CN101723183B - 散状物料贮料槽满槽检测和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及物流贮运系统中的散状物料贮运技术。一种散状物料贮料槽满槽检测和控制方法，是通过贮料槽移动卸料车上装设的满槽料位检测装置和运算控制器，满槽料位检测装置随移动卸料车在各装料槽间移动，在贮料槽装料时同时进行满槽料位检测，达到仅使用一个满槽料位检测装置可以实现所有贮料槽的满槽检测；通过运算控制器进行控制，运算控制器能对包括满槽料位检测装置检测的数据进行处理、运算和控制，并与地面的系统PLC或计算机进行数据通信。本发明与现有散状物料贮料槽满槽检测系统相比，本发明的检测和控制方法检测方便，控制容易，实施检测方法的装置结构简单、装置及电缆数量少、系统设备故障率低、维护量小。

Description

散状物料贮料槽满槽检测和控制方法

技术领域

本发明涉及物流贮运系统中的散状物料贮运技术。

背景技术

在散状物料运输、处理、加工过程中，经常需要贮料槽贮存中间过程的物料。物料向贮料槽贮存过程中需要检测贮料槽中已装入物料的料位情况，如果装入过满则会使物料溢出槽外，造成生产事故。所以一般在自动化散状物料贮运系统中的贮料槽内都装有满料检测装置，当贮料槽内已装入物料料位达到或超过预定的满料位置时，满料检测装置发出信号，使装料系统设备停止向该贮料槽继续装料，避免溢料事故的发生。

现有散状物料贮料槽满槽检测的方法及装置，参见图1，主要有：在每个贮料槽1上部的特定位置安装一个满槽料位检测装置2，将这些满槽料位检测装置2的动作点调整到每个贮料槽1预定的满槽位置，将每个贮料槽满槽料位检测装置2输出信号分别用电缆接到装料系统的控制装置。装料设备通过贮料槽的进料口7向料槽内装料，贮料槽1内的料位随着物料的装入逐渐升高，直到料位到达贮料槽预定的满槽位置，安装于该贮料槽上部的满槽料位检测装置2动作，向装料系统的控制装置发出料满信号，表示此时该贮料槽已经装满，装料系统的控制装置发出该贮料槽料满信号，同时停止装料设备向该贮料槽的装料动作。

一般有多个贮料槽1场合，通常使用控制移动卸料车3的行走位置，向各个贮料槽1进行装料，如果该贮料槽1的满槽料位检测装置2发出料满信号，即说明该贮料槽1的内部物料已满不可以再继续进行装料，此时必须控制移动卸料车3行走，变换装料料槽位置，到满槽料位检测装置2没有发出料满信号的贮料槽位置，即未满的贮料槽进行继续装料。随着生产系统的物料使用，物料从贮料槽1下部的出料口8排出，贮料槽1的内部物料减少，贮料槽内的料位下降，直到料位低于贮料槽1预定的满槽位置，安装于该贮料槽上部的满槽料位检测装置2恢复不动作状态，取消向装料系统控制装置发出的料满信号，表示此时该贮料槽1中物料未满，在生产系统需要的时候随时可以控制装料设备向该贮料槽进行装料，直到再次发出料满信号。

现有散状物料贮料槽满槽检测的方法及装置存在如下几个方面的缺陷：

1、现有技术中每个贮料槽都必须装设一个满槽料位检测装置，如果有很多贮料槽就必须分别装设很多个满槽料位检测装置，满槽料位检测装置设备需用量大。

2、每个贮料槽中都需要预制满槽料位检测装置的安装支架、检修孔、盖板等基础设施，基建施工量大。

3、为了满槽料位检测装置的工作电源及信号输送等需要，每个贮料槽中的满槽料位检测装置都需要敷设电缆。一般贮料槽都在数十米的高空，系统控制装置都设置在地面离贮料槽较远的地方，需要大量的电缆及电缆敷设设施，建设费用很大。

4、在现有散状物料贮料槽满槽检测方法及装置中，装置多、连接电缆多，系统结构复杂，造成系统故障多、维护量大，以致于相应的维护费用也大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种散状物料贮料槽满槽检测和控制方法，该检测和控制方法是通过贮料槽移动卸料车上装设的满槽料位检测装置和运算控制器，在贮料槽装料时同时进行满槽料位检测，用一个满槽料位检测装置和运算控制器实现所有贮料槽的满槽检测和控制，因此该检测和控制方法检测方便，控制容易，实施检测方法的装置结构简单，装置及电缆数量少，设备故障率低，维护量小。

本发明是这样实现的：一种散状物料贮料槽满槽检测方法：

第一，在贮料槽移动卸料车上的运算控制器中编制各贮料槽满槽位置控制参数设置、显示，满槽检测计算和控制程序；

第二，当贮料槽移动卸料车接到系统PLC到指定贮料槽卸料的工作指令，贮料槽移动卸料车开始行走，到达指定卸料槽位置；

第三，贮料槽移动卸料车的卸料斗对准贮料槽进料口，移动卸料车上的满槽料位检测装置测量端对准贮料槽测量口，物料开始从贮料槽进料口装入贮料槽内；

第四，随着物料不断装入贮料槽内的料位逐渐升高，直到贮料槽内料位到达满槽料位检测装置的测量范围，满槽料位检测装置将检测到的料位数据不断的送到车上运算控制器中，车上运算控制器将采集到的贮料槽内料位数据与该贮料槽事先设置的满槽位置数据不断进行比对，直到采集到的贮料槽内料位数据等于或大于该贮料槽事先设置的满槽位置数据，车上运算控制器通过通信向系统PLC发出该贮料槽料满信号；

第五，系统PLC收到该贮料槽料满信号后，在存储器中存储该贮料槽料满标志，并向车上运算控制器发出到新指定贮料槽卸料的工作指令；

第六，车上运算控制器接到系统PLC更换新贮料槽卸料指令后，停止对满槽料位检测装置的数据采集，同时控制贮料槽移动卸料车开始行走，离开原卸料位置到达新指定卸料位置；

第七，贮料槽移动卸料车开始向新指定的贮料槽装料，移动卸料车上满槽料位检测装置重新开始采集新指定贮料槽的装料料位，直到新指定贮料槽再被装满；重复上述过程更换另一新的指定贮料槽，如此重复，直到所有指定贮料槽都被装满；

第八，贮料槽的下部出料口在出料，随着出料累计量的增加，贮料槽内的料位在逐渐下降，通过对贮料槽内料位下降计算结果达到预定值，则清除存储器中存储的该贮料槽料满标志，使该贮料槽处于待装料状态。

所述各贮料槽满槽位置控制参数设置能在贮料槽移动卸料车上的人机界面上进行设置，或在中央控制室的人机界面上进行设置，然后通过通信方式送到贮料槽移动卸料车上的运算控制器中。

所述贮料槽的下部出料口使用料槽秤计量，则用满槽时的料槽秤重算值减去新的料槽秤重量值。

所述贮料槽的下部出料口使用出料计量装置，则用满槽时的计算量减去记录的已经出料累计量。

本发明的检测和控制方法是通过贮料槽移动卸料车上装设的满槽料位检测装置和运算控制器，满槽料位检测装置随移动卸料车在各装料槽间移动，在贮料槽装料时同时进行满槽料位检测，达到仅使用一个满槽料位检测装置可以实现所有贮料槽的满槽检测；满槽料位检测装置可以是超声波、微波、激光等各种非接触式检测装置。通过运算控制器进行控制，运算控制器能对包括满槽料位检测装置检测的数据进行处理、运算和控制，并与地面的系统PLC或计算机进行数据通信，与现有散状物料贮料槽满槽检测系统相比，本发明的检测和控制方法检测方便，控制容易，实施检测方法的装置结构简单、装置及电缆数量少、系统设备故障率低、维护量小。

附图说明

图1为现有的贮料槽满料检测装置结构示意图；

图2为本发明的贮料槽满料检测装置结构示意图；

图3为本发明的贮料槽满料检测方法示意图。

图中：1贮料槽，2料位计(满槽料位检测装置)，3移动卸料车，4车行轨道，5运输皮带机，6卸料斗，7进料口，8出料口，10料位计(满槽料位检测装置)，11运算控制器，12测量口，13料槽秤，14出料计量装置。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

参见图2，一种实施散状物料贮料槽满槽检测方法的装置，是一列A、B、C、D、E、F、G、H、I、J共10个散状物料贮料槽1，每个贮料槽1下部各装有一台料槽秤13，也可以装有出料计量装置14，本实施例采用料槽秤13；每个贮料槽1的额定容积350m³；每个贮料槽1的上部槽面都开有二个口，一个进料口7和一个测量口12，下部开有一个口为出料口8。贮料槽1的上部槽面上有装料运输皮带机5、贮料槽移动卸料车行走轨道4、料槽位置识别标志等设施，在贮料槽移动卸料车行走轨道4上有一台可以顺着轨道，在各贮料槽1间走动卸料的贮料槽移动卸料车3。贮料槽移动卸料车3上装有一台超声波非接触式满槽料位检测装置10，也可采用微波、激光等各种非接触式检测装置，本实施例采用超声波非接触式满槽料位检测装置10，超声波非接触式满槽料位检测装置10的测量端正对着贮料槽测量口12，超声波非接触式满槽料位检测装置10的测量范围为6米。贮料槽移动卸料车3上还装有控制车上所有设备和装置的运算控制器11，与地面电源和通信连接的电缆和电缆卷筒，地面料槽位置识别标志读取装置、车行走装置、卸料斗6等很多现有技术常用的设备和装置，可参见中国发明专利03116099.9“含有远程通信控制的料槽自动卸料车”。地面装料系统控制设备有系统PLC、通信、人机界面等设备及装置。通过这些设备和装置，最终实现本发明的采用一个满槽料位检测装置，实现对所有贮料槽的满槽料位控制的方法。

一种散状物料贮料槽满槽检测和控制方法是，参见图3，

第一，在贮料槽移动卸料车3上运算控制器11中置入每个贮料槽1满槽控制参数，该参数设置可以在贮料槽移动卸料车3上的人机界面上进行设置，也可以在中央控制室的人机界面上进行设置，然后通过通信方式送到贮料槽移动卸料车上的运算控制器11中。参数设置：A贮料槽满槽：预报警位置3000mm；报警位置2500mm；D贮料槽满槽：预报警位置3000mm；报警位置2500mm；F贮料槽满槽：预报警位置3200mm；报警位置2700mm；......；将全部贮料槽1的满槽报警点参数都设置好。通过人机界面在系统PLC中设置每个贮料槽1满槽解除控制参数，参数设置：A贮料槽满槽解除：低于满槽量15％；D贮料槽满槽：低于满槽量15％；F贮料槽满槽：低于满槽量20％；......；将全部贮料槽的满槽解除控制参数都设置好。

第二，根据系统PLC的工作指令，需要贮料槽移动卸料车3到A贮料槽进行装料，贮料槽移动卸料车3上的运算控制器11控制卸料车3开始行走，到达A贮料槽卸料位置，车上的地面料槽位置标志读取装置检测到A贮料槽位置标志，移动卸料车停止走行。

第三，此时贮料槽移动卸料车3的卸料斗6对准A贮料槽进料口7，移动卸料车3上的满槽料位检测装置10测量端对准A贮料槽测量口12。物料开始从移动卸料车卸料斗6进入A贮料槽进料口7，装入A贮料槽内。

第四，随着物料不断装入，A贮料槽内的料位逐渐升高，移动卸料车3上满槽料位检测装置10通过A贮料槽测量口12不断的对A贮料槽内料位进行监测，直到贮料槽内料位升高到离满槽料位检测装置6米的时候，进入满槽料位检测装置10的测量范围，满槽料位检测装置10将检测到的料位数据不断的送到车上运算控制器11中，车上运算控制器11将采集到的A贮料槽内料位数据与A贮料槽事先设置的满槽位置数据不断进行比对，直到采集到的A贮料槽内料位高度离满槽料位检测装置10等于或小于3000mm时，车上运算控制器11通过通信向系统PLC发出A贮料槽料满预报警信号。随着物料的继续装入，A贮料槽内的料位继续升高，直到满槽料位检测装置10采集到的A贮料槽内料位高度离满槽料位检测装置10等于或小于2500mm时，表示此时A贮料槽已经装满，车上运算控制器11通过通信向系统PLC发出A贮料槽料满报警信号。

第五，系统PLC收到该贮料槽料满信号后，在存储器中存储A贮料槽料满标志，同时将料槽秤13此时的重量值600吨送到存储器中存储，并向车上运算控制器11发出到D贮料槽卸料的工作指令。

第六，车上运算控制器11接到系统PLC要将移动卸料车3更换到D贮料槽卸料的指令后，停止对满槽料位检测装置10的数据采集，同时控制贮料槽移动卸料车3开始行走，离开A贮料槽卸料位置到达D贮料槽卸料位置，车上的地面料槽位置标志读取装置检测到D贮料槽位置标志，移动卸料车3停止走行。

第七，贮料槽移动卸料车3开始向D贮料槽装料，移动卸料车3上满槽料位检测装置重新开始采集D贮料槽的装料料位，直到D贮料槽再被装满，重复上述过程更换另一新的指定贮料槽，如此重复，直到所有指定贮料槽都被装满。

上述过程中当移动卸料车3离开A贮料槽位置，到达D贮料槽位置卸料时，移动卸料车3上的满槽料位检测装置10就采集不到A贮料槽的实时料位了，由于此时在系统PLC的存储器中存储有A贮料槽料满标志，即在控制系统中已经记忆A贮料槽满槽，所以系统PLC就不会再使移动卸料车3到A贮料槽位置装料。

第八，如果A贮料槽的下部出料口8在出料，随着出料累计量的增加，A贮料槽内的料位在逐渐下降。因为在存储器中存储有A贮料槽料满标志，此时的系统PLC还是认为A贮料槽处于料满状态。随着出料累计量的进一步增加，A贮料槽内的料位在继续下降，A贮料槽料槽秤13的秤量值在逐渐变小，由于A贮料槽满槽解除设定控制值是低于满槽量15％，所以要A贮料槽料槽秤13的秤量值由满槽时的600吨，减少到600-600*15％＝510吨时，系统PLC才会解除A贮料槽的料满报警，即清除系统PLC存储器中存储的A贮料槽料满标志，使A贮料槽处于待装料状态。

如果出料口8采用出料计量装置14，则用满槽时的计算量减去记录的已经出料累计量，当计算结果达到满槽量15％，则清除系统PLC存储器中存储的A贮料槽料满标志，使A贮料槽处于待装料状态。

以上借助较佳实施例描述了本发明的具体实施方式，但是应该理解的是，这里具体的描述不应理解为对本发明的实质和范围的限定，本领域内的普通技术人员在阅读本说明书后对上述实施例做出的各种修改，都属于本发明所保护的范围。

Claims (4)

1.一种散状物料贮料槽满槽检测和控制方法，其特征是：

第一，在贮料槽移动卸料车上的运算控制器中编制各贮料槽满槽位置控制参数设置、显示，满槽检测计算和控制程序；

第二，当贮料槽移动卸料车接到系统PLC到指定贮料槽卸料的工作指令，贮料槽移动卸料车开始行走，到达指定卸料槽位置，移动卸料车上的地面料槽位置标志读取装置检测到所述指定贮料槽位置标志，移动卸料车停止走行；

第三，贮料槽移动卸料车的卸料斗对准贮料槽进料口，移动卸料车上的满槽料位检测装置测量端对准贮料槽测量口，物料开始从贮料槽进料口装入贮料槽内；

第四，随着物料不断装入贮料槽内的料位逐渐升高，直到贮料槽内料位到达满槽料位检测装置的测量范围，满槽料位检测装置将检测到的料位数据不断的送到车上运算控制器中，车上运算控制器将采集到的贮料槽内料位数据与该贮料槽事先设置的满槽位置数据不断进行比对，直到采集到的贮料槽内料位数据等于或大于该贮料槽事先设置的满槽位置数据，车上运算控制器通过通信向系统PLC发出该贮料槽料满信号；

第五，系统PLC收到该贮料槽料满信号后，在存储器中存储该贮料槽料满标志，并向车上运算控制器发出到新指定贮料槽卸料的工作指令；

第六，车上运算控制器接到系统PLC到新指定贮料槽卸料的工作指令后，停止对满槽料位检测装置的数据采集，同时控制贮料槽移动卸料车开始行走，离开原卸料位置到达新指定卸料位置；

第七，贮料槽移动卸料车开始向新指定的贮料槽装料，移动卸料车上满槽料位检测装置重新开始采集新指定贮料槽的装料料位，直到新指定贮料槽再被装满；重复上述过程更换另一新的指定贮料槽，如此重复，直到所有指定贮料槽都被装满；

第八，贮料槽的下部出料口在出料，随着出料累计量的增加，贮料槽内的料位在逐渐下降，通过对贮料槽内料位下降计算结果达到预定值，则清除存储器中存储的该贮料槽料满标志，使该贮料槽处于待装料状态。

2.根据权利要求1所述的散状物料贮料槽满槽检测和控制方法，其特征是：所述各贮料槽满槽位置控制参数设置能在贮料槽移动卸料车上的人机界面上进行 设置，或在中央控制室的人机界面上进行设置，然后通过通信方式送到贮料槽移动卸料车上的运算控制器中。

3.根据权利要求1所述的散状物料贮料槽满槽检测和控制方法，其特征是：所述贮料槽的下部出料口使用料槽秤计量，则用满槽时的料槽秤重量值减去新的料槽秤重量值。

4.根据权利要求1所述的散状物料贮料槽满槽检测和控制方法，其特征是：所述贮料槽的下部出料口使用出料计量装置，则用满槽时的计算量减去记录的已经出料累计量。 

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