CN110104467A - 翻车机洒水控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种翻车机洒水控制方法，包括：通过远程控制或者通过现场控制来实现对翻车机洒水作业的控制；其中，远程控制包括：设置于控制室的主控PLC远程发送控制指令至设置于翻车机现场的现场PLC，现场PLC根据控制指令发送洒水作业指令来控制洒水装置对翻车机的洒水作业；现场控制包括：现场PLC独立发送洒水作业指令控制洒水装置对翻车机的洒水作业。当主控PLC与现场PLC无法正常通信时，现场PLC根据预置的指令控制洒水装置，使其停止洒水或者以特定模式继续洒水，在经检修恢复通信后，现场PLC重新根据主控PLC下达的指令控制洒水装置，既使得整个过程翻车机都处于环保作业中，又保证了翻车机不会因网络通信断路而停止作业导致运行效率降低。
Description
技术领域
本发明涉及堆场单机控制技术领域，特别涉及一种翻车机洒水控制方法及一种翻车机洒水控制系统。
背景技术
翻车机系统是一种用来翻卸铁路敞车散料的大型机械设备，适用于港口、电厂、冶金等行业。翻车机在作业过程中会产生大量的煤粉尘，目前主要手段是采用洒水的方式进行降尘，但无法解决转运至堆料机过程中的粉尘。为进一步降低堆料过程中的抑尘，目前最先进的技术是通过在翻车机底层振动给料器部位添加洒水装置，通过一系列控制方法达到源头治理粉尘的目的。因翻车机底层较深，环境较复杂，现场的开关及模拟量信号需要长距离的传输才能到达PLC控制室，尽管采用光纤介质传输，长时间运行过程中也难以避免各种通讯故障。现有翻车机洒水系统主要是利用翻车机主控PLC，通过人机交互界面HMI实现洒水的远程控制及状态监测，一旦中间出现通讯故障或光纤断路，就无法保证洒水系统运行的可控性，严重影响清洁生产的运行。通常情况下，需要技术人员进行长时间的现场检查，检查期间翻车机系统停止工作，进而严重影响翻车机整体运行的效率。另一方面，当现场需要信号扩展时，一般还需要配置远程站或其他扩展模块，不仅增加了工作量也降低了整体通讯的可靠性。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明旨在提出一种翻车机洒水控制方法及一种翻车机洒水控制系统，以应对出现通信故障的情况，保证翻车机的整体运行效率。
本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明公开了一种翻车机洒水控制方法，包括：
通过远程控制或者通过现场控制来实现对翻车机洒水作业的控制；
其中，所述远程控制包括：设置于控制室的主控PLC远程发送控制指令至设置于翻车机现场的现场PLC，所述现场PLC根据所述控制指令发送洒水作业指令来控制洒水装置对翻车机的洒水作业；
所述现场控制包括：所述现场PLC独立发送洒水作业指令控制所述洒水装置对所述翻车机的洒水作业。
进一步地，所述通过远程控制或者通过现场控制来实现对翻车机洒水作业的控制，包括：
根据设置于翻车机现场的现场PLC与设置于控制室的主控PLC之间的通信状态，来选择采用远程控制还是现场控制；
其中，在所述现场PLC与所述主控PLC通信畅通的情况下，通过所述远程控制来实现对翻车机洒水作业的控制；
在所述现场PLC与所述主控PLC通信中断的情况下，通过所述现场控制来实现对翻车机洒水作业的控制。
进一步地，所述根据设置于翻车机现场的现场PLC与设置于控制室的主控PLC的通信状态，来选择采用远程控制还是现场控制，包括：
所述现场PLC通过周期性地接收由所述主控PLC发送的固定频率的脉冲信号来判断所述通信状态；
其中，若所述现场PLC接收到所述脉冲信号且接收频率与所述主控PLC发送脉冲信号的频率相同，则判断所述现场PLC与所述主控PLC通信畅通；若所述现场PLC未接收到所述脉冲信号或者接收脉冲信号的接收频率与所述主控PLC发送脉冲信号的频率不同，则判断所述现场PLC与所述主控PLC通信中断。
进一步地，所述现场PLC通过光纤通信装置接收所述主控PLC远程发送的洒水作业指令。
进一步地，所述现场控制中，所述现场PLC独立发送的洒水作业指令为预置在所述现场PLC中的预置洒水作业指令。
进一步地，该方法还包括：所述现场PLC还用于通过所述翻车机的信号采集装置获取翻车机的现场信号，并将所述现场信号远程上报至所述主控PLC。
另一方面，本发明还公开了一种翻车机洒水控制系统，包括：
设置于控制室的主控PLC，用于向设置于翻车机现场的现场PLC发送控制指令；
所述现场PLC，用于：
根据所述控制指令发送洒水作业指令来控制洒水装置对翻车机的洒水作业；或者，独立发送洒水作业指令控制所述洒水装置对所述翻车机的洒水作业；
所述洒水装置，用于在所述现场PLC的控制下对所述翻车机进行洒水作业。
进一步地，在所述现场PLC与所述主控PLC通信畅通的情况下，所述现场PLC根据所述主控PLC发送的洒水作业指令控制洒水装置对所述翻车机的洒水作业；
在所述现场PLC与所述主控PLC通信中断的情况下，所述现场PLC独立发送洒水作业指令控制所述洒水装置对所述翻车机的洒水作业。
进一步地，所述主控PLC用于向所述现场PLC发送固定频率的脉冲信号，所述现场PLC用于周期性地接收所述主控PLC发送的所述脉冲信号；
其中，若所述现场PLC接收到所述脉冲信号且接收频率与所述主控PLC发送脉冲信号的频率相同，则判断所述现场PLC与所述主控PLC通信畅通；若所述现场PLC未接收到所述脉冲信号或者接收脉冲信号的接收频率与所述主控PLC脉冲信号发送脉冲信号的频率不同，则判断所述现场PLC与所述主控PLC通信中断。
进一步地，所述翻车机洒水控制系统还包括光纤通信装置，所述现场PLC通过光纤通信装置接收所述主控PLC远程发送的洒水作业指令。
进一步地，所述翻车机洒水控制系统还包括与所述主控PCL连接的以太网交换机，所述主控PLC能够通过以太网实现与人机交互界面和/或计算机的通信；
所述主控PLC通过所述以太网交换机与所述光纤通信装置连接，用于实现与所述现场PLC的通信。
进一步地，所述现场PLC独立发送的洒水作业指令为预置在所述现场PLC中的预置洒水作业指令。
进一步地，所述现场PLC与所述翻车机的信号采集装置连接，所述现场PLC还用于通过所述信号采集装置获取所述翻车机的现场信号并将所述现场信号远程上报至所述主控PLC。
本发明至少具有以下有益效果：
本发明采用双PLC(主控PLC和现场PLC)的控制模式，通常情况下，工作人员通过远程的主控PLC下达指令给现场PLC，再由现场PLC根据收到的指令具体控制洒水装置工作，一旦主控PLC与现场PLC无法正常通信，那么现场PLC可以判断该情况，并根据预置的指令独立控制洒水装置，使其停止洒水或者以特定模式继续洒水，在经检修恢复通信后，现场PLC也能够判断出该情况，并重新根据主控PLC下达的指令控制洒水装置，既使得整个过程翻车机都处于环保作业中，又保证了翻车机不会因通信断路而停止作业导致运行效率降低。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的翻车机洒水控制系统的结构图；
图2为本发明的翻车机洒水控制方法中的主控PLC与现场PLC通信状态判断方法流程图。
附图标记说明
1-主控PLC 2-交换机
3-光电转换器 4-人机交互界面
5-现场PLC 6-信号采集及输出单元
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
另外，在本发明的实施例及附图中所提到的翻车机上部，是指与翻车机上各装置通信上一级或多级的单元/模块，并非用于说明翻车机本身的位置；扩展从PLC是指所述现场PLC 5。
如图1和图2所示，本发明公开了一种翻车机洒水控制方法，包括：通过对设置于翻车机现场的现场PLC 5的远程控制或现场控制来实现对洒水作业的控制。
其中，远程控制包括：设置于翻车机现场的现场PLC 5根据远程的主控PLC 1发送的控制指令，发送洒水作业指令来控制洒水装置对翻车机的洒水作业；所述现场控制包括：现场PLC 5独立发送指令，以控制所述洒水装置对所述翻车机的洒水作业。
通常情况下主控PLC 1都设置在堆场码头的主控室内，远离翻车机工作现场，工作人员可以通过人机操作界面来控制主控PLC 1，进而控制对应的翻车机，主控PLC 1起到总体控制的作用，其中往往存储了多个堆场单机及相关装置的控制逻辑。现场PLC 5可以设置在翻车机现场的任意位置，对于本实施例而言，具体可以设置在翻车机底层抖动给料器周围，尽可能缩短现场PLC 5与洒水装置之间电缆长度，以减少在翻车机复杂恶劣的工作环境下电缆损坏导致的洒水装置失控的情况。控制洒水装置的工作模式的洒水作业指令储存在现场PLC 5中，对现场信号的处理也通过现场PLC 5完成，因此主控PLC 1中无需再储存的洒水作业指令，并且在不对现场信号进行处理的情况下直接得到现场PLC 5上传的现场信号的处理结果，优化了主控PLC 1的内部逻辑结构，降低了主控PLC 1的工作量和存储量，进而提高了主控PLC 1的工作效率。
在正常工作的情况下，翻车机采用上述的远程控制模式，具体是由工作人员操作主控PLC 1下达指令给现场PLC 5，再由现场PLC 5根据收到的控制指令调用内部的洒水作业指令并控制洒水装置，实现洒水装置以预期模式工作。但是由于翻车机工作环境甚至堆场码头的工作环境都较为复杂，不论采用何种通信手段都可能出现通信断路的情况，导致主控PLC 1的指令无法顺利传达至现场PLC 5，此时，翻车机采用上述的现场控制模式，现场PLC5内预设有洒水作业指令，现场PLC 5通过该指令能够独立控制洒水装置以设定好的方式继续洒水或者停止洒水，既使得整个过程翻车机都处于环保作业中，又保证了PLC 5不会因通信断路而停止作业导致运行效率降低，此外，一旦与主控PLC 1的通信恢复，则翻车机重新采用远程控制模式工作，两种控制方式灵活切换。
通过上述实施例可见，对于通信状态的判定是本发明的重点方案，传统方式需要人工识别，即在主控室内的工作人员操作主控PLC 1发送指令，但是翻车机洒水装置并没有按照预定模式工作，那么就可能是出现了主控PLC1与现场PLC 5通信中断的情况，这种方式不仅需要相关工作人员人工监控洒水装置，还需对主控PLC 1与现场PLC 5之间的通信装置进行排查才能确定，不仅浪费了大量人力，而且效率低下。
为解决上述问题，本发明公开了一种自动判断通信状态的方法，包括：现场PLC 5周期性的接收由主控PLC 1发送的固定频率的脉冲信号来判断通信状态。其中，若现场PLC5接收到所述脉冲信号且接收频率与主控PLC 1的发射频率相同，则判断现场PLC 5与所述主控PLC 1当前通信畅通；若现场PLC 5未接收到所述脉冲信号，或者虽然接收到信号但是接收频率与主控PLC 1的发送频率不同，则判断现场PLC 5与所述主控PLC 1当前通信中断。如图2所示，公开了本发明的一个实施例的主控PLC 1与现场PLC 5通信状态判断方法流程，具体包括以下几个步骤：
S10：主控PLC 1向扩展从PLC(现场PLC 5)发送固定频率脉冲；
S20：扩展从PLC通过MSG指令接收固定频率脉冲；值得一提的是，步骤S10和步骤S20为同时发生；
S30：扩展从PLC判断脉冲信号接收状况；若接收到与发送频率相同的脉冲信号，则进入步骤S40；若没有接收到脉冲信号或接收频率与发送频率不同，则进入步骤S50；
S40：判断结果为通信正常，进入上文所述的由远程控制的洒水模式；
S50：判断结果为通信故障，进入上文所述的由现场控制的洒水模式。
上述的判定方法不仅相对于人工判断具有更高的效率，而且是基于现场PLC 5自身的逻辑完成判断的，不需要增加额外的硬件，不会给翻车机洒水系统的改造增加额外的成本。
在本发明的一些实施例中，为尽可能保证主控PLC 1与现场PLC 5的通信质量，两者间主要采用光纤通信的方式进行通信，相对于传统的电缆通信，光纤通信能够有效地避免长距离传输中产生的电磁干扰、信号丢失等问题。如图1所示，光纤通信主要依靠光纤通信装置进行，具备包括依次相连的：输入端的光电转换器3、光纤通道、输出端的光电转换器3，输入端的光电转换器3与主控PLC 1相连，输出端的光电转换器3与现场PLC 5连接，进而形成一条完整的通信线路，其中，光电转换器3用于实现电信号与光信号的相互转换输入端和输出端并非固定，是根据信号的传输方法确定。值得一提的是，光纤通信的详细结构和原理是本领域技术人员已经能够掌握的，本文不再详细说明。
在本发明的一个优选实施例中，为进一步保证通信质量并实现功能扩展，主控PLC1并非是直接与输入端的光电转换器3连接，而是通过连接交换机2实现通信，具体可以采用以太网交换机2，交换机2的使用也在一定程度上提高了主控PLC 1与现场PLC 5的通信距离，增强了通信的稳定性。另一方面，交换机2还提供了扩展接口，图1中接入交换机2的HMI是指人机交互界面4，是主控PLC 1和用户之间进行交互和信息交换的媒介；PC客户端单元可以是堆场中以太网网络内任意一台装有编程软件的工程师站，负责主控PLC 1和现场PLC5单元的程序编辑和浏览。
在远程控制的情况下，现场PLC 5独立发送的指令可以是现场工作人员人工操作现场PLC 5发送的。优选的，现场PLC 5中的预置指令，当与主控PLC 1判断通信断开时，现场PLC 5自动调用预置指令来控制洒水装置。进一步的，现场PLC 5的预置指令可以通过连入交换机2的PC客户端在线编辑和修改，再重新保存。
在翻车机洒水的实际工作中，还要采集翻车机的现场信号，具体可以采用现场PLC5来接收各翻车机现场信号采集传感器发送的信息，对于所采集的现场信号的处理逻辑设置于现场PLC内，也就是说现场PLC能够直接处理这些现场信号，并将处理的结果上报至主控PLC 1。
本发明还公开了一种翻车机洒水控制系统，用于实现上述的翻车机洒水控制方法，如图1所示，该系统主要包括以下三部分：
(1)远程的主控PLC 1，通常设置于主控室内，用于向现场PLC 5发送控制指令。主控PLC 1中具有多个功能模块，包括但不限于控制器、电源、以太网模块、I/0输入和输出模块。
(2)设置于翻车机现场的现场PLC 5，用于接收主控PLC 1发送的控制指令，并根据该控制指令发送洒水作业指令来控制洒水装置进行洒水；或者，所述现场PLC 5独立发送洒水作业指令，来控制所述洒水装置进行洒水。现场PLC的功能模块包括但不限于：控制器、数字量输入/输出、模拟量输入/输出。
其中，主控PLC 1和现场PLC 5可以采用目前市面上可以购买到的型号，在编辑好对的程序后应用于本系统，主控PLC 1和现场PLC 5各模块及对应的功能为现有技术，本文不详细说明。
(3)洒水装置，用于在现场PLC 5的控制下对翻车机进行洒水作业。洒水装置中包括洒水喷管，用于向翻车机喷水，洒水喷管上设有若干电磁阀，现场PLC 5就是通过控制这些电磁阀来控制洒水作业。
上述的翻车机洒水控制系统可以实现两种工作模式，即远程控制和现场控制，通常情况下采用远程控制，具体是由工作人员操作主控PLC 1下达指令给现场PLC 5，再由现场PLC 5根据收到的指令调用内部的逻辑指令并控制洒水装置，实现洒水装置以预期模式工作。当通信中断导致现场PLC 5无法接收到主控PLC 1下达的指令时，翻车机采用上述的现场控制模式，现场PLC 5内设有预设指令，现场PLC 5通过该指令能够控制洒水装置以设定好的方式继续洒水或者停止洒水，既使得整个过程翻车机都出于环保作业中，又保证了翻车机不会因通信断路而停止作业导致运行效率降低。
由此可见，通信状态的判定是本系统选择工作模式的必要方式，传统方式需要人工识别，但本发明可以通过现场PLC 5自动判断通信状态，其原理为：现场PLC 5周期性的接收由主控PLC 1发送的固定频率的脉冲信号来判断所述通信状态。其中，若现场PLC 5接收到所述脉冲信号且接收频率与主控PLC 1的发射频率相同，则判断现场PLC 5与所述主控PLC 1当前通信畅通；若现场PLC 5未接收到所述脉冲信号，或者虽然接收到信号但是接收频率与主控PLC 1的发送频率不同，则判断现场PLC 5与所述主控PLC 1当前通信中断。具体方法和流程参见图2及上文步骤S10～S50步骤的说明。
在本系统中，为尽可能保证主控PLC 1与现场PLC 5的通信质量，两者间主要采用光纤通信的方式进行通信，相对于传统的电缆通信，光纤通信能够有效地避免长距离传输中产生的电磁干扰、信号丢失等问题。如图1所示，光纤通信主要依靠光纤通信装置进行，具备包括依次相连的：输入端的光电转换器3、光纤通道、输出端的光电转换器3，输入端的光电转换器3与主控PLC 1相连，输出端的光电转换器3与现场PLC 5连接，进而形成一条完整的通信线路。
为进一步保证通信质量并实现功能扩展，主控PLC 1并非是直接与输入端的光电转换器3连接，而是通过连接交换机2实现通信，具体可以采用以太网交换机2，交换机2的使用也在一定程度上提高了主控PLC 1与现场PLC5的通信距离，增强了通信的稳定性。另一方面，交换机2还提供了扩展接口，图1中接入交换机2的HMI是指人机交互界面4，是主控PLC 1和用户之间进行交互和信息交换的媒介；PC客户端单元可以是堆场中以太网网络内任意一台装有编程软件的工程师站，负责主控PLC 1和现场PLC 5单元的程序编辑和浏览。
在远程控制的情况下，现场PLC 5中的预置指令，当与主控PLC 1判断通信断开时，现场PLC 5自动调用预置指令来控制洒水装置。进一步的，现场PLC 5的预置指令可以通过连入交换机2的PC客户端在线编辑和修改，再重新保存。
在翻车机洒水的实际工作中，现场PLC 5连接有信号采集及输出单元6，其中，现场PLC 5不仅需要连接洒水装置的输出单元(电磁阀)来控制洒水作业，还要连接采集翻车机的现场信号的信号采集单元，信号采集单元包括多个信号采集装置，包括通过这些信号采集装置，现场PLC 5可以采集到如流量脉冲信号、电动阀反馈信号等等，并将采集到的现场信号上报至主控PLC 1。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种翻车机洒水控制方法，其特征在于，包括：
通过远程控制或者通过现场控制来实现对翻车机洒水作业的控制；
其中，所述远程控制包括：设置于控制室的主控PLC远程发送控制指令至设置于翻车机现场的现场PLC，所述现场PLC根据所述控制指令发送洒水作业指令来控制洒水装置对翻车机的洒水作业；
所述现场控制包括：所述现场PLC独立发送洒水作业指令控制所述洒水装置对所述翻车机的洒水作业。
2.根据权利要求1所述的翻车机洒水控制方法，其特征在于，所述通过远程控制或者通过现场控制来实现对翻车机洒水作业的控制，包括：
根据设置于翻车机现场的现场PLC与设置于控制室的主控PLC之间的通信状态，来选择采用远程控制还是现场控制；
其中，在所述现场PLC与所述主控PLC通信畅通的情况下，通过所述远程控制来实现对翻车机洒水作业的控制；
在所述现场PLC与所述主控PLC通信中断的情况下，通过所述现场控制来实现对翻车机洒水作业的控制。
3.根据权利要求2所述的翻车机洒水控制方法，其特征在于，所述根据设置于翻车机现场的现场PLC与设置于控制室的主控PLC的通信状态，来选择采用远程控制还是现场控制，包括：
所述现场PLC通过周期性地接收由所述主控PLC发送的固定频率的脉冲信号来判断所述通信状态；
其中，若所述现场PLC接收到所述脉冲信号且接收频率与所述主控PLC发送脉冲信号的频率相同，则判断所述现场PLC与所述主控PLC通信畅通；若所述现场PLC未接收到所述脉冲信号或者接收脉冲信号的接收频率与所述主控PLC发送脉冲信号的频率不同，则判断所述现场PLC与所述主控PLC通信中断。
4.根据权利要求1所述的翻车机洒水控制方法，其特征在于，所述现场PLC通过光纤通信装置接收所述主控PLC远程发送的洒水作业指令。
5.根据权利要求1所述的翻车机洒水控制方法，其特征在于，所述现场控制中，所述现场PLC独立发送的洒水作业指令为预置在所述现场PLC中的预置洒水作业指令。
6.根据权利要求1所述的翻车机洒水控制方法，其特征在于，该方法还包括：所述现场PLC还用于通过所述翻车机的信号采集装置获取翻车机的现场信号，并将所述现场信号远程上报至所述主控PLC。
7.一种翻车机洒水控制系统，其特征在于，包括：
设置于控制室的主控PLC，用于向设置于翻车机现场的现场PLC发送控制指令；
所述现场PLC，用于：
根据所述控制指令发送洒水作业指令来控制洒水装置对翻车机的洒水作业；或者
独立发送洒水作业指令控制所述洒水装置对所述翻车机的洒水作业；
所述洒水装置，用于在所述现场PLC的控制下对所述翻车机进行洒水作业。
8.根据权利要求7所述的翻车机洒水控制系统，其特征在于，在所述现场PLC与所述主控PLC通信畅通的情况下，所述现场PLC根据所述主控PLC发送的洒水作业指令控制洒水装置对所述翻车机的洒水作业；
在所述现场PLC与所述主控PLC通信中断的情况下，所述现场PLC独立发送洒水作业指令控制所述洒水装置对所述翻车机的洒水作业。
9.根据权利要求8所述的翻车机洒水控制系统，其特征在于，所述主控PLC用于向所述现场PLC发送固定频率的脉冲信号，所述现场PLC用于周期性地接收所述主控PLC发送的所述脉冲信号；
其中，若所述现场PLC接收到所述脉冲信号且接收频率与所述主控PLC发送脉冲信号的频率相同，则判断所述现场PLC与所述主控PLC通信畅通；若所述现场PLC未接收到所述脉冲信号或者接收脉冲信号的接收频率与所述主控PLC发送脉冲信号的频率不同，则判断所述现场PLC与所述主控PLC通信中断。
10.根据权利要求9所述的翻车机洒水控制系统，其特征在于，所述翻车机洒水控制系统还包括光纤通信装置，所述现场PLC通过光纤通信装置接收所述主控PLC远程发送的洒水作业指令。
11.根据权利要求10所述的翻车机洒水控制系统，其特征在于，所述翻车机洒水控制系统还包括与所述主控PCL连接的以太网交换机，所述主控PLC能够通过以太网实现与人机交互界面和/或计算机的通信；
所述主控PLC通过所述以太网交换机与所述光纤通信装置连接，用于实现与所述现场PLC的通信。
12.根据权利要求7所述的翻车洒水控制系统，其特征在于，所述现场PLC独立发送的洒水作业指令为预置在所述现场PLC中的预置洒水作业指令。
13.根据权利要求7所述的翻车洒水控制系统，其特征在于，所述现场PLC与所述翻车机的信号采集装置连接，所述现场PLC还用于通过所述信号采集装置获取所述翻车机的现场信号并将所述现场信号远程上报至所述主控PLC。
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