CN114148706A - C型料场移动堆料控制系统及方法 - Google Patents

C型料场移动堆料控制系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于工业计算机实时控制技术领域，尤其是涉及一种C型料场移动堆料控制系统及方法，堆料控制系统包括T型台，挡料隔墙，进料皮带，卸料飞机移动装置，其特征在于在卸料飞机移动装置底部设有接近开关，在卸料飞机移动装置轨道旁均匀布置有车位开关，在进料皮带头部上料口处设有皮带秤，在卸料飞机移动装置顶部设有卸料飞机皮带，车位开关和皮带秤均与控制器相连接。本发明根据接收各设备的状态信号、车位开关的位置信号和皮带秤的流量信号，结合用户参数设定与优化逻辑控制算法，生成合理的布料路径，将输出命令信号发送给各设备来实现料场平整化堆料的智能控制，实现了堆料过程中对料堆料形的平整化管理。

Description

C型料场移动堆料控制系统及方法
技术领域
本发明属于工业计算机实时控制技术领域，尤其是涉及一种C型料场移动堆料控制系统及方法。
背景技术
钢铁厂利用料场来堆放铁矿粉、烧结矿、球团矿、燃料矿和钢渣等物料用于钢铁生产。传统露天料场具有扬尘大、堆料流散多、物料损耗严重等特点，已经不能满足现代化钢铁厂的生产要求。作为长型封闭料场的一种，C型料场主要采用有轨机械化堆取料设备进行作业，且在全域范围内均匀布置多组挡料隔墙将料场空间分割为多段料仓，堆料与取料设备可在不同料仓内同时作业。C型料场具有占地面积小、原料储量大、堆取料流程智能化等特点。原料通过C型料场跨中间T型台上的胶带机从料场外运输至料场内，并通过设置在胶带机上的移动卸料飞机堆入料仓；料仓内储存的原料通过刮板取料机进行取料作业，并通过设置在取料机下侧的胶带机运输出料场外。在传统堆料作业中，移动卸料飞机需要在储料仓上方往返行走，同时将来料均匀卸至下方储料仓中。该种堆料方式并没有考虑料仓内原有料堆的料形状态，因此堆料过程中无法保证所堆料形的平整化。而非平整化的料堆降低了料场内料仓的空间使用率，提高了刮板取料机的取料难度，不但降低了取料效率，而且也提高了生产成本和设备故障率。
发明内容
本发明的目的是提供一种C型料场移动堆料控制系统及方法，解决现有技术中存在的技术问题。
本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：
本发明的C型料场移动堆料控制系统，包括沿料场延伸方向居中布置的T型台，沿此T型台两侧均匀横向布置挡料隔墙，设置在所述T型台顶部的进料皮带，位于此进料皮带上方可沿皮带运行方向前后行走的卸料飞机移动装置，其特征在于在所述的卸料飞机移动装置底部设有接近开关，在所述的卸料飞机移动装置轨道旁均匀布置有车位开关，在所述的进料皮带头部上料口处设有皮带秤，在所述的卸料飞机移动装置顶部设有卸料飞机皮带，所述的车位开关和皮带秤均与控制器相连接，
所述的控制器包括系统参数设定单元S1、系统顺序启动控制单元S2、循环堆料控制单元S3、系统顺序停机控制单元S4、系统纠偏与补偿控制单元S5、料堆料形分析单元S6、平整化堆料设计单元S7和平整化堆料执行单元S8。
所述的卸料飞机皮带运行方向垂直于所述的进料皮带运行方向。
一种C型料场移动堆料控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)系统参数设定单元S1：系统启动前对系统参数进行人工设定；基础参数设定中，包括物料种类K、单点堆料时间Tc、堆料模式等信息；其中堆料模式可选择单仓堆料模式或多仓堆料模式；
(2)系统顺序启动控制单元S2，包括如下步骤：
步骤1，系统核查系统参数设定的准确性，当发生参数超限，或物料种类与储料仓冲突等情况，系统将拒绝顺序启动并发出报警；当所有参数符合要求时，系统结束核查；
步骤2，系统核查现场设备是否具备远程启动条件，当所有设备无故障状态，且处于远程可操作状态时，系统结束核查；
步骤3，系统启动前倒计时30秒，响铃预警，之后依次启动卸料飞机移动装置、卸料飞机皮带和进料皮带；
(3)循环堆料控制单元S3，包括：巡游寻仓控制，系统控制卸料飞机移动装置运行到设定储料仓的起点位置；单仓巡游堆料控制，系统控制卸料飞机移动装置在单个储料仓内进行往返堆料控制；多仓巡游堆料控制，系统控制卸料飞机移动装置在多个储料仓内进行往返堆料控制；
(4)系统顺序停机控制单元S4，系统判断需要停止堆料任务而进行的顺序停机控制操作；
(5)系统纠偏与补偿控制单元S5，系统对设备问题的纠偏与补偿控制；当接近开关与车位开关靠近时，由于设备问题或突发情况，有小概率发生信号丢失的可能，系统针对不同位置的信号丢失，采取不同的控制策略；
(6)料堆料形分析单元S6，系统对原始料堆的数据分析，包括如下步骤：
步骤1：获取储料仓内料堆料形数据；
步骤2：建立储料仓坐标系；
步骤3：建立料堆的函数；
步骤4：料堆料形函数分析；
(7)平整化堆料设计单元S7，系统根据料堆料层的级别划分，分步对原始料堆进行平整化处理，包括如下步骤：
步骤1：设置X轴上的下限值Xmin和上限值Xmax，X轴上的堆料范围则为(Xmin，Xmax)；选择比值Kp为Kp2的平面，该平面与函数F(x，y，z)不相交的区域投影于X轴上的线段区间为{XD1，XD2……XDn}；
步骤2：选取{XD1，XD2……XDn}各线段区间的中点，以各中点为中心点做圆，各区间的圆半径等比例由小到大逐渐放大，直到该料层比值Kp达到Kp1时停止放大；
步骤3：根据原料安息角α，以各区域上的圆为底面做圆锥体，计算各区域上圆锥体的体积队列{VD1，VD2……VDn}；
步骤4：根据原料的堆积密度ρ，计算各圆锥体所包含的原料质量队列WD为{WD1，WD2……WDn}；
步骤5：用同样的方式计算比值Kp为Kp3的平面，得到原料的质量队列WE为{WE1，WE2……WEn}；
(8)平整化堆料执行单元S8，系统根据平整化堆料设计原则，对卸料飞机进行下料的实际控制操作；该单元包括如下步骤：
步骤1：读取质量队列WD，依次对该队列内质量数据{WD1，WD2……WDn}进行堆料作业；
步骤2：卸料飞机移动装置依次按照队列顺序，移动到离各区间线段中点最近的车位开关处，停止移动并开始定点堆料作业；
步骤3：根据皮带秤的流量信号，对流量进行实时累积计算，当累积值WL等于WD时，返回步骤2，继续去下一区间进行堆料作业；
步骤4：对质量队列WD内所有区间堆料完毕后，停止该阶段堆料操作；
步骤5：读取质量队列WE，以同样的方式进行堆料作业；
步骤6：对质量队列WE内所有区间堆料完毕后，停止该阶段堆料操作；
步骤7：执行循环均匀堆料作业，卸料飞机移动装置依次在各车位开关停留相同的时间进行等量堆料。
本发明的优点：
本发明的C型料场移动堆料控制系统及方法，根据接收各设备的状态信号、车位开关的位置信号和皮带秤的流量信号，结合用户参数设定与优化逻辑控制算法，生成合理的布料路径，将输出命令信号发送给各设备来实现料场平整化堆料的智能控制，实现了堆料过程中对料堆料形的平整化管理；该系统提高了料场内料仓的空间使用率，降低了刮板取料机取料工作的难度，不但提高了取料效率，而且降低了设备故障率、减小了生产成本，具有广阔的市场前景。
附图说明
图1为本发明C型料场移动堆料控制系统的示意图。
图2为本发明控制器逻辑算法结构的示意图。
图3为本发明系统循环堆料控制的流程示意图。
图4为本发明储料仓坐标系的示意图。
图5为本发明料堆料层级别划分示意图。
图6为本发明所述平整化堆料执行单元的逻辑结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明的具体实施方式。
如图1-6所示，本发明的C型料场移动堆料控制系统，包括沿料场延伸方向居中布置的T型台1，沿此T型台1两侧均匀横向布置挡料隔墙8，设置在所述T型台1顶部的进料皮带3，位于此进料皮带3上方可沿皮带运行方向前后行走的卸料飞机移动装置4，其特征在于在所述的卸料飞机移动装置4底部设有接近开关6，在所述的卸料飞机移动装置4轨道旁均匀布置有车位开关7，在所述的进料皮带3头部上料口处设有皮带秤9，在所述的卸料飞机移动装置4顶部设有卸料飞机皮带5，所述的车位开关7和皮带秤9均与控制器10相连接，
所述的控制器10包括系统参数设定单元S1、系统顺序启动控制单元S2、循环堆料控制单元S3、系统顺序停机控制单元S4、系统纠偏与补偿控制单元S5、料堆料形分析单元S6、平整化堆料设计单元S7和平整化堆料执行单元S8。
所述的卸料飞机皮带5运行方向垂直于所述的进料皮带3运行方向。
一种C型料场移动堆料控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)系统参数设定单元S1：系统启动前对系统参数进行人工设定；基础参数设定中，包括物料种类K、单点堆料时间Tc、堆料模式等信息；其中堆料模式可选择单仓堆料模式或多仓堆料模式；
(2)系统顺序启动控制单元S2，包括如下步骤：
步骤1，系统核查系统参数设定的准确性，当发生参数超限，或物料种类与储料仓冲突等情况，系统将拒绝顺序启动并发出报警；当所有参数符合要求时，系统结束核查；
步骤2，系统核查现场设备是否具备远程启动条件，当所有设备无故障状态，且处于远程可操作状态时，系统结束核查；
步骤3，系统启动前倒计时30秒，响铃预警，之后依次启动卸料飞机移动装置4、卸料飞机皮带5和进料皮带3；
(3)循环堆料控制单元S3，包括：巡游寻仓控制，系统控制卸料飞机移动装置4运行到设定储料仓的起点位置；单仓巡游堆料控制，系统控制卸料飞机移动装置4在单个储料仓内进行往返堆料控制；多仓巡游堆料控制，系统控制卸料飞机移动装置4在多个储料仓内进行往返堆料控制；
(4)系统顺序停机控制单元S4，系统判断需要停止堆料任务而进行的顺序停机控制操作；
(5)系统纠偏与补偿控制单元S5，系统对设备问题的纠偏与补偿控制；当接近开关6与车位开关7靠近时，由于设备问题或突发情况，有小概率发生信号丢失的可能，系统针对不同位置的信号丢失，采取不同的控制策略；
(6)料堆料形分析单元S6，系统对原始料堆的数据分析，包括如下步骤：
步骤1：获取储料仓内料堆料形数据；
步骤2：建立储料仓坐标系；
步骤3：建立料堆的函数；
步骤4：料堆料形函数分析；
(7)平整化堆料设计单元S7，系统根据料堆料层的级别划分，分步对原始料堆进行平整化处理，包括如下步骤：
步骤1：设置X轴上的下限值Xmin和上限值Xmax，X轴上的堆料范围则为(Xmin，Xmax)；选择比值Kp为Kp2的平面，该平面与函数F(x，y，z)不相交的区域投影于X轴上的线段区间为{XD1，XD2……XDn}；
步骤2：选取{XD1，XD2……XDn}各线段区间的中点，以各中点为中心点做圆，各区间的圆半径等比例由小到大逐渐放大，直到该料层比值Kp达到Kp1时停止放大；
步骤3：根据原料安息角α，以各区域上的圆为底面做圆锥体，计算各区域上圆锥体的体积队列{VD1，VD2……VDn}；
步骤4：根据原料的堆积密度ρ，计算各圆锥体所包含的原料质量队列WD为{WD1，WD2……WDn}；
步骤5：用同样的方式计算比值Kp为Kp3的平面，得到原料的质量队列WE为{WE1，WE2……WEn}；
(8)平整化堆料执行单元S8，系统根据平整化堆料设计原则，对卸料飞机进行下料的实际控制操作；该单元包括如下步骤：
步骤1：读取质量队列WD，依次对该队列内质量数据{WD1，WD2……WDn}进行堆料作业；
步骤2：卸料飞机移动装置4依次按照队列顺序，移动到离各区间线段中点最近的车位开关7处，停止移动并开始定点堆料作业；
步骤3：根据皮带秤的流量信号，对流量进行实时累积计算，当累积值WL等于WD时，返回步骤2，继续去下一区间进行堆料作业；
步骤4：对质量队列WD内所有区间堆料完毕后，停止该阶段堆料操作；
步骤5：读取质量队列WE，以同样的方式进行堆料作业；
步骤6：对质量队列WE内所有区间堆料完毕后，停止该阶段堆料操作；
步骤7：执行循环均匀堆料作业，卸料飞机移动装置依次在各车位开关停留相同的时间进行等量堆料。
在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。
图1是本发明所述C型料场移动堆料控制系统的示意图，如图1所示，所述系统包括T型台1、料堆2、进料皮带3、卸料飞机移动装置4、卸料飞机皮带5、接近开关6、车位开关7、挡料隔墙8、皮带秤9和控制器10。T型台1沿料场延伸方向居中布置，沿T型台1两侧均匀横向布置挡料隔墙8，相邻挡料隔墙8与之间地面围成一个储料仓，料堆2储存于各个储料仓中，进料皮带3位于T型台1顶部，卸料飞机移动装置4位于进料皮带3上方可沿皮带运行方向前后行走，接近开关6位于卸料飞机移动装置4底部，车位开关7均匀布置在卸料飞机移动装置4轨道旁，当卸料飞机移动装置4在移动中接近开关6靠近车位开关7时，车位开关7会向控制器10发出车位信号表示移动卸料飞机的卸料位置处在该车位开关7处，卸料飞机皮带5位于卸料飞机移动装置4顶部，皮带运行方向垂直于进料皮带3，皮带秤9位于进料皮带3头部上料口处，用于实时检测上料流量，控制器10接收各设备的状态信号、车位开关7的位置信号和皮带秤9的流量信号，结合用户参数设定与优化逻辑控制算法，生成合理的布料路径，将执行指令信号发送给各设备来实现C型料场移动堆料的智能控制。
图2是本发明所述控制器逻辑算法结构的示意图，如图2所示，控制器10内逻辑算法包括系统参数设定单元S1、系统顺序启动控制单元S2、循环堆料控制单元S3、系统顺序停机控制单元S4、系统纠偏与补偿控制单元S5、料堆料形分析单元S6、平整化堆料设计单元S7和平整化堆料执行单元S8。
系统参数设定单元S1，系统启动前需对系统参数进行人工设定。基础参数设定中，包括物料种类K、单点堆料时间Tc、堆料模式等信息。其中堆料模式可选择单仓堆料模式或多仓堆料模式。单仓堆料模式中，需设定储料仓号K、总堆料时间Ta等信息。多仓堆料模式中，需设定储料仓号序列{K1，K2…Kn}、单仓堆料时间Ti，总堆料时间Tm等信息。
系统顺序启动控制单元S2，包括如下步骤：
步骤1，系统核查系统参数设定的准确性，当发生参数超限，或物料种类与储料仓冲突等情况，系统将拒绝顺序启动并发出报警。当所有参数符合要求时，系统结束核查。
步骤2，系统核查现场设备是否具备远程启动条件，当所有设备无故障状态，且处于远程可操作状态时，系统结束核查。
步骤3，系统启动前倒计时30秒，响铃预警。之后依次启动卸料飞机移动装置4、卸料飞机皮带5和进料皮带3。
图3是本发明所述系统循环堆料控制的流程示意图，如图3所示，系统循环堆料控制单元S3，包括：
巡游寻仓控制，为系统控制卸料飞机移动装置4运行到设定储料仓的起点位置。该起点位置有如下几种情况：
1、单仓堆料模式下，系统启动阶段，设定储料仓K范围内两端车位开关7中，最靠近卸料飞机移动装置4的一个车位开关7处。
2、多仓堆料模式下，系统启动阶段，第一个设定储料仓K1范围内两端车位开关7中，最靠近卸料飞机移动装置4的一个车位开关7处。
3、多仓堆料模式下，系统结束第n个储料仓Kn堆料后，下一个储料仓Kn+1范围内两端车位开关7中，最靠近卸料飞机移动装置4的一个车位开关7处。
当卸料飞机移动装置4在起点位置正向方位时，系统驱动卸料飞机移动装置4反向行驶到起点位置；当卸料飞机移动装置4在起点位置反向方位时，系统驱动卸料飞机移动装置4正向行驶到起点位置；当卸料飞机移动装置4处在起点位置时，系统结束巡游寻仓环节。
单仓巡游堆料控制，为系统控制卸料飞机移动装置4在单个储料仓内进行往返堆料控制，包括如下步骤：
步骤1，卸料飞机移动装置4位于储料仓K起点车位开关7处停留Tc时间；
步骤2，卸料飞机移动装置4正向行走，每经过单号车位开关7处都停留Tc时间；
步骤3，到达储料仓K最后一个车位开关7后，卸料飞机移动装置4开始反向行走，每经过双号车位开关7处都停留Tc时间；
步骤4，卸料飞机移动装置4回到储料仓K起点车位开关7后，系统重新进行步骤1操作。
在循环堆料Ta时间后，系统停止单仓巡游堆料控制。
多仓巡游堆料控制，为系统控制卸料飞机移动装置4在多个储料仓内进行往返堆料控制，包括如下步骤：
步骤1，卸料飞机移动装置4移动至储料仓K1起点车位开关7处；
步骤2，系统控制卸料飞机移动装置4在储料仓K1内进行单仓巡游堆料控制S32流程；
步骤3，在经过Ti时间后，卸料飞机移动装置4移动至储料仓K2起点车位开关7处；
步骤4，系统控制卸料飞机移动装置4在储料仓K2内进行单仓巡游堆料控制S32流程；
步骤5，当卸料飞机移动装置4完成最后一个储料仓Kn堆料后，系统重新进行步骤1操作。
在循环堆料Tm时间后，系统停止多仓巡游堆料控制。
系统顺序停机控制单元S4，为系统判断需要停止堆料任务而进行的顺序停机控制操作。顺序停机条件有如下几种情况：
1、单仓堆料模式中，堆料时间达到设定总时间Ta。
2、多仓堆料模式中，堆料时间达到设定总时间Tm。
3、上游流程给出的断料停机信号。
4、上游流程给出的故障停机信号。
当满足顺序停机条件后，系统执行顺序停机控制，包括如下步骤：
步骤1，系统向上级流程发出顺序停机请求；
步骤2，上级流程接收顺序停机请求，并顺序停止流程设备；
步骤3，系统检测到上游流程停机后，等待3分钟停止进料皮带3运行；
步骤4，系统检测到进料皮带3停机后，等待1分钟停止卸料飞机皮带5运行；
步骤5，系统检测到卸料飞机皮带5停机后，控制动卸料飞机移动装置4运行到所在储料仓的起点车位开关7处。
系统纠偏与补偿控制单元S5，为系统对设备问题的纠偏与补偿控制。当接近开关6与车位开关7靠近时，由于设备问题或突发情况，有小概率发生信号丢失的可能。系统针对不同位置的信号丢失，采取不同的控制策略。
当卸料飞机移动装置4向储料仓的起点车位开关7运行中，经过该车位而没有接受到信号时，系统认定起始位置丢失，并标记距离其最靠近的能够正常发送信号的车位开关7为新的起点车位。
当循环堆料过程中，卸料飞机移动装置4经过堆料点而没有收到车位开关7信号时，系统标记该点为遗漏点，当下一周期卸料飞机移动装置4重新到达该车位开关7并接受到信号后，会停留2倍的堆料时间进行堆料补偿。如果第二个周期也没有收到同一位置车位开关7的信号时，系统发出报警信息。
当卸料飞机移动装置4在储料仓循环堆料过程中，两端车位开关7信号丢失导致卸料飞机移动装置4移动至相邻储料仓范围时，系统将立即控制卸料飞机移动装置4调转方向，重新回到储料仓范围内进行堆料。
料堆料形分析单元S6，为系统对原始料堆的数据分析，包括如下步骤：
步骤1：获取储料仓内料堆料形数据。
三维激光料层扫描技术或料层动态模拟计算技术等方法可以获取当前储料仓内料堆料形的三维模型，通过与这些系统进行网络通讯，可以得到料层模型的相关数据信息。
步骤2：建立储料仓坐标系。
图4是本发明所述储料仓坐标系的示意图，如图4所示，其三维坐标系包含X轴、Y轴和Z轴。
X轴，平行于T型台1方向，以进料皮带3运行方向为正方向。X轴位置为卸料飞机皮带5在T型台1各个位置堆料过程中向外排料所形成抛物线与地面的交点所连接的一条直线。X轴上起点和终点为相邻的两个挡料隔墙8的位置。T型台1上每个储料仓范围1至n号的车位开关7在X轴上对应的下料中点位置为X1，X2……Xn。
Y轴，平行于挡料隔墙8，为挡料隔墙8与地面的交线。Y轴正方向垂直于T型台2，指向储料仓外侧。
Z轴，同时垂直X轴与Y轴，Z轴正方向由地面指向顶棚。
原点O，X轴起点与Y轴、Z轴相交的点，为挡料隔墙8、T型台1与地面的交点。
终点D，X轴终点与Y轴、Z轴相交的点，为挡料隔墙8、T型台1与地面的交点。
步骤3：建立料堆的函数。
根据步骤1中得到的料层模型的相关数据，将其带入储料仓坐标系中，得到料堆基于该坐标系的函数F(x，y，z)。
步骤4：料堆料形函数分析。
以X轴、Y轴所形成的平面，沿Z轴由原点O向上移动，对函数F(x，y，z)进行切割扫面。计算当Z由小到大时，平面与函数F(x，y，z)有数个区域的相交面积，计算其面积总和Sp。根据料堆堆形上小下大的规则，Z值越大面积Sp越小。
计算面积Sp与该储料仓底面积Sr的比值Kp。比值Kp越大，说明料堆料层越平整；比值Kp越小，说明料堆料层越不平整。根据这种变化规律，建立比值Kp的三个阈值Kp1、Kp2和Kp3且Kp3＜Kp2＜Kp1。
图5是本发明所述料堆料层级别划分示意图，如图5所示，这三个阈值可以将料堆料层划分为四级：对比值Kp在Kp1以上的料层认定为K1级；对比值Kp在Kp2与Kp1之间的料层认定为K2级；对比值Kp在Kp3与Kp2之间的料层认定为K3级；对比值Kp在Kp3以下的料层认定为K4级。
平整化堆料设计单元S7，系统根据料堆料层的级别划分，分步对原始料堆进行平整化处理，包括如下步骤：
步骤1：设置X轴上的下限值Xmin和上限值Xmax，X轴上的堆料范围则为(Xmin，Xmax)。选择比值Kp为Kp2的平面，该平面与函数F(x，y，z)不相交的区域投影于X轴上的线段区间为{XD1，XD2……XDn}。
步骤2：选取{XD1，XD2……XDn}各线段区间的中点，以各中点为中心点做圆，各区间的圆半径等比例由小到大逐渐放大，直到该料层比值Kp达到Kp1时停止放大。
步骤3：根据原料安息角α，以各区域上的圆为底面做圆锥体，计算各区域上圆锥体的体积队列{VD1，VD2……VDn}。
步骤4：根据原料的堆积密度ρ，计算各圆锥体所包含的原料质量队列WD为{WD1，WD2……WDn}。
步骤5：用同样的方式计算比值Kp为Kp3的平面，得到原料的质量队列WE为{WE1，WE2……WEn}。
平整化堆料执行单元S8，系统根据平整化堆料设计原则，对卸料飞机进行下料的实际控制操作。图6是本发明所述平整化堆料执行单元的逻辑结构示意图，如图6所示，该单元包括如下步骤：
步骤1：读取质量队列WD，依次对该队列内质量数据{WD1，WD2……WDn}进行堆料作业。
步骤2：卸料飞机移动装置4依次按照队列顺序，移动到离各区间线段中点最近的车位开关7处，停止移动并开始定点堆料作业。
步骤3：根据皮带秤9的流量信号，对流量进行实时累积计算，当累积值WL等于WD时，返回步骤2，继续去下一区间进行堆料作业。
步骤4：对质量队列WD内所有区间堆料完毕后，停止该阶段堆料操作。
步骤5：读取质量队列WE，以同样的方式进行堆料作业。
步骤6：对质量队列WE内所有区间堆料完毕后，停止该阶段堆料操作。
步骤7：执行循环均匀堆料作业，卸料飞机移动装置4依次在各车位开关7停留相同的时间进行等量堆料。
本发明所述一种C型料场移动堆料控制系统及方法，根据接收各设备的状态信号、车位开关7的位置信号和皮带秤9的流量信号，结合用户参数设定与优化逻辑控制算法，生成合理的布料路径，将输出命令信号发送给各设备来实现料场移动堆料的智能控制，实现了堆料过程中对料堆料形的平整化管理。该系统提高了料场内料仓的空间使用率，降低了刮板取料机取料工作的难度，不但提高了取料效率，而且降低了设备故障率、减小了生产成本，具有广阔的市场前景。

Claims (3)

1.一种C型料场移动堆料控制系统，包括沿料场延伸方向居中布置的T型台，沿此T型台两侧均匀横向布置挡料隔墙，设置在所述T型台顶部的进料皮带，位于此进料皮带上方可沿皮带运行方向前后行走的卸料飞机移动装置，其特征在于在所述的卸料飞机移动装置底部设有接近开关，在所述的卸料飞机移动装置轨道旁均匀布置有车位开关，在所述的进料皮带头部上料口处设有皮带秤，在所述的卸料飞机移动装置顶部设有卸料飞机皮带，所述的车位开关和皮带秤均与控制器相连接，
所述的控制器包括系统参数设定单元S1、系统顺序启动控制单元S2、循环堆料控制单元S3、系统顺序停机控制单元S4、系统纠偏与补偿控制单元S5、料堆料形分析单元S6、平整化堆料设计单元S7和平整化堆料执行单元S8。
2.根据权利要求1所述的C型料场移动堆料控制系统，其特征在于所述的卸料飞机皮带运行方向垂直于所述的进料皮带运行方向。
3.一种C型料场移动堆料控制系统的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)系统参数设定单元S1：系统启动前对系统参数进行人工设定；基础参数设定中，包括物料种类K、单点堆料时间Tc、堆料模式等信息；其中堆料模式可选择单仓堆料模式或多仓堆料模式；
(2)系统顺序启动控制单元S2，包括如下步骤：
步骤1，系统核查系统参数设定的准确性，当发生参数超限，或物料种类与储料仓冲突等情况，系统将拒绝顺序启动并发出报警；当所有参数符合要求时，系统结束核查；
步骤2，系统核查现场设备是否具备远程启动条件，当所有设备无故障状态，且处于远程可操作状态时，系统结束核查；
步骤3，系统启动前倒计时30秒，响铃预警，之后依次启动卸料飞机移动装置、卸料飞机皮带和进料皮带；
(3)循环堆料控制单元S3，包括：巡游寻仓控制，系统控制卸料飞机移动装置运行到设定储料仓的起点位置；单仓巡游堆料控制，系统控制卸料飞机移动装置在单个储料仓内进行往返堆料控制；多仓巡游堆料控制，系统控制卸料飞机移动装置在多个储料仓内进行往返堆料控制；
(4)系统顺序停机控制单元S4，系统判断需要停止堆料任务而进行的顺序停机控制操作；
(5)系统纠偏与补偿控制单元S5，系统对设备问题的纠偏与补偿控制；当接近开关与车位开关靠近时，由于设备问题或突发情况，有小概率发生信号丢失的可能，系统针对不同位置的信号丢失，采取不同的控制策略；
(6)料堆料形分析单元S6，系统对原始料堆的数据分析，包括如下步骤：
步骤1：获取储料仓内料堆料形数据；
步骤2：建立储料仓坐标系；
步骤3：建立料堆的函数；
步骤4：料堆料形函数分析；
(7)平整化堆料设计单元S7，系统根据料堆料层的级别划分，分步对原始料堆进行平整化处理，包括如下步骤：
步骤1：设置X轴上的下限值Xmin和上限值Xmax，X轴上的堆料范围则为(Xmin，Xmax)；选择比值Kp为Kp2的平面，该平面与函数F(x,y,z)不相交的区域投影于X轴上的线段区间为{XD1，XD2……XDn}；
步骤2：选取{XD1，XD2……XDn}各线段区间的中点，以各中点为中心点做圆，各区间的圆半径等比例由小到大逐渐放大，直到该料层比值Kp达到Kp1时停止放大；
步骤3：根据原料安息角α，以各区域上的圆为底面做圆锥体，计算各区域上圆锥体的体积队列{VD1，VD2……VDn}；
步骤4：根据原料的堆积密度ρ，计算各圆锥体所包含的原料质量队列WD为{WD1，WD2……WDn}；
步骤5：用同样的方式计算比值Kp为Kp3的平面，得到原料的质量队列WE为{WE1，WE2……WEn}；
(8)平整化堆料执行单元S8，系统根据平整化堆料设计原则，对卸料飞机进行下料的实际控制操作；该单元包括如下步骤：
步骤1：读取质量队列WD，依次对该队列内质量数据{WD1，WD2……WDn}进行堆料作业；
步骤2：卸料飞机移动装置依次按照队列顺序，移动到离各区间线段中点最近的车位开关处，停止移动并开始定点堆料作业；
步骤3：根据皮带秤的流量信号，对流量进行实时累积计算，当累积值WL等于WD时，返回步骤2，继续去下一区间进行堆料作业；
步骤4：对质量队列WD内所有区间堆料完毕后，停止该阶段堆料操作；
步骤5：读取质量队列WE，以同样的方式进行堆料作业；
步骤6：对质量队列WE内所有区间堆料完毕后，停止该阶段堆料操作；
步骤7：执行循环均匀堆料作业，卸料飞机移动装置依次在各车位开关停留相同的时间进行等量堆料。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114313890A (zh) * 2022-01-06 2022-04-12 中冶北方（大连）工程技术有限公司 C型料场堆料料层动态模拟控制系统及方法
CN117963571A (zh) * 2024-03-29 2024-05-03 河南新乡市利果橡塑有限公司 一种智能铁精矿球团布料机

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020028124A1 (en) * 1999-02-02 2002-03-07 Taylor Robert Daniel Stockyard for bulk materials
CN105173771A (zh) * 2015-09-16 2015-12-23 泰富国际工程有限公司 封闭料场智能控制系统及具有预均化功能的智能控制方法
CN105653800A (zh) * 2015-12-31 2016-06-08 中冶南方工程技术有限公司 一种料场散料堆形参数的计算方法
CN106094702A (zh) * 2016-05-31 2016-11-09 中国神华能源股份有限公司 一种料堆建模方法和料堆建模装置
CN109976276A (zh) * 2019-03-28 2019-07-05 华电电力科学研究院有限公司 一种煤场堆取料机的堆料控制方法及相关产品
KR20200119442A (ko) * 2019-04-09 2020-10-20 주식회사 포스코플랜텍 선형 원료저장설비
CN113753593A (zh) * 2021-09-30 2021-12-07 中钢设备有限公司 一种料场布置结构
CN114313890A (zh) * 2022-01-06 2022-04-12 中冶北方（大连）工程技术有限公司 C型料场堆料料层动态模拟控制系统及方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020028124A1 (en) * 1999-02-02 2002-03-07 Taylor Robert Daniel Stockyard for bulk materials
CN105173771A (zh) * 2015-09-16 2015-12-23 泰富国际工程有限公司 封闭料场智能控制系统及具有预均化功能的智能控制方法
CN105653800A (zh) * 2015-12-31 2016-06-08 中冶南方工程技术有限公司 一种料场散料堆形参数的计算方法
CN106094702A (zh) * 2016-05-31 2016-11-09 中国神华能源股份有限公司 一种料堆建模方法和料堆建模装置
CN109976276A (zh) * 2019-03-28 2019-07-05 华电电力科学研究院有限公司 一种煤场堆取料机的堆料控制方法及相关产品
KR20200119442A (ko) * 2019-04-09 2020-10-20 주식회사 포스코플랜텍 선형 원료저장설비
CN113753593A (zh) * 2021-09-30 2021-12-07 中钢设备有限公司 一种料场布置结构
CN114313890A (zh) * 2022-01-06 2022-04-12 中冶北方（大连）工程技术有限公司 C型料场堆料料层动态模拟控制系统及方法

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114313890A (zh) * 2022-01-06 2022-04-12 中冶北方（大连）工程技术有限公司 C型料场堆料料层动态模拟控制系统及方法
CN117963571A (zh) * 2024-03-29 2024-05-03 河南新乡市利果橡塑有限公司 一种智能铁精矿球团布料机
CN117963571B (zh) * 2024-03-29 2024-06-11 河南新乡市利果橡塑有限公司 一种智能铁精矿球团布料机

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