CN113379192A - 基于uwb技术的矿山自动配矿管理调度系统 - Google Patents
基于uwb技术的矿山自动配矿管理调度系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种基于UWB技术的矿山自动配矿管理调度系统，它包括UWB基站、UWB标签、自动配矿管理调度系统；WB基站布置在矿山各个卸载点，利用UWB空间定位原理实现车辆的准确计数；WB标签为具有16位数字编号且该数字编号可以通过UWB基站进行编号，为此专门设计的数字编号排列形式作为卡车的身份编码，数字编号中有对应挖机的数字编号，作业爆堆的爆堆数字号，装运矿岩的矿岩类型数字号，卡车的数字编号，每班安排作业或者班中调整作业计划时，均可将新生成的编码通过UWB基站对各卡车的UWB标签编码进行修改并作为卡车的身份编码；卡车管理调度系统括基础数据录入模块、任务分配模块、自动统计分析模块、报警提示模块、卡车调度模块和爆堆量管理模块，具有技术简洁造价低、自动化与稳定性高、建设维护方便等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种涉及工业自动化技术领域，尤其涉及一种基于UWB技术的矿山自动配矿管理调度系统，适于矿山配矿应用。
背景技术
露天矿山已步入机械化作业时代，生产作业主要依靠钻机、挖机、卡车等机械化作业，但国内大部分露天矿山仍采用人工调度卡车设备，调度效率极低，调度合理性较差。
目前主流卡车调度系统的露天矿山主要采用GPS定位技术，但该技术对作业环境要求较高，主要位置上部无遮挡，且矿山多数处于偏远位置，为保证通信稳定，基本都需要自建通信基站，同时配置通信定位移动整端，整套卡车调度系统造价动辄千万以上，因此，当前主流的GPS卡车调度系统主要适合生命周期较长，且开采规模较大，效益较高的大型特大型露天矿山。
部分采石场矿山采用蓝牙车数计量系统，该系统仅能统计各辆车作业车数，但该系统稳定性较差，受天气因素影响较大，为此，必须在技术点专门设置车数统计员，辅助统计作业车辆数，该系统效率极低，准确度较低，稳定性较差，无分析调度功能。
为此，研发一种基于UWB技术的矿山自动配矿管理调度系统就显得尤为迫切。
发明内容
本发明的目的或任务是克服现有技术的不足，针对现有露天矿山卡车调度系统，提供一种基于UWB技术的矿山自动配矿管理调度系统，它既能降低造价成本，又可适于中小型露天矿山或生命周期较短的大型露天矿山应用，以提高作业效率。
本发明的任务是通过以下技术方案来完成的：
基于UWB技术的矿山自动配矿管理调度系统，它包括UWB基站、UWB标签、自动配矿管理调度系统；所述的UWB基站，主要布置在矿山各个卸载点，通常单个卸载点布置3台UWB基站，至少布置2台基站，利用UWB空间定位原理实现车辆的准确计数；所述的UWB标签为通用UWB标签，通常UWB标签具有16位数字编号，矿山可根据自身情况，选择数字编号长度，且该数字编号可以通过UWB基站进行编号，为此，专门设计特殊的数字编号排列形式作为卡车的身份编码，数字编号中有对应挖机的数字编号，作业爆堆的爆堆数字号，装运矿岩的矿岩类型数字号，卡车的数字编号，每班安排作业或者班中调整作业计划时，均可将新生成的编码通过UWB基站对各卡车的UWB标签编码进行修改并作为卡车的身份编码；所述的卡车管理调度系统括基础数据录入模块、任务分配模块、自动统计分析模块、报警提示模块、卡车调度模块、爆堆量管理模块。
与现有技术相比，本发明具有以下优点或效果：
1.技术简洁造价低、自动化与稳定性高、建设维护方便。
2.通过为各卡车的UWB标签设置编码作为卡车的身份编码，且可根据需要进行修改UWB标签编码，系统可以自动读取卡车的指定挖机号，作业爆堆号，矿岩类型号，卡车号，进而建立起识别准确度高便于统计的基础数据统计系统。
3.可实现实际供矿平均品位的实时统计，及时发现与计划平均品位的偏差，超出限值将自动报警提醒，便于配矿管理员及时调整配矿作业安排，保证供矿品位均衡性且符合计划值。
4.可实现车辆计数异常自动警示，保证卡车计数数据的准确性。
5.可实现矿岩类型卸载异常和供矿平均品位自动警示，避免出现矿岩混卸，造成矿石的损失贫化。
6.自动统计各爆堆的剩余矿石量，品位，金属量，废石量，便于配矿管理员或技术人员编制供矿管理计划及其他日常管理。
附图说明
图1是依据本发明提出的一种基于UWB技术的矿山自动配矿管理调度系统示意图。
图2是图1所示基于UWB技术的矿山卡车管理调度系统的自动配矿管理调度系统示意图。
图3是图2所示自动配矿管理调度系统的报警提示模块各子模块示意图。
附图中各标识分别表示：
S1.UWB基站S2.UWB标签S3.自动配矿管理调度系统S31.基础数据录入模块S32.任务分配模块S33.自动统计分析模块S34.报警提示模块S34a.车辆计数异常报警提示子模块S34b.矿岩类型卸载异常报警提示子模块S34c.供矿平均品位超限报警提示子模块S35.卡车调度模块S36.爆堆量管理模块
以下结合附图对说明作进一步详细地描述。
具体实施方式
如图1-3所示，本发明的一种基于UWB技术的矿山卡车管理调度系统，它包括UWB基站(S1)、UWB标签(S2)、自动配矿管理调度系统(S3)；所述的UWB基站(S1)，主要布置在矿山各个卸载点，通常单个卸载点布置3台UWB基站(S1)，至少布置2台基站(S1)，利用UWB空间定位原理实现车辆的准确计数；所述的UWB标签(S2)为通用UWB标签，通常UWB标签具有16位数字编号，矿山可根据自身情况，选择数字编号长度，且该数字编号可以通过UWB基站进行编号，为此，专门设计特殊的数字编号排列形式作为卡车的身份编码，数字编号中有对应挖机的数字编号，作业爆堆的爆堆数字号，装运矿岩的矿岩类型数字号，卡车的数字编号，每班安排作业或者班中调整作业计划时，均可将新生成的编码通过UWB基站对各卡车的UWB标签编码进行修改并作为卡车的身份编码；所述的卡车管理调度系统(S3)包括基础数据录入模块(S31)、任务分配模块(S32)、自动统计分析模块(S33)、报警提示模块(S34)、卡车调度模块(S35)、爆堆量管理模块(S36)。
本发明的方法可以进一步是：
所述的自动配矿管理调度系统(S3)基础数据录入模块(S31)，主要是在系统中录入爆堆号、爆堆矿岩量、品位、各辆卡车的单车吨数、本班计划作业品位、矿石卸载量。
所述的卡车管理调度系统(S3)任务分配模块(S32)，配矿管理员先根据技术人员编制的当日、当班供矿管理计划，计划中包括作业爆堆号，各爆堆作业量，供矿平均品位，在任务分配模块(S32)中录入，其次爆堆品位基础数据在录入模块(S31)中录入，通过爆堆号与挖机号的匹配为各爆堆设置作业挖机，同时根据各爆堆作业的矿岩类型为对应挖机设置作业类型号，再次通过卡车号与挖机号的匹配为各挖机设置作业卡车，统计各卡车根据对应挖机已设置的作业爆堆号，矿岩类型号，自动对应挖机号、作业爆堆号、矿岩类型号，并按照专门设计特殊的数字编号排列形式形成数字编码，最后自动配矿管理调度系统通过所述的UWB基站(S1)对卡车配置的所述的UWB标签(S2)输入该数字编码，并作为卡车的身份编码。
所述的卡车管理调度系统(S3)自动统计分析模块(S33)，利用卡车配置的UWB标签(S2)及卸载点布置的UWB基站(S1)，自动识别卡车到达卸载点的时间及离开卸载点的时间，完成一次连续的到达卸载点及离开卸载点为完成一次卸载任务，车数自动统计模块将自动记录对应卡车一次卸载任务的完成，同时，为卡车所指定的挖机记录一次卸载任务的完成，根据自动统计的各卸载点的卸载车数，在所述的基础数据录入模块录入的各卡车单车吨数，各卡车作业爆堆号的爆堆品位，系统时时显示各矿石卸载点的卸载量，供矿平均配位值，各废石卸载点的卸载量。
所述的卡车管理调度系统(S3)报警提示模块(S34)，包括车辆计数异常报警提示子模块(S34a)，矿岩类型卸载异常报警提示子模块(S34b)，供矿平均品位超限报警提示子模块(S34c)；所述的车辆计数异常报警提示子模块(S34a)，为保证统计数据的准确性，系统自动记录完成单次装运卸的作业循环时间，进而获得各个卸载点平均装运卸的作业循环时间，当出现某部车装运卸的作业循环时间明显低于平均作业时间时，系统将自动报警提示；所述的矿岩类型卸载异常报警提示子模块(S34b)，为避免矿岩混卸，卡车到达各卸载点时，自动配矿管理调度系统自动读取卡车的UWB标签的身份编码，识别卡车的作业矿岩类型号，如果卡车的作业矿岩类型号与卸载点的作业类型不一致，即出现矿石卸载点出现作业类型为废石的卡车或者废石卸载点出现作业类型为矿石的卡车；所述的供矿平均品位超限报警提示子模块[S34c]，当实际供矿平均品位超过计划供矿平均品位的上下限阈值时，系统将自动报警提示。
所述的卡车管理调度系统(S3)卡车调度模块(S35)，配矿管理员根据自动统计分析模块(S33)的时时统计数据以及报警提示模块(S34)出现的供矿平均品位超限报警提示，调整控制各爆堆在矿石卸载点的卡车卸载车辆数，如果实际供矿平均品位高于计划供矿平均品位，应减少高于计划供矿平均品位的作业爆堆的卸矿卡车数，增加低于计划供矿平均品位的作业爆堆的卸矿卡车数，将高于计划供矿平均品位的作业爆堆的卸矿卡车安排至其他卸矿点，并通过对讲机通知该作业爆堆的卸矿卡车司机，作业过程中如果因实际情况或根据计划对挖机的作业矿岩类型或作业爆堆号进行调整，应在卡车调度模块(S35)为挖机设置新的新的作业爆堆号及作业矿岩类型号，同时系统将通过UWB基站(S1)自动为该挖机的作业卡车自动更改UWB标签(S2)的身份编码。
所述的卡车管理调度系统(S3)爆堆量管理模块(S36)，自动统计各爆堆的剩余矿石量，品位，金属量，废石量，系统根据基础数据录入模块(S31)录入的各爆堆起始矿石量、品位、废石量，扣减所述的自动统计模块自动统计的各爆堆卸载矿石量、废石量，自动计算各爆堆的剩余矿石量、品位、废石量，各爆堆的剩余金属量＝剩余矿石量×品位，所述的爆堆量管理模块自动生产各爆堆剩余量统计报表，便于配矿管理员或技术人员编制供矿管理计划及其他日常管理。
如上所述，便可较好地实现本发明。上述实施例仅为本发明最佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他未背离本发明的精神实质与原理下所做的改变、修饰、替换、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.基于UWB技术的矿山自动配矿管理调度系统，其特征在于它包括UWB基站(S1)、UWB标签(S2)、自动配矿管理调度系统(S3)；所述的UWB基站(S1)，主要布置在矿山各个卸载点，通常单个卸载点布置3台UWB基站(S1)，至少布置2台基站(S1)，利用UWB空间定位原理实现车辆的准确计数；所述的UWB标签(S2)为通用UWB标签，通常UWB标签具有16位数字编号，矿山可根据自身情况，选择数字编号长度，且该数字编号可以通过UWB基站进行编号，为此，专门设计特殊的数字编号排列形式作为卡车的身份编码，数字编号中有对应挖机的数字编号，作业爆堆的爆堆数字号，装运矿岩的矿岩类型数字号，卡车的数字编号，每班安排作业或者班中调整作业计划时，均可将新生成的编码通过UWB基站对各卡车的UWB标签编码进行修改并作为卡车的身份编码；所述的卡车管理调度系统(S3)包括基础数据录入模块(S31)、任务分配模块(S32)、自动统计分析模块(S33)、报警提示模块(S34)、卡车调度模块(S35)、爆堆量管理模块(S36)。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述的自动配矿管理调度系统(S3)基础数据录入模块(S31)，主要是在系统中录入爆堆号、爆堆矿岩量、品位、各辆卡车的单车吨数、本班计划作业品位、矿石卸载量。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述的卡车管理调度系统(S3)任务分配模块(S32)，配矿管理员先根据技术人员编制的当日、当班供矿管理计划，计划中包括作业爆堆号，各爆堆作业量，供矿平均品位，在任务分配模块(S32)中录入，其次爆堆品位基础数据在录入模块(S31)中录入，通过爆堆号与挖机号的匹配为各爆堆设置作业挖机，同时根据各爆堆作业的矿岩类型为对应挖机设置作业类型号，再次通过卡车号与挖机号的匹配为各挖机设置作业卡车，统计各卡车根据对应挖机已设置的作业爆堆号，矿岩类型号，自动对应挖机号、作业爆堆号、矿岩类型号，并按照专门设计特殊的数字编号排列形式形成数字编码，最后自动配矿管理调度系统通过所述的UWB基站(S1)对卡车配置的所述的UWB标签(S2)输入该数字编码，并作为卡车的身份编码。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述的卡车管理调度系统(S3)自动统计分析模块(S33)，利用卡车配置的UWB标签(S2)及卸载点布置的UWB基站(S1)，自动识别卡车到达卸载点的时间及离开卸载点的时间，完成一次连续的到达卸载点及离开卸载点为完成一次卸载任务，车数自动统计模块将自动记录对应卡车一次卸载任务的完成，同时，为卡车所指定的挖机记录一次卸载任务的完成，根据自动统计的各卸载点的卸载车数，在所述的基础数据录入模块录入的各卡车单车吨数，各卡车作业爆堆号的爆堆品位，系统时时显示各矿石卸载点的卸载量，供矿平均配位值，各废石卸载点的卸载量。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述的卡车管理调度系统(S3)报警提示模块(S34)，包括车辆计数异常报警提示子模块(S34a)，矿岩类型卸载异常报警提示子模块(S34b)，供矿平均品位超限报警提示子模块(S34c)；所述的车辆计数异常报警提示子模块(S34a)，为保证统计数据的准确性，系统自动记录完成单次装运卸的作业循环时间，进而获得各个卸载点平均装运卸的作业循环时间，当出现某部车装运卸的作业循环时间明显低于平均作业时间时，系统将自动报警提示；所述的矿岩类型卸载异常报警提示子模块(S34b)，为避免矿岩混卸，卡车到达各卸载点时，自动配矿管理调度系统自动读取卡车的UWB标签的身份编码，识别卡车的作业矿岩类型号，如果卡车的作业矿岩类型号与卸载点的作业类型不一致，即出现矿石卸载点出现作业类型为废石的卡车或者废石卸载点出现作业类型为矿石的卡车；所述的供矿平均品位超限报警提示子模块[S34c]，当实际供矿平均品位超过计划供矿平均品位的上下限阈值时，系统将自动报警提示。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述的卡车管理调度系统(S3)卡车调度模块(S35)，配矿管理员根据自动统计分析模块(S33)的时时统计数据以及报警提示模块(S34)出现的供矿平均品位超限报警提示，调整控制各爆堆在矿石卸载点的卡车卸载车辆数，如果实际供矿平均品位高于计划供矿平均品位，应减少高于计划供矿平均品位的作业爆堆的卸矿卡车数，增加低于计划供矿平均品位的作业爆堆的卸矿卡车数，将高于计划供矿平均品位的作业爆堆的卸矿卡车安排至其他卸矿点，并通过对讲机通知该作业爆堆的卸矿卡车司机，作业过程中如果因实际情况或根据计划对挖机的作业矿岩类型或作业爆堆号进行调整，应在卡车调度模块(S35)为挖机设置新的新的作业爆堆号及作业矿岩类型号，同时系统将通过UWB基站(S1)自动为该挖机的作业卡车自动更改UWB标签(S2)的身份编码。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征是所述的卡车管理调度系统(S3)爆堆量管理模块(S36)，自动统计各爆堆的剩余矿石量，品位，金属量，废石量，系统根据基础数据录入模块(S31)录入的各爆堆起始矿石量、品位、废石量，扣减所述的自动统计模块自动统计的各爆堆卸载矿石量、废石量，自动计算各爆堆的剩余矿石量、品位、废石量，各爆堆的剩余金属量＝剩余矿石量×品位，所述的爆堆量管理模块自动生产各爆堆剩余量统计报表，便于配矿管理员或技术人员编制供矿管理计划及其他日常管理。
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