本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)采集領(lǐng)域，更具體的說(shuō)是涉及一種融合料口和料位數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

冶金、水泥、石化等行業(yè)的散裝料上料卸料車間環(huán)境惡劣，灰塵大。而且一般料倉(cāng)位于廠房最頂層，溫度高，冶煉車間甚至煤氣濃度高。從勞動(dòng)保護(hù)角度來(lái)說(shuō)，不適合人工勞作?，F(xiàn)有散裝料上料卸料系統(tǒng)，基本采用人工實(shí)現(xiàn)料車運(yùn)行控制和料倉(cāng)料位的檢測(cè)。

而實(shí)現(xiàn)無(wú)人化的上料卸料，需要采集料口位置數(shù)據(jù)和料倉(cāng)料位數(shù)據(jù)，為plc提供運(yùn)行依據(jù)。

目前料倉(cāng)車間的料位檢測(cè)，在每個(gè)料倉(cāng)設(shè)置1臺(tái)料位傳感器，將傳感器地址綁定料口號(hào)，一般煉鋼車間有幾十個(gè)料倉(cāng)，這樣投入成本巨大，維護(hù)量也大。一般采用1臺(tái)傳感器結(jié)合無(wú)線通信技術(shù)移動(dòng)實(shí)現(xiàn)全部料倉(cāng)的料位檢測(cè)。料車移動(dòng)過(guò)程采集到的部分?jǐn)?shù)據(jù)不是料位的數(shù)據(jù)，而是料倉(cāng)平臺(tái)各種設(shè)施設(shè)備的距離數(shù)據(jù)，下料或吹氧時(shí)，惡劣的高密度灰塵又造成虛假數(shù)據(jù)，更不利于上位機(jī)或plc判斷處理料位數(shù)據(jù)，無(wú)線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)同步性差，料口與料位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)也是問(wèn)題。

散裝料上料卸料車間屬高灰塵環(huán)境不適合如激光、雷達(dá)這種利用光、電波飛行時(shí)間計(jì)算距離工作原理的檢測(cè)方法。傳感器隨料車移動(dòng)，垂直接收返回信號(hào)的檢測(cè)方法最適合高灰塵環(huán)境，傳感器采集數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)線方式發(fā)送給plc。這樣就需要料口數(shù)據(jù)和料位數(shù)據(jù)2套數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，然后在plc或上位機(jī)做邏輯處理，這樣無(wú)線數(shù)據(jù)通訊的穩(wěn)定性，plc或上位機(jī)處理有效料位數(shù)據(jù)、料口數(shù)據(jù)的時(shí)效性以及將料位數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)料口數(shù)據(jù)又是一個(gè)個(gè)大問(wèn)題。

目前的傳感器只能認(rèn)知目標(biāo)物數(shù)據(jù)，無(wú)法判斷目標(biāo)物數(shù)據(jù)與料口位置的關(guān)系，無(wú)法在不影響料口數(shù)據(jù)時(shí)效性同時(shí)實(shí)現(xiàn)料口數(shù)據(jù)和料位數(shù)據(jù)的自動(dòng)融合和轉(zhuǎn)換。

在高度信息化和大數(shù)據(jù)時(shí)代，這種勞作方式與生產(chǎn)高度信息化智能化嚴(yán)重脫節(jié)。由于社會(huì)發(fā)展帶來(lái)“以人為本，健康為本”思想意識(shí)上的進(jìn)步，散裝料上料卸料車間招工也成為嚴(yán)重的人道主義和社會(huì)問(wèn)題，急需一種穩(wěn)定、低成本的料位和料口數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)料口位置搜尋和料位檢測(cè)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)采集料口位置數(shù)據(jù)和料位數(shù)據(jù)，融合位置數(shù)據(jù)和料倉(cāng)料位數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：一種融合料口和料位數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，用于采集料車下料的料口位置數(shù)據(jù)和料倉(cāng)料位數(shù)據(jù)，包括均安裝在料車上的讀寫器和料車出料口內(nèi)腔的激光料位儀。所述讀寫器通過(guò)網(wǎng)間連接器與控制料車和輸送帶運(yùn)行的plc連接；所述激光料位儀與讀寫器有線連接，所述讀寫器通過(guò)分體式天線用于讀取設(shè)置在外部料倉(cāng)下料口對(duì)應(yīng)位置的rfid標(biāo)簽，以獲取外部料口位置標(biāo)簽的id數(shù)據(jù)和rssi值；所述激光料位儀用于測(cè)量外部料倉(cāng)內(nèi)的料位可下料距離數(shù)據(jù)，并將這個(gè)數(shù)據(jù)通過(guò)讀寫器發(fā)送給控制料車和輸送帶運(yùn)行的plc。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述讀寫器在讀取到標(biāo)簽以后會(huì)派生位置id，派生的包括“11左區(qū)間”、“13右區(qū)間”、“12中區(qū)間和“10正節(jié)點(diǎn)”4類別位置id，當(dāng)讀寫器讀取到的位置標(biāo)簽數(shù)據(jù)派生出“12中區(qū)間”和“10正節(jié)點(diǎn)”位置id時(shí)，讀寫器將“12中區(qū)間”和“10正節(jié)點(diǎn)”id發(fā)送給激光料位儀。激光料位儀實(shí)時(shí)回應(yīng)并發(fā)送料位數(shù)據(jù)給讀寫器，讀寫器不斷更替料位數(shù)據(jù)，保存一個(gè)最新的料位數(shù)據(jù)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述料口數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)定義為“1”類數(shù)據(jù)，料位數(shù)據(jù)定義為“2”類數(shù)據(jù)，所述讀寫器讀取到的位置標(biāo)簽數(shù)據(jù)和io通斷信號(hào)派生出4種位置料口數(shù)據(jù)、1種限位保護(hù)id、1種系統(tǒng)正常id和多種“異常id”，并實(shí)時(shí)將以上數(shù)據(jù)發(fā)送給控制料車和輸送帶運(yùn)行的plc。當(dāng)讀寫器讀取到的數(shù)據(jù)派生出數(shù)據(jù)為“10正節(jié)點(diǎn)”位置id時(shí)，讀寫器就轉(zhuǎn)換發(fā)送最新的料位數(shù)據(jù)發(fā)送給plc，plc收取料位數(shù)據(jù)時(shí)，同時(shí)判斷該節(jié)點(diǎn)為料口正節(jié)點(diǎn)位置。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括設(shè)置在料車上的限位開(kāi)關(guān)和設(shè)置在外部軌道兩端上的限位擋板，所述限位開(kāi)關(guān)與讀寫器有線通信連接，當(dāng)限位開(kāi)關(guān)與限位擋板的相接觸時(shí)，讀寫器發(fā)送限位“2000”id數(shù)據(jù)給控制料車和輸送帶運(yùn)行的plc，plc控制料車運(yùn)行限位，其中，當(dāng)料口料位采集系統(tǒng)正常時(shí)，而因料口間距比較大沒(méi)有讀取標(biāo)簽時(shí)，讀寫器就發(fā)送系統(tǒng)正?！?000”id給plc，當(dāng)plc在設(shè)置的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收取任何id時(shí)，就判斷出系統(tǒng)異常，就可以停止運(yùn)行。

本發(fā)明具有以下有益效果，采用讀寫器的設(shè)置，便可以有效的通過(guò)讀取到料口上的多個(gè)標(biāo)簽id和rssi值來(lái)確定料車所達(dá)到的料口的位置，而通過(guò)激光料位儀的設(shè)置，便有效的讀取到此時(shí)料倉(cāng)內(nèi)的料位，可以在讀寫器讀取到的標(biāo)簽id和rssi值確定料車到達(dá)料口正中位置時(shí)，即讀寫器判斷為“10正節(jié)點(diǎn)”位置id時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)料位數(shù)據(jù)，如此便可以有效的實(shí)現(xiàn)料車搜尋目標(biāo)料口下料的過(guò)程中，能夠同步檢測(cè)料口的位置和料倉(cāng)內(nèi)可下料距離的效果，如此便不需要同現(xiàn)有技術(shù)中一樣，在料車下料的過(guò)程中，需要人工的去操控料車到達(dá)目標(biāo)料口的位置，還需要人工的去觀察料倉(cāng)內(nèi)的料位情況，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)無(wú)人化和數(shù)字化，同時(shí)相比于在每個(gè)料倉(cāng)上加設(shè)傳感器和料口料位分別采用兩套無(wú)線傳輸系統(tǒng)的方式，成本更加低廉，維護(hù)量更少，數(shù)據(jù)采集更穩(wěn)定，很大程度減少plc開(kāi)發(fā)難度更低，開(kāi)發(fā)工作量更少，更少占用plc資源。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明使用到的料車上以后的整體結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖所給出的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳述。

參照?qǐng)D1所示，本實(shí)施例公開(kāi)的一種融合料口和料位數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)，用于采集料車下料的料口位置數(shù)據(jù)和料倉(cāng)料位數(shù)據(jù)，包括均安裝在料車上的讀寫器2和料車出料口內(nèi)腔的激光料位儀3，所述讀寫器2通過(guò)網(wǎng)間連接器與控制料車和輸送帶運(yùn)行的plc連接，所述激光料位儀3與讀寫器2有線連接，所述讀寫器2通過(guò)分體式天線9用于讀取設(shè)置在外部料倉(cāng)下料口對(duì)應(yīng)位置的rfid標(biāo)簽7，以獲取外部料口位置標(biāo)簽的id數(shù)據(jù)和rssi值，所述激光料位儀3用于測(cè)量外部料倉(cāng)內(nèi)的料位可下料距離數(shù)據(jù)，并將這個(gè)數(shù)據(jù)通過(guò)讀寫器2發(fā)送給控制料車和輸送帶運(yùn)行的plc，在使用本實(shí)施例中的位置采集系統(tǒng)的時(shí)候，首先讀寫器2實(shí)時(shí)的讀取分布在軌道上對(duì)應(yīng)料口的料口標(biāo)識(shí)器內(nèi)的標(biāo)簽，然后讀寫器2根據(jù)讀取到的標(biāo)簽id和rssi值確定料車位置。激光料位儀3實(shí)時(shí)檢測(cè)并向讀寫器2發(fā)送料位數(shù)據(jù)。在讀寫器2判斷出“10正節(jié)點(diǎn)”位置id時(shí)，也就是料車到達(dá)料口正中位置時(shí)，讀寫器2就轉(zhuǎn)換發(fā)送料位數(shù)據(jù)給plc，plc接收到料位數(shù)據(jù)，同時(shí)判斷出位置id就是“10正節(jié)點(diǎn)”位置id，如此實(shí)現(xiàn)了讀寫器只需發(fā)送一種數(shù)據(jù)，plc同時(shí)采集料口數(shù)據(jù)和料位數(shù)據(jù)的效果，也過(guò)濾了料車移動(dòng)過(guò)程中的無(wú)效料位數(shù)據(jù)。如此便不需要同現(xiàn)有技術(shù)中一樣，同時(shí)相比于在每個(gè)料倉(cāng)上加設(shè)傳感器和料口料位分別采用2套無(wú)線傳輸系統(tǒng)的方式，成本更加低廉，維護(hù)量更少，數(shù)據(jù)采集更穩(wěn)定，很大程度減少plc開(kāi)發(fā)難度更低，開(kāi)發(fā)工作量更少，更少占用plc資源。更不同于人工作業(yè)方法，在料車下料的過(guò)程中，需要人工的去操控料車到達(dá)料口的位置，還需要人工的去觀察料口內(nèi)的料位情況。

其中本實(shí)施例中的讀寫器2具有三種工作模式，分別為搜尋模式、下料模式和待機(jī)模式，在搜尋模式時(shí)，讀寫器2讀取標(biāo)簽和發(fā)送數(shù)據(jù)間隔時(shí)間最短，下料模式時(shí)適當(dāng)增加，待機(jī)模式時(shí)最大，如此通過(guò)三種工作模式的設(shè)置，在搜尋料口的時(shí)候，增加讀寫器2的讀取速度，保證料車正常運(yùn)行速度時(shí)讀寫器2能夠有效的搜尋到料口位置，在下料的時(shí)候，料位數(shù)據(jù)時(shí)效性不高，適當(dāng)增加讀寫器2的采集間隔時(shí)間，而在待機(jī)時(shí)，可以更減低讀寫器2的工作速度，可以有效的起到增加讀寫器2工作穩(wěn)定性和工作壽命的作用。

在本實(shí)施例中讀寫器2采用發(fā)送然后接收并不斷更替激光料位儀3料位數(shù)據(jù)的方式，可以有效的實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定接收和保存最新的料位數(shù)據(jù)在讀寫器2內(nèi)。

本實(shí)施例中的讀寫器2所述讀取到的標(biāo)簽的id號(hào)和rssi值數(shù)據(jù)派生出4種位置id，分別為“11左區(qū)間”id、“12中區(qū)間”id、“13右區(qū)間”id和“正節(jié)點(diǎn)10”id料口位置數(shù)據(jù)，并實(shí)時(shí)將料口數(shù)據(jù)發(fā)送給控制料車運(yùn)行的plc，當(dāng)讀寫器2讀取到的標(biāo)簽id號(hào)和rssi值派生出位置數(shù)據(jù)為“10正節(jié)點(diǎn)”位置id時(shí)，讀寫器2將保存最新的加載數(shù)據(jù)類型id和激光料位儀設(shè)備id的料位數(shù)據(jù)發(fā)送給plc，plc收取料位數(shù)據(jù)時(shí)，plc從上一幀位置數(shù)據(jù)獲取料口id，判斷出目標(biāo)料口“10正節(jié)點(diǎn)”id。其中讀寫器2所述發(fā)送的標(biāo)簽數(shù)據(jù)格式為“1n10**”id，激光料位儀3將檢測(cè)到料位數(shù)據(jù)所發(fā)送的數(shù)據(jù)格式為“2n****”，起始數(shù)據(jù)“1”和“2”分別表示位置和料位數(shù)據(jù)類型，“n”為設(shè)備號(hào)，數(shù)據(jù)格式“1n10**”id里面的“**”指料口編號(hào)，料位數(shù)據(jù)格式“2n****”里面的“****”指代激光料位儀3所檢測(cè)到的料位距離數(shù)值。

在本實(shí)施例中，數(shù)據(jù)格式“1n”開(kāi)頭為位置數(shù)據(jù)，包括限位id和系統(tǒng)正常id；“2n”則就直接表示料位數(shù)據(jù)。因而在使用本實(shí)施例的系統(tǒng)進(jìn)行料位檢測(cè)的過(guò)程中，是通過(guò)讀寫器2不斷讀取標(biāo)簽的id和rssi值并判斷發(fā)送位置id數(shù)據(jù)，驅(qū)動(dòng)料車運(yùn)行到目標(biāo)料口的正節(jié)點(diǎn)位置。

激光料位儀3實(shí)時(shí)采集并處理外部料倉(cāng)的料位數(shù)據(jù)，接受并回應(yīng)發(fā)送料位數(shù)據(jù)“2n****”到讀寫器2內(nèi)，然后讀寫器2不斷更新料位數(shù)據(jù)，當(dāng)讀寫器2判斷位置id為“10類別”id時(shí)轉(zhuǎn)換發(fā)送料位數(shù)據(jù)“2n****”到控制料車和輸送皮帶運(yùn)行的plc內(nèi)，如此實(shí)現(xiàn)一次發(fā)送一種數(shù)據(jù)，同時(shí)有效采集料口位置數(shù)據(jù)和料倉(cāng)內(nèi)料位數(shù)據(jù)的效果。

例如，讀寫器2設(shè)備號(hào)為1，搜尋目標(biāo)位2號(hào)料口時(shí)，當(dāng)靠近2號(hào)料口，讀寫器2便會(huì)不斷向plc發(fā)送“111102”id，以表示此時(shí)料車進(jìn)入2號(hào)料口左區(qū)間位置，plc會(huì)做出減速指令。在料車將要接近目標(biāo)料口正中位置時(shí)，當(dāng)讀寫器2連續(xù)發(fā)送中區(qū)間“111202”位置id，即表示料車無(wú)限接近正接節(jié)點(diǎn)位置，plc根據(jù)運(yùn)行電動(dòng)機(jī)控制能力，發(fā)出減速指令，在料車將要進(jìn)入目標(biāo)料口正中位置時(shí)，當(dāng)讀寫器2判斷為“10類別”正節(jié)點(diǎn)位置id，即表示料車已經(jīng)到達(dá)正接節(jié)點(diǎn)位置，假設(shè)讀寫器2最新保存的料位數(shù)據(jù)為“210058”，讀寫器2就轉(zhuǎn)換發(fā)送激光料位儀3的料位數(shù)據(jù)“210058”，當(dāng)plc連續(xù)收取料位數(shù)據(jù)，plc也同時(shí)就判斷料車已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)2號(hào)料口正節(jié)點(diǎn)位置，plc給出停車指令。plc也同時(shí)獲取2號(hào)料倉(cāng)的料位可下料高度為58cm。如此便可以有效的實(shí)現(xiàn)料位數(shù)據(jù)與料口數(shù)據(jù)的融合，整體的數(shù)據(jù)傳輸量沒(méi)有增加，數(shù)據(jù)時(shí)效性沒(méi)有改變，極大減輕了plc編程工作和plc資源占用，同時(shí)利用激光料位儀3與位置綁定的發(fā)送方式，解決了激光料位儀3過(guò)多料位數(shù)據(jù)導(dǎo)致傳輸干擾、數(shù)據(jù)不穩(wěn)定和料位對(duì)應(yīng)料口的問(wèn)題。

作為改進(jìn)的一種具體實(shí)施方式，還包括設(shè)置在料車上的限位開(kāi)關(guān)1和設(shè)置在外部軌道兩端上的限位擋板4，在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人自動(dòng)控制的料車運(yùn)行時(shí)，很可能會(huì)出現(xiàn)因異常料車行駛出軌從軌道上翻下來(lái)的問(wèn)題，所述限位開(kāi)關(guān)1與讀寫器2通信連接，當(dāng)限位開(kāi)關(guān)1與限位擋板4的相接觸時(shí)，讀寫器2發(fā)送限制位置id“1n2000”數(shù)據(jù)給控制料車運(yùn)行的plc，plc控制料車實(shí)現(xiàn)停車避免料車出軌。其中，當(dāng)料口料位采集系統(tǒng)正常時(shí)，而因料口間距比較大沒(méi)有讀取標(biāo)簽時(shí)，讀寫器2就發(fā)送系統(tǒng)正常id“1n3000”數(shù)據(jù)給plc，當(dāng)plc在設(shè)置的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收取任何數(shù)據(jù)時(shí)，就判斷出系統(tǒng)異常，就可以停止運(yùn)行。

綜上所述，本實(shí)施例的位置采集系統(tǒng)，其通過(guò)激光料位儀3的設(shè)置，可以獲取到料口內(nèi)的料位數(shù)據(jù)，通過(guò)讀寫器2的設(shè)置，不僅可以讀取發(fā)送料口位置數(shù)據(jù)，而且可以發(fā)送料位數(shù)據(jù)，這樣就能夠有效的實(shí)現(xiàn)料口位置數(shù)據(jù)和料位數(shù)據(jù)的融合，實(shí)現(xiàn)一次發(fā)送一種數(shù)據(jù)，plc同時(shí)有效采集料口位置數(shù)據(jù)和料倉(cāng)內(nèi)料位數(shù)據(jù)的效果。避免了現(xiàn)有技術(shù)中出現(xiàn)的人工操作勞動(dòng)強(qiáng)度大、工作效率低，以及采用兩套無(wú)線采集系統(tǒng)或單獨(dú)料口設(shè)置傳感器導(dǎo)致的成本過(guò)高的問(wèn)題。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。