世纪60年代。专注于重量料位计、超声波物位计的设计生产与销售。其设计独特的贴片式称重产品以其简便快捷的安装方式和稳定的性能得到广泛的认可。经过半个多世纪的发展，在钢铁、电力、水泥、有色金属、食品等行业具备丰富的应用经验。