專利名稱：移動卸料車自動尋位卸料控制裝置和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于散裝物料儲運技術(shù)領(lǐng)域，涉及移動卸料車自動尋位卸料 的控制裝置和控制方法。
技術(shù)背景目前，采用移動卸料車為連續(xù)料倉卸料的廠礦，普遍采用的方法是 帶著防塵面具的現(xiàn)場操作工人跟隨移動卸料車一起走動，根據(jù)肉眼觀察 和以往的運行經(jīng)驗，最終確定將卸料車停在哪進行卸料。這種人工現(xiàn)場 操作判定比較全面準確，但工人勞動強度大，受污染嚴重。此外，由于 倉下卸料點和卸料量不同，卸料車在一點卸料的同時，還必須巡檢其他 點料位狀況，以確定下一個卸料點，操作工稍有疏忽，就很容易造成料 倉冒頂或卸空事故。少數(shù)自動化程度較高的廠礦采用的卸料系統(tǒng)是固 定式料位檢測加機械或超聲或電磁等多種方式的卸料車定位裝置與計算 機結(jié)合。計算機根據(jù)對最低料位的判定，將卸料車開到最低料位位置進 行卸料。這種低料位卸料的控制方法會使卸料車頻繁起制動，頻繁正反 轉(zhuǎn)，來回空跑，做無用功，造成機械磨損嚴重，能源浪費嚴重，卸料車 故障率居高不下，嚴重制約了生產(chǎn)。如把料倉做大，以此來增加儲備時 間，則會造成資金的浪費。而且其料位、車位的檢測點固定，料位、車 位均存在盲區(qū)，會導(dǎo)致控制不精準。尤其是料位常有假信息產(chǎn)生，可能 造成料倉卸空事故。另外，現(xiàn)有有觸點的機械定位裝置，經(jīng)常受碰撞， 因而故障率較高；而無觸點的定位裝置，抗干擾能力差，時有誤動產(chǎn)生。 因此，大多都輔以人工巡査。 發(fā)明內(nèi)容為了減輕工人勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率和設(shè)備作業(yè)率，節(jié)能降耗; 為了克服固定式料位、車位系統(tǒng)存在的問題，本發(fā)明提供了一種無人值守，根據(jù)停留時間，按料倉順序進行卸料的方法。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的該移動卸料車自動尋位卸料控制裝置由車上 和車下兩部分組成，安在車上的雷達料位檢測儀和旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出端 分別與車上PLC的輸入端連接，限位開關(guān)和各料倉固定料位檢測儀的輸出 端分別與車下PLC的輸入端連接，車下PLC還與卸料車和圓盤給料機的控制器相聯(lián)接，并通過DP網(wǎng)與主控計算機相聯(lián)，車上、車下PLC通過無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。該控制裝置的結(jié)構(gòu)如附圖l所示。 本發(fā)明在各料倉裝設(shè)固定式超聲波料位檢測儀，在卸料車上裝設(shè)隨車移動式雷達料位檢測儀，解決了料位檢測盲區(qū)問題；在卸料車上安裝 高精度旋轉(zhuǎn)編碼器，可隨時檢測卸料車的位移和方向，使卸料車移動的 狀況精準、連續(xù)地反映到計算機屏幕上，克服了固定車位系統(tǒng)車位盲區(qū) 問題；在車上安裝一臺小PLC，負責車位信號，移動料位信號的采集，在 車下安裝一臺小PLC，負責固定料位信號，限位信號的采集，并負責卸料 車及倉下圓盤給料機的控制。車上、車下PLC通過無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實 現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送，解決了移動設(shè)備信息傳遞問題；車下PLC采用DP網(wǎng)與主控 計算機通訊，解決了數(shù)據(jù)傳遞速率和干擾問題。 該移動卸料車自動尋位卸料控制方法如下i)主控計算機根據(jù)各倉料位按下列計算公式隨時計算出各倉的存料 量Qu&其倉下的出料量Qc:;最低料位倉現(xiàn)存料量排放到下限值所 需時間Tz;各倉加權(quán)平均系數(shù)Kh;卸料車在其他料倉卸料允許的 停留時間TY..n (始終保證最低料位倉不卸空)
<formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 7</formula>式中<formula>formula see original document page 7</formula>料倉個數(shù) 料位料位下限 料倉儲料; 料倉出料]QL=C (H「H0) QC=C (Hl—Hx)-倉型、物料安息角確定的常量系數(shù) -從H,下降某段時間后所對應(yīng)的料位 -料位上限 —1 n"倉料位 一 1 n"倉的加權(quán)平均系數(shù) _根據(jù)最低料位計算出的總允許停留卸料的時間 一根據(jù)最低料位計算出的各倉實際允許停留卸 料的時間。ii)主控計算機根據(jù)固定料位信號、移動料位信號、車位信號和倉 下各卸料點卸料量信號按下列主控制程序進行綜合分析判斷， 并通過車下PLC控制卸料車以各倉最大允許停留時間，按倉位順序進行卸料1)操作員指令開始，判斷兩端料倉(1#和末#)哪個更低；2) 若1#倉較低，將卸料車開向1#倉一側(cè)的端頭，并通過限 位開關(guān)進行復(fù)位，然后開向l弁倉，按計算機算出的停留時間進行卸料；若末#倉較低，則將卸料車開向末#倉一側(cè)端 頭，并通過限位開關(guān)進行復(fù)位，然后開向末#倉，按計算機 算出的停留時間進行卸料；3) 判斷1# (或末#)倉是否到時，若到時，則順次將卸料車 開向下一個倉進行卸料，若未到時，.判斷1# (或末#)倉 是否出現(xiàn)高位報警，若報警，則順次將卸料車開向下一個倉 進行卸料，同時判斷是否出現(xiàn)X弁倉低位報警，若報警，則 開向X井倉進行卸料，若無報警，則繼續(xù)1# (或末弁)倉卸 料，其他倉的卸料過程均與1# (或末弁)倉相同，卸料車 每到l #和末#倉一側(cè)的端頭都進行一次復(fù)位，依此往返運 行。本發(fā)明控制方法基于卸料量大于出料量的工藝設(shè)備配置，給出了一 種全新的計算方法。其主控制程序可在保證最低料位倉不卸空的前提下， 按各倉最大允許停留時間，按倉位順序進行卸料。本發(fā)明可實現(xiàn)卸料車崗位無人值守，減少勞動定員；在保證安全的 前提下，實現(xiàn)了卸料車的經(jīng)濟運行，使卸料車起動次數(shù)最少，行走距離 最短，解決了卸料車來回空跑，做無用功的問題，節(jié)約了電能消耗，減 少了機械磨損；計算機屏幕上的動態(tài)模擬圖逼真、準確，可為生產(chǎn)指揮 人員提供決策幫助，解決了科學(xué)組織生產(chǎn)的問題。


附圖1為本發(fā)明移動卸料車自動尋位卸料控制裝置的結(jié)構(gòu)框圖。 附圖2為本發(fā)明實施例的主控制程序框圖。 附圖3為本發(fā)明實施例的料倉動態(tài)模擬圖。 附圖4為本發(fā)明實施例的移動料位和固定料位顯示圖。
具體實施方式
下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的描述。本發(fā)明實施例以對8個料倉卸料為例，工藝給出的各項參數(shù)如下
1) 倉儲時間18小時
2) 球磨機臺時量260噸/小時
3) 卸料車卸料量800噸/小時
4) 兩臺球磨機對應(yīng)8個料倉
5 ) 每個料倉卸料口設(shè)2 4個圓盤給料機
6) 單倉寬度6米
7) 單倉高度16米
8) 單倉儲量1200噸
9) 8個料倉總儲量9600噸
10) 兩臺球磨機18個小時連續(xù)作業(yè)總處理量9360噸
11) 物料安息角35'C
12) 單倉平均出料量65噸/小時
13) 單倉高度儲量100噸/米
14) 料倉上限報警值15米
15) 料倉下限報警值2米首先，主控計算機根據(jù)附圖3所示的各倉料位按所述的計算公式計算出卸料車在各料倉允許卸料的停留時間Th，得到1#倉_1小時；2# 倉一O. 5小時；3#倉一0. 3小時；4井倉一0小時；5#倉一O小時；6#倉 一0.7小時；7弁倉一0.5小時；8弁倉一根據(jù)另一個最低料位計算數(shù)據(jù)確定。然后按附圖2所示的主控制程序進行綜合分析判斷，并通過車下PLC控制卸料車以各倉最大允許停留時間，按倉位順序進行卸料。按照主控制程序(見附圖2)，具體執(zhí)行步驟如下操作員指令開始，判斷左右兩端料倉(1#、 8#倉)哪個料位更 低；l弁倉料位較低，將卸料車開向左側(cè)的端頭，并通過限位開關(guān)進行復(fù)位，然后開向1井倉，按計算機給出的停留時間U小時)進行 卸料；判斷1弁倉是否到時，若到時，則順次將卸料車開向2#倉進行卸 料；若未到時，判斷1#倉是否出現(xiàn)高位報警，若報警，則順次將 卸料車開向2弁倉進行卸料；同時還需判斷是否出現(xiàn)X弁倉低位報 警，若報警，則將卸料車開向XW倉進行卸料，若無報警，則繼續(xù) 1#倉卸料；2 8 #倉或X 8#倉的卸料過程如同1 #倉，各自按主控計算機隨 時算出的最大允許停留時間進行卸料；卸料車到達右側(cè)(8弁倉) 端頭后需通過限位開關(guān)進行一次復(fù)位，以確保定位精度，再返回 由7 1井倉進行卸料，如此往返運行，直至倉滿(或指令、故障 停機)完成一個大的周期運行。 如果就同樣的情況按現(xiàn)有的計算機控制方式，當1#倉卸料后，會立即開向8#倉卸料，然后再尋找下一個最低料位倉，從而使卸料車頻繁往返運行。本發(fā)明實施例選用的高精度旋轉(zhuǎn)編碼器為600個脈沖/轉(zhuǎn)，安裝在減 速機的輸出軸上，減速機每轉(zhuǎn)一圈，卸料車行走2198mm，所以，理論上 卸料車的定位精度是2198 / 600個脈沖=3. 66mm，由于理論計算的誤差和 控制系統(tǒng)響應(yīng)時間所帶來的影響，以及卸料車減速停車時所行進的距離 的偏差，最終經(jīng)過實際的調(diào)試，系統(tǒng)的跟蹤精度可以達到20mm，完全可 以滿足卸料車定位卸料的需要。采用隨卸料車移動的雷達料位儀，可連 續(xù)檢測各倉料位，彌補了固定式料位儀檢測的盲區(qū)，使料位檢測更全面， 信號反饋更真實(如附圖4所示)。在實際運行過程中，如各倉料位高差過大，還可通過調(diào)整倉下圓盤 卸料機開停個數(shù)來調(diào)整各倉的卸料量，以使各倉料位趨向平衡。
權(quán)利要求
1. 一種移動卸料車自動尋位卸料的控制裝置，其特征在于該裝置由車上和車下兩部分組成，安在車上的雷達料位檢測儀和旋轉(zhuǎn)編碼器的輸出端分別與車上PLC的輸入端連接，限位開關(guān)和各料倉固定料位檢測儀的輸出端分別與車下PLC的輸入端連接，車下PLC還與卸料車和圓盤給料機的控制器相聯(lián)接，并通過DP網(wǎng)與主控計算機相聯(lián)，車上、車下PLC通過無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳送。
2. —種移動卸料車自動尋位卸料的控制方法，其特征在于其控制步驟如 下i)主控計算機根據(jù)各倉料位按下列計算公式隨時計算出各倉的存料 量Q^及其倉下的出料量Qc;最低料位倉現(xiàn)存料量排放到下限值所需時間Tz;各倉加權(quán)平均系數(shù)Kn;卸料車在其他料倉卸料允許的 停留時間Th:<formula>formula see original document page 2</formula>式中N _料倉個數(shù) —料位Ho —料位下限Qi_ —料倉儲料量Qi=C (Hl—Ho) Qc —料倉出料量Qc=C (HL—Hx) C 一倉型、物料安息角確定的常量系數(shù) Hx —從Pi下降某段時間后所對應(yīng)的料位 Hh —料位上限 H卜n — 1 n"倉料位— 1 n"倉的加權(quán)平均系數(shù) Tz —根據(jù)最低料位計算出的總允許停留卸料的時間 TY..n —根據(jù)最低料位計算出的各倉實際允許停留卸 料的時間；ii)主控計算機根據(jù)固定料位信號、移動料位信號、車位信號和倉 下各卸料點卸料量信號按下列主控制程序進行綜合分析判斷， 并通過車下PLC控制卸料車以各倉最大允許停留時間，按倉位順序進行卸料1) 操作員指令開始，判斷兩端的1#和末#料倉哪個料位更 低；2) 若1井倉較低，將卸料車開向1井倉一側(cè)的端頭，并通過限 位開關(guān)進行復(fù)位，然后開向1#倉，按計算機算出的停留時 間進行卸料；若末#倉較低，則將卸料車開向末弁倉一側(cè)端 頭，并通過限位開關(guān)進行復(fù)位，然后開向末#倉，按計算機 算出的停留時間進行卸料；3) 判斷1#或末#倉是否到時，若到時，則順次將卸料車開向下一個倉進行卸料，若未到時，判斷1#或末#倉是否出現(xiàn) 高位報警，若報警，則順次將卸料車開向下一個倉進行卸料，同時判斷是否出現(xiàn)X弁倉低位報警，若報警，則開向Xft倉進行卸料，若無報警，則繼續(xù)1#或末#倉卸料，其他倉的卸 料過程均與1 #或末弁倉相同，卸料車每到1 #和末弁倉一側(cè) 的端頭都進行一次復(fù)位，依此往返運行。
全文摘要
本發(fā)明提供的移動卸料車自動尋位卸料控制裝置由車上和車下兩部分組成。車上的料位檢測儀和旋轉(zhuǎn)編碼器分別與車上PLC連接；限位開關(guān)和各料倉固定料位檢測儀分別與車下PLC連接，車下PLC還與卸料車和圓盤給料機的控制器相聯(lián)接，并通過DP網(wǎng)與主控計算機相聯(lián)。車上PLC和車下PLC通過無線通訊網(wǎng)絡(luò)相聯(lián)。其控制方法根據(jù)料位計算出各倉卸料允許的停留時間，再根據(jù)主控制程序進行判斷，控制卸料車按倉位順序進行卸料。本發(fā)明可使卸料車無人值守，減少卸料車起動和往返運行次數(shù)，節(jié)約能耗，減少磨損，實現(xiàn)經(jīng)濟運行。
文檔編號B65G47/46GK101266499SQ20071001064
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月15日
發(fā)明者許成月, 煜 邵 申請人:鞍鋼集團礦業(yè)公司