CN109573847A - 一种条形料场智能化控制系统 - Google Patents

Abstract

一种条形料场智能化控制系统，包括堆料机控制系统，取料机控制系统，视频监控系统，上位机系统；堆料机控制系统包括对大车变频器单元，卷扬变频器单元Ⅰ，悬臂皮带控制单元，喷雾除尘系统，润滑系统。取料机系统包括固定端变频器单元和摆动端变频器单元，卷扬变频器单元Ⅱ，主耙变频器单元，副耙变频器单元，所述副耙变频器单元包括副耙电机和与副耙电机相连的副耙电机变频器；固定端润滑单元和摆动端润滑单元，绝对值编码器Ⅱ；还包括上位机系统。本发明条形料场设备可以集中在上位机进行控制，操作更加方便，改善工作环境，降低运行人员的劳动强度，从而提高料场生产效率，减少堆取料机设备故障率，实现条形料场系统的高效运行。

Description

一种条形料场智能化控制系统

技术领域

本发明涉及智能控制系统，尤其涉及一种条形料场智能化控制系统。

背景技术

随着科技的进步，智能化工厂不断得到发展，而条形料场设备作为智能化工厂的一部分，其实现数字化控制、智能化控制，具有重要的意义；并且条形料场作为封闭存储物料的场所，目前设备操作控制均在现场操作室内完成，环境条件比较恶劣，为了实现操作无人值守，提高料场生产效率，减少污染，降低成本，减少故障率，保证料场系统的高效运行，就需要条形料场内的堆取料机设备更加智能，控制更加方便，从而提高生产效率，改善工作环境，降低成本。

条形料场设备具有设备控制复杂、运行时间长、工作任务重、运行人员劳动强度大、运行环境差、设备维护困难等特点。对比燃料输送系统的其它系统已经达到的一键运行的控制水平，条形料场设备的控制水平是很低的。

目前的条形料场设备主要包括堆料机和取料机，其控制方式是设置两套PLC+LCD设备，分别控制堆料机和取料机，两套控制系统均由人机接口、PLC主机、现场传感器组成。其中堆料机主要包括悬臂皮带系统、大车系统、卷扬系统组成，堆料作业依靠工人在堆料机上的司机室内完成；取料机主要包括主耙系统、副耙系统、大车系统、卷扬系统组成，取料作业依靠工人在取料机上的司机室内完成。但是堆料机和取料机的控制是分别完成的，两者之间没有连锁关系，两者之间的防碰撞检测是非常困难的，所以堆料机和取料机存在碰撞可能，并且堆料机和取料机的操作均是在各自的司机室内完成，环境条件比较恶劣，生产效率低下，智能化程度较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种基于ProfiNet现场总线技术的智能化条形料场设备控制系统，，以解决现有技术存在的问题。

本发明采用以下技术方案：

一种条形料场智能化控制系统，包括堆料机控制系统，取料机控制系统，视频监控系统，上位机系统；

所述堆料机控制系统包括：

对堆料机的行走进行控制的大车变频器单元，所述大车变频器单元包括大车电机和与大车电机连接的大车电机变频器；

对堆料机的悬臂进行升降控制的卷扬变频器单元Ⅰ，所述卷扬变频器单元Ⅰ包括卷扬电机Ⅰ和与卷扬电机Ⅰ连接的卷扬电机变频器Ⅰ；

对悬臂皮带进行控制的悬臂皮带控制单元，所述悬臂皮带控制单元包括括悬臂皮带电机和与悬臂皮带电机相连的悬臂皮带电机控制器；

对堆料机进行喷雾除尘控制的喷雾除尘系统，所述喷雾除尘系统包括电磁阀、与电磁阀连接的水泵电机和与水泵电机连接的水泵电机控制器；

对堆料机进行润滑控制的润滑系统，所述润滑系统包括油泵电机和与油泵电机相连的油泵电机控制器；

对堆料机的位置和速度进行检测的绝对值编码器Ⅰ；

堆料机PLC控制系统，所述堆料机PLC控制系统连接大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅰ、悬臂皮带电机控制器、水泵电机控制器、油泵电机控制器、绝对值编码器Ⅰ、堆料机检测系统；

所述取料机系统包括：

分别完成取料机固定端和摆动端的行走控制的固定端变频器单元和摆动端变频器单元；所述固定端变频器单元包括固定端大车电机和与固定端大车电机相连的固定端大车电机变频器；所述摆动端变频器单元包括摆动端大车电机和与摆动端大车电机相连的摆动端大车电机变频器；

对取料机主耙和副耙进行升降控制的卷扬变频器单元Ⅱ，所述卷扬机变频器单元Ⅱ包括卷扬电机Ⅱ和与卷扬电机Ⅱ连接的卷扬电机变频器Ⅱ；

对取料机的主耙进行控制的主耙变频器单元，所述主耙变频器单元包括主耙电机和与主耙电机相连的主耙电机变频器；

对取料机的副耙进行控制的副耙变频器单元，所述副耙变频器单元包括副耙电机和与副耙电机相连的副耙电机变频器；

分别完成取料机固定端和摆动端的润滑控制的固定端润滑单元和摆动端润滑单元，所述固定端润滑单元包括固定端油泵电机和与固定端油泵电机相连的固定端油泵电机控制器；所述摆动端润滑单元包括摆动端油泵电机和与摆动端油泵电机相连的摆动端油泵电机控制器；

对取料机的位置和速度进行检测的绝对值编码器Ⅱ；

取料机PLC控制系统，所述取料机PLC控制系统连接固定端大车电机变频器、摆动端大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅱ、主耙电机变频器、副耙电机变频器、固定端油泵电机控制器、摆动端油泵电机控制器、绝对值编码器Ⅱ、取料机检测系统；

所述视频监控系统包括分别设置在堆料机和取料机处的至少两个图像获取装置；

还包括上位机系统，所述堆料机PLC控制器、大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅰ、绝对值编码器Ⅰ、固定端大车电机变频器、摆动端大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅱ、主耙电机变频器、副耙电机变频器、取料机PLC控制器、视频监控系统均连接上位机系统。

所述堆料机控制系统还包括堆料机检测系统，所述堆料机检测系统包括设置在卷扬机处的卷扬制动器限位器、卷扬上升到位限位器、卷扬下降到位限位器、大车左行到位限位器、大车左行极限限位器、大车右行到位限位器、大车右行极限限位器、大车锚定限位器、悬臂皮带跑偏开关、悬臂皮带拉绳开关、悬臂皮带欠速开关、悬臂皮带撕裂开关、悬臂皮带料流开关、堵料开关、料位检测开关、绝对值编码器、倾角仪、轴销式称重传感器；

所述堆料机检测系统与堆料机PLC控制系统连接。

所述取料机控制系统还包括取料机检测系统，所述取料机检测系统包括卷扬制动器限位器、卷扬上升到位限位器、卷扬上升到位限位器、大车左行到位限位器、大车左行极限限位器、大车右行到位限位器、大车右行极限限位器、大车锚定限位器、主耙左碰撞检测开关、主耙右碰撞检测开关、主耙左断链检测开关、主耙右断链检测开关、主耙张紧上限检测开关、主耙张紧下限检测开关、副耙左碰撞检测开关、副耙右碰撞检测开关、副耙左断链检测开关、副耙右断链检测开关、副耙张紧上限检测开关、副耙张紧下限检测开关、堵料开关、绝对值编码器、倾角仪、轴销式称重传感器；

所述取料机检测系统与取料机PLC连接。

所述上位机系统的上位机通过ProfiNet总线与堆料机PLC控制器、大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅰ、绝对值编码器Ⅰ、固定端大车电机变频器、摆动端大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅱ、绝对值编码器Ⅰ、主耙电机变频器、副耙电机变频器、取料机PLC控制器、视频监控系统相连，上位机显示界面上显示堆料机和取料机监控画面，且上位机的操作界面上设置对堆料机和取料机各系统进行手动集中控制的操作按钮，且上位机操作界面上设置对堆料机和取料机一键自动启停的操作按钮。

所述堆料机和取料机的所有变频器单元均配置ProfiNet总线接口模块，所述绝对值编码器Ⅰ和绝对值编码器Ⅱ均为带ProfiNet总线接口并且带记忆功能的多圈绝对值编码器。

本发明的有益效果：

（1）通过ProfiNet总线技术将堆料机和取料机的PLC、变频器、编码器和上位机连接，组成条形料场智能控制系统，提高条形料场内堆取料机设备的自动化控制系统性能和控制精度，从而实现堆取料机设备的智能化运行；

（2）将堆料机和取料机的定位多圈绝对值编码器数据通过ProfiNet总线集中到上位机进行对比，通过这种方式解决以往堆料机设备和取料机设备的防碰撞检测难题，防止堆料机和取料机的发生碰撞，从而大大提高堆取料机设备运行的安全性；

（3）通过视频监控系统，集中监测堆料机和取料机设备的实际运行状况，为程控集中操作控制堆取料机提供依据，从而减少现场人员，达到减员增效的目的；

（4）条形料场设备可以集中在上位机进行控制，操作更加方便，改善工作环境，降低运行人员的劳动强度，从而提高料场生产效率，减少污染，大大降低人力成本，减少堆取料机设备故障率，实现条形料场系统的高效运行。

附图说明

图1为本发明的系统图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

本发明提供一种条形料场智能化控制系统，该系统能够将现场总线通信技术应用到堆料机设备和取料机设备的控制系统，结合PLC、变频器、编码器和上位机控制技术，控制堆料机设备和取料机设备根据不同工况动作，实现条形料场设备智能化控制、无人值守控制。

具体包括堆料机控制系统，取料机控制系统，视频监控系统，上位机系统；其中堆料机控制系统实现堆料机设备的逻辑控制和数据采集工作，取料机控制系统实现取料机设备的逻辑控制和数据采集工作，视频监控系统监控条形料场设备的实际工作状态，上位机系统通过ProfiNet总线网络实现堆料机设备和取料机设备的集中控制及状态监控。

具体来说，堆料机控制系统包括1套大车变频器单元、1套卷扬变频器单元、1套悬臂皮带控制单元、1套喷雾除尘系统、1套电动润滑系统、1套定位绝对值编码器、1套检测系统、1套堆料机PLC控制系统。

取料机控制系统，包括2套大车变频器单元、1套卷扬变频器单元、1套主耙变频器单元、1套副耙变频器单元、2套电动润滑系统、1套定位绝对值编码器、1套检测系统、1套取料机PLC控制系统。

视频监控系统，包括条形料场的图像获取设备，所述图像获取设备包括监控摄像头、与监控摄像头连接的硬盘录像机、与硬盘录像机连接的视频显示器和与上位机系统通信的网络通讯设备。

上位机系统，包括作为上位机的工控机，上位机内部设置上位机软件，且上位机上设置与堆料机控制系统、取料机控制系统、视频监控系统连接的网络通讯设备。

（一）堆料机控制系统

上述的堆料机控制系统具体包括：

对堆料机的行走进行控制的大车变频器单元，所述大车变频器单元包括大车电机和与大车电机连接的大车电机变频器；

对堆料机的悬臂进行升降控制的卷扬变频器单元Ⅰ，所述卷扬变频器单元Ⅰ包括卷扬电机Ⅰ和与卷扬电机Ⅰ连接的卷扬电机变频器Ⅰ；

对悬臂皮带进行控制的悬臂皮带控制单元，所述悬臂皮带控制单元包括括悬臂皮带电机和与悬臂皮带电机相连的悬臂皮带电机控制器；

对堆料机进行喷雾除尘控制的喷雾除尘系统，所述喷雾除尘系统包括电磁阀、与电磁阀连接的水泵电机和与水泵电机连接的水泵电机控制器；

对堆料机进行润滑控制的润滑系统，所述润滑系统包括油泵电机和与油泵电机相连的油泵电机控制器；

对堆料机的位置和速度进行监测的绝对值编码器Ⅰ；绝对值编码器Ⅰ安装在堆料机的回转电机上，能够直接输出位置和速度。

完成堆料机各运动部件的工作位置检测、极限位置检测、保护检测等的检测系统；

堆料机PLC控制系统，所述堆料机PLC控制系统连接大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅰ、悬臂皮带电机控制器、水泵电机控制器、油泵电机控制器、绝对值编码器Ⅰ、检测系统。

堆料机大车变频器单元完成堆料机的行走控制，大车变频器选用ABB公司的ACS880产品，并配置ProfiNet总线模块，大车变频器通过ProfiNet总线将大车电流、大车过载、大车故障等状态信号传输到堆料机PLC控制系统和上位机系统，并且从上位机系统接收控制指令，实现行走功能。在大车行走过程中，通过绝对值编码器Ⅰ，判断堆料机所在位置，并且在大车行走轨道的两端位置设置有极限行程开关，以保证大车在允许范围内行走。对于绝对值编码器，采用带记忆功能的多圈绝对值编码器检测堆料机的位置，而为了保证检测元件的可靠性，选用德国P+F带ProfiNet总线接口编码器，通过总线与堆料机PLC及上位机传输数据。本发明在上位机实时通过绝对值编码器Ⅰ和绝对值编码器Ⅱ检测的数据对比堆料机位置数据与取料机位置数据，以防止堆料机与取料机碰撞。

堆料机卷扬变频器单元完成堆料机悬臂的升降控制，卷扬变频器选用ABB公司的ACS880产品，并配置ProfiNet总线模块，卷扬变频器通过ProfiNet总线将卷扬电流、卷扬过载、卷扬故障等状态信号传输到堆料机PLC和上位机系统，并且从上位机系统接收控制指令，实现悬臂升降功能。为了安全考虑，本发明给卷扬变频器配置ABB公司专用提升机控制软件，提高了卷扬控制精度，确保悬臂升降安全，并且在上升极限位置和下降极限位置分别配置2套行程开关，用于升降极限位置检测保护。

堆料机悬臂皮带控制单元完成悬臂皮带控制；悬臂皮带电机采用直接启动方式，控制简单，操作方便；采用施耐德电机综合保护器对悬臂皮带电机进行全面保护；悬臂皮带设置跑偏检测开关、拉绳急停开关、撕裂检测开关、欠速检测开关、料流检测开关、张紧上下限检测开关、堵料开关等进行皮带保护，这些开关均是现有的皮带机中常设开关。本发明通过ProfiNet总线，由上位机发送悬臂皮带启停指令到堆料机PLC，从而控制悬臂皮带的启停，并且上位机通过ProfiNet总线读取堆料机PLC采集的悬臂皮带机状态信息，在上位机监控屏幕实时显示。

料机喷雾除尘系统完成堆料机的喷雾除尘控制，水泵电机采用直接启动，施耐德电机综合保护器进行保护；通过料流开关信号和浮球液位开关信号自动控制电磁阀的打开和闭合、水泵电机的启动和停止。本发明喷雾除尘单元状态信息由上位机通过ProfiNet总线从堆料机PLC读取，并在上位机监控屏幕实时显示。

堆料机润滑系统完成堆料机的润滑控制，油泵电机采用直接启动，施耐德电机综合保护器进行保护；本发明通过ProfiNet总线，由上位机发送润滑系统启停指令到堆料机PLC，从而控制润滑系统的启停，并且上位机通过ProfiNet总线读取堆料机PLC采集的润滑单元状态信息，在上位机监控屏幕实时显示。

堆料机的检测系统包括与堆料机PLC控制系统的PLC连接的设置在卷扬机处的卷扬制动器限位器、卷扬上升到位限位器、卷扬下降到位限位器、大车左工作限位器、大车左行极限限位器、大车右工作限位器、大车右行极限限位器、大车锚定限位器、悬臂皮带跑偏开关、悬臂皮带拉绳开关、悬臂皮带欠速开关、悬臂皮带撕裂开关、悬臂皮带料流开关、堵料开关、料位检测开关、绝对值编码器、倾角仪、轴销式称重传感器等，这些开关和编码器均是常用设置，主要完成堆料机各单元的保护检测、状态检测等。

上述的各限位器可以选择现有的限位器或者限位开关，且上述各限位器或者限位开关或者编码器、倾角仪、称重传感器等均为现有堆料机系统中的常用开关或设备，其安装位置或者功能均很常见，不在赘述。

堆料机PLC控制单元包括电源模块、CPU模块、ProfiNet总线适配器模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块以及输入输出中间继电器等。堆料机PLC通过数字量输入模块、模拟量输入模块采集堆料机各组成单元和检测系统检测元件的状态信息，通过ProfiNet总线适配器模块接收大车变频器数据、卷扬变频器数据、绝对值编码器数据和上位机指令，然后根据工艺流程完成逻辑运算，通过数字量输出模块控制悬臂皮带单元、喷雾除尘单元、润滑单元，通过ProfiNet现场总线控制大车变频单元、卷扬变频单元和绝对值编码器，通过ProfiNet现场总线将堆料机各单元系统、检测元件状态等信息反馈到上位机。

（二）取料机控制系统

上述取料机系统具体包括：

分别完成取料机固定端和摆动端的行走控制的固定端变频器单元和摆动端变频器单元；所述固定端变频器单元包括固定端大车电机和与固定端大车电机相连的固定端大车电机变频器；所述摆动端变频器单元包括摆动端大车电机和与摆动端大车电机相连的摆动端大车电机变频器；

对取料机主耙和副耙进行升降控制的卷扬变频器单元Ⅱ，所述卷扬机变频器单元Ⅱ包括卷扬电机Ⅱ和与卷扬电机Ⅱ连接的卷扬电机变频器Ⅱ；

对取料机的主耙进行控制的主耙变频器单元，所述主耙变频器单元包括主耙电机和与主耙电机相连的主耙电机变频器；

对取料机的副耙进行控制的副耙变频器单元，所述副耙变频器单元包括副耙电机和与副耙电机相连的副耙电机变频器；

分别完成取料机固定端和摆动端的润滑控制的固定端润滑单元和摆动端润滑单元，所述固定端润滑单元包括固定端油泵电机和与固定端油泵电机相连的固定端油泵电机控制器；所述摆动端润滑单元包括摆动端油泵电机和与摆动端油泵电机相连的摆动端油泵电机控制器；

对取料机的位置和速度进行监测的绝对值编码器Ⅱ；绝对值编码器Ⅱ安装在堆料机的回转电机上，能够直接输出位置和速度。

对取料机各运动部件的工作位置检测、极限位置检测、保护检测、大车纠偏检测等进行检测的检测系统；

取料机PLC控制器，所述取料机PLC控制器连接固定端大车电机变频器、摆动端大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅱ、主耙电机变频器、副耙电机变频器、固定端油泵电机控制器、摆动端油泵电机控制器、绝对值编码器Ⅱ、检测系统。

固定端大车电机变频器摆动端大车电机变频器分别完成取料机固定端和摆动端的行走控制。两个大车变频器均选用ABB公司的ACS880产品，并配置ProfiNet总线模块，两台大车变频器通过ProfiNet总线将大车电流、大车过载、大车故障等状态信号传输到取料机PLC和上位机系统，并且从上位机系统接收控制指令，实现行走功能。在大车行走过程中，通过绝对值编码器，判断取料机所在位置，并且在大车行走轨道的两端位置设置有极限行程开关，以保证大车在允许范围内行走。对于绝对值编码器，采用带记忆功能的多圈绝对值编码器检测取料机的位置，而为了保证检测元件的可靠性，选用德国P+F带ProfiNet总线接口编码器，通过总线与取料机PLC及上位机传输数据。本发明在上位机实时对比取料机位置数据与堆料机位置数据，以防止取料机与堆料机碰撞。

取料机卷扬变频器单元完成取料机主副耙的升降控制。卷扬变频器选用ABB公司的ACS880产品，并配置ProfiNet总线模块，卷扬变频器通过ProfiNet总线将卷扬电流、卷扬过载、卷扬故障等状态信号传输到取料机PLC和上位机系统，并且从上位机系统接收控制指令，实现主副耙升降功能。为了安全考虑，本发明给卷扬变频器配置ABB公司专用提升机控制软件，提高了卷扬控制精度，确保主副耙升降安全，并且在上升极限位置和下降极限位置分别配置2套行程开关，用于升降极限位置检测保护。

取料机主耙变频器单元完成取料机主耙的控制。主耙变频器选用ABB公司的ACS880产品，并配置ProfiNet总线模块，主耙变频器通过ProfiNet总线将主耙电流、主耙过载、主耙故障等状态信号传输到取料机PLC和上位机系统，并且从上位机系统接收控制指令，实现主耙启停。主耙机构配置碰撞检测开关，断链检测开关，张紧检测开关，用于主耙保护。

取料机副耙变频器单元完成取料机副耙的控制。副耙变频器选用ABB公司的ACS880产品，并配置ProfiNet总线模块，副耙变频器通过ProfiNet总线将副耙电流、副耙过载、副耙故障等状态信号传输到取料机PLC和上位机系统，并且从上位机系统接收控制指令，实现副耙启停。副耙机构配置碰撞检测开关，断链检测开关，张紧检测开关，用于副耙保护。

取料机电动润滑单元包括固定端油泵电机和与油泵电机相连的油泵电机控制器，摆动端油泵电机和与摆动端油泵电机相连的摆动端油泵电机控制器，它们分别完成取料机两侧的润滑控制。油泵电机采用直接启动，施耐德电机综合保护器进行保护；本发明通过ProfiNet总线，由上位机发送润滑系统启停指令到取料机PLC，从而控制润滑系统的启停，并且上位机通过ProfiNet总线读取取料机PLC采集的润滑系统状态信息，在上位机监控屏幕实时显示。

取料机检测单元包括卷扬制动器限位器、卷扬上升限位器、卷扬上升到位限位器、大车左工作限位器、大车左行极限限位器、大车右工作限位器、大车右行极限限位器、大车锚定限位器、主耙左碰撞检测开关、主耙右碰撞检测开关、主耙左断链检测开关、主耙右断链检测开关、主耙张紧上限检测开关、主耙张紧下限检测开关、副耙左碰撞检测开关、副耙右碰撞检测开关、副耙左断链检测开关、副耙右断链检测开关、副耙张紧上限检测开关、副耙张紧下限检测开关、堵料开关、绝对值编码器、倾角仪、轴销式称重传感器等，主要完成取料机各单元的保护检测、状态检测等。

上述的各限位器可以选择现有的限位器或者限位开关，且上述各限位器或者限位开关或者编码器、倾角仪、称重传感器等均为现有取料机系统中的常用开关或设备，其安装位置或者功能均很常见，不在赘述。

取料机PLC控制系统包括CPU模块，CPU模块上连接电源模块、ProfiNet总线适配器模块、数字量输入模块、数字量输出模块、模拟量输入模块，取料机CPU通过数字量输入模块、模拟量输入模块采集取料机各组成单元和检测系统检测元件的状态信息，通过ProfiNet总线适配器模块接收大车变频器数据、卷扬变频器数据、主耙变频器数据、副耙变频器数据、绝对值编码器数据和上位机指令，通过数字量输出模块控制润滑单元，通过ProfiNet现场总线控制大车变频单元、卷扬变频单元、主耙变频单元、副耙变频单元和绝对值编码器，通过ProfiNet现场总线将取料机各单元系统、检测系统状态等信息反馈到上位机。

（三）视频监控系统

视频监控系统完成条形料场设备的监控工作，给条形料场设备的无人值守操作提供监控和参考，它包括监控摄像头、与监控摄像头连接的硬盘录像机、与硬盘录像机连接的视频显示器、键盘鼠标、光纤网络通讯设备。

（四）上位机系统

上位机系统包括工控机、上位机软件、ProfiNet网络通讯设备。本发明上位机系统通过ProfiNet总线，将堆料机和取料机的所有PLC、变频器、编码器连接起来，在上位机上通过堆料机和取料机工艺流程监控画面，实时监控堆料机和取料机各分系统单元运行状态，实现堆料机和取料机的集中监视；通过堆料机和取料机各分系统单元的操作按钮，实现堆料机和取料机的手动集中控制；并且本发明上位机系统分别对堆料机和取料机设置了一键自动启停功能。

堆料机和取料机设备大车变频器单元的手动控制，首先在上位机设置画面设置大车变频器频率，然后通过操作画面上“向前行走”“向后行走”“停止行走”按钮实现大车行走控制，同时在上位机监控画面实时显示大车变频器单元的状态，包括大车电机电流、向前行走、向后行走、变频故障、电机过载、极限位置、锚定装置状态等。并且本发明通过ProfiNet网络实时读取堆料机绝对值编码器数据和取料机绝对值编码器数据，通过计算在上位机画面实时显示堆料机位置和取料机位置，当堆料机和取料机位置接近到安全距离时，自动停止堆料机和取料机并报警，通过实时对比堆料机位置数据和取料机位置数据，防止堆料机和取料机碰撞，彻底解决了堆料机和取料机的防碰撞检测问题。

堆料机和取料机设备卷扬变频器单元的控制，首先在上位机设置画面设置卷扬变频器频率，然后通过操作画面上“上升”“下降”“停止”按钮实现升降控制，同时在上位机监控画面实时显示卷扬变频器单元的状态，包括卷扬电机电流、上升、下降、变频故障、电机过载、极限位置、高度、钢丝绳拉力等。

取料机设备主耙和副耙变频器单元的控制，首先在上位机设置画面设置主耙变频器和副耙变频器频率，然后通过操作画面上“主耙启动”“主耙停止”“副耙启动”“副耙停止”按钮分别实现主耙和副耙控制，同时在上位机监控画面实时显示主耙和副耙变频器单元的状态，包括主耙电机电流、主耙运行、主耙变频故障、主耙电机过载、主耙左碰撞、主耙右碰撞、主耙左断链、主耙右断链、主耙张紧上限、主耙张紧下限、副耙电机电流、副耙运行、副耙变频故障、副耙电机过载、副耙左碰撞、副耙右碰撞、副耙左断链、副耙右断链、副耙张紧上限、副耙张紧下限等。

堆料机悬臂皮带单元、堆料机喷雾除尘单元、堆料机润滑单元和取料机润滑单元等系统单元的控制，直接通过上位机操作画面上“启动悬臂皮带”“ 停止悬臂皮带” “启喷雾除尘”“ 停止喷雾除尘” “启动堆料机润滑”“ 停止堆料机润滑” “启动取料机润滑”“ 停止取料机润滑”按钮分别实现各单元控制，同时在上位机监控画面实时显示这些单元运行状态、故障状态等。

堆料机一键启停操作，首先在上位机参数设置界面，设置堆料机大车变频器和卷扬变频器频率、堆料区间左限、堆料区间右限、堆料高度、每次升降高度等，然后在上位机操作画面按下“启动堆料机”按钮，堆料机按照如下流程自动堆料运行：

1、启动声光报警器；

2、堆料机自动行走到堆料区间左限；

3、到达堆料左限后，启动悬臂皮带机，开始堆料；

4、下降悬臂，到卷扬下限位或检测到料堆后停止下降，继续堆料；

5、当料位检测开关检测到料堆时，悬臂上升30s后停止，继续堆料；

6、重复步骤5，直到达到设置的堆料高度或卷扬上限位时，堆料机向右行走30s后停止；

7、重复步骤4-6，直到到达设置的堆料区间右限时，报警提示堆料完毕；

8、条件允许的情况下，按下“停止堆料机”按钮，堆料机系统停止。

取料机一键启停操作，首先在上位机参数设置界面，设置取料机大车变频器频率、卷扬变频器频率、主耙变频器频率、副耙变频器频率、取料区间左限、取料区间右限、取料深度、切割深度等，然后在上位机操作画面按下“启动取料机”按钮，取料机按照如下流程自动取料运行：

1、 启动电铃10s；

2、 10s后，启动声光报警器，取料机自动行走到取料区间左限后，停止行走；

3、 启动主耙和副耙；

4、 下降主耙和副耙，到设置的取料切割深度停止下降；

5、 10s后，启动向右行走，当到达取料区间右限时，停止行走；

6、 下降主耙和副耙，到设置的取料切割深度停止下降；

7、 10s后，启动向左行走，当到达取料区间左限时，停止行走；

8、 重复步骤4-7，直到到达设置的取料深度或卷扬下限位时，再重复一次步骤4-7后，自动停止取料机，报警提示取料完毕；

9、 在自动取料过程中，按下上位机画面上的“停止取料机”按钮，也可停止取料机系统。

在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明揭露的范围内，可轻易想到的变化或者替换，都应该涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种条形料场智能化控制系统，其特征在于：包括堆料机控制系统，取料机控制系统，视频监控系统，上位机系统；

所述堆料机控制系统包括：

对堆料机的行走进行控制的大车变频器单元，所述大车变频器单元包括大车电机和与大车电机连接的大车电机变频器；

对堆料机的悬臂进行升降控制的卷扬变频器单元Ⅰ，所述卷扬变频器单元Ⅰ包括卷扬电机Ⅰ和与卷扬电机Ⅰ连接的卷扬电机变频器Ⅰ；

对悬臂皮带进行控制的悬臂皮带控制单元，所述悬臂皮带控制单元包括括悬臂皮带电机和与悬臂皮带电机相连的悬臂皮带电机控制器；

对堆料机进行喷雾除尘控制的喷雾除尘系统，所述喷雾除尘系统包括电磁阀、与电磁阀连接的水泵电机和与水泵电机连接的水泵电机控制器；

对堆料机进行润滑控制的润滑系统，所述润滑系统包括油泵电机和与油泵电机相连的油泵电机控制器；

对堆料机的位置和速度进行检测的绝对值编码器Ⅰ；

堆料机PLC控制系统，所述堆料机PLC控制系统连接大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅰ、悬臂皮带电机控制器、水泵电机控制器、油泵电机控制器、绝对值编码器Ⅰ、堆料机检测系统；

所述取料机系统包括：

分别完成取料机固定端和摆动端的行走控制的固定端变频器单元和摆动端变频器单元；所述固定端变频器单元包括固定端大车电机和与固定端大车电机相连的固定端大车电机变频器；所述摆动端变频器单元包括摆动端大车电机和与摆动端大车电机相连的摆动端大车电机变频器；

对取料机主耙和副耙进行升降控制的卷扬变频器单元Ⅱ，所述卷扬机变频器单元Ⅱ包括卷扬电机Ⅱ和与卷扬电机Ⅱ连接的卷扬电机变频器Ⅱ；

对取料机的主耙进行控制的主耙变频器单元，所述主耙变频器单元包括主耙电机和与主耙电机相连的主耙电机变频器；

对取料机的副耙进行控制的副耙变频器单元，所述副耙变频器单元包括副耙电机和与副耙电机相连的副耙电机变频器；

分别完成取料机固定端和摆动端的润滑控制的固定端润滑单元和摆动端润滑单元，所述固定端润滑单元包括固定端油泵电机和与固定端油泵电机相连的固定端油泵电机控制器；所述摆动端润滑单元包括摆动端油泵电机和与摆动端油泵电机相连的摆动端油泵电机控制器；

对取料机的位置和速度进行检测的绝对值编码器Ⅱ；

取料机PLC控制系统，所述取料机PLC控制系统连接固定端大车电机变频器、摆动端大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅱ、主耙电机变频器、副耙电机变频器、固定端油泵电机控制器、摆动端油泵电机控制器、绝对值编码器Ⅱ、取料机检测系统；

所述视频监控系统包括分别设置在堆料机和取料机处的至少两个图像获取装置；

还包括上位机系统，所述堆料机PLC控制器、大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅰ、绝对值编码器Ⅰ、固定端大车电机变频器、摆动端大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅱ、主耙电机变频器、副耙电机变频器、取料机PLC控制器、视频监控系统均连接上位机系统。

2.根据权利要求1所述的一种条形料场智能化控制系统，其特征在于：

所述堆料机控制系统还包括堆料机检测系统，所述堆料机检测系统包括设置在卷扬机处的卷扬制动器限位器、卷扬上升到位限位器、卷扬下降到位限位器、大车左行到位限位器、大车左行极限限位器、大车右行到位限位器、大车右行极限限位器、大车锚定限位器、悬臂皮带跑偏开关、悬臂皮带拉绳开关、悬臂皮带欠速开关、悬臂皮带撕裂开关、悬臂皮带料流开关、堵料开关、料位检测开关、绝对值编码器、倾角仪、轴销式称重传感器；

所述堆料机检测系统与堆料机PLC控制系统连接。

3.根据权利要求1所述的一种条形料场智能化控制系统，其特征在于：

所述取料机控制系统还包括取料机检测系统，所述取料机检测系统包括卷扬制动器限位器、卷扬上升到位限位器、卷扬上升到位限位器、大车左行到位限位器、大车左行极限限位器、大车右行到位限位器、大车右行极限限位器、大车锚定限位器、主耙左碰撞检测开关、主耙右碰撞检测开关、主耙左断链检测开关、主耙右断链检测开关、主耙张紧上限检测开关、主耙张紧下限检测开关、副耙左碰撞检测开关、副耙右碰撞检测开关、副耙左断链检测开关、副耙右断链检测开关、副耙张紧上限检测开关、副耙张紧下限检测开关、堵料开关、绝对值编码器、倾角仪、轴销式称重传感器；

所述取料机检测系统与取料机PLC连接。

4.根据权利要求1所述的一种条形料场智能化控制系统，其特征在于：

所述上位机系统的上位机通过ProfiNet总线与堆料机PLC控制器、大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅰ、绝对值编码器Ⅰ、固定端大车电机变频器、摆动端大车电机变频器、卷扬电机变频器Ⅱ、绝对值编码器Ⅰ、主耙电机变频器、副耙电机变频器、取料机PLC控制器、视频监控系统相连，上位机显示界面上显示堆料机和取料机监控画面，且上位机的操作界面上设置对堆料机和取料机各系统进行手动集中控制的操作按钮，且上位机操作界面上设置对堆料机和取料机一键自动启停的操作按钮。

5.根据权利要求1所述的一种条形料场智能化控制系统，其特征在于：

所述堆料机和取料机的所有变频器单元均配置ProfiNet总线接口模块，所述绝对值编码器Ⅰ和绝对值编码器Ⅱ均为带ProfiNet总线接口并且带记忆功能的多圈绝对值编码器。