CN101266499A

CN101266499A - 移动卸料车自动寻位卸料控制装置和控制方法

Info

Publication number: CN101266499A
Application number: CNA2007100106453A
Authority: CN
Inventors: 邵煜; 许成月
Original assignee: Angang Group Mining Co Ltd
Current assignee: Angang Group Mining Co Ltd
Priority date: 2007-03-15
Filing date: 2007-03-15
Publication date: 2008-09-17

Abstract

本发明提供的移动卸料车自动寻位卸料控制装置由车上和车下两部分组成。车上的料位检测仪和旋转编码器分别与车上PLC连接；限位开关和各料仓固定料位检测仪分别与车下PLC连接，车下PLC还与卸料车和圆盘给料机的控制器相联接，并通过DP网与主控计算机相联。车上PLC和车下PLC通过无线通讯网络相联。其控制方法：根据料位计算出各仓卸料允许的停留时间，再根据主控制程序进行判断，控制卸料车按仓位顺序进行卸料。本发明可使卸料车无人值守，减少卸料车起动和往返运行次数，节约能耗，减少磨损，实现经济运行。

Description

移动卸料车自动寻位卸料控制装置和控制方法

技术领域

本发明属于散装物料储运技术领域，涉及移动卸料车自动寻位卸料的控制装置和控制方法。

背景技术

目前，采用移动卸料车为连续料仓卸料的厂矿，普遍采用的方法是：带着防尘面具的现场操作工人跟随移动卸料车一起走动，根据肉眼观察和以往的运行经验，最终确定将卸料车停在哪进行卸料。这种人工现场操作判定比较全面准确，但工人劳动强度大，受污染严重。此外，由于仓下卸料点和卸料量不同，卸料车在一点卸料的同时，还必须巡检其他点料位状况，以确定下一个卸料点，操作工稍有疏忽，就很容易造成料仓冒顶或卸空事故。少数自动化程度较高的厂矿采用的卸料系统是：固定式料位检测加机械或超声或电磁等多种方式的卸料车定位装置与计算机结合。计算机根据对最低料位的判定，将卸料车开到最低料位位置进行卸料。这种低料位卸料的控制方法会使卸料车频繁起制动，频繁正反转，来回空跑，做无用功，造成机械磨损严重，能源浪费严重，卸料车故障率居高不下，严重制约了生产。如把料仓做大，以此来增加储备时间，则会造成资金的浪费。而且其料位、车位的检测点固定，料位、车位均存在盲区，会导致控制不精准。尤其是料位常有假信息产生，可能造成料仓卸空事故。另外，现有有触点的机械定位装置，经常受碰撞，因而故障率较高；而无触点的定位装置，抗干扰能力差，时有误动产生。因此，大多都辅以人工巡查。

发明内容

为了减轻工人劳动强度，提高劳动生产率和设备作业率，节能降耗；为了克服固定式料位、车位系统存在的问题，本发明提供了一种无人值守，根据停留时间，按料仓顺序进行卸料的方法。

本发明是这样实现的：该移动卸料车自动寻位卸料控制装置由车上和车下两部分组成，安在车上的雷达料位检测仪和旋转编码器的输出端分别与车上PLC的输入端连接，限位开关和各料仓固定料位检测仪的输出端分别与车下PLC的输入端连接，车下PLC还与卸料车和圆盘给料机的控制器相联接，并通过DP网与主控计算机相联，车上、车下PLC通过无线网络通讯技术，实现数据的传送。该控制装置的结构如附图1所示。

本发明在各料仓装设固定式超声波料位检测仪，在卸料车上装设随车移动式雷达料位检测仪，解决了料位检测盲区问题；在卸料车上安装高精度旋转编码器，可随时检测卸料车的位移和方向，使卸料车移动的状况精准、连续地反映到计算机屏幕上，克服了固定车位系统车位盲区问题；在车上安装一台小PLC，负责车位信号，移动料位信号的采集，在车下安装一台小PLC，负责固定料位信号，限位信号的采集，并负责卸料车及仓下圆盘给料机的控制。车上、车下PLC通过无线网络通讯技术，实现数据的传送，解决了移动设备信息传递问题；车下PLC采用DP网与主控计算机通讯，解决了数据传递速率和干扰问题。

该移动卸料车自动寻位卸料控制方法如下：

i)主控计算机根据各仓料位按下列计算公式随时计算出各仓的存料量Q_L及其仓下的出料量Q_C；最低料位仓现存料量排放到下限值所需时间T_Z；各仓加权平均系数K_1…n；卸料车在其他料仓卸料允许的停留时间T_1…n(始终保证最低料位仓不卸空)：

1) T_{Z} = \frac{Q_{L}}{Q_{C}}

2) K_{1} = \frac{H_{h} - H_{1}}{{NH}_{h} - (H_{1} + H_{2} + \cdot \cdot \cdot + H_{n})}

K_{2} = \frac{H_{h} - H_{2}}{{NH}_{h} - (H_{1} + H_{2} + \cdot \cdot \cdot + H_{n})}

·

K_{n} = \frac{H_{h} - H_{n}}{{NH}_{h} - (H_{1} + H_{2} + \cdot \cdot \cdot + H_{n})}

3)T₁＝K₁T_Z

T₂＝K₂T_Z

T₃＝K₃T_Z

·

T_n＝K_nT_Z

式中：N-料仓个数

H_L-料位

H_O-料位下限

Q_L-料仓储料量Q_L＝C(H_L-H_O)

Q_C-料仓出料量Q_C＝C(H_L-H_X)

C-仓型、物料安息角确定的常量系数

H_X-从H_L下降某段时间后所对应的料位

H_h-料位上限

H_1…n-1～n^#仓料位

K_1…n-1～n^#仓的加权平均系数

T_Z-根据最低料位计算出的总允许停留卸料的时间

T_1…n-根据最低料位计算出的各仓实际允许停留卸料的时间。

ii)主控计算机根据固定料位信号、移动料位信号、车位信号和仓下各卸料点卸料量信号按下列主控制程序进行综合分析判断，并通过车下PLC控制卸料车以各仓最大允许停留时间，按仓位顺序进行卸料：

1)操作员指令开始，判断两端料仓(1#和末#)哪个更低；

2)若1#仓较低，将卸料车开向1#仓一侧的端头，并通过限位开关进行复位，然后开向1#仓，按计算机算出的停留时间进行卸料；若末#仓较低，则将卸料车开向末#仓一侧端头，并通过限位开关进行复位，然后开向末#仓，按计算机算出的停留时间进行卸料；

3)判断1#(或末#)仓是否到时，若到时，则顺次将卸料车开向下一个仓进行卸料，若未到时，判断1#(或末#)仓是否出现高位报警，若报警，则顺次将卸料车开向下一个仓进行卸料，同时判断是否出现X#仓低位报警，若报警，则开向X#仓进行卸料，若无报警，则继续1#(或末#)仓卸料，其他仓的卸料过程均与1#(或末#)仓相同，卸料车每到1#和末#仓一侧的端头都进行一次复位，依此往返运行。

本发明控制方法基于卸料量大于出料量的工艺设备配置，给出了一种全新的计算方法。其主控制程序可在保证最低料位仓不卸空的前提下，按各仓最大允许停留时间，按仓位顺序进行卸料。

本发明可实现卸料车岗位无人值守，减少劳动定员；在保证安全的前提下，实现了卸料车的经济运行，使卸料车起动次数最少，行走距离最短，解决了卸料车来回空跑，做无用功的问题，节约了电能消耗，减少了机械磨损；计算机屏幕上的动态模拟图逼真、准确，可为生产指挥人员提供决策帮助，解决了科学组织生产的问题。

附图说明

附图1为本发明移动卸料车自动寻位卸料控制装置的结构框图。

附图2为本发明实施例的主控制程序框图。

附图3为本发明实施例的料仓动态模拟图。

附图4为本发明实施例的移动料位和固定料位显示图。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的描述。

本发明实施例以对8个料仓卸料为例，工艺给出的各项参数如下：

1)仓储时间：18小时

2)球磨机台时量：260吨/小时

3)卸料车卸料量：800吨/小时

4)两台球磨机对应8个料仓

5)每个料仓卸料口设2～4个圆盘给料机

6)单仓宽度：6米

7)单仓高度：16米

8)单仓储量：1200吨

9)8个料仓总储量：9600吨

10)两台球磨机18个小时连续作业总处理量：9360吨

11)物料安息角35℃

12)单仓平均出料量：65吨/小时

13)单仓高度储量：100吨/米

14)料仓上限报警值：15米

15)料仓下限报警值：2米

首先，主控计算机根据附图3所示的各仓料位按所述的计算公式计算出卸料车在各料仓允许卸料的停留时间T_1…n，得到：1#仓-1小时；2#仓-0.5小时；3#仓-0.3小时；4#仓-0小时；5#仓-0小时；6#仓-0.7小时；7#仓-0.5小时；8#仓-根据另一个最低料位计算数据确定。然后按附图2所示的主控制程序进行综合分析判断，并通过车下PLC控制卸料车以各仓最大允许停留时间，按仓位顺序进行卸料。

按照主控制程序(见附图2)，具体执行步骤如下：

操作员指令开始，判断左右两端料仓(1#、8#仓)哪个料位更低；

1#仓料位较低，将卸料车开向左侧的端头，并通过限位开关进行复位，然后开向1#仓，按计算机给出的停留时间(1小时)进行卸料；

判断1#仓是否到时，若到时，则顺次将卸料车开向2#仓进行卸料；若未到时，判断1#仓是否出现高位报警，若报警，则顺次将卸料车开向2#仓进行卸料；同时还需判断是否出现X#仓低位报警，若报警，则将卸料车开向X#仓进行卸料，若无报警，则继续1#仓卸料；

2～8#仓或X～8#仓的卸料过程如同1#仓，各自按主控计算机随时算出的最大允许停留时间进行卸料；卸料车到达右侧(8#仓)端头后需通过限位开关进行一次复位，以确保定位精度，再返回由7～1#仓进行卸料，如此往返运行，直至仓满(或指令、故障停机)完成一个大的周期运行。

如果就同样的情况按现有的计算机控制方式，当1#仓卸料后，会立即开向8#仓卸料，然后再寻找下一个最低料位仓，从而使卸料车频繁往返运行。

本发明实施例选用的高精度旋转编码器为600个脉冲/转，安装在减速机的输出轴上，减速机每转一圈，卸料车行走2198mm，所以，理论上卸料车的定位精度是2198/600个脉冲＝3.66mm，由于理论计算的误差和控制系统响应时间所带来的影响，以及卸料车减速停车时所行进的距离的偏差，最终经过实际的调试，系统的跟踪精度可以达到20mm，完全可以满足卸料车定位卸料的需要。采用随卸料车移动的雷达料位仪，可连续检测各仓料位，弥补了固定式料位仪检测的盲区，使料位检测更全面，信号反馈更真实(如附图4所示)。

在实际运行过程中，如各仓料位高差过大，还可通过调整仓下圆盘卸料机开停个数来调整各仓的卸料量，以使各仓料位趋向平衡。

Claims

1. 一种移动卸料车自动寻位卸料的控制装置，其特征在于该装置由车上和车下两部分组成，安在车上的雷达料位检测仪和旋转编码器的输出端分别与车上PLC的输入端连接，限位开关和各料仓固定料位检测仪的输出端分别与车下PLC的输入端连接，车下PLC还与卸料车和圆盘给料机的控制器相联接，并通过DP网与主控计算机相联，车上、车下PLC通过无线网络通讯技术，实现数据的传送。

2. 一种移动卸料车自动寻位卸料的控制方法，其特征在于其控制步骤如下：

i)主控计算机根据各仓料位按下列计算公式随时计算出各仓的存料量Q_L及其仓下的出料量Q_C；最低料位仓现存料量排放到下限值所需时间T_Z；各仓加权平均系数K_1…n；卸料车在其他料仓卸料允许的停留时间T_1…n；

1), T_{Z} = \frac{Q_{L}}{Q_{C}}

2) {, K}_{1} = \frac{H_{h} - H_{1}}{{NH}_{h} - (H_{1} + H_{2} + \cdot \cdot \cdot + H_{n})}

K_{2} = \frac{H_{h} - H_{2}}{{NH}_{h} - (H_{1} + H_{2} + \cdot \cdot \cdot + H_{n})}

·

K_{n} = \frac{H_{h} - H_{n}}{{NH}_{h} - (H_{1} + H_{2} + \cdot \cdot \cdot + H_{n})}