CN106946050B - 一种集装箱卸料、清洗流水线控制系统及方法 - Google Patents

一种集装箱卸料、清洗流水线控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种集装箱卸料、清洗流水线控制系统及方法。该系统包括总控制系统、卸料线控制系统、清洗线控制系统以及数据处理系统；总控制系统负责向卸料线控制系统以及清洗线控制系统下达生产指令，并接收、储存卸料线控制系统和清洗线控制系统上传的数据，同时实现与及数据处理系统的数据交换；该系统的具体控制方法主要步骤是：1、初始化，总控制系统配置数据；2、总控制系统向卸料线控制系统下达生产指令；3、判断是否清洗集装箱；4、总控制系统向清洗线控制系统下达生产指令；本发明自动化程度高，控制精度高，成本低从而大大提高了生产效率。

Description

一种集装箱卸料、清洗流水线控制系统及方法
技术领域
本发明属于集装箱运输技术领域，具体涉及一种集装箱卸料、清洗流水线控制系统及方法。
背景技术
散装颗粒矿粉作为冶炼的原材料，消耗量非常巨大年用量达100多万吨。据统计每天的用料量达几千吨。每天将通过铁路运输到场的矿粉进行集装箱起吊、开闭集装箱盖、集装箱自卸车翻转以及对矿粉运输装备进行人工清理，以达到矿粉的卸净。
目前散装颗粒矿粉卸料施工现场采用人工控制，对吊装设备启停、开闭集装箱盖、自卸车的操作、集装箱清洗等流程均配备相应的工人，每个集装箱编号、称重数据都由工人现场记录。
目前的人工控制施工作业存在很多问题：
1、耗费人力。采用现场人工控制，每个工步都需专人控制相应设备，整个生产过程工步较多，耗费大量人力。
2、生产效率低。部分工步比较繁琐，手动控制效率低准确性差，耗费较多工时。
3、数据交换不便。相关数据需要人工在现场进行读数、记录，随后制成报表再传输给其他部门(财务结算、理化分析等)。
4、现场环境差，不利于工人健康。
发明内容
为了解决背景技术中的问题，本发明提供了一种自动化程度高，控制精度高，成本低以及生产效率大大提高的集装箱卸料、清洗流水线控制系统及方法。
本发明的具体技术方案是：
本发明提供了一种集装箱卸料、清洗流水线控制系统，包括总控制系统、卸料线控制系统、清洗线控制系统以及数据处理系统；总控制系统负责向卸料线控制系统以及清洗线控制系统下达生产指令，并接收、储存卸料线控制系统和清洗线控制系统上传的数据，并同时实现与数据处理系统的数据交换；
卸料线控制系统输出信号控制卸料线工作；所述卸料线包括集装箱吊装设备、装卸盖设备、翻转设备；同时采集集装箱卸料前和卸料后的重量信息以及集装箱的箱号信息，并将重量信息和箱号信息发送至数据处理系统；
数据处理系统获取重量数据和箱号信息后，采用称重算法对重量数据进行处理，计算出集装箱所载货物质量，同时将数据上传总控制系统并储存；
清洗线控制系统控制清洗线工作；所述清洗线包括吊装设备、装卸盖设备和清洗设备。
本发明中集装箱卸料前和卸料后的重量信息通过传感器获取；集装箱的箱号信息通过数字图像处理技术、电子标签技术或Zigbee无线通信技术获取。
具体来说，卸料线控制系统包括上位机、交换机以及下位机；上位机通过交换机对下位机和工业相机等进行控制；下位机为PLC，用于控制集装箱吊装、集装箱装卸盖、传感器称重以及集装箱翻转；
上位机由控制界面、数据展示界面、生产管理报表模块、预警报警界面以及数据采集驱动模块组成；
控制界面用于设置报警上下限,设定和修改工艺参数,控制现场设备的启停；
数据展示界面用于向使用者动态显示卸料线上各个设备的运行状态、运行参数,传感器数值，集装箱编号，报警信息；
生产管理报表模块用于记录设备运行状态、称重数据、集装箱编号以及故障报警信息，并自动生成word或excel文本；
预警报警界面用于流水线发生故障时进行报警提示；
数据采集驱动模块用于获取重量信息以及集装箱箱号信息。
为了进一步的优化该系统，总控制系统还用于向财务结算部门发送矿砂的重量和向理化分析部门发送矿砂的化学成分等相关数据，以便于其他部门能够实时的获取相关生产过程当中的数据，进行后期结算。
基于上述的集装箱卸料、清洗流水线控制系统的描述，现对该系统的控制方法进行描述，主要包括以下步骤：
1)初始化，总控制系统配置数据；
2)总控制系统向卸料线控制系统下达生产指令；
A：卸料线控制系统首先控制集装箱吊装设备将集装箱吊至翻转设备上，再控制装卸盖设备将集装箱盖吊到不影响翻转的位置，然后控制翻转设备翻转进行卸料，卸料完成后控制装卸盖设备装盖，最后控制吊装系统将集装箱吊离翻转设备；
B：卸料线控制系统通过传感器获取集装箱卸料前和卸料后的重量信息；通过识别获取集装箱上的箱号信息；
C：卸料线控制系统将重量信息和箱号信息发送给数据处理系统；3)判断是否清洗集装箱；
数据处理系统通过称重算法对重量信息进行处理，计算出集装箱所载货物质量，并将货物质量数据与对应的集装箱信息上传至总控制系统；总控制系统判断是否需要清洗；若需要清洗则进行步骤4)，若不需要清洗则结束；
4)总控制系统向清洗线控制系统下达生产指令；
清洗线控制系统首先控制集装箱吊装设备将集装箱吊至清洗设备上，再控制装卸盖设备将集装箱盖吊到不影响清洗的位置，然后控制清洗设备对集装箱进行清洗，清洗完成后控制装卸盖设备装盖，最后控制集装箱吊装设备将集装箱吊离清洗设备。
本发明的优点在于：
本发明实现了集装箱卸料、清洗流水线的自动化控制，节省了人力，提高了生产效率，尽可能减少了现场操作所需的人员，实现了与相关部门的快速数据交换。
附图说明
图1为本发明的工作原理图；
图2为卸料流水线控制系统的原理图；
图3为清洗流水线控制系统的原理图；
具体实施方式
为解决目前散装颗粒矿粉卸料施工现场采用人工控制的效率低、成本大的问题，需要针对整个卸料、清洗工作流程搭建一套可靠的自动控制系统，该系统应当具备以下功能：
1、对集装箱吊装设备、装卸盖设备、翻转设备、清洗设备的集中控制。
2、集装箱识别功能：提前对每个集装箱编号，通过读取集装箱上的编码信息，实现对集装箱的自动识别。
3、自动称重：并记录重箱空箱的称重数据，并对数据进行处理，判断集装箱是否需要清洗。
4、数据存储、查询、传输功能，实现同其他部门的数据交换。
5、显示功能：动态显示设备的运行状态和运行参数；传感器数值；报警发生时，显示报警信息；通过安装在流水线的摄像头，实时监控流水线情况。
如图1至图3所示，本发明提供了一种集装箱卸料、清洗流水线控制系统，整个系统分为四个部分：总控制系统、卸料线控制系统、清洗线控制系统以及数据处理系统；
总控制系统设置在总调度室内(即一般工厂的生产调度室内)总控制系统负责向卸料线控制系统以及清洗线控制系统下达生产指令，并接收、储存卸料线控制系统和清洗线控制系统上传的数据，同时实现与数据处理系统的数据交换；
为了进一步的优化该系统，总控制系统还用于向财务结算部门和理化分析部门发送数据，以便于其他部门能够实时的获取相关生产过程当中的数据；
卸料线控制系统输出信号控制卸料线工作，所述卸料线包括集装箱吊装设备、装卸盖设备、翻转设备；同时采集集装箱卸料前和卸料后的重量信息以及集装箱的箱号信息，并将重量信息和集装箱的箱号信息发送至数据处理系统；
数据处理系统获取重量数据和集装箱的箱号信息后，采用称重算法对重量数据进行处理，计算出集装箱所载货物质量，同时将数据上传总控制系统并储存；
清洗线控制系统控制清洗线工作；所述清洗线包括吊装设备、装卸盖设备和清洗设备。
本发明中集装箱卸料前和卸料后的重量信息通过称重设备(传感器)获取；集装箱的箱号信息通过识别技术的方式获取。识别技术包括数字图像处理技术、电子标签技术或Zigbee无线通信技术等。
如图2所示，卸料线控制系统包括上位机、交换机以及下位机；上位机通过交换机对下位机和工业相机进行控制；下位机为PLC，用于控制集装箱吊装、集装箱装卸盖、传感器称重以及集装箱翻转；
上位机由控制界面、数据展示界面、生产管理报表模块、预警报警界面以及数据采集驱动模块组成；
控制界面用于设置报警上下限,设定和修改工艺参数,控制现场设备的启停；
数据展示界面用于向使用者动态显示卸料线上各个设备的运行状态、运行参数,传感器数值，集装箱编号以及报警信息；
生产管理报表模块用于记录设备运行状态、称重数据、集装箱编号以及故障报警信息，并自动生成word或excel文本；
预警报警界面用于流水线发生故障时进行报警提示；
数据采集驱动模块用于获取重量信息以及集装箱箱号信息。
如图3所示，清洗线控制系统为PLC，通过PLC控制系统对吊装设备、装卸盖设备、前置给水泵、高压泵站、执行机构、清洗机构、热风烘干、收集装置进行控制，并实时监控水箱水位、前置给水泵压力、执行机构坐标。
基于上述的集装箱卸料、清洗流水线控制系统的描述，现结合对该系统的控制方法进行描述，主要包括以下步骤：
1)初始化，总控制系统配置数据；
2)总控制系统向卸料线控制系统下达生产指令；
A：卸料线控制系统首先控制集装箱吊装设备将集装箱吊至翻转设备上，再控制装卸盖设备将集装箱盖吊到不影响翻转的位置，然后控制翻转设备翻转进行卸料，卸料完成后控制装卸盖设备装盖，最后控制吊装系统将集装箱吊离翻转设备；
B：卸料线控制系统通过传感器获取集装箱卸料前和卸料后的重量信息；通过识别技术获取集装箱箱号信息；识别技术包括数字图像处理技术、电子标签技术或Zigbee无线通信技术等。
C：卸料线控制系统将重量信息和集装箱的箱号信息发送给数据处理系统；
3)判断是否清洗集装箱；
数据处理系统通过称重算法对重量信息进行处理，计算出集装箱所载货物质量，并将货物质量数据与对应的集装箱的箱号信息上传至总控制系统；总控制系统判断是否需要清洗；若需要清洗则进行步骤4)，若不需要清洗则结束；
4)总控制系统向清洗线控制系统下达生产指令；
清洗线控制系统首先控制集装箱吊装设备将集装箱吊至清洗设备上，再控制装卸盖设备将集装箱盖吊到不影响清洗的位置，然后控制清洗设备对集装箱进行清洗，清洗完成后控制装卸盖设备装盖，最后控制集装箱吊装设备将集装箱吊离清洗设备。

Claims (5)

1.一种集装箱卸料、清洗流水线控制方法，其特征在于，采用的控制系统包括总控制系统、卸料线控制系统、清洗线控制系统以及数据处理系统；
总控制系统负责向卸料线控制系统以及清洗线控制系统下达生产指令，并接收、储存卸料线控制系统和清洗线控制系统上传的数据，同时实现与数据处理系统的数据交换；
卸料线控制系统输出信号控制卸料线工作；所述卸料线包括集装箱吊装设备、装卸盖设备、翻转设备；同时采集集装箱卸料前和卸料后的重量信息以及集装箱的箱号信息，并将重量信息和箱号信息发送至数据处理系统；
数据处理系统获取重量信息和箱号信息后，采用称重算法对重量信息进行处理，计算出集装箱所载货物质量，同时将货物质量数据与对应的集装箱的箱号信息上传总控制系统并储存；
清洗线控制系统控制清洗线工作；所述清洗线包括吊装设备和清洗设备；
并通过以下步骤实现控制：
1)初始化，总控制系统配置数据；
2)总控制系统向卸料线控制系统下达生产指令；
A：卸料线控制系统首先控制集装箱吊装设备将集装箱吊至翻转设备上，再控制装卸盖设备将集装箱盖吊到不影响翻转的位置，然后控制翻转设备翻转进行卸料，卸料完成后控制装卸盖设备装盖，最后控制吊装系统将集装箱吊离翻转设备；
B：卸料线控制系统通过传感器获取集装箱卸料前和卸料后的重量信息；通过数字图像处理技术、电子标签技术或Zigbee无线通信技术获取集装箱上的箱号信息；
C：卸料线控制系统将重量信息和箱号信息发送给数据处理系统；
3)判断是否清洗集装箱；
数据处理系统通过称重算法对重量信息进行处理，计算出集装箱所载货物质量，并将货物质量数据与对应的集装箱的箱号信息上传至总控制系统；总控制系统判断是否需要清洗；若需要清洗则进行步骤4)，若不需要清洗则结束；
4)总控制系统向清洗线控制系统下达生产指令；
清洗线控制系统首先控制集装箱吊装设备将集装箱吊至清洗设备上，再控制装卸盖设备将集装箱盖吊到不影响清洗的位置，然后控制清洗设备对集装箱进行清洗，清洗完成后控制装卸盖设备装盖，最后控制集装箱吊装设备将集装箱吊离清洗设备。
2.根据权利要求1所述的集装箱卸料、清洗流水线控制方法，其特征在于：集装箱卸料前和卸料后的重量信息通过传感器获取；集装箱的箱号信息通过数字图像处理技术、电子标签技术或Zigbee无线通信技术获取。
3.根据权利要求2所述的集装箱卸料、清洗流水线控制方法，其特征在于：卸料线控制系统包括上位机、交换机以及下位机；上位机通过交换机对下位机和工业相机进行控制；下位机为PLC，用于控制集装箱吊装、集装箱装卸盖、传感器称重以及集装箱翻转；
上位机由控制界面、数据展示界面、生产管理报表模块、预警报警界面以及数据采集驱动模块组成；
控制界面用于设置报警上下限,设定和修改工艺参数,控制现场设备的启停；
数据展示界面用于向使用者动态显示卸料线上各个设备的运行状态、运行参数,传感器数值，集装箱编号，报警信息；
生产管理报表用于记录设备运行状态、称重数据、集装箱编号以及报警信息，并自动生成word或excel文本；
预警报警界面用于卸料流水线或清洗流水线发生故障时进行报警提示；
数据采集驱动模块用于获取重量信息以及集装箱箱号信息。
4.根据权利要求3所述的集装箱卸料、清洗流水线控制方法，其特征在于：所述清洗线控制系统为PLC。
5.根据权利要求4所述的集装箱卸料、清洗流水线控制方法，其特征在于：所述总控制系统还用于向财务结算部门发送矿砂的重量以及向理化分析部门发送矿砂的化学成分便于计算结算价格。
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