CN104340413A - 通用型料线控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种通用型料线控制方法，包括如下步骤：1：在通用型料线控制终端中建立元件驱动层、设备调用层、料线组合层和料线功能层；2：根据所需要构建的现场料线结构，通用型料线控制终端通过设备调用层，从元件驱动层调取所需要构建的现场料线结构中所有对应的通用型料线子设备的驱动模块；然后建立上述各个被调用的驱动模块与对应通用型料线子设备之间的物理连接；3：通用型料线控制终端通过料线组合层对上述以及与驱动模块建立物理连接关系的各个料线组合层进行连接组合；4：通用型料线控制终端通过料线功能层实现对已经形成的现场所需的料线结构进行逻辑控制。本发明减少了针对不同料线的控制开发时间及系统的现场调试时间。

Description

通用型料线控制方法

技术领域

本发明涉及皮带运输系统技术领域，具体地指一种通用型料线控制方法。

背景技术

一般的矿石原料场、原料码头的皮带运输系统设备主要由运送设备、取料设备、堆料设备和其它附属设备构成。其中取料设备、堆料设备和附属设备装置根据具体的应用场合不同需要选用特定的机械设备，而运送设备则基本大同小异。一般一个运送系统由条多条料线构成，而一条料线则由若干条头尾相接的皮带和皮带间的原料导向设备共同构成。对于料线的运行控制基本上要依据以下几点要求：

运行料线正常启动皮带时，下游皮带启动后才能启动上游皮带。运行料线正常停止皮带时，上游皮带停止后才能停止下游皮带。料线运行中下游皮带停止运行时，上游皮带必须立即停止。一条料线运行时，与此料线有同样皮带构成的料线禁止运行。

正是由于机械设备和控制要求上都有着相同点，所以料线控制系统大多也都有着基本相同的结构和功能。但是在不同应用场合，料线的数量是不同的，构成料线的皮带的组合方式也是不同的，甚至在一些特点的场合，对于料线的控制方式上也是有着特定的要求的。这就导致了每面对一个具体的料线应用场合，料线的控制系统就必须重新设计，以满足具体的现场要求。不同应用场合的料线具有相同的设备、技术和工艺特征，但其控制系统却必须根据不同的应用场合进行独立的设计、安装、调试。极大的耗费了人力和物力。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种通用型料线控制方法，该控制方法减少了料线系统现场调试的时间，且方法灵活简单，适用性广。

为实现此目的，本发明所设计的通用型料线控制方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤1：在通用型料线控制终端中建立元件驱动层、设备调用层、料线组合层和料线功能层，其中，所述元件驱动层包括通用型料线中每种子设备的驱动模块；所述设备调用层包括通用型料线中每种子设备的驱动模块与各个通用型料线子设备的调用对应关系；所述料线组合层用于完成被调用的各个通用型料线子设备之间的连接组合，形成现场所需的料线设备；所述料线功能层用于对上述形成的现场所需的料线设备进行逻辑控制；

步骤2：根据所需要构建的现场料线结构，通用型料线控制终端通过设备调用层，从元件驱动层调取所需要构建的现场料线结构中所有对应的通用型料线子设备的驱动模块；然后建立上述各个被调用的驱动模块与对应通用型料线子设备之间的物理连接；

步骤3：通用型料线控制终端通过料线组合层对上述已经与驱动模块建立物理连接关系的各个通用型料线子设备进行连接组合，形成现场所需的料线结构；

步骤4：通用型料线控制终端通过料线功能层实现对步骤3中已经形成的现场所需的料线结构进行逻辑控制，使该现场所需的料线结构中的各个通用型料线子设备协同工作，完成各种料线功能。

本发明的有益效果：

1、本发明采用上述控制方式不需要在每个具体的料线应用场合，都来对料线的控制系统进行重新设计，不需要根据不同的应用场合对料线进行独立的设计、安装和调试，减少了针对不同料线的控制开发时间及系统的现场调试时间。

2、本发明在通用型料线控制终端中进行了分层控制(元件驱动层、设备调用层、料线组合层和料线功能层)，当需要增加料线的控制功能时，只需要对料线各个功能层进行增添修改，使得修改过程简单方便，易于实现。

3、本发明的功能丰富，方法灵活，结构简单，适用性广。

附图说明

图1为本发明的的系统层次结构示意图；

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明：

一种通用型料线控制方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤1：在通用型料线控制终端中建立元件驱动层、设备调用层、料线组合层和料线功能层，其中，所述元件驱动层包括通用型料线中每种子设备的驱动模块；所述设备调用层包括通用型料线中每种子设备的驱动模块与各个通用型料线子设备的调用对应关系；所述料线组合层用于完成被调用的各个通用型料线子设备之间的连接组合，形成现场所需的料线设备；所述料线功能层用于对上述形成的现场所需的料线设备进行逻辑控制；

步骤2：根据所需要构建的现场料线结构，通用型料线控制终端通过设备调用层，从元件驱动层调取所需要构建的现场料线结构中所有对应的通用型料线子设备的驱动模块；然后建立上述各个被调用的驱动模块与对应通用型料线子设备之间的物理连接；

步骤3：通用型料线控制终端通过料线组合层对上述已经与驱动模块建立物理连接关系的各个通用型料线子设备进行连接组合，形成现场所需的料线结构；

步骤4：通用型料线控制终端通过料线功能层实现对步骤3中已经形成的现场所需的料线结构进行逻辑控制，使该现场所需的料线结构中的各个通用型料线子设备协同工作，完成各种料线功能。

上述技术方案的步骤4中，通用型料线控制终端通过料线功能层对步骤3中已经形成的现场所需的料线结构进行逻辑控制的具体方法为：通用型料线控制终端通过料线功能层对上述已经形成的现场所需的料线结构中的各个通用型料线子设备的驱动模块进行编号，并确保每个通用型料线子设备具有唯一的编号，现场料线功能的要求规定了每个编号在各个时刻的工作方式；通用型料线控制终端的料线功能层根据上述现场料线功能的要求，控制各个编号所对应的通用型料线子设备的驱动模块的工作模式。

上述技术方案的步骤1中的驱动模块包括主体驱动模块和辅助驱动模块，其中，主体驱动模块为直接影响料线运行的驱动模块，所述辅助驱动模块为保证正常料线运行而安装的辅助模块和检查模块。

上述技术方案中，所述主体驱动模块包括皮带电机、三通和四工位导料槽。上述辅助驱动模块中的辅助模块包括除铁器和振打器，上述辅助驱动模块中的检查模块包括跑偏检测模块和打滑检测模块。

上述技术方案中，元件驱动层包括不同硬件设备的驱动。料线运输设备占地广，设备繁多，但同一种设备多次使用的情况极为普遍。多次使用的同一设备，在控制系统中只用设计一个专用的硬件驱动模块，这样就极大的节省了工作强度。对于整个控制系统而言，元件驱动层就是一个元件库，是一个开放性的区域。技术人员可以根据实际的控制要求和设备情况设计新的硬件驱动模块然后添加进这层。

上述技术方案中，设备调用层将元件驱动层中的驱动模块与实际的机械设备进行对应。比如现场有4台皮带电机，那么就需要有4套皮带电机的控制系统。在发明中的做法是对皮带电机的驱动元件进行4次程序调用，并且将每次调用的驱动模块的外界输入端口和对外输出端口连接在相应的子设备(如皮带电机)的I/O(input/output，输入输出端口)端口上。

在实际的表现上，设备调用层就是对每个驱动模块的调用表单。

上述技术方案中，料线组合层将不同的子设备组合成一条完整的料线。每条料线包括料线头标志、料线单元节和料线尾标志。

料线头标志位存储着料线的标号、料线的节数和料线的运行状态信息。并且负责和整条料线的上游设备进行通信。同时读取本条料线的控制命令。

料线单元节则是由一个主体元件和若干个辅助元件构成，每条料线根据实际情况有若干个单元节，这些单元节代表的具体设备构成了整个料线的主体。

料线尾标志代表着料线到此结束，并且负责和整条料线的下游设备进行通信。

料线头标志，料线单元节和料线尾标志按照现场的实际情况进行排列，料线头标志排在最前，料线尾标志排在最后，中间是料线单元节。排在前面的料线单元节代表了料线上游的设备，排在后面的料线单元节代表了料线下游的设备。料线头标志，料线单元节和料线尾标志之间存在双向的数据通信端口，相邻连接之间通过数据通信端口交换上下游之间的运行数据。其中料线头标志代表料线的最上游，料线尾标志代表料线的最下游。

正常工作时，每条料线单元通过标准的端口读取皮带电机和辅助设备的状态，而料线头标志不仅和上游设备进行着通讯，同时读取着本条料线的控制命令，并将上游状态和控制指令传输给料线单元节，料线单元节读取料线头标志的信息后，整合自身的状态信息，将控制指令和自身状态再传输给第二个料线单元节，依次执行直到料线尾标志。同时间料线尾标志将于下游通讯得到的状态传输给第四个料线单元节，第四个料线单元节结合自身状态，再将信息传给第三个料线单元节，依次执行直到料线头标志。

在实际应用中，需要将现场子设备与料线进行关联。进行料线头标志和料线尾标志的现场设备关联时，由于需要和料线上下游连接设备进行通信，所以需要依据现场情况定义通信格式。而料线单元节有着规范的通讯端口格式。进行单体设备关联只需要将相应料线单元节的通讯端口和具体设备的驱动单元连锁通讯端口相连接，就可以完整构成整个料线。其中每个料线单元节有一个通讯端口和唯一一个主体元件连接，而另一个通讯端口可以和多个辅助元件连接或者不连接。每个辅助元件都通过并行通讯结构和料线单元节连接。

本发明的技术原理为：不同应用场合的料线都有相同的基本构成设备，比如构成料线的运输皮带，多条皮带交汇处的料流导向系统，每段皮带上的检测设备，辅助皮带正常运行的辅助设备等。那么对于不同的料线控制系统而言，也就有着相同的基本控制对象，比如驱动皮带运行的电机，驱动料流三通的继电器，驱动雨刮器的接触器等，而不同料线的不同点则在于这些基础设备，基础控制对象的组合方式不同。

为了使得料线控制系统即具有通用性，又能根据不同的实际状况进行灵活适应。本发明采用了上述模块式的组合结构。整个料线结构由各个通用型料线子设备进行组合而成，针对不同的具体应用，可以对模块的数量和类型进行重新排列组合。

本发明的硬件载体为工业PLC(Programmable Logic Controller，，可编程逻辑控制器)控制系统。具体选用GE公司的PAC RX3i系列PLC。

本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (5)

1.一种通用型料线控制方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤1：在通用型料线控制终端中建立元件驱动层、设备调用层、料线组合层和料线功能层，其中，所述元件驱动层包括通用型料线中每种子设备的驱动模块；所述设备调用层包括通用型料线中每种子设备的驱动模块与各个通用型料线子设备的调用对应关系；所述料线组合层用于完成被调用的各个通用型料线子设备之间的连接组合，形成现场所需的料线设备；所述料线功能层用于对上述形成的现场所需的料线设备进行逻辑控制；

步骤2：根据所需要构建的现场料线结构，通用型料线控制终端通过设备调用层，从元件驱动层调取所需要构建的现场料线结构中所有对应的通用型料线子设备的驱动模块；然后建立上述各个被调用的驱动模块与对应通用型料线子设备之间的物理连接；

步骤3：通用型料线控制终端通过料线组合层对上述已经与驱动模块建立物理连接关系的各个通用型料线子设备进行连接组合，形成现场所需的料线结构；

步骤4：通用型料线控制终端通过料线功能层实现对步骤3中已经形成的现场所需的料线结构进行逻辑控制，使该现场所需的料线结构中的各个通用型料线子设备协同工作，完成各种料线功能。

2.根据权利要求1所述的通用型料线控制方法，其特征在于：所述步骤4中，通用型料线控制终端通过料线功能层对步骤3中已经形成的现场所需的料线结构进行逻辑控制的具体方法为：通用型料线控制终端通过料线功能层对上述已经形成的现场所需的料线结构中的各个通用型料线子设备的驱动模块进行编号，并确保每个通用型料线子设备具有唯一的编号，现场料线功能的要求规定了每个编号在各个时刻的工作方式；通用型料线控制终端的料线功能层根据上述现场料线功能的要求，控制各个编号所对应的通用型料线子设备的驱动模块的工作模式。

3.根据权利要求1所述的通用型料线控制方法，其特征在于：所述步骤1中的驱动模块包括主体驱动模块和辅助驱动模块，其中，主体驱动模块为直接影响料线运行的驱动模块，所述辅助驱动模块为保证正常料线运行而安装的辅助模块和检查模块。

4.根据权利要求3所述的通用型料线控制方法，其特征在于：所述主体驱动模块包括皮带电机、三通和四工位导料槽。

5.根据权利要求3所述的通用型料线控制方法，其特征在于：上述辅助驱动模块中的辅助模块包括除铁器和振打器，上述辅助驱动模块中的检查模块包括跑偏检测模块和打滑检测模块。