CN107539749B - 一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法 - Google Patents

Abstract

一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法及其装置，所述装置包括有物料输送辊、回程辊、输送皮带，在回程辊的一端设置一测速齿轮，在回程辊的外侧机架上设置一传感器，所述测速齿轮与传感器在垂直方向呈同一平面布置，所述方法通过同一速度传感器配合单片机，利用速度与时间及位移的函数关系，实现物料跟踪及打滑检测的同时监控；进一步地，在方法中，通过建立多次清零步序，消除累计误差，保证整个过程的数据精确性；其中，所述检测脉冲精度可以按现场皮带工况要求进行调整，保证不同转速皮带间的通用性。

Description

一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法

技术领域

本发明属于皮带输送领域，具体涉及一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法及其装置。

背景技术

工业自动化领域，皮带输送机是比较常用的一种固态物料输送设备，在炼钢生产中，需将副原料与铁合金原料通过皮带运送至炉顶料仓。上料皮带所引发的安全事故中，皮带打滑又是皮带输送机最常见故障之一，皮带打滑会造成电机空转，物料堆积于皮带前端，可能会发生不同严重后果。为确保皮带输送机的安全可靠运行，准确、及时、灵敏检测到皮带打滑故障就显得至关重要。虽然性能各异的成品皮带机打滑检测报警装置品种繁多，结构复杂，但该类产品设计为接触式检测模式，导致运行中轴承磨损率高，压板与弹簧老化，从而造成故障，需周期进行更换。同时，在皮带输送机上一般都设置了料流检测装置，目前使用的检测装置主要有皮带秤、单限位翻板装置与光电收发装置等。打滑检测装置与物料检测装置的功能有部分重叠浪费，需建立两套监测机制，耗费成本投入及复杂化程序监控。

申请号为“201220468120.0”，名称为“一种多点对比式皮带输送机打滑故障智能监测系统”的申请公开的是一种针对打滑现象的技术方案，其包括一个监测主机和多个检测器，检测器设置在输送机从动滚筒或托辊的支架上，实时监测从动滚筒或托辊的转动速度，多个检测器通过主从级联网络连接监测主机，通过监测主机与检测从机的数据采集，经过监测主机对采集数据进行对比算法后，将检测结果通过主机的显示系统进行显示，实时的将数据直观反映给现场操作人员，并通过报警信息上传接口将打滑故障的报警信息及时上传到皮带机控制系统。该技术方案针对的是皮带打滑，且技术措施为设置多个检测器的方案。

申请号为“201410046325.3”，名称为“一种匀供料装置及其匀供料方法”的申请公开了一种技术方案，所述装置包括物料输送机构、物料高度检测器、输送速度控制器，物料高度检测器将检测的物料高度信号发送给供料控制器，输送速度控制器将物料输送机构的速度信号发送给供料控制器，所述供料控制器根据上述信号通过计算机确定出所述物料输送机构的调整速度，然后将调整指令发送给所述输送速度控制器，所述输送速度控制器控制所述物料输送机构的速度进行调整，保证出料流量的稳定性。该技术方案解决的供料装置流量波动大、加装喂料机则存在提高成本、配合困难、浪费物料的技术问题。

发明内容

为解决以上问题，提供一种高效的，能够实现皮带打滑检测与料流跟踪相融合的检测方法与装置，参与皮带机自动上料控制，本发明提供了一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法及其装置，其技术方案具体如下：

一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法，利用传感器配合单片机，实现物料跟踪及打滑检测的监控，其特征在于：通过同一速度传感器配合单片机，利用速度与时间及位移的函数关系，实现物料跟踪及打滑检测的同时监控，包括如下步骤：

S1：设定回程辊转动一周的时间为标定值T，存储于单片机的寄存器X；

将输送皮带分为1段、2段、3段三部分，分别标定为数值A、B、C，存储于单片机的寄存器Y，所述数值A为振动给料器至1段段尾的长度，所述数值B为1段段尾至2 段段尾的长度，所述数值C为2段段尾至卸料小车所处料仓的长度；

S2：启动皮带机，单片机的信号接收端实时以计数形式接受传感器的脉冲信号，并经运算单元运算后分别转化成与标定值T及数值A、B、C相适配的数值t、D₁、D₂、D₃，将数值t存储于寄存器M，将数值D₁、D₂、D₃存储于寄存器N；

S3：比较寄存器M中的数值t与寄存器X中的标定值T，当t＜T时，进入步骤S4；当t＞T时，进入步骤S5；

S4：单片机触发报警单元发出报警信号，并通知控制单元下发停止指令至各个动作执行端；

S5：启动振动给料器，并实时监控寄存器N中的数值；

S51：当监测到D₁＞A时，结束1段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₁数据，将随之的数据标定为D₂，并与数值B进行比较；

S52：当监测到D₂＞B时，结束2段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₂数据，将随之的数据标定为D₃，并与数值C进行比较；

S53：当监测到D₃＞C时，结束3段皮带机的监控，清空寄存器N中的所有数据，

S54：当监测到物料为尾料时，监测此时寄存器N中的数值；

当监测到D₁＞A时，结束1段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₁数据，将随之的数据标定为D₂，与数值B进行比较；同时触发控制单元下发停止指令至振动给料器；

当监测到D₂＞B时，结束2段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₂数据，将随之的数据标定为D₃，并与数值C进行比较；

当监测到D₃＞C时，结束3段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₃数据；同时触发控制单元下发停止指令至皮带机。

根据本发明的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法，其特征在于：

在步骤S3中，所述寄存器M中的数值t作周期性监控，每监控完一个周期，清空寄存器M中的数值t。

根据本发明的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法，其特征在于：

在步骤S5的任意步骤行径时刻，若监测到寄存器M中的数值t＜T，则由单片机触发报警单元发出报警信号，并通知控制单元下发停止指令至当前动作执行端。

根据本发明的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法，其特征在于：

步骤S5中的启动振动给料器为监测到t＞T时刻后5秒。

根据本发明的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法，其特征在于：

步骤S54中的触发控制单元下发停止指令至振动给料器为监测到D₁＞A时刻后5秒；

步骤S54中的触发控制单元下发停止指令至皮带机为监测到D₃＞C后5秒。

本发明的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法及其装置，通过同一速度传感器配合单片机，利用速度与时间及位移的函数关系，实现物料跟踪及打滑检测的同时监控，其抗干扰能力强、对安装空间要求低、易于维护，检测范围大、结构简单、成本低，与其他控制系统的衔接度高。

附图说明

图1为本发明中的测速齿轮及传感器的安装结构示意图；

图2为本发明中的Z型件结构示意图；

图3为图2的侧向剖视图；

图4为本发明的流程示意图。

图中，1为测速齿轮；2为传感器；3为联轴器；4为腰孔；5为调整螺母。

具体实施方式

下面，根据说明书附图和具体实施方式对本发明的一种上料皮带打滑检测与物料跟踪的方法及其检测装置作进一步具体说明。

如图1、2、3所示的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的装置，包括有物料输送辊、回程辊、输送皮带，

在回程辊的一端设置一测速齿轮(1)，

在回程辊的外侧机架上设置一传感器(2)，

所述测速齿轮与传感器在垂直方向呈同一平面布置；

所述传感器通过一Z型件与回程辊外侧机架连接，

所述Z型件的折弯度为90度；

在Z型件的下端面对称设置两个腰孔(4)，所述Z型件通过两个腰孔可水平调节地

设置于回程辊外侧机架上；

所述的传感器通过调整螺母(5)可垂直调节地设置于Z型件的上端面；

所述传感器的探头距离测速齿轮的齿顶圆为2.8mm-3.2mm。

其中，

所述的测速齿轮通过联轴器(3)与回程辊连接。

如图4所示的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法，通过同一速度传感器配合单片机，利用速度与时间及位移的函数关系，实现物料跟踪及打滑检测的同时监控，包括如下步骤：

S1：设定回程辊转动一周的时间为标定值T，存储于单片机的寄存器X；

将输送皮带分为1段、2段、3段三部分，分别标定为数值A、B、C，存储于单片机的寄存器Y，所述数值A为振动给料器至1段段尾的长度，所述数值B为1段段尾至2 段段尾的长度，所述数值C为2段段尾至卸料小车所处料仓的长度；

S2：启动皮带机，单片机的信号接收端实时以计数形式接受传感器的脉冲信号，并经运算单元运算后分别转化成与标定值T及数值A、B、C相适配的数值t、D₁、D₂、D₃，将数值t存储于寄存器M，将数值D₁、D₂、D₃存储于寄存器N；

S3：比较寄存器M中的数值t与寄存器X中的标定值T，当t＜T时，进入步骤S4；当t＞T时，进入步骤S5；

S4：单片机触发报警单元发出报警信号，并通知控制单元下发停止指令至各个动作执行端；

S5：启动振动给料器，并实时监控寄存器N中的数值；

S51：当监测到D₁＞A时，结束1段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₁数据，将随之的数据标定为D₁，并与数值B进行比较；

S52：当监测到D₂＞B时，结束2段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₂数据，将随之的数据标定为D₃，并与数值C进行比较；

S53：当监测到D₃＞C时，结束3段皮带机的监控，清空寄存器N中的所有数据；

S54：当监测到物料为尾料时，监测此时寄存器N中的数值；

当监测到D₁＞A时，结束1段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₁数据，将随之的数据标定为D₂，与数值B进行比较；同时触发控制单元下发停止指令至振动给料器；

当监测到D₂＞B时，结束2段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₂数据，将随之的数据标定为D₃，并与数值C进行比较；

当监测到D₃＞C时，结束3段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₃数据；同时触发控制单元下发停止指令至皮带机。

其中，

在步骤S3中，所述寄存器M中的数值t作周期性监控，每监控完一个周期，清空寄存器M中的数值t。

其中，

在步骤S5的任意步骤行径时刻，若监测到寄存器M中的数值t＜T，则由单片机触发报警单元发出报警信号，并通知控制单元下发停止指令至当前动作执行端。

其中，

步骤S5中的启动振动给料器为监测到t＞T时刻后5秒。

其中，

步骤S54中的触发控制单元下发停止指令至振动给料器为监测到D₁＞A时刻后5秒；

步骤S54中的触发控制单元下发停止指令至皮带机为监测到D₃＞C后5秒。

实施例

安装

安装好测速齿轮及传感器，其中，可通过腰孔进行水平位置调整，通过调整螺母进行垂直位置调整，以达到传感器与测速齿轮处于同一平面并且间距适当，使得信号稳定。

打滑检测：当皮带机正常起动处于运转状态下进行检测。

在皮带机回程辊外侧机架上安装传感器，并且在所述皮带机回程辊中心利用联轴器安装一个与传感器配合使用的测速齿轮，所述测速齿轮由平均分布的13个齿组成。所述传感器与测速齿轮对应处于同一平面。

以回程辊转动一周为一个基数，在PLC内设置一个大于此基数的数值T，存于寄存器 X。

如果在所述时间内检测不到传感器发出的信号或检测到的信号数值小于基数T，则判断为皮带打滑，通过PLC程序判定发出报警及对应的控制信号。同时为满足检测精度的可靠性，为检测到的信号数值设定了一个清零程序，所述传感器不会由于累计误差导致检测误信号。

料流跟踪：当皮带机正常起动处于运转状态下进行检测。

将输送皮带分为1段、2段、3段三部分，分别标定为数值A、B、C，存储于单片机的寄存器Y，所述数值A为振动给料器至1段段尾的长度，所述数值B为1段段尾至2 段段尾的长度，所述数值C为2段段尾至卸料小车所处料仓的长度。

启动振动给料器，并实时监控寄存器N中的数值；

当监测到D₁＞A时，结束1段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₁数据，将随之的数据标定为D₂，并与数值B进行比较；

当监测到D₂＞B时，结束2段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₂数据，将随之的数据标定为D₃，并与数值C进行比较；

当监测到D₃＞C时，结束3段皮带机的监控，清空寄存器N中的所有数据，

当监测到物料为尾料时，监测此时寄存器N中的数值；

当监测到D₁＞A时，结束1段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₁数据，将随之的数据标定为D₂，与数值B进行比较；同时触发控制单元下发停止指令至振动给料器；

当监测到D₂＞B时，结束2段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₂数据，将随之的数据标定为D₃，并与数值C进行比较；

当监测到D₃＞C时，结束3段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₃数据；同时触发控制单元下发停止指令至皮带机。

在上述步骤跟踪的任意时刻，若在检测周期内监测到寄存器M中的数值小于T，则判断为皮带打滑，通过PLC程序判定发出报警及对应的控制信号。

本技术方案还可以在皮带处于正常转速时，利用传感器的信号配合皮带秤显示皮带上不同处物料动态数据。供操作人员直观掌控，可以避免流程切换过早或小车、翻板等对位时机错误导致的合流混料等事故。同时也可作为流程顺停操作的依据，实现顺停操作的自动化、标准化，也节约了电力成本。

本发明的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法及其装置，通过同一速度传感器配合单片机，利用速度与时间及位移的函数关系，首先，实现物料跟踪及打滑检测的同时监控；进一步地，通过建立多次清零步序，消除累计误差，保证整个过程的数据精确性；其中，所述检测脉冲精度可以按现场皮带工况要求进行调整，保证不同转速皮带间的通用性。

本发明的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法及其装置，抗干扰能力强、对安装空间要求低、易于维护，检测范围大、结构简单、成本低，与其他控制系统的衔接度高。

Claims (5)

1.一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法，利用传感器配合单片机，实现物料跟踪及打滑检测的监控，其特征在于：通过同一速度传感器配合单片机，利用速度与时间及位移的函数关系，实现物料跟踪及打滑检测的同时监控，包括如下步骤：

S1：设定回程辊转动一周的时间为标定值T，存储于单片机的寄存器X；

将输送皮带分为1段、2段、3段三部分，分别标定为数值A、B、C，存储于单片机的寄存器Y，所述数值A为振动给料器至1段段尾的长度，所述数值B为1段段尾至2段段尾的长度，所述数值C为2段段尾至卸料小车所处料仓的长度；

S2：启动皮带机，单片机的信号接收端实时以计数形式接受传感器的脉冲信号，并经运算单元运算后分别转化成与标定值T及数值A、B、C相适配的数值t、D₁、D₂、D₃，将数值t存储于寄存器M，将数值D₁、D₂、D₃存储于寄存器N；

S3：比较寄存器M中的数值t与寄存器X中的标定值T，当t＜T时，进入步骤S4；当t＞T时，进入步骤S5；

S4：单片机触发报警单元发出报警信号，并通知控制单元下发停止指令至各个动作执行端；

S5：启动振动给料器，并实时监控寄存器N中的数值；

S51：当监测到D₁＞A时，结束1段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₁数据，将随之的数据标定为D₂，并与数值B进行比较；

S52：当监测到D₂＞B时，结束2段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₂数据，将随之的数据标定为D₃，并与数值C进行比较；

S53：当监测到D₃＞C时，结束3段皮带机的监控，清空寄存器N中的所有数据，

S54：当监测到物料为尾料时，监测此时寄存器N中的数值；

当监测到D₁＞A时，结束1段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₁数据，将随之的数据标定为D₂，与数值B进行比较；同时触发控制单元下发停止指令至振动给料器；

当监测到D₂＞B时，结束2段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₂数据，将随之的数据标定为D₃，并与数值C进行比较；

当监测到D₃＞C时，结束3段皮带机的监控，清空寄存器N中的D₃数据；同时触发控制单元下发停止指令至皮带机。

2.根据权利要求1所述的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法，其特征在于：

在步骤S3中，所述寄存器M中的数值t作周期性监控，每监控完一个周期，清空寄存器M中的数值t。

3.根据权利要求2所述的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法，其特征在于：

在步骤S5的任意步骤行径时刻，若监测到寄存器M中的数值t＜T，则由单片机触发报警单元发出报警信号，并通知控制单元下发停止指令至当前动作执行端。

4.根据权利要求1所述的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法，其特征在于：

步骤S5中的启动振动给料器为监测到t＞T时刻后5秒。

5.根据权利要求1所述的一种上料皮带物料跟踪与打滑检测的方法，其特征在于：

步骤S54中的触发控制单元下发停止指令至振动给料器为监测到D₁＞A时刻后5秒；

步骤S54中的触发控制单元下发停止指令至皮带机为监测到D₃＞C后5秒。