CN102662363A

CN102662363A - 斗轮堆取料机的远程自动控制系统及方法

Info

Publication number: CN102662363A
Application number: CN2012101143639A
Authority: CN
Inventors: 时文飞; 苏瑞淼
Original assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Current assignee: Wisdri Engineering and Research Incorporation Ltd
Priority date: 2012-04-18
Filing date: 2012-04-18
Publication date: 2012-09-12

Abstract

本发明公开了一种斗轮堆取料机远程自动控制系统及方法，其将斗轮堆取料机按照工作方式分解为三个独立设备参与原料场料线的连锁控制；再将穿过堆取料机的皮带分解为三种运行状态参与原料场料线连锁控制；并对分解后设备参与连锁的状态信号、控制信号作相应的逻辑处理。采用本发明，将包含堆取料机的料线流程准确的区分开来，在PLC中编写料线流程的连锁程序时，把堆取料机分解后的设备当作流程中的一个独立个体来处理，通过上下游设备的状态对其进行自动控制，有效解决了原料场自动控制系统中，堆取料机不能与其它皮带等设备连锁控制的缺点，实现了堆取料机的完全自动化，大大提高了原料场生产效率、产品质量和整个原料场自动化控制水平。

Description

斗轮堆取料机的远程自动控制系统及方法

技术领域

本发明涉及原料场斗轮堆取料机，尤其涉及一种斗轮堆取料机的远程自动控制系统及方法。

背景技术

现存很多企业的堆取料机控制模式，虽具有远程控制功能，但非真正意义上自动，需要操作员在中控室用对讲机与堆取料机上的操作员联系确认后，在堆取料机上操作或在中控室手动点击画面控制堆取料机的启停，这样，增加了操作人员的工作强度，斗轮堆取料机作为料线作业中最重要设备，如不能完全实现自动控制，还会大大降低整个料场生产作业效率。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种斗轮堆取料机的远程自动控制系统及方法，通过将堆取料机作为料线流程中的一个点设备，通过PLC指令实现堆取料机完全自动取料、自动堆料及直通过料功能。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种斗轮堆取料机的远程自动控制系统，主要包括与以太网相连的上位机和主控端PLC以及通过无线通讯连接的若干个下位机PLC；所述的连接以太网的上位机和主控端PLC通过无线调制解调器与从站的所述下位机PLC相连，实现主控端PLC与斗轮堆取料机上的下位机PLC的通讯连接。

其中，所述的斗轮堆取料机按照工作方式的不同分解为如下三个设备：具有堆料功能的流程终点设备、具有取料功能的流程起点设备以及具有直通过料功能的中间设备。

所述斗轮堆取料机的数量与下位机PLC数一一对应。

所述斗轮堆取料机的数量至少为3个。

所述远程自动控制系统进一步包含有控制模块，根据烧录在其中的程序实现对斗轮堆取料机的控制。

一种斗轮堆取料机的远程自动控制方法，该方法包括如下步骤：

A、将斗轮堆取料机按照工作方式的不同，分解为三个独立设备参与原料场料线的连锁控制；所述三个设备分别为具有堆料功能的流程终点设备、具有取料功能的流程起点设备以及具有直通过料功能的中间设备；

B、为使分解后的所述设备有正确的上下游关系，将穿过所述堆取料机的皮带也分解为三种运行状态参与连锁控制；

C、对所述分解后的设备参与连锁控制的状态、控制信号进行逻辑处理；

D、通过工艺流程图获取所有可能的料线流程，通过PLC程序实现远程自动堆料、自动取料、直通供料功能。

其中，步骤C所述对分解后的设备参与连锁控制的状态、控制信号进行逻辑处理，具体为：将取自所述设备的多个信号进行逻辑组合，以保证信号的正确性。

本发明所提供的斗轮堆取料机远程自动控制装置及方法，具有以下优点：

采用本控制系统后，不仅能在上位机上实现对堆取料机工作状态的监控和远程手动控制，最重要的是把堆取料机融入到原料场整个料线连锁控制中，实现堆取料机的完全自动控制，简化操作人员操作，减少误操作，有效避免堆取料机本身及上下游设备发生故障时产生的生产事故，提高企业的生产效率和产品质量，大大提高了整个原料场自动化控制水平。

附图说明

图1为本发明斗轮堆取料机远程自动控制系统的硬件架构示意图。

图2为原料场包含堆取料机的部分生产流程图。

图3为PLC部分软件控制流程图。

具体实施方式

下面结合附图及本发明的实施例对本发明的控制系统及方法作进一步详细的说明。

图1为本发明斗轮堆取料机远程自动控制系统的硬件架构示意图，如图1所示，该远程自动控制系统，主要包括位于主控室内，与以太网相连的上位机和主控端PLC，以及通过无线通讯连接的若干个下位机PLC（每台下位机PLC对应一台斗轮堆取料机）。更具体的说，所述的连接以太网的上位机、主控端PLC通过无线调制解调器连接从站的所述下位机PLC，这样，通过主站的调制解调器和从站的调制解调器，即可实现主控端PLC与斗轮堆取料机上车载的下位机PLC的通讯连接。

本发明斗轮堆取料机远程自动控制系统的硬件架构如图1所示，某原料场一次料场设置了3台斗轮堆取料机，在主控室设置一台无线通讯调制解调器主站，主控室PLC通过自带的以太网接口或工业以太网交换机与无线通讯调制解调器主站建立连接，在3台堆取料机上分别设置了3台无线通讯调制器从站，斗轮堆取料机上的PLC通过与主站相同的方式与无线通讯调制解调器从站建立以太网连接。这样通过无线通讯调制解调器主站和从站的数据调制解调，就实现了主控室PLC与3台斗轮堆取料机上车载PLC的通讯连接。该方案能满足要求比较严格的工业实时控制，具有很好的抗干扰性能和可靠的数据传输。满足原料场主控室PLC和堆取料机之间大量监视和控制数据传输的要求，并能解决传统硬接线控制电缆带来的不足，降低设备故障率、维护费用和维护时间。所述上位机，PLC，以太网交换机，无线调制解调器都需提供可靠的UPS电源。

本发明斗轮堆取料机远程自动控制系统的控制模块采用工业用PLC编程工具及上位机监控系统（如西门子的STEP7和WINCC）进行编制，可应用在Windows XP等系统下，界面友好，操作方便。这里，所述控制系统主要涉及3大部分，分别为：上位机界面模块、控制模块和通讯组态模块。

图2为一具体案例的部分生产流程图，如图2所示，104SR为其中一台斗轮堆取料机，102BC为穿过斗轮堆取料机的供料皮带，101BC为102BC的上游皮带，103BC为102BC皮带的下游皮带。

斗轮堆取料机因其本身是由很多小设备（包括大车，悬臂皮带，斗轮等）组成的设备体，为了能将斗轮堆取料机参与到原料场流程连锁控制中，将斗轮堆取料机按照工作方式的不同分解为3个设备：

1）具有堆料功能的流程终点设备；

2）具有取料功能的流程起点设备；

3）具有直通过料功能的中间设备。

譬如，图2中堆取料机104SR，可被分解为具有堆料功能的设备104SR1，具有取料功能的设备104SR2和具有直通功能的设备104SR3。

在流程连锁控制中设备自动控制的条件是通过其上下游设备的状态，因此必须确定每个流程中设备的上下游准确可靠。按上所述斗轮堆取料机已经按工作方式分为解成3个设备，为确保分解后设备的上下游正确，我们也把穿过斗轮堆取料机104SR的皮带102BC作了相应的处理，这样就避免了102BC既是堆取料机的上游也是其下游的混乱逻辑，保证了连锁程序的正确可靠。图2中的皮带102BC被分解为堆料时104SR1的上游102BC1；取料时104SR2的下游102BC2；直通时104SR3的上游102BC3。直通时104SR3的下游从图2中可以看出为103BC。

按上述设定，我们就可以把包含斗轮堆取料机104SR的料场流程，清晰独立的区分开来，为控制程序做好准备。图2所示的流程图中，可以分为3个流程：

流程1：上游皮带—>皮带101BC—>皮带102BC1—>104SR1；

流程2：104SR2—>皮带102BC2—>皮带103BC—>下游皮带；

流程3：上游皮带—>皮带101BC—>皮带102BC3—>104SR3—>

皮带103BC—>下游皮带

上述为编写连锁控制流程的需要将堆取料机104SR以及皮带102BC都作了人为的拆分处理，但作为设备本身又是同一设备，因此我们也对设备状态及控制信号作如下逻辑处理，如表1（设备的控制、状态信号逻辑）：

上述表1中的堆料功能设备104SR1，要实现堆料功能，堆取料机的悬臂皮带正转运行，因此104SR1在参与到料线流程连锁控制时，其运行状态及控制启停的信号，取自悬臂皮带电机正转信号。要实现取料功能，堆取料机的悬臂皮带反转，并且斗轮也要运行，104SR2在参与到料线流程连锁控制时，其运行状态及控制启停的信号，取自悬臂皮带电机反转及斗轮信号的与逻辑结果。同理要实现直通过料时，104SR3在参与到料线流程连锁控制时，其运行状态及控制启停的信号，取自悬臂皮带电机反转信号。

表一中102BC是堆取料机作为堆料功能时104SR1设备的上游设备，在启动流程1时必然是先启动104SR1然后再启动102BC，因此我们把104SR1的运行信号以及102BC运行信号都为1，作为102BC1的运行信号。102BC2是堆取料机作为取料功能时104SR2的下游设备；在启动流程2时必然是先启动103BC，因此我们把103BC运行信号及102BC运行信号都为1，作为102BC2的运行信号。102BC3是堆取料机作为直通功能时104SR3的上游设备；启动流程3时必然是先启动104SR3，因此我们把104SR3的运行信号以及102BC运行信号都为1，作为102BC1的运行信号。信号通过这种方式的逻辑设定，就保证了对单体设备的正确控制，进而保证了整个流程连锁关系的准确可靠。

完成以上工作，就可以将堆取料机作为3个独立的普通设备，编写PLC控制模块以实现整个料线流程的连锁控制功能。

图3为PLC的控制流程示意图，如图3所示，PLC收到来自HMI的流程号及流程启动指令，按逆料线流程的方向依次启动设备，接收到顺停指令时按料线方向依次延时停止设备，接收急停指令时，该料线所有设备一起停止，当其中一个设备发生故障停机时，其上游设备急停，其下游设备状态保持不变。

综上所述，本发明所述斗轮堆取料机远程自动控制方法，根据不同工作方式，巧妙将堆取料机及上料皮带分解成多个独立设备参与料线流程控制，编写PLC控制连锁程序及上位机监控画面，实现了堆取料机的自动控制。提高企业的生产效率和产品质量，大大提高了整个原料场自动化控制水平。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims

1.一种斗轮堆取料机的远程自动控制系统，其特征在于，主要包括与以太网相连的上位机和主控端PLC以及通过无线通讯连接的若干个下位机PLC；所述的连接以太网的上位机和主控端PLC通过无线调制解调器与从站的所述下位机PLC相连，实现主控端PLC与斗轮堆取料机上的下位机PLC的通讯连接。

2.根据权利要求1所述的斗轮堆取料机的远程自动控制系统，其特征在于，所述的斗轮堆取料机按照工作方式的不同分解为如下三个设备：具有堆料功能的流程终点设备、具有取料功能的流程起点设备以及具有直通过料功能的中间设备。

3.根据权利要求1或2所述的斗轮堆取料机的远程自动控制系统，其特征在于，所述斗轮堆取料机的数量与下位机PLC数一一对应。

4.根据权利要求3所述的斗轮堆取料机的远程自动控制系统，其特征在于，所述斗轮堆取料机的数量至少为3个。

5.根据权利要求1所述的斗轮堆取料机的远程自动控制系统，其特征在于，所述远程自动控制系统进一步包含有控制模块，根据烧录在其中的程序实现对斗轮堆取料机的控制。

6.一种斗轮堆取料机的远程自动控制方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的斗轮堆取料机的远程自动控制方法，其特征在于，步骤C所述对分解后的设备参与连锁控制的状态、控制信号进行逻辑处理，具体为：将取自所述设备的多个信号进行逻辑组合，以保证信号的正确性。