CN111285050B - 长距离皮带的长度修正与自动停机控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于皮带检修技术领域，具体技术方案为：长距离皮带的长度修正与自动停机控制方法，具体如下：一、选定皮带的修正值对皮带的长度进行修正，对设定时间段内的Offset统计并求得Offset中位数，更新皮带总长度为L+Offset中位数,更新完成后，Offset置为空，将所有统计的Offset值置为无效；二、当告警点的剩余行进距离置于预警区间内，对剩余行进距离不断侦测，当剩余行进距离与给定制动距离相等时，自动发起制动，告警点会自动制动到检修区，本发明通过改良的霍尔传感器与设计合理的长度修正算法相结合，实现自动停机，保证了停机的准确性，无需多次停机，很大程度地减少了生产中对设备与人员的安全隐患。

Description

长距离皮带的长度修正与自动停机控制方法

技术领域

本发明属于皮带检修技术领域，具体涉及一种在长距离皮带上将指定损伤自动制动停止到指定检修区的方法。

背景技术

长距离皮带在运行中会根据载重的不同，通过张力锤的舒张与收缩来改变皮带的长度，来完成对皮带长度的调节，保证皮带不会过松打滑，或者过紧断带。另一方面，传感器记录工作中，会有网络延迟，或者滚筒与皮带轻微打滑等不可避免因素，所以传感器的读数是存在误差的。

皮带检修都需求将所需要修理的位置停到检修区，检修区的距离只有三十米左右，停机时需要将某个点停到该范围内。目前，停机都是工作人员在远处通过肉眼查找损伤点，然后当接近检修区的时候通过经验进行停机。在凭经验停机时没有准确的数据，全凭感觉，所以经常停机失败。这样就需要多次启停，来移动待修理位置到达检修区。在复杂的生产环境下，皮带多次启停是很危险的，给所有的工作人员带来了极大的安全隐患，故使用自动停机技术是非常重要的。

自动停机可以快速地对选择的点进行确定，然后自动停机到检修区。该技术通过霍尔传感器获得准确的数据，并利用修正算法进行系列修正，以确保整个停机工作的准确性与高效性。由于该项技术对数据的精度要求较高，在长距离运行中距离精度难以保证，所以目前暂未有人实现自动停机技术。

发明内容

为解决现有技术存在的采集数据精度低、难以实现自动停机的技术问题，本发明提供了一种长距离皮带的长度修正与自动停机控制方法，通过对霍尔传感器改良并设计合理的长度修正算法，保证了所需数据的高精度采集，从而得以实现自动停机。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案为：长距离皮带的长度修正与自动停机控制方法，具体如下：

一、皮带的长度修正：

对皮带上某点经过摄像头时的距离读数在数据库内做保存，皮带上的告警点第n次经过摄像头时，从距离传感器中得到的读数为P_n，再从数据库中查询得到该告警点第n-1次经过摄像头时的读数P_n-1，通过该告警点在一个周期内的行进距离来确定该次测量的皮带总长L_n：L_n＝P_n–P_n-1；

如果此告警点是第一次经过照相机，不存在P_n-1，则不需要进行后续计算。只有至少经过照相机一次且再次经过的时候，我们才可以利用该告警点对皮带长度进行修正。

皮带总长的修正值为Offset：Offset_n＝L_n–L，其中，L为数据库中所存储的皮带长度。

判断Offset_n是否在OffsetMax与OffsetMin的区间段中，若Offset_n落入到OffsetMax与OffsetMin的区间段内，则将此次得到的修正值Offset_n记录到数据库中，若Offset_n未落入到OffsetMax与OffsetMin的区间段内，此次所得的Offset_n误差过大，不记录在数据库内；其中，OffsetMax为皮带总长的修正最大值，OffsetMin为皮带总长的修正最小值。

对设定时间段内的Offset统计并求得Offset中位数，更新皮带总长度为L+Offset中位数,更新完成后，Offset置为空，将所有统计的Offset值置为无效。

其中，皮带总长的修正最大值OffsetMax、皮带长度的修正最小值OffsetMin、皮带长度L这些数据，指定某点上次经过摄像头时候的距离读数，这些数字都在数据库做了保存，并且会通过算法进行更新，是一些可以直接读取到的数据。

二、自动停机控制：

只有在走过皮带三分之二距离的告警才具备自动制动的条件，即当某告警距离检修区的距离小于三分之一皮带长度的点才可以自动制动，否则不满足自动制动条件。

设定距离检修区D₁到D₂为告警预测区间，D₁小于D₂当L₀–L₁<L–D₁，且L₀–L₁>L–D₂，认定该告警点置于告警预测区间内。

其中，L₀为该告警点的当前距离读数，L₁为该告警点在数据库中所记录的距离读数，L₀–L₁为该告警点所走过的距离,D₁为告警预测区间的最小值，D₂为告警预测区间的最大值。

在首次经过照相机时，当下测定距离读数与皮带长度的和作为预测距离；预测距离减去当前距离读数L₀为剩余行进距离，当告警点置于告警预测区间内后，对剩余行进距离不断侦测，设定一个给定距离D₃，当侦测剩余行进距离为D₃时，自动发起制动，停机距离为皮带全速运行直接制动到停止的距离，告警点会自动制动到检修区。

当告警点置于告警预测区间外时，放弃自动制动。

当自动停机工作开始时，若皮带的工作速度达不到全速，根据当前停机时的速度计算具体停机距离，以计算所得的具体停机距离作为临界距离，当侦测行进距离小于临界距离，立马采取制动。

其中，作为优选的，D₁为500米，D₂为1000米，D₃为400米。

本发明与现有技术相比，具体有益效果体现在：本发明通过改良的霍尔传感器与设计合理的长度修正算法相结合，克服了数据精度不高的难题，保证了所需数据的高精度，从而得以实现自动停机技术，保证了停机的准确性，无需多次停机，很大程度地减少了生产中对设备与人员的安全隐患。

附图说明

图1为本发明的设备安装结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，长距离皮带的长度修正与自动停机控制方法，具体如下：

一、皮带的长度修正：

对皮带上某点经过摄像头时的距离读数在数据库内做保存，皮带上的告警点第n次经过摄像头时，从距离传感器中得到的读数为P_n，再从数据库中查询得到该告警点第n-1次经过摄像头时的读数P_n-1，通过该告警点在一个周期内的行进距离来确定该次测量的皮带总长L_n：L_n＝P_n–P_n-1。

另外，除了告警点，皮带上的告警点也可为其他满足被AI程度识别到的标识点。

如果此告警点是第一次经过照相机，不存在P_n-1，则不需要进行后续计算。只有至少经过照相机一次且再次经过的时候，我们才可以利用该告警点对皮带长度进行修正。

皮带总长的修正值为Offset：Offset_n＝L_n–L，其中，L为数据库中所存储的皮带长度；

判断Offset_n是否在OffsetMax与OffsetMin的区间段中，若Offset_n落入到OffsetMax与OffsetMin的区间段内，则将此次得到的修正值Offset_n记录到数据库中，若Offset_n未落入到OffsetMax与OffsetMin的区间段内，此次所得的Offset_n误差过大，数据不可取，无法作为皮带长度的修正值，不记录在数据库内；其中，OffsetMax为皮带总长的修正最大值，OffsetMin为皮带总长的修正最小值。

其中，皮带总长的修正最大值OffsetMax、皮带长度的修正最小值OffsetMin、皮带长度L这些数据，指定某点上次经过摄像头时候的距离读数，这些数字都在数据库做了保存，并且会通过算法进行更新，是一些可以直接读取到的数据。

以王家岭主皮带为例，皮带预估总长为25640米，则L＝25640米，考虑皮带上煤的变化和传感器误差,预估实际皮带在运行中为一个25600米到25700米之间的范围，则OffsetMax为25700-25640＝60米，OffsetMin为25600-25640＝-40米。

对设定时间段内的Offset统计并求得Offset中位数，更新皮带总长度为L+Offset中位数,更新完成后，Offset置为空，将所有统计的Offset值置为无效；这样，通过每一次经过照相机的点就可以对皮带长度进行修正，以使得定位等更精确，误差更小。

三、自动停机控制：

只有在走过皮带三分之二距离的告警才具备自动制动的条件，即当某告警距离检修区的距离小于三分之一皮带长度的点才可以自动制动，否则不满足自动制动条件。

设定距离检修区500米到1000米为告警预测区间，当L₀–L₁<L–500，且L₀–L₁>L–1000，认定该告警点置于告警预测区间内。

其中，L₀为该告警点的当前距离读数，L₁为该告警点在数据库中所记录的距离读数，L₀–L₁为该告警点所走过的距离，此距离应该在皮带末尾500米到1000米的距离。

在首次经过照相机时，当下测定距离读数与皮带长度的和作为预测距离；预测距离减去当前距离读数L₀为剩余行进距离，当告警点置于告警预测区间内后，对剩余行进距离不断侦测，在剩余行进距离为400米的时候对剩余距离进行重新预测，400米是一个给定距离，需要在反复的实际测试中找到最合适的检查位置。当侦测剩余行进距离为400米时，自动发起制动，停机距离为皮带全速运行直接制动到停止的距离，告警点会自动制动到检修区。

当告警点置于告警预测区间外时，放弃自动制动。

当自动停机工作开始时，若皮带的工作速度达不到全速，根据当前停机时的速度计算具体停机距离，以计算所得的具体停机距离作为临界距离，当侦测行进距离小于临界距离，立马采取制动，确定的告警点自动制动到检修区。

在皮带运行中，通过修正算法来利用重复告警点(标识点)对皮带长度进行修正，对皮带长度进行修正，长此以往的长度修正保证了当停机任务开始时，所需要的数据最精确，误差降到最低。在停机任务中，当且只有一条满足条件的告警点可以被选中自动制动。

如果当前存在某点正在进行自动制动，人工可干预取消，但是人工不可以再选择多的点进行自动制动。自动制动虽然可以达到自动停机的效果，但是此操作在实际的作业生产中十分重要，涉及安全等问题。程序无法识别一些特殊的异常情况等，所以在自动制动过程中，程序会询问工作人员是否继续等，以此来达到安全，可靠的自动制动功能。

通过预测距离与实时距离的反复侦测计算，结合所需刹车距离，提前发送信号给皮带制动系统，以此来实现皮带长度变化下损伤点自动制动的功能。

本发明通过改良的霍尔传感器与设计合理的长度修正算法相结合，克服了数据精度不高的难题，保证了所需数据的高精度，从而得以实现自动停机技术，保证了停机的准确性，无需多次停机，很大程度地减少了生产中对设备与人员的安全隐患。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包在本发明范围内。

Claims (3)

1.长距离皮带的长度修正与自动停机控制方法，其特征在于，具体如下：

一、皮带的长度修正：

对皮带上某点经过照相机时的距离读数在数据库内做保存，皮带上的告警点第n次经过照相机时，从距离传感器中得到的读数为P_n，再从数据库中查询得到该告警点第n-1次经过照相机时的读数P_n-1，通过该告警点在一个周期内的行进距离来确定该次测量的皮带总长L_n：L_n＝P_n–P_n-1；

皮带总长的修正值为Offset：Offset_n＝L_n–L，其中，L为数据库中所存储的皮带长度；

判断Offset_n是否在OffsetMax与OffsetMin的区间段中，若Offset_n落入到OffsetMax与OffsetMin的区间段内，则将此次得到的修正值Offset_n记录到数据库中，若Offset_n未落入到OffsetMax与OffsetMin的区间段内，此次所得的Offset_n误差过大，不记录在数据库内；其中，OffsetMax为皮带总长的修正最大值，OffsetMin为皮带总长的修正最小值；

对设定时间段内的Offset统计并求得Offset中位数，更新皮带总长度为L+Offset中位数,更新完成后，Offset置为空，将所有统计的Offset值置为无效；

二、自动停机控制：

设定距离检修区D₁到D₂为告警预测区间，D₁小于D₂当L₀–L₁<L–D₁，且L₀–L₁>L–D₂，认定该告警点置于告警预测区间内；

其中，L₀为该告警点的当前距离读数，L₁为该告警点在数据库中所记录的距离读数，L₀–L₁为该告警点所走过的距离,D₁为告警预测区间的最小值，D₂为告警预测区间的最大值；

在首次经过照相机时，当下测定距离读数与皮带长度的和作为预测距离；预测距离减去当前距离读数L₀为剩余行进距离，当告警点置于告警预测区间内后，对剩余行进距离不断侦测，设定一个给定距离D₃，当侦测剩余行进距离为D₃时，自动发起制动；

当告警点置于告警预测区间外时，放弃自动制动。

2.根据权利要求1所述的长距离皮带的长度修正与自动停机控制方法，其特征在于，当自动停机工作开始时，若皮带的工作速度达不到全速，根据当前停机时的速度计算具体停机距离，以计算所得的具体停机距离作为临界距离，当侦测行进距离小于临界距离，立马采取制动。

3.根据权利要求1所述的长距离皮带的长度修正与自动停机控制方法，其特征在于，所述D₁为500米，D₂为1000米，D₃为400米。

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