CN114241742A - 一种卸料车自动化系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种卸料车自动化系统及方法,属于矿山生产设备及方法技术领域。本发明的技术方案是:通过对卸料车现场设备的安装、实时位置的检测、行走控制信号的传输和视频监控信号的采集,利用PLC控制系统进行综合分析和处理。本发明的有益效果是:高效融合各专业技术知识,实现卸料车在调度室内可以实时监控现场视频信号和卸料车位置信号,通过后台显示画面进行卸料车移动,优化岗位人员配置,实现智能制造,提高设备工作效率,降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种卸料车自动化系统及方法,属于矿山生产设备及方法技术领域。
背景技术
卸料车是矿山常用的一种布料设备,河钢集团沙河中关铁矿作为智慧矿山建设示范单位,设备智能化控制水平需要进一步提升,选矿的卸料车位于选矿厂上料系统的最末端,主要作用是将原矿通过小车均匀的对料仓进行布料,小车平台在磨矿仓厂房的最顶端,共有5个料仓,每个料仓两个下料口,共1-10号下料口,并且料仓之间不是互通,给卸料车布料带来一定难度,同时卸料车没有移动滑触线,电气控制信号只能在现场操作箱控制。小车布料是否均匀直接影响后续的工艺流程,小车的控制方式采用的是现场手动操作,其操作箱和控制回路安装在卸料车架体上,随卸料车移动,操作很不方便,没有位置测量装置和视频监控装置,不能在调度室实时监测现场情况,给生产带来很大的不便,同时现场环境较差,给现场岗位人员的身体健康带来伤害。
发明内容
本发明目的是提供一种卸料车自动化系统及方法,通过对卸料车现场设备的安装、实时位置的检测、行走控制信号的传输、视频监控信号的采集、PLC系统综合分析和处理过程,高效融合各专业技术知识,实现卸料车在调度室内可以实时监控现场视频信号和卸料车位置信号,通过后台显示画面进行卸料车移动,优化岗位人员配置,实现智能制造,提高设备工作效率,降低生产成本,有效地解决了背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是:一种卸料车自动化系统,包含卸料车、激光测距仪、反光板、无线对射装置发射端、无线对射装置接收端、无线网桥发射端、无线网桥接收端和PLC控制系统,所述激光测距仪安装在卸料车一侧厂房的墙体上,反光板安装在卸料车下料口的正上方;无线对射装置发射端安装在卸料车的电气控制室内,无线对射装置接收端安装在厂房配电柜内;无线网桥发射端安装在卸料车架体上,卸料车两侧下料口分别安装有摄像头,摄像头与无线网桥发射端连接,无线网桥接收端安装在厂房通讯机柜内;PLC控制系统安装在低压配电室内,激光测距仪、无线对射装置接收端和无线网桥接收端分别通过信号线与PLC控制系统连接。
所述激光测距仪有两个,共用一块反光板,反光板与激光测距仪光线垂直。
一种卸料车自动化方法,包含以下步骤:
(1)卸料车实时位置检测:卸料车厂房一侧安装激光测距仪,在卸料车中间上料口上方安装反光板,测量光往返目标所需要时间,然后通过光速c =299792458m/s 和大气折射系数n 计算出距离D,从而得到卸料车实时位置;测量激光测距仪到第一个下料口的距离,以第一个下料口位置为零点,测量最后一个下料口的位置,以最后一个下料口位置为量程;测量零点到每个下料口的距离,确认每个下料口停车距离的区间范围和两端的极限位置,依次定义在此范围内时卸料车位置为1号仓位-10号仓位;
(2)卸料车行走集中控制:在卸料车的电气控制室内安装无线对射装置发射器,将卸料车远程、故障、左行和右行信号以及左行控制和右行控制信号分别接入信号输入端和输出端,无线对射装置接收端安装在厂房配电柜内,接收无线对射装置发射端的所有信号,最后将信号通过信号线接入PLC控制系统,通过PLC控制系统接收和发送的控制命令实现卸料车的远程行走集中控制;
(3)卸料车视频监控:在卸料车两侧下料口分别安装摄像头,信号接入安装在卸料车架体上的无线网桥发射端,无线网桥接收端安装在厂房通讯机柜内,接收现场的视频信号,通过光纤传输到主干网,实现视频信号的实时监控;
(4)卸料车PLC控制系统整体调试:将卸料车实时位置信号、卸料车行走集中控制信号和卸料车视频监控信号分别接入PLC控制系统,通过各种数据的计算和分析,确定远程控制方式,远程控制方式包括点动控制方式和自动两种控制方式,点动控制方式即在调度室点击左行和右行,来控制卸料车的点动行驶,通过激光测距仪数据观察并结合摄像头图像确定到达目标仓位后,点击停止按钮,使卸料车停在指定的下料口;自动控制方式即直接点击目标仓位号,由程序自动判断当前卸料车位置和行走的方向,然后自动行驶直至到达目标仓位后自动停止,没有过多的人为因素参与其中,达到卸料车远程无人值守的控制要求。
本发明的有益效果是:通过对卸料车现场设备的安装、实时位置的检测、行走控制信号的传输、视频监控信号的采集、PLC系统综合分析和处理过程,高效融合各专业技术知识,实现卸料车在调度室内可以实时监控现场视频信号和卸料车位置信号,通过后台显示画面进行卸料车移动,优化岗位人员配置,实现智能制造,提高设备工作效率,降低生产成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的信号传输示意图;
图3是本发明的过程控制流程图;
图中:卸料车1、激光测距仪2、反光板3、无线对射装置发射端4、无线对射装置接收端5、无线网桥发射端6、无线网桥接收端7、PLC控制系统8、墙体9、信号线10、1号料仓11、2号料仓12、3号料仓13、4号料仓14、5号料仓15、1号仓位111、2号仓位112、3号仓位121、4号仓位122、5号仓位131、6号仓位132、7号仓位141、8号仓位142、9号仓位151、10号仓位152。
具体实施方式
为了使发明实施案例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合实施案例中的附图,对本发明实施案例中的技术方案进行清晰的、完整的描述,显然,所表述的实施案例是本发明一小部分实施案例,而不是全部的实施案例,基于本发明中的实施案例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施案例,都属于本发明保护范围。
一种卸料车自动化系统,包含卸料车1、激光测距仪2、反光板3、无线对射装置发射端4、无线对射装置接收端5、无线网桥发射端6、无线网桥接收端7和PLC控制系统8,所述激光测距仪2安装在卸料车一侧厂房的墙体9上,反光板3安装在卸料车1下料口的正上方;无线对射装置发射端4安装在卸料车1的电气控制室内,无线对射装置接收端5安装在厂房配电柜内;无线网桥发射端6安装在卸料车1架体上,卸料车1两侧下料口分别安装有摄像头,摄像头与无线网桥发射端6连接,无线网桥接收端7安装在厂房通讯机柜内;PLC控制系统8安装在低压配电室内,激光测距仪2、无线对射装置接收端5和无线网桥接收端7分别通过信号线10与PLC控制系统8连接。
所述激光测距仪2有两个,共用一块反光板3,反光板3与激光测距仪2光线垂直。
一种卸料车自动化方法,包含以下步骤:
(1)卸料车实时位置检测:卸料车厂房一侧安装激光测距仪,在卸料车中间上料口上方安装反光板,测量光往返目标所需要时间,然后通过光速c =299792458m/s 和大气折射系数n 计算出距离D,从而得到卸料车实时位置;测量激光测距仪到第一个下料口的距离,以第一个下料口位置为零点,测量最后一个下料口的位置,以最后一个下料口位置为量程;测量零点到每个下料口的距离,确认每个下料口停车距离的区间范围和两端的极限位置,依次定义在此范围内时卸料车位置为1号仓位-10号仓位;
(2)卸料车行走集中控制:在卸料车的电气控制室内安装无线对射装置发射器,将卸料车远程、故障、左行和右行信号以及左行控制和右行控制信号分别接入信号输入端和输出端,无线对射装置接收端安装在厂房配电柜内,接收无线对射装置发射端的所有信号,最后将信号通过信号线接入PLC控制系统,通过PLC控制系统接收和发送的控制命令实现卸料车的远程行走集中控制;
(3)卸料车视频监控:在卸料车两侧下料口分别安装摄像头,信号接入安装在卸料车架体上的无线网桥发射端,无线网桥接收端安装在厂房通讯机柜内,接收现场的视频信号,通过光纤传输到主干网,实现视频信号的实时监控;
(4)卸料车PLC控制系统整体调试:将卸料车实时位置信号、卸料车行走集中控制信号和卸料车视频监控信号分别接入PLC控制系统,通过各种数据的计算和分析,确定远程控制方式,远程控制方式包括点动控制方式和自动两种控制方式,点动控制方式即在调度室点击左行和右行,来控制卸料车的点动行驶,通过激光测距仪数据观察并结合摄像头图像确定到达目标仓位后,点击停止按钮,使卸料车停在指定的下料口;自动控制方式即直接点击目标仓位号,由程序自动判断当前卸料车位置和行走的方向,然后自动行驶直至到达目标仓位后自动停止,没有过多的人为因素参与其中,达到卸料车远程无人值守的控制要求。
在实际应用中,技术实施过程如下:
1、现场设备安装
如图1,对现场主要进行安装,主要包括:
在卸料车厂房一侧墙体安装激光测距仪2,在卸料车中间上料口上方,安装反光板3,与激光测距仪1光线垂直,同激光测距仪1配套使用;激光测距仪1信号通过信号线接入PLC控制系统8。
在卸料车的电气控制室内安装无线对射装置发射端4,在厂房的配电柜内安装无线对射装置接收端5.无线对射装置接收端5通过信号线接入PLC控制系统8。
在卸料车架体上安装无线网桥发射端6,在厂房通讯柜内安装无线网桥接收端8;无线网桥接收端8通过光纤接入主干视频网络。
2、卸料车实时位置检测
如图2,通过安装激光测距仪,实现卸料车位置的实时检测,测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间,然后通过光速c =299792458m/s 和大气折射系数n 计算出距离D。两个激光测距仪共用一块反光板,减少卸料车本体对测量的影响,测量信号4-20ma信号通过信号线直接接入PLC控制系统,在调度室显示实际的位置米数,该方式不受滑触线的限制,满足实际需要。
测量激光测距仪到第一个下料口的距离,以第一个下料口位置为零点,测量最后一个下料口的位置,以最后一个下料口位置为量程。
测量零点到每个下料口的距离,确认每个下料口停车距离的区间范围和两端的极限位置,依次定义在此范围内时卸料车位置为1号仓位-10号仓位。
3、卸料车行走集中控制
如图2,卸料车的行走控制主要依靠电气控制室,响应的电气控制回路也安装在电气控制室内,只通过固定的滑触线导电轨供电,远程控制信号无法接入,通过在电气控制室内安装无线对射装置发射端,将卸料车远程、故障、左行、右行等信号和左行控制、右行控制等信号分别接入信号输入端和输出端,安装在厂房配电柜内的无线对射装置接收端,接收无线对射装置发射端的所有信号,最后将信号通过信号线接入PLC控制系统;通过PLC控制系统接收和发送的控制命令实现卸料车的远程行走集中控制。
4、卸料车视频监控系统调试
如图2,现场共有5个料仓,10个仓位,并且各料仓之间不互通,对停车的要求较高,为了直观的观察卸料车停车位置和布料情况,在卸料车两侧下料口分别安装摄像头,信号接入安装在卸料车架体上的无线网桥发射端,安装在厂房通讯机柜内的无线网桥接收端接收到现场的视频信号,通过光纤传输到主干网,实现视频信号的实时监控。
5、卸料车PLC控制系统整体调试
如图3,卸料车的远程集中控制,通过将现场卸料车位置信号、行走控制信号和视频监控信号分别接入PLC控制系统,通过各种数据的计算和分析,确定远程控制方式。远程控制方式主要包括点动控制和自动控制两种:
点动控制方式即在调度室点击左行和右行,来控制卸料车的点动行驶,通过激光测距仪数据观察并结合摄像头图像确定到达目标仓位后,点击停止按钮,使卸料车停在指定的下料口。
自动控制方式即直接点击目标仓位号,由程序自动判断当前卸料车位置、行走的方向,然后自动行驶直至到达目标仓位后自动停止,没有过多的人为因素参与其中,达到卸料车远程无人值守的控制要求。
Claims (3)
1.一种卸料车自动化系统,其特征在于:包含卸料车(1)、激光测距仪(2)、反光板(3)、无线对射装置发射端(4)、无线对射装置接收端(5)、无线网桥发射端(6)、无线网桥接收端(7)和PLC控制系统(8),所述激光测距仪(2)安装在卸料车一侧厂房的墙体(9)上,反光板(3)安装在卸料车(1)下料口的正上方;无线对射装置发射端(4)安装在卸料车(1)的电气控制室内,无线对射装置接收端(5)安装在厂房配电柜内;无线网桥发射端(6)安装在卸料车(1)架体上,卸料车(1)两侧下料口分别安装有摄像头,摄像头与无线网桥发射端(6)连接,无线网桥接收端(7)安装在厂房通讯机柜内;PLC控制系统(8)安装在低压配电室内,激光测距仪(2)、无线对射装置接收端(5)和无线网桥接收端(7)分别通过信号线(10)与PLC控制系统(8)连接。
2.根据权利要求1所述的一种卸料车自动化系统,其特征在于:所述激光测距仪(2)有两个,共用一块反光板(3),反光板(3)与激光测距仪(2)光线垂直。
3.一种卸料车自动化方法,其特征在于包含以下步骤:
(1)卸料车实时位置检测:卸料车厂房一侧安装激光测距仪,在卸料车中间上料口上方安装反光板,测量光往返目标所需要时间,然后通过光速c =299792458m/s 和大气折射系数n 计算出距离D,从而得到卸料车实时位置;测量激光测距仪到第一个下料口的距离,以第一个下料口位置为零点,测量最后一个下料口的位置,以最后一个下料口位置为量程;测量零点到每个下料口的距离,确认每个下料口停车距离的区间范围和两端的极限位置,依次定义在此范围内时卸料车位置为1-10号仓位;
(2)卸料车行走集中控制:在卸料车的电气控制室内安装无线对射装置发射器,将卸料车远程、故障、左行和右行信号以及左行控制和右行控制信号分别接入信号输入端和输出端,无线对射装置接收端安装在厂房配电柜内,接收无线对射装置发射端的所有信号,最后将信号通过信号线接入PLC控制系统,通过PLC控制系统接收和发送的控制命令实现卸料车的远程行走集中控制;
(3)卸料车视频监控:在卸料车两侧下料口分别安装摄像头,信号接入安装在卸料车架体上的无线网桥发射端,无线网桥接收端安装在厂房通讯机柜内,接收现场的视频信号,通过光纤传输到主干网,实现视频信号的实时监控;
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