CN109319518A - 堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统，该控制系统主站接收远程控制室下发的工作远区间位置信息、工作近区间位置信息和设备启停命令，主站再根据自身储存的料场二维图形和从站反馈的堆取料机设备状态，下发相应命令给从站，从站执行主站下发的命令对堆料机或取料机进行自动调车、自动避让、自动防撞、自动定位、自动取料或自动堆料等全自动化协同控制，期间无需人员值守干预，可做到完全的无人化自动运行，大大提高工作效率，减小了人力投入，降低了工厂的生产成本，同时该控制系统采用双无线方式进行通讯控制，不仅节约了大量控制线路，降低设备成本，而且双无线通讯的方式也使得整个控制系统的运行可靠性和稳定性更好。

Description

堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统

技术领域

本发明涉及一种物料输送，具体是堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统。

背景技术

侧式悬臂堆料机和侧式刮板取料机，是指一种用于大型干散货堆场的连续输送的高效装卸机械。在侧式悬臂堆取料机自动控制方式上，目前现有的自动控制方式，大部分还需要有人在堆取料机工作现场较大程度的介入和操控，比如对堆取料机的转场、工作区间选择、堆取料机之间的工作防撞和工作协调，都需要人员介入操控后，在让堆取料机在特定情况下进行自动工作，堆取料机目前的自动控制方式并未完全实现无人化智能控制，停留在半自动化水平，会耗费大量的人力资源，增加生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统，所述控制系统包括一个主站系统以及一个或若干从站系统，所述主站用于现场控制信号和远程控制信号、现场视频信号中转汇聚交换，以及下发调车命令、堆料命令、取料命令、避让命令、左右行走允许命令、防撞停机、正常停机命令等工作命令；该控制系统主站接收远程控制室下发的工作远区间位置信息、工作近区间位置信息和设备启停命令，主站再根据自身储存的料场二维图形和从站反馈的堆取料机设备状态，下发相应命令给从站，从站执行主站下发的命令对堆料机或取料机进行自动调车、自动避让、自动防撞、自动定位、自动取料或自动堆料等全自动化协同控制，期间无需人员值守干预，可做到完全的无人化自动运行。

从站系统数量根据被控堆取料机的数量来确定，堆料机和取料机在物料均化仓储运输领域存在单台、两台、三台或者多台设备协同运行的情况。

所述从站系统利用定位传感器对堆料机或取料机进行实时位置监测以及定位控制，输出控制行走电机左行或右行，使堆取料机自主到达工作区域位置；从站系统利用探料传感器和倾角传感器对堆料机或取料机工作区域物料进行探测获取工作区域物料高度信息以及进行相应的动作控制，控制悬臂或刮板上升下降；从站系统利用电流互感器对堆料悬臂皮带电机和刮板电机运行电流进行监控以及进行相应的动作控制，控制取料机刮板取料量合理、控制解决堆料机布料不均匀问题和保护电机安全可靠运行。

主站根据位置信息和物料高度信息建立整个工作区域料场的二维图形，通过对二维图形进行计算分析，控制从站自动快速找料、取料或堆料，也能协同避让区域内的其他工作设备、挡墙或物料，使得堆取料机能够在无人值守的情况下安全高效的进行自动化协同工作。

所述主站和从站均采用双无线通讯设计，所述双无线通讯包括由PLC控制器、交换机、人机接口和5G无线收发器构成的主无线通讯网以及由PLC控制器、辅助LORA无线模块和天线构成的辅助无线通讯网，所述主无线通讯网和辅助无线通讯网之间可以互相切换，互为备用，所述主无线通讯设备和辅助无线通讯设备一对一或一对多无线配对连接。

所述主无线通讯设备和辅助无线通讯设备无线频率采用5.8G、5G、2.4G、480或433频率。

定位传感器采用霍尔开关、编码器、红外激光测距、GPS定位或北斗定位；所述探料传感器为激光传感器、超声波传感器、倾斜开关或红外传感器。

所述从站控制系统、定位传感器、探料传感器、电流互感器均安装在堆取料机设备本体上；所述主站控制系统安装在远离从站控制系统的远程控制室配电房或中转站内。

所述主站控制自动堆料的方式有定点堆料方式、区间定点堆料方式或区间移动堆料方式；自动堆料功能，在来料不均导致布料不均匀的时候，具有自动均匀布料和自动补缺口堆料功能，可以将物料堆的平整。

所述主站控制自动取料功能具有自动快速找料、自动防撞、自动防埋功能，且自动取料功能在任何不规则的料场形状下均可做到自动高效取料

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明能够有效地实现堆取料机在无人值守状态下的自动堆取料工作，大大提高工作效率，减小了人力投入，降低了工厂的生产成本，同时采用双无线通讯设计的控制系统，通讯的可靠性和稳定性更好。

附图说明

图1为堆取料机协同控制系统的示意图。

图2为堆取料机协同控制系统中主站的示意图。

图3为堆取料机协同控制系统中从站的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例中，堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统，包括以下步骤：

堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统，包括以下步骤：

1)该控制系统主站接收远程控制室下发的工作远区间位置信息、工作近区间位置信息和设备启停命令，主站再根据自身储存的料场二维图形和从站反馈的堆取料机设备状态，下发相应命令给从站，从站执行主站下发的命令对侧式悬臂堆料机或侧式刮板取料机进行自动调车、自动避让、自动防撞、自动定位、自动取料或自动堆料等全自动化协同控制，期间无需人员值守干预，可做到完全的无人化自动运行。

2)该控制系统可分为一个主站系统，一个或若干从站系统，从站系统数量根据被控堆取料机的数量来确定，因为侧式悬臂堆料机和侧式刮板取料机在物料均化仓储运输领域存在单台、两台、三台或者多台设备协同运行的情况，本发明所附图列举的为一个主站系统，三个从站系统。

3)从站系统利用定位传感器对堆料机或取料机进行实时位置监测以及定位控制，输出控制行走电机左行或右行，使堆取料机自主到达工作区域位置。从站系统利用探料传感器和倾角传感器对堆料机或取料机工作区域物料进行探测获取工作区域物料高度信息以及进行相应的动作控制，控制悬臂或刮板上升下降。从站系统利用电流互感器对堆料悬臂皮带电机和刮板电机运行电流进行监控以及进行相应的动作控制，控制取料机刮板取料量合理、控制解决堆料机布料不均匀问题和保护电机安全可靠运行。

4)主站根据位置信息和物料高度信息建立整个工作区域料场的二维图形，通过对二维图形进行计算分析，控制从站自动快速找料、取料或堆料，也能协同避让区域内的其他工作设备、挡墙或物料，使得堆取料机能够在无人值守的情况下安全高效的进行自动化协同工作，大大提高工作效率，减小了人力投入，降低了工厂的生产成本。

5)同时该控制系统采用双无线方式进行通讯控制，不仅节约了大量控制线路，降低设备成本，而且双无线通讯的方式也使得整个控制系统的运行可靠性和稳定性更好。

一种侧式悬臂堆料机和侧式刮板取料机无人值守的全自动堆取料控制系，包括一个主站和至少一个从站，其中主站用于现场控制信号和远程控制信号、现场视频信号中转汇聚交换，以及下发调车命令、堆料命令、取料命令、避让命令、左右行走允许命令、防撞停机、正常停机命令等工作命令，从站用于接收主站下发的各类控制命令，并执行和按程序输出动作，包括自动调车、自动堆料、自动取料、自动找料、区间堆满停机、区间取完停机、故障停机、避撞停机等。

进一步的，所述主站和从站均采用双无线通讯设计，通讯的可靠性和稳定性更好，具体来说，所述双无线通讯包括由PLC控制器、交换机、人机接口和5G无线接收发器构成的主通讯网以及由PLC控制器、辅助无线模块和天线构成的辅助通讯网，其中5G无线接收器装设在主站中，5G无线发射器装设在从站中。

本发明的工作原理是：

本发明能够有效地实现堆取料机在无人值守状态下的自动堆取料工作，大大提高工作效率，减小了人力投入，降低了工厂的生产成本，同时采用双无线通讯设计的控制系统，通讯的可靠性和稳定性更好。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (10)

1.堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统，其特征在于，所述控制系统包括一个主站系统以及一个或若干从站系统，所述主站用于现场控制信号和远程控制信号、现场视频信号中转汇聚交换，以及下发调车命令、堆料命令、取料命令、避让命令、左右行走允许命令、防撞停机、正常停机命令等工作命令；该控制系统主站接收远程控制室下发的工作远区间位置信息、工作近区间位置信息和设备启停命令，主站再根据自身储存的料场二维图形和从站反馈的堆取料机设备状态，下发相应命令给从站，从站执行主站下发的命令对堆料机或取料机进行自动调车、自动避让、自动防撞、自动定位、自动取料或自动堆料等全自动化协同控制，期间无需人员值守干预，可做到完全的无人化自动运行。

2.根据权利要求1所述的堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统，其特征在于，从站系统数量根据被控堆取料机的数量来确定，堆料机和取料机在物料均化仓储运输领域存在单台、两台、三台或者多台设备协同运行的情况。

3.根据权利要求1所述的堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统，其特征在于，所述从站系统利用定位传感器对堆料机或取料机进行实时位置监测以及定位控制，输出控制行走电机左行或右行，使堆取料机自主到达工作区域位置；从站系统利用探料传感器和倾角传感器对堆料机或取料机工作区域物料进行探测获取工作区域物料高度信息以及进行相应的动作控制，控制悬臂或刮板上升下降；从站系统利用电流互感器对堆料悬臂皮带电机和刮板电机运行电流进行监控以及进行相应的动作控制，控制取料机刮板取料量合理、控制解决堆料机布料不均匀问题和保护电机安全可靠运行。

4.根据权利要求1堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统，其特征在于，主站根据位置信息和物料高度信息建立整个工作区域料场的二维图形，通过对二维图形进行计算分析，控制从站自动快速找料、取料或堆料，也能协同避让区域内的其他工作设备、挡墙或物料，使得堆取料机能够在无人值守的情况下安全高效的进行自动化协同工作。

5.根据权利要求1所述的堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统，其特征在于，所述主站和从站均采用双无线通讯设计，所述双无线通讯包括由PLC控制器、交换机、人机接口和5G无线收发器构成的主无线通讯网以及由PLC控制器、辅助LORA无线模块和天线构成的辅助无线通讯网，所述主无线通讯网和辅助无线通讯网之间可以互相切换，互为备用，所述主无线通讯设备和辅助无线通讯设备一对一或一对多无线配对连接。

6.根据权利要求5所述的堆料机和取料机全自动堆取料协同控制系统，其特征在于，所述主无线通讯设备和辅助无线通讯设备无线频率采用5.8G、5G、2.4G、480或433频率。

7.根据权利要求3所述的无人值守的全自动堆取料协同控制系统，其特征在于，定位传感器采用霍尔开关、编码器、红外激光测距、GPS定位或北斗定位；所述探料传感器为激光传感器、超声波传感器、倾斜开关或红外传感器。

8.根据权利要求3所述的无人值守的全自动堆取料协同控制系统，其特征在于，所述从站控制系统、定位传感器、探料传感器、电流互感器均安装在堆取料机设备本体上；所述主站控制系统安装在远离从站控制系统的远程控制室配电房或中转站内。

9.根据权利要求1所述的无人值守的全自动堆取料协同控制系统，其特征在于，所述主站控制自动堆料的方式有定点堆料方式、区间定点堆料方式或区间移动堆料方式；自动堆料功能，在来料不均导致布料不均匀的时候，具有自动均匀布料和自动补缺口堆料功能，可以将物料堆的平整。

10.根据权利要求9所述的无人值守的全自动堆取料协同控制系统，其特征在于，所述主站控制自动取料功能具有自动快速找料、自动防撞、自动防埋功能，且自动取料功能在任何不规则的料场形状下均可做到自动高效取料。