CN112499286A - 一种斗轮机智能堆料方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种斗轮机智能堆料方法及系统，该方法包括S1、登记来煤信息和煤场分区的存煤信息；S2、获取S1步骤中的来煤信息和存煤信息，进行对比，生成堆煤方案；S3、根据S2步骤中生成的堆煤方案将来煤堆放至目标分区，并记录堆煤轨迹信息；S4、获取S3步骤中的堆煤轨迹信息，生成报表；该装置包括燃料管理信息单元，用于登记来煤信息；数字化煤场单元，用户记录煤场分区的存煤信息；堆料单元，用于根据燃料管理信息单元和数字化煤场单元的数据控制斗轮机进行堆煤，分别与燃料管理信息单元和数字化煤场单元连接；本发明提出的斗轮机智能堆料方法及系统避免斗轮机出现碰撞等问题，提高了做业效率和安全性。

Description

一种斗轮机智能堆料方法及系统

技术领域

本发明涉及煤场堆取料控制领域，特别是指一种斗轮机智能堆料方法及系统。

背景技术

现有技术中，斗轮堆取料机以人工作业为主或者在操作的过程中需要一定程度上人为干预；其中，操作人员的操作技能水平对设备作业效率影响较大；且自动化程度不高、智能化水平较低且安全管控粗疏等问题直接造成无法满足“以人为本、安全高效”的智能型燃煤系统建设发展要求。

然而随着斗轮机自动控制技术的发展，国内技术水平已经达到斗轮机现场无人值守，实现远程操作，但距离斗轮机全自动智能运行并能配合电厂燃料智能化管理还有一定的距离；

现有技术中斗轮机的堆取料过程，存在如下技术缺陷：

1、人工操作斗轮机堆煤与燃料管理系统是相对独立的，无法追溯司机的操作动态及堆料控制过程等情况，遇到推煤机同时作业或其他障碍物时，如果司机操作不当，无法及时避开容易引发事故；

2、现有技术中的斗轮机远程自动控制系统，能实现斗轮机的远程启动和停止，斗轮机根据预设的堆煤方案取煤，需人工选择方案，斗轮机不能根据燃料管理需求主动识别煤种、煤量以及煤场的分区状态实现自动堆煤。

发明内容

本发明提出一种斗轮机智能堆料方法及系统，解决了现有技术中在斗轮机操作的过程中无法获取相应的操作情况易发生事故且不能实现自动堆煤的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种斗轮机智能堆料方法，包括如下步骤：

S1、登记来煤信息和煤场分区的存煤信息；

S2、获取S1步骤中的来煤信息和存煤信息，进行对比，生成堆煤方案；

S3、根据S2步骤中生成的堆煤方案将来煤堆放至目标分区，并记录堆煤轨迹信息；

S4、获取S3步骤中的堆煤轨迹信息，生成报表。

作为进一步的技术方案，S1步骤中登记来煤信息包括：

登记入场来煤的重量、种类、品质和价格信息。

作为进一步的技术方案，S1步骤中煤场分区的存煤信息包括：

登记煤场分区的存煤重量、种类、品质和价格信息。

作为进一步的技术方案，S1步骤中煤场分区的存煤信息包括：

登记煤场分区的存煤重量、种类、品质和价格信息，其中，存煤重量通过激光盘煤仪盘存存煤的体积再结合密度换算获取。

作为进一步的技术方案，S3步骤包括：

根据S2步骤中生成的堆煤方案将来煤堆放至目标分区，并记录堆煤轨迹信息，其中，堆煤轨迹信息包括堆煤时间、堆煤区域、堆煤量、煤的品质和价格。

作为进一步的技术方案，S3步骤包括：

根据S2步骤中生成的堆煤方案通过斗轮机将来煤堆放至目标分区，且在来煤堆放的过程中进行斗轮机定位及斗轮机限位，并记录堆煤轨迹信息。

本发明还提出了一种应用斗轮机智能堆料方法的系统，包括：

燃料管理信息单元，用于登记来煤信息；

数字化煤场单元，用于记录煤场分区的存煤信息；

堆料单元，用于根据燃料管理信息单元和数字化煤场单元的数据控制斗轮机进行堆煤，分别与燃料管理信息单元和数字化煤场单元连接。

作为进一步的技术方案，还包括：

定位单元，用于获取斗轮机位置信息，与堆料单元连接；

防撞单元，用于根据定位单元的数据限制斗轮机位置，与堆料单元连接。

作为进一步的技术方案，定位单元包括：

若干定位基站，设置在若干煤场分区内；

至少一个第一定位芯片，设置在斗轮机上。

作为进一步的技术方案，防撞单元还包括：

若干第二定位芯片，设置在斗轮机上；

限位控制模块，设置在斗轮机上；

防触碰模块，设置在斗轮机上。

本发明技术方案的有益效果：

1、能够根据对数据的分析对比后生成堆煤方案，并根据堆煤方案斗轮机自动进行堆煤，且在此过程中对斗轮机进行实时监控，掌握斗轮机实时的工作状态，避免斗轮机出现碰撞等问题，提高了做业效率和安全性；

2、燃煤管理信息单元、数字化煤场单元与堆料单元分别在入厂来煤、煤燃料管理及煤场管理环节存在接口，具体表现为来煤的重量、种类、品质、价格及煤场分区的存煤的重量、种类、品质、价格等数据与堆料单元对接，形成数据库，通过数据的比对和分析，自动生成堆料方案；

3、采用全数据分析，提高作业的自动化程度与客观性，减少人员的主观判断；避免了人为操作易出现失误的问题；同时，锁定了过程中获得的来煤的重量、种类、品质、价格等重要数据，防止人为修改；

4、堆料采用闭环控制方式，提高料流的稳定性，采用数理模型分析，实时动态调整堆料边界，提高了作业效率；通过优化输煤设备启停与斗轮机调度作业流程，可以减少输煤设备的空转时间，从而减少输煤成本与作业时间，从而提高输煤效率；通过自动堆料的算法规划，降低料场区域的不均匀度，提高储煤空间占用率与后期自动取料的高效性，减少后期取料能耗，实际综合节能效果明显。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种斗轮机智能堆料方法的流程图；

图2为本发明斗轮机智能堆料系统的结构框图；

图3为本发明斗轮机智能堆料系统另一个实施例的结构框图；

图4为闭环控制的结构框图；

图5为煤场分区示意图；

图6为煤场分区激光盘煤和自动堆料示意图。

图中：

1-燃料管理信息单元；2-数字化煤场单元；3-堆料单元；4-定位单元；5-防撞单元。

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作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。

如图1所示，本发明提出了一种斗轮机智能堆料方法，包括如下步骤：

登记来煤信息和煤场分区的存煤信息；其中，登记来煤信息具体包括登记入场来煤的重量、种类、品质和价格信息；本发明中，主要是通过计算机软件程序、网络信息和视频监控等技术，按照国标对相关作业环节的要求，对来煤入厂登记引导、机械采样、过衡计量、接卸指挥、车辆回空、数字化标准化验室等流程；实现计算机程序自动控制和视频全程监控，通过网络信息、移动通信等手段将现场实时采集的数据自动上传到燃料管理信息系统和相关的管理者。

其中，制样、化验环节按数字化化验室的要求进行。数字化标准化验室是指来煤入厂、入炉化验室(含采样集样、制样环节)的相关设备、仪器、环境、设施及操作流程、质量体系等达到国标的要求；同时能按照国标规范，针对影响化验结果的化验环境、标定物质、仪器检定、业务流程等进行程序控制和视频监控，实时可靠地传输到燃料管理信息系统等，达到燃料化验室的标准化、数字化。

煤场分区的存煤信息具体为登记煤场分区的存煤重量、种类、品质和价格信息；其中重量通过激光盘煤仪盘存，即激光盘煤仪位于空中轨道车上，通过激光扫描仪扫描煤堆，获取煤堆体积，再结合密度换算得到重量。

而煤的密度为人工试验检定或依据行业内同等煤质的规定值，盘煤重量与斗轮机皮带秤获得的数据相互校对；其中，煤的品质种类和价格均是获取自登记来煤信息。

获取来煤信息和存煤信息，进行对比，生成堆煤方案；具体的根据获取的来煤的重量、种类、品质和价格以及各个煤场分区的存煤的重量、种类、品质和价格，通过数据的自动分析，自动获取满足输入参数的最佳堆料方案；当然，在此步骤中，还涉及到体积、密度、所属单位以及必要的人工干预修正参数等，具体的根据实际的情况具体介入，本发明对此不再进一步限定；

根据生成的堆煤方案将来煤堆放至目标分区，并记录堆煤轨迹信息；具体的生成的堆煤方案将来煤堆放至目标分区，并记录堆煤轨迹信息，其中，堆煤轨迹信息包括堆煤时间、堆煤区域、堆煤量、煤的品质和价格。

当然，在进行堆煤的过程中还可以根据生成的堆煤方案通过斗轮机将来煤堆放至目标分区，且在来煤堆放的过程中进行斗轮机定位及斗轮机限位，并记录堆煤轨迹信息；

生成堆煤方案后，将该方案推送给操作人员；操作人员通过对应的权限验证后，启动斗轮机，斗轮机沿着轨道自动运行至堆料方案的第一个堆料点进行堆料。当第一个堆料点堆料完成时，自动运行至堆料方案的第二个堆料点进行堆料，以此类推，直至整个堆料安全完成，其中，形成报表，该堆料轨迹信息包含堆煤时间、堆煤区域、堆煤重量、种类、品质和价格；

获取堆煤轨迹信息，生成报表。

通过上述方法实现了通过对数据的获取和分析生成堆煤方案，并针对方案自动进行堆煤操作，此过程中无需人工介入，进而避免了事故的发生，实现了提高效率的同时提高整体的安全性。

如图2-6所示，本发明还提出了一种应用斗轮机智能堆料方法的系统，包括：

燃料管理信息单元1和数字化煤场单元2，该燃料管理信息单元1登记来煤信息；数字化煤场单元2用户记录煤场分区的存煤信息；

堆料单元3分别与燃料管理信息单元1和数字化煤场单元2连接；通过堆料单元3根据燃料管理信息单元1和数字化煤场单元2的数据控制斗轮机进行堆煤；其中，

堆料系统采用闭环控制，如图4所示，将瞬时取煤量的期望值作为输入，实际值作为输出，通过PLC可编程控制器比较期望值和实际值的大小，改变斗轮机悬臂的回转速度和料斗转速，确保瞬时取煤量跟随设定值。

另外，在本发明中，还包括：定位单元4和防撞单元5，该定位单元4获取斗轮机位置信息，与堆料单元3连接；防撞单元5根据定位单元4的数据限制斗轮机位置，与堆料单元3连接；其中，

如图6所示，定位单元4包括若干定位基站41和至少一个第一定位芯片42，该若干定位基站41设置在若干煤场分区内；至少一个第一定位芯片42设置在斗轮机上，当然，根据需要选择第一定位芯片42的位置，进而通过第一定位芯片42与若干定位基站41的配合实现对斗轮机的定位；

防撞单元5还包括若干第二定位芯片51、限位控制模块52和防触碰模块，该若干第二定位芯片51设置在斗轮机上；限位控制模块52设置在斗轮机上；防触碰模块设置在斗轮机上；其中，

防撞单元5在堆料过程中，对斗轮机之间以及斗轮机与地面、煤堆等的碰撞可能性进行定量计算，在作业前就确保作业不会碰撞；具体的，是在每台斗轮机上安装三个第二定位芯片51，本发明中第二定位芯片51为UWB定位芯片，通过对两台斗轮机之间距离进行分析判断，确保斗轮机之间不会相互碰撞，如图5所示；通过设置限位控制模块52，对斗轮机悬臂回转左过限位、斗轮机回转右过限位和斗轮机俯仰过限位进行控制，有效避免了斗轮机悬臂与行走轨道及系统皮带的碰撞，以及斗轮机斗轮与地面的碰撞。

另外，在斗轮机悬臂左右两侧各设置非接触式的激光或微波传感器和各一组接触式的钢丝绳防碰传感器，有效避免设备与煤堆碰撞的发生，确保设备安全。

以上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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种斗轮机智能堆料方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、登记来煤信息和煤场分区的存煤信息；

S2、获取S1步骤中的来煤信息和存煤信息，进行对比，生成堆煤方案；

S3、根据S2步骤中生成的堆煤方案将来煤堆放至目标分区，并记录堆煤轨迹信息；

S4、获取S3步骤中的堆煤轨迹信息，生成报表。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1步骤中登记来煤信息包括：

登记入场来煤的重量、种类、品质和价格信息。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S1步骤中煤场分区的存煤信息包括：

登记煤场分区的存煤重量、种类、品质和价格信息。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述S1步骤中煤场分区的存煤信息包括：

登记煤场分区的存煤重量、种类、品质和价格信息，其中，存煤重量通过激光盘煤仪盘存存煤的体积再结合密度换算获取。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3步骤包括：

根据S2步骤中生成的堆煤方案将来煤堆放至目标分区，并记录堆煤轨迹信息，其中，堆煤轨迹信息包括堆煤时间、堆煤区域、堆煤量、煤的品质和价格。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S3步骤包括：

根据S2步骤中生成的堆煤方案通过斗轮机将来煤堆放至目标分区，且在来煤堆放的过程中进行斗轮机定位及斗轮机限位，并记录堆煤轨迹信息。

7.一种应用如权利要求1-6任一项所述的斗轮机智能堆料方法的系统，其特征在于，包括：

燃料管理信息单元(1)，用于登记来煤信息；

数字化煤场单元(2)，用户记录煤场分区的存煤信息；

堆料单元(3)，用于根据所述燃料管理信息单元(1)和所述数字化煤场单元(2)的数据控制斗轮机进行堆煤，分别与所述燃料管理信息单元(1)和所述数字化煤场单元(2)连接。

8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，还包括：

定位单元(4)，用于获取斗轮机位置信息，与所述堆料单元(3)连接；

防撞单元(5)，用于根据所述定位单元(4)的数据限制斗轮机位置，与所述堆料单元(3)连接。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述定位单元(4)包括：

若干定位基站，设置在若干煤场分区内；

至少一个第一定位芯片，设置在所述斗轮机上。

10.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述防撞单元(5)还包括：

若干第二定位芯片，设置在所述斗轮机上；

限位控制模块，设置在所述斗轮机上；

防触碰模块，设置在所述斗轮机上。

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