CN114772323A - 一种用于矿山矿仓的自动布料系统及自动布料方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及矿山矿仓布料自动控制技术领域，提供一种用于矿山矿仓的自动布料系统，包括安装于靠近每个料仓下料口的料位检测设备；定位设备，其用于定位布料车所在的位置；控制系统，其分别与料位检测设备以及定位设备连接，用以判料仓的仓位高度以及监测布料车所在的位置、并根据料仓的仓位高度控制布料车布料。还提供一种实现矿山矿仓的自动布料的方法，通过料位检测设备监测料仓的仓位高度，判断料仓是否需要布料；通过定位设备或辅助定位设备定位布料车所在位置，并调整布料车至待布料料仓进行布料。本发明可以替代岗位工人的工作，实现无人值守，将岗位从繁杂的劳动中解脱出来，使操作工人远离职业病影响，并能优化布料，实现均匀布料。

Description

一种用于矿山矿仓的自动布料系统及自动布料方法

技术领域

本发明涉及矿山矿仓布料自动控制技术领域，具体而言，涉及一种用于矿山矿仓的自动布料系统及自动布料方法。

背景技术

布料车是选矿厂的工艺流程中常见的分料设备，目前，多以人工卸料为主，在采用人工卸料方式时，存在如下缺陷：

一方面，岗位工不能全面掌握各料仓仓位，会造成各个料仓料位不均匀或某个仓冒仓、满仓的现象，影响仓下设备的工作效率，从而影响生产流程的效率。

另一方面卸料岗位是重粉尘区，噪音也比较大，作业环境十分恶劣，严重影响岗位工人的身心健康。

因此，提供一种自动布料系统显得尤为重要。

发明内容

本发明一方面的目的在于提供一种用于矿山矿仓的自动布料系统，其可以替代岗位工人的工作，实现无人值守，均匀布料，优化布料。

本发明另一方面的目的在于提供一种矿山矿仓自动布料的方法，其能够优化布料系统，根据流程运转情况确定布料小车的布料算法，把料布到最需要的地方，从而提高工艺流程的效率。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面：本发明提供了一种用于矿山矿仓的自动布料系统，其包括：

安装于靠近每个料仓下料口的料位检测设备，其用于监测所在料仓的仓位；

定位设备，其用于定位布料车所在的位置；

控制系统，其分别与所述料位检测设备以及定位设备连接，用以判料仓的仓位高度以及监测布料车所在的位置、并根据料仓的仓位高度控制布料车完成布料。

进一步的，本发明的一些实施例中，所述料位检测设备为雷达料位计，其信号输出端接入所述控制系统。

进一步的，本发明的一些实施例中，所述定位设备为激光测距仪，其位置信号输出端以及故障信号输出端均接入所述控制系统。

进一步的，本发明的一些实施例中，所述的用于矿山矿仓的自动布料系统，还包括辅助定位设备，其包括对应布设于每个料仓所在位置的接近开关以及安装于布料车上可被所述接近开关识别的检测标识，所述接近开关的信号输出端连接所述控制系统。

进一步的，本发明的一些实施例中，所述控制系统为PLC控制系统。

进一步的，本发明的一些实施例中，所述的用于矿山矿仓的自动布料系统还包括沿料仓布设的输送皮带，所述布料车在行走电机作用下沿所述输送皮带移动

另一方面，本发明还提供了一种基于所述用于矿山矿仓的自动布料系统实现矿山矿仓自动布料的方法，包括如下步骤：

1)通过料位检测设备监测料仓的仓位高度，并反馈至控制系统，通过控制系统判断料仓是否需要布料；

2)通过定位设备或辅助定位设备定位布料车所在位置，并反馈至控制系统，通过控制系统对比布料车与停靠料仓位置，并以自动或手动模式调整布料车准确到达停靠料仓位置；

3)布料车停靠完成后，操作布料车往料仓内布料。

进一步的，本发明的一些实施例中，步骤2)中对比布料车与停靠料仓位置时，当布料车位置小于所需布料的料仓所在位置，布料小车右行；当布料车位置大于所需布料的料仓所在位置，布料小车左行。

进一步的，本发明的一些实施例中，自动模式下，当定位设备正常工作时，以定位设备的位置信号作为参考，由控制系统根据定位设备的位置信号判断布料车与停靠料仓的相对位置，并由控制系统自动调整布料车准确到达停靠料仓所在位置，进行自动布料；当定位设备故障时，控制系统通过布料车的运行时间和设定的运行速度自动计算布料车位置、并通过接近开关判断布料车与停靠料仓的相对位置，并通过控制系统自动调整布料车准确到达停靠料仓所在位置，进行自动布料。

进一步的，本发明的一些实施例中，手动模式下，根据控制系统反馈手动选择停靠料仓，当定位设备正常工作时，以定位设备的位置信号作为参考，由控制系统根据定位设备的位置信号判断布料车与停靠料仓的相对位置，并手动调整布料车准确到达停靠料仓所在位置，进行手动布料；当定位设备故障时，控制系统通过布料车的运行时间和设定的运行速度自动计算布料车位置、并通过接近开关判断布料车与停靠料仓的相对位置，并手动调整布料车准确到达停靠料仓所在位置，进行手动布料。

本发明实施例至少具有如下优点或有益效果：

第一方面：

本发明提出一种用于矿山矿仓的自动布料系统，可以替代岗位工人的工作，实现无人值守，将岗位从繁杂的劳动中解脱出来，使操作工人远离职业病影响，并能实现均匀布料，优化布料。

第二方面：

本发明提供的一种实现矿山矿仓自动布料的方法，根据流程运转情况确定布料小车的布料算法，把料布到最需要的地方，从而提高工艺流程的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于矿山矿仓的自动布料系统的设备布局示意图；

图2为本发明实施例提供的一种实现矿山矿仓自动布料的方法的逻辑控制框图；

图3为图2中自动模式的逻辑控制框图；

图4为图2中手动模式的逻辑控制框图。

图标：1-料位检测设备，2-定位设备，3-辅助定位设备，4-布料车，5-料仓，6-输送皮带。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，“多个”代表至少2个。

在本发明实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

请参照图1所示，图1为本实施例提供的一种用于矿山矿仓的自动布料系统的设备布局示意图。

该用于矿山矿仓的自动布料系统，包括料位检测设备1、定位设备2、辅助定位设备3以及控制系统，料位检测设备1、定位设备2、辅助定位设备3均与控制系统连接。

具体的：

在每个料仓5的靠近于下料口的位置安装有上述料位检测设备1，该料位检测设备1为雷达料位计，其量程根据料仓5高度设定，而料位检测设备1的输出信号接入控制系统，以实时监测料仓5的仓位高度。

雷达料位计分为导波雷达料位计和调频连续波雷达料位计，导波雷达料位计是依据时域反射原理(TDR)为基础，通过电磁脉冲以光速沿钢缆或探棒传播，当遇到被测介质表面时，雷达料位计的部分脉冲被反射形成回波并沿相同路经返回到脉冲发射装置，发射装置与被测介质表面的距离同脉冲在其间的传播时间成正比，经计算得出料位高度。而调频连续波雷达料位计是根据调频连续波原理(FMCW)。使用线性调频高频信号，高频信号的发射频率随一定时间间隔(扫描频率)线性V增加，由于发射频率是随着信号传播的时间变化的，与反射物体距离成比例，由当前发射频率与接收的反射频率的差值获得物位高度。

可见的，雷达料位计应用电磁脉冲实现快速无接触的持续测量，具有抗干扰能力强、测量精度高的优点，故可选的，上述两种雷达料位计均可，且可选自品牌西门子或VEGA。

上述料仓5自左往右依次编号为1#料仓5、2#料仓5……N#料仓5，其中上述定位设备2安装于左侧距离1#料仓55米的位置，通过定位设备2可以确定布料车4所在位置。

可选的，定位设备2可选用激光测距仪，激光测距仪的工作原理是：测距仪发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间，光速和往返时间的乘积的一半，就是测距仪和被测量物体之间的距离。激光测距仪由于精确度高，因此能准确的获得布料车4所在位置。

同时，本实施例中，激光测距仪的检测距离需满足现场使用要求，并且激光测距仪需带有一个4-20mA输出接口，一个数字量输出接口和一个数字量输入接口，防护等级为IP65，根据现场情况设置激光测距仪量程并将输出的位置信号和故障信号接入控制系统检测布料车4位置和判断激光测距仪是否正常。

上述辅助定位设备3用于在定位设备2，也即激光测距仪出现故障时可辅助完成对布料车4位置的定位。

具体的，辅助定位设备3包括沿布料车4输送皮带6布设的若干个接近开关，每个料仓5对应布设有一个接近开关，接近开关的信号输出端接入控制系统，布料车4上安装有可被接近开关识别的检测标识，当布料车4经过接近开关时，接近开关识别到布料车4上的检测标识，便会向控制系统报告布料车4的位置。在激光测距仪检测失效时，控制系统根据布料车4运行时间和设定的运行速度自动计算布料车4位置，通过接近开关自动校准位置信息实现精确定位。

接近开关是一种无需与运动部件进行机械直接接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而给计算机(plc)装置提供控制指令。其具有性能可靠、动作可靠、性能稳定、响应速度快、使用寿命长、抗干扰能力强等优点。

而上述控制系统则作为整个布料系统的“大脑”，负责接收各设备、电气元件信号，并做相应判断以及动作指令，最终形成将布料车4精确移动至需要布料的料仓5所在位置，完成布料。

可选的，控制系统采用PLC控制系统，在控制系统内写入布料车4控制逻辑，从而可实现布料车4远程手动和自动布料功能。

同时，为了实现布料车4的自动布料，故布料车4具有驱动其移动的行走电机，行走电机由控制系统控制，在控制系统的控制下，布料车4由行走电机驱动而使其沿输送皮带6行走。而在布料车4上还设置有车斗，车斗盛装矿石，车斗底部设置有出料口，出料口处安装有电磁阀，电磁阀接入控制系统，通过控制系统控制电磁阀的开闭，当布料车4到达需要布料的料仓5所在位置时，控制系统控制电磁阀打开，从而向料仓5内布料。

由上述内容可知的，本实施例提供的一种用于矿山矿仓的自动布料系统，其工作原理是：

通过料位检测设备1实时监测各料仓5的料位高度，并反馈至控制系统，控制系统根据反馈的料位信息，判断出哪一个料仓5需要进行布料，于是在控制系统的控制下，控制行走电机带动布料车4移动，通过定位设备2(激光测距仪)实时监控布料车4所在的位置，当控制系统判断布料车4已到达需布料的料仓5位置时，控制系统控制行走电机停转，布料车4停靠在需要布料的料仓5位置，然后控制系统控制车斗出料口处的电磁阀打开，进行布料。

当然，当激光测距仪出现故障时，控制系统会根据布料车4的移动时间以及设定的移动速度判断布料车4的位置，并通过接近开关精确校准布料车4是否到达需要布料的料仓5位置，从而完成布料。

可见的，本实施例提供的一种用于矿山矿仓的自动布料系统，可以替代岗位工人的工作，实现无人值守，将岗位从繁杂的劳动中解脱出来，使操作工人远离职业病影响，并能实现均匀布料，优化布料。

实施例2

参见图2至图4所示，本实施例提供了一种基于上述一种用于矿山矿仓的自动布料系统实现矿山矿仓自动布料的方法，包括以下步骤：

1)通过料位检测设备1监测料仓5的仓位高度，并反馈至控制系统，通过控制系统判断料仓5是否需要布料；

2)通过定位设备2或辅助定位设备3定位布料车4所在位置，并反馈至控制系统，通过控制系统对比布料车4与停靠料仓5位置，并以自动或手动模式调整布料车4准确到达停靠料仓5位置；

3)布料车4停靠完成后，操作布料车4往料仓5内布料。

具体的：

自动模式下：控制系统会根据料位检测设备1提供的信息自动选取需要停靠的料仓5，停靠料仓5确定后，布料车4在行走电机作用下沿着输送皮带6移动，向停靠料仓5靠近。此时，以定位设备2提供的位置信号优先处理，辅助定位设备3提供的位置信号次之，也就是在定位设备2正常工作时，即采用激光测距仪测得的位置信号作为参考，由控制系统根据激光测距仪的位置信号判断布料车4与停靠料仓5的相对位置，并由控制系统自动调整布料车4准确到达停靠料仓5所在位置，进行自动布料；而当定位设备2故障时，也即激光测距仪无法工作时，控制系统通过布料车4的运行时间和设定的运行速度自动计算布料车4位置判断布料车4与停靠料仓5的相对位置，并通过控制系统自动调整布料车4，当接近开关识别到布料车4上的检测标识，则判定准确到达停靠料仓5所在位置，可进行自动布料。

手动模式下：控制系统会根据料位检测设备1提供的信息反馈某料仓5需要布料，此时岗位工手动选择停靠料仓5，停靠料仓5确定后，布料车4在行走电机作用下沿着输送皮带6移动，向停靠料仓5靠近。此时，以定位设备2提供的位置信号优先处理，辅助定位设备3提供的位置信号次之，也就是在定位设备2正常工作时，即采用激光测距仪测得的位置信号作为参考，由控制系统根据激光测距仪的位置信号判断布料车4与停靠料仓5的相对位置，并由岗位工远程通过操作杆操作布料车4移动至停靠料仓5所在位置，进行手动布料；而当定位设备2故障时，也即激光测距仪无法工作时，控制系统通过布料车4的运行时间和设定的运行速度自动计算布料车4位置判断布料车4与停靠料仓5的相对位置，并由岗位工远程通过操作杆操作布料车4移动至停靠料仓5所在位置，当接近开关识别到布料车4上的检测标识，则判定准确到达停靠料仓5所在位置，可进行手动布料。

需要指出的是，在判断出布料车4与停靠料仓5的相对位置后，若布料车4位置小于所需布料的料仓5所在位置，布料小车右行；当布料车4位置大于所需布料的料仓5所在位置，布料小车左行。

由上述内容可知，本实施例提供的一种实现矿山矿仓自动布料的方法，根据流程运转情况确定布料小车的布料算法，把料布到最需要的地方，从而提高工艺流程的效率。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，显然本申请不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本申请的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本申请。

因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本申请的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本申请内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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)

1.一种用于矿山矿仓的自动布料系统，其特征在于，包括：

安装于靠近每个料仓下料口的料位检测设备，其用于监测所在料仓的仓位；

定位设备，其用于定位布料车所在的位置；

控制系统，其分别与所述料位检测设备以及定位设备连接，用以判料仓的仓位高度以及监测布料车所在的位置、并根据料仓的仓位高度控制布料车完成布料。

2.根据权利要求1所述的用于矿山矿仓的自动布料系统，其特征在于，所述料位检测设备为雷达料位计，其信号输出端接入所述控制系统。

3.根据权利要求1所述的用于矿山矿仓的自动布料系统，其特征在于，所述定位设备为激光测距仪，其位置信号输出端以及故障信号输出端均接入所述控制系统。

4.根据权利要求3所述的用于矿山矿仓的自动布料系统，其特征在于，还包括辅助定位设备，其包括对应布设于每个料仓所在位置的接近开关以及安装于布料车上可被所述接近开关识别的检测标识，所述接近开关的信号输出端连接所述控制系统。

5.根据权利要求1所述的用于矿山矿仓的自动布料系统，其特征在于，所述控制系统为PLC控制系统。

6.根据权利要求1所述的用于矿山矿仓的自动布料系统，其特征在于，还包括沿料仓布设的输送皮带，所述布料车在行走电机作用下沿所述输送皮带移动。

7.根据权利要求3中所述的用于矿山矿仓的自动布料系统的自动布料方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)通过料位检测设备监测料仓的仓位高度，并反馈至控制系统，通过控制系统判断料仓是否需要布料；

2)通过定位设备或辅助定位设备定位布料车所在位置，并反馈至控制系统，通过控制系统对比布料车与停靠料仓位置，并以自动或手动模式调整布料车准确到达停靠料仓位置；

3)布料车停靠完成后，操作布料车往料仓内布料。

8.根据权利要求7所述的用于矿山矿仓的自动布料系统的自动布料方法，其特征在于，步骤2)中对比布料车与停靠料仓位置时，当布料车位置小于所需布料的料仓所在位置，布料小车右行；当布料车位置大于所需布料的料仓所在位置，布料小车左行。

9.根据权利要求7所述的用于矿山矿仓的自动布料系统的自动布料方法，其特征在于，自动模式下，当定位设备正常工作时，以定位设备的位置信号作为参考，由控制系统根据定位设备的位置信号判断布料车与停靠料仓的相对位置，并由控制系统自动调整布料车准确到达停靠料仓所在位置，进行自动布料；当定位设备故障时，控制系统通过布料车的运行时间和设定的运行速度自动计算布料车位置、并通过接近开关判断布料车与停靠料仓的相对位置，并通过控制系统自动调整布料车准确到达停靠料仓所在位置，进行自动布料。

10.根据权利要求7所述的用于矿山矿仓的自动布料系统的自动布料方法，其特征在于，手动模式下，根据控制系统反馈手动选择停靠料仓，当定位设备正常工作时，以定位设备的位置信号作为参考，由控制系统根据定位设备的位置信号判断布料车与停靠料仓的相对位置，并手动调整布料车准确到达停靠料仓所在位置，进行手动布料；当定位设备故障时，控制系统通过布料车的运行时间和设定的运行速度自动计算布料车位置、并通过接近开关判断布料车与停靠料仓的相对位置，并手动调整布料车准确到达停靠料仓所在位置，进行手动布料。

Images