CN102541060A - 一种确定堆、取料机实时位置避免碰撞事故的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种确定堆、取料机实时位置避免碰撞事故的装置和方法。它的硬件组成包括有电源、控制器、输入输出模块、信号采集传感器，软件能够自动判定有关信号采集传感器是否正常和测算出设备实时位置，在发现动态监测传感器信号失常的时候停车和发出报警，发现位置信号传感器系统故障的情况下发出相应警报，位置信号正常时对测算误差进行校正，控制软件实时测算设备自身位置和根据逻辑智能控制设备，在发现有碰撞危险的时候自动锁死设备或做出规避动作。因而可以绝对万无一失的杜绝在任何位置信号或防撞传感器异常的情况下发生越位或碰撞事故。

Description

一种确定堆、取料机实时位置避免碰撞事故的装置和方法

技术领域

本发明属于轨道行走的堆、取料设备防止发生碰撞和越位事故的装置和方法，特别是可以在各种硬件装置不正常的情况下保证设备不会行走越位和发生碰撞。 

背景技术

目前轨道行走的堆、取料设备一般都是使用位置和终端信号传感器来确定设备终端和阶段位置，根据相应的位置信号传感器动作的状态确认设备所处于的区间和终端，防止设备发生越位碰撞或者与同区的其它设备发生碰撞。也有在可能发生碰撞的部位加装防撞信号装置，在防撞信号发生动作的时候紧急停车防止碰撞。 

传统的方法设备是否会发生越位或碰撞事故完全取决于传感器本身和信号传递线路的可靠性，一旦出现传感器损坏或因某种意外事件动作失灵(比如接触不良、传感器损坏、触发装置位移而无法触发等情况)或线路连接故障就无法确保设备安全运行，极易产生越位和碰撞事故。几乎是所有堆料场都无法避免的发生过此类设备碰撞事故。 

发明内容

本发明为解决公知技术中设备安全对硬件可靠性的依赖，提出一种确定堆、取料机实时位置避免碰撞事故的装置和方法。它的硬件组成包括有电源、控制器、输入输出模块、信号采集传感器，软件能够自动判定有关信号采集传感器是否正常和测算出设备实时位置，在发现动态监测传感器信号失常的时候停车和发出报警，发现位置信号传感器系统故障的情况下发出相应警报，位置信号正常时对测算误差进行校正，控制软件实时测算设备自身位置和根据逻辑智能控制设备，在发现有碰撞危险的时候自动锁死设备或做出规避动作。因而可以绝对万无一失的杜绝在任何位置信号或防撞传感器异常的情况下发生越位或碰撞事故。 

本发明为解决公知技术存在问题所采取的方法是： 

1、设备行走驱动反馈信号输入PLC控制器。 

2、在设备行走轮或其它相应部位安装一个监测行走轮转动的传感器。该传感器在设备行走时把对应行走轮转动的圈数或角度信号输入PLC控制器。 

3、PLC控制器中的控制软件在收到行走驱动信号若干时间内必须收到行走轮监测传感器信号并检测脉宽，利用行走驱动和行走轮转动的逻辑关系以确认设备是在正常行走和行走轮传感器信号正常。如果在行走驱动信号存续期间没有收到行走转动信号或信号脉宽失常则发出行走信号传感器故障信号，同时禁止设备行走。 

4、控制软件根据行走轮的周长对轨道全长进行数据标定。即从起始点到终点的全长上面对应行走轮转动的圈数进行标定，对终端和区位位置传感器对应的位置也进行标定。 

5、堆、取料机在任意位置停止运行时(失去驱动信号的时候)，控制软件都将当前的位置记入PLC存储器中，下次启动时作为起始数据，根据运行方向和行走轮转动信号测算出设备实时的位置。行走中到达标定中的任意区位和终端位置传感器区间中如果没有收到该位置相对应的传感器信号时，对该传感器发出故障报警，同时根据实时位置的控制逻辑关系继续工作。如果收到该位置相对应的传感器信号则按标定数据对该位置实时数据进行校正以消除各种原因产生的测量误差。 

综上所述，新方法是用行走运行信号和行走轮转动的逻辑关系来实现确认监测传感器是否正常，在行走轮监测传感器正常情况下对行走轮转动进行计量测算出设备实时位置，利用实时位置数据与终端和区位位置传感器的对应关系对终端和区位传感器是否正常进行验证，同时对行走实时位置数据误差进行校正。任何一个传感器发生异常都能即时发现并发出警报，由于能够准确可靠的知道本身和相关设备的位置和状态，控制程序可以根据逻辑完全自主的避免位置和防撞传感器信号出现故障和连接发生问题产生事故的危险。 

附图说明

图1：系统和信号示意图 

图2：控制程序流程图 

具体实施方案

具体实施方案如下： 

参阅附图1，系统和信号示意图。 

参阅附图2，控制程序流程图。 

在堆、取料机行走轮上加装一个接近开关，行走轮转动的时候向PLC输入脉冲信号监测行走轮的转动，把悬臂角度、终端位置、区位位置信号接入PLC。控制软件在驱动设备行走的同时监测行走轮转动脉冲，如果收不到脉冲或者脉冲宽度出现差频现象就对行走监测信号报故障，同时停止设备行走。如果在驱动的存续期间正常收到行走轮脉冲信号，软件根据行走方向和脉冲数对设备的实时位置进行计算，在实时位置进入终端或区位位置传感器区间的时候，如果没有接收到相应的传感器信号就对该传感器报故障，设备按照实时位置继续按正常的程序逻辑工作，如果收到相应传感器信号则利用事先标定好的位置数据更新实时数据以消除各种原因产生的计量误差。PLC把设备本身工作状态例如悬臂角度、行走方向、所在位置等信息传输给中控和相关的设备。控制程序分析、堆、取料机所有相关数据判断是否有碰撞的危险，同时根据设备工况自动调用相关的程序段规避危险和继续工作。 

实例一： 

堆、取料机在堆、取料时向挡料墙方向行走，在靠近挡料墙附近安装有位置传感器防止取料机碰撞挡料墙。在挡料墙位置传感器出现故障或撞块松动位移无法触发的情况下，取料机因不能收到位置信号将会继续行走碰撞挡料墙发生设备事故。 

安装了发明装置的堆、取料机在同样的情况下会依据实时测得行走轮转动数据判定已经进入挡料墙位置区间，如没有收到位置信号，会对位置信号传感器系统做出故障报警，同时根据工作状态自行进行升起悬臂或停止运行或换向行走等规避碰撞危险的动作。 

实列二： 

堆料机和取料机在同一堆场作业存在发生碰撞的危险，为避免发生碰撞，在可能碰撞的位置安装了防碰撞开关，在防碰撞开关动作的时候堆料机和取料机紧急停车。此时安全保障取决于防碰撞开关的可靠性，即使防碰撞开关动作灵敏可靠，紧急刹车的强力制动对行走中的设备也会产生巨大的冲击，严重的时候会对悬臂和减速机构产生破坏。如果防撞开关本身出现故障则会发生严重的撞车事故。 

安装发明装置的堆、取料机可以把自身精确的位置信号、行走方向和工作状态互相发送给对方，控制器根据双方的工况和位置判断相互位置可能会发生交集的时候，会按照逻辑分析判断能否安全交汇，如果存在碰撞的可能就提前自动停车或自动做出相应的交汇规避动作，完全不依赖防碰撞开关防止发生碰撞。实践中在设备存在发生碰撞的危险情况时，就是司机强行驾驶设备去碰撞都会被控制程序自动阻止，无法实现碰撞。 

Claims (6)

1.一种确定堆、取料机实时位置避免碰撞事故的装置和方法，它包括控制单元、输入输出模块、位置和行走轮转动信号采集传感器、控制软件，其特征在于，在设备机械传动相应位置加装检测传感器，控制软件利用设备运行与行走轮转动的逻辑关系实时监控安装在驱动机械转动位置的传感器是否正常，同时测算出设备实时移动的距离和当前位置，根据行走实时数据来对所有终端和位置传感器是否正常实现监控和利用终端和位置传感器信号校正测算的实时数据可能产生的偏差，避免因为硬件故障发生碰撞和越位事故。

2.权利要求1所述的确定堆、取料机实时位置避免碰撞事故的装置，其特征在于，所述的加装在机械传动位置的转动信号采集传感器，是用于监测机械转动产生相对应的脉冲或角度信号。

3.权利要求1所述的确定堆、取料机实时位置避免碰撞事故的装置和方法，其特征在于，所述的控制软件根据设备驱动与运动之间的必然联系来验证行走转动信号采集传感器工作是否正常。

4.权利要求1所述的确定堆、取料机实时位置避免碰撞事故的装置和方法，其特征在于，所述的控制软件根据采集到的机械转动信号计算出设备移动的距离和所处于的位置。

5.权利要求1所述的确定堆、取料机实时位置避免碰撞事故的装置和方法，其特征在于，所述的控制软件根据计算出的设备位置来验证位置和终端信号装置工作是否正常。

6.权利要求1所述的确定堆、取料机实时位置避免碰撞事故的装置和方法，其特征在于，所述的控制软件根据终端和位置信号传感器信号校正实时移动测算数据的误差。

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