专利名称：移动卸料车自动寻位卸料控制装置和控制方法
技术领域：
本发明属于散装物料储运技术领域，涉及移动卸料车自动寻位卸料 的控制装置和控制方法。
技术背景目前，采用移动卸料车为连续料仓卸料的厂矿，普遍采用的方法是 带着防尘面具的现场操作工人跟随移动卸料车一起走动，根据肉眼观察 和以往的运行经验，最终确定将卸料车停在哪进行卸料。这种人工现场 操作判定比较全面准确，但工人劳动强度大，受污染严重。此外，由于 仓下卸料点和卸料量不同，卸料车在一点卸料的同时，还必须巡检其他 点料位状况，以确定下一个卸料点，操作工稍有疏忽，就很容易造成料 仓冒顶或卸空事故。少数自动化程度较高的厂矿采用的卸料系统是固 定式料位检测加机械或超声或电磁等多种方式的卸料车定位装置与计算 机结合。计算机根据对最低料位的判定，将卸料车开到最低料位位置进 行卸料。这种低料位卸料的控制方法会使卸料车频繁起制动，频繁正反 转，来回空跑，做无用功，造成机械磨损严重，能源浪费严重，卸料车 故障率居高不下，严重制约了生产。如把料仓做大，以此来增加储备时 间，则会造成资金的浪费。而且其料位、车位的检测点固定，料位、车 位均存在盲区，会导致控制不精准。尤其是料位常有假信息产生，可能 造成料仓卸空事故。另外，现有有触点的机械定位装置，经常受碰撞， 因而故障率较高；而无触点的定位装置，抗干扰能力差，时有误动产生。 因此，大多都辅以人工巡査。 发明内容为了减轻工人劳动强度，提高劳动生产率和设备作业率，节能降耗; 为了克服固定式料位、车位系统存在的问题，本发明提供了一种无人值守，根据停留时间，按料仓顺序进行卸料的方法。本发明是这样实现的该移动卸料车自动寻位卸料控制装置由车上 和车下两部分组成，安在车上的雷达料位检测仪和旋转编码器的输出端 分别与车上PLC的输入端连接，限位开关和各料仓固定料位检测仪的输出 端分别与车下PLC的输入端连接，车下PLC还与卸料车和圆盘给料机的控制器相联接，并通过DP网与主控计算机相联，车上、车下PLC通过无线网络通讯技术，实现数据的传送。该控制装置的结构如附图l所示。 本发明在各料仓装设固定式超声波料位检测仪，在卸料车上装设随车移动式雷达料位检测仪，解决了料位检测盲区问题；在卸料车上安装 高精度旋转编码器，可随时检测卸料车的位移和方向，使卸料车移动的 状况精准、连续地反映到计算机屏幕上，克服了固定车位系统车位盲区 问题；在车上安装一台小PLC，负责车位信号，移动料位信号的采集，在 车下安装一台小PLC，负责固定料位信号，限位信号的采集，并负责卸料 车及仓下圆盘给料机的控制。车上、车下PLC通过无线网络通讯技术，实 现数据的传送，解决了移动设备信息传递问题；车下PLC采用DP网与主控 计算机通讯，解决了数据传递速率和干扰问题。 该移动卸料车自动寻位卸料控制方法如下i)主控计算机根据各仓料位按下列计算公式随时计算出各仓的存料 量Qu&其仓下的出料量Qc:;最低料位仓现存料量排放到下限值所 需时间Tz;各仓加权平均系数Kh;卸料车在其他料仓卸料允许的 停留时间TY..n (始终保证最低料位仓不卸空)
<formula>formula see original document page 6</formula><formula>formula see original document page 7</formula>式中<formula>formula see original document page 7</formula>料仓个数 料位料位下限 料仓储料; 料仓出料]QL=C (H「H0) QC=C (Hl—Hx)-仓型、物料安息角确定的常量系数 -从H,下降某段时间后所对应的料位 -料位上限 —1 n"仓料位 一 1 n"仓的加权平均系数 _根据最低料位计算出的总允许停留卸料的时间 一根据最低料位计算出的各仓实际允许停留卸 料的时间。ii)主控计算机根据固定料位信号、移动料位信号、车位信号和仓 下各卸料点卸料量信号按下列主控制程序进行综合分析判断， 并通过车下PLC控制卸料车以各仓最大允许停留时间，按仓位顺序进行卸料1)操作员指令开始，判断两端料仓(1#和末#)哪个更低；2) 若1#仓较低，将卸料车开向1#仓一侧的端头，并通过限 位开关进行复位，然后开向l弁仓，按计算机算出的停留时间进行卸料；若末#仓较低，则将卸料车开向末#仓一侧端 头，并通过限位开关进行复位，然后开向末#仓，按计算机 算出的停留时间进行卸料；3) 判断1# (或末#)仓是否到时，若到时，则顺次将卸料车 开向下一个仓进行卸料，若未到时，.判断1# (或末#)仓 是否出现高位报警，若报警，则顺次将卸料车开向下一个仓 进行卸料，同时判断是否出现X弁仓低位报警，若报警，则 开向X井仓进行卸料，若无报警，则继续1# (或末弁)仓卸 料，其他仓的卸料过程均与1# (或末弁)仓相同，卸料车 每到l #和末#仓一侧的端头都进行一次复位，依此往返运 行。本发明控制方法基于卸料量大于出料量的工艺设备配置，给出了一 种全新的计算方法。其主控制程序可在保证最低料位仓不卸空的前提下， 按各仓最大允许停留时间，按仓位顺序进行卸料。本发明可实现卸料车岗位无人值守，减少劳动定员；在保证安全的 前提下，实现了卸料车的经济运行，使卸料车起动次数最少，行走距离 最短，解决了卸料车来回空跑，做无用功的问题，节约了电能消耗，减 少了机械磨损；计算机屏幕上的动态模拟图逼真、准确，可为生产指挥 人员提供决策帮助，解决了科学组织生产的问题。
附图1为本发明移动卸料车自动寻位卸料控制装置的结构框图。 附图2为本发明实施例的主控制程序框图。 附图3为本发明实施例的料仓动态模拟图。 附图4为本发明实施例的移动料位和固定料位显示图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步的描述。本发明实施例以对8个料仓卸料为例，工艺给出的各项参数如下
1) 仓储时间18小时
2) 球磨机台时量260吨/小时
3) 卸料车卸料量800吨/小时
4) 两台球磨机对应8个料仓
5 ) 每个料仓卸料口设2 4个圆盘给料机
6) 单仓宽度6米
7) 单仓高度16米
8) 单仓储量1200吨
9) 8个料仓总储量9600吨
10) 两台球磨机18个小时连续作业总处理量9360吨
11) 物料安息角35'C
12) 单仓平均出料量65吨/小时
13) 单仓高度储量100吨/米
14) 料仓上限报警值15米
15) 料仓下限报警值2米首先，主控计算机根据附图3所示的各仓料位按所述的计算公式计算出卸料车在各料仓允许卸料的停留时间Th，得到1#仓_1小时；2# 仓一O. 5小时；3#仓一0. 3小时；4井仓一0小时；5#仓一O小时；6#仓 一0.7小时；7弁仓一0.5小时；8弁仓一根据另一个最低料位计算数据确定。然后按附图2所示的主控制程序进行综合分析判断，并通过车下PLC控制卸料车以各仓最大允许停留时间，按仓位顺序进行卸料。按照主控制程序(见附图2)，具体执行步骤如下操作员指令开始，判断左右两端料仓(1#、 8#仓)哪个料位更 低；l弁仓料位较低，将卸料车开向左侧的端头，并通过限位开关进行复位，然后开向1井仓，按计算机给出的停留时间U小时)进行 卸料；判断1弁仓是否到时，若到时，则顺次将卸料车开向2#仓进行卸 料；若未到时，判断1#仓是否出现高位报警，若报警，则顺次将 卸料车开向2弁仓进行卸料；同时还需判断是否出现X弁仓低位报 警，若报警，则将卸料车开向XW仓进行卸料，若无报警，则继续 1#仓卸料；2 8 #仓或X 8#仓的卸料过程如同1 #仓，各自按主控计算机随 时算出的最大允许停留时间进行卸料；卸料车到达右侧(8弁仓) 端头后需通过限位开关进行一次复位，以确保定位精度，再返回 由7 1井仓进行卸料，如此往返运行，直至仓满(或指令、故障 停机)完成一个大的周期运行。 如果就同样的情况按现有的计算机控制方式，当1#仓卸料后，会立即开向8#仓卸料，然后再寻找下一个最低料位仓，从而使卸料车频繁往返运行。本发明实施例选用的高精度旋转编码器为600个脉冲/转，安装在减 速机的输出轴上，减速机每转一圈，卸料车行走2198mm，所以，理论上 卸料车的定位精度是2198 / 600个脉冲=3. 66mm，由于理论计算的误差和 控制系统响应时间所带来的影响，以及卸料车减速停车时所行进的距离 的偏差，最终经过实际的调试，系统的跟踪精度可以达到20mm，完全可 以满足卸料车定位卸料的需要。采用随卸料车移动的雷达料位仪，可连 续检测各仓料位，弥补了固定式料位仪检测的盲区，使料位检测更全面， 信号反馈更真实(如附图4所示)。在实际运行过程中，如各仓料位高差过大，还可通过调整仓下圆盘 卸料机开停个数来调整各仓的卸料量，以使各仓料位趋向平衡。
权利要求
1. 一种移动卸料车自动寻位卸料的控制装置，其特征在于该装置由车上和车下两部分组成，安在车上的雷达料位检测仪和旋转编码器的输出端分别与车上PLC的输入端连接，限位开关和各料仓固定料位检测仪的输出端分别与车下PLC的输入端连接，车下PLC还与卸料车和圆盘给料机的控制器相联接，并通过DP网与主控计算机相联，车上、车下PLC通过无线网络通讯技术，实现数据的传送。
2. —种移动卸料车自动寻位卸料的控制方法，其特征在于其控制步骤如 下i)主控计算机根据各仓料位按下列计算公式随时计算出各仓的存料 量Q^及其仓下的出料量Qc;最低料位仓现存料量排放到下限值所需时间Tz;各仓加权平均系数Kn;卸料车在其他料仓卸料允许的 停留时间Th:<formula>formula see original document page 2</formula>式中N _料仓个数 —料位Ho —料位下限Qi_ —料仓储料量Qi=C (Hl—Ho) Qc —料仓出料量Qc=C (HL—Hx) C 一仓型、物料安息角确定的常量系数 Hx —从Pi下降某段时间后所对应的料位 Hh —料位上限 H卜n — 1 n"仓料位— 1 n"仓的加权平均系数 Tz —根据最低料位计算出的总允许停留卸料的时间 TY..n —根据最低料位计算出的各仓实际允许停留卸 料的时间；ii)主控计算机根据固定料位信号、移动料位信号、车位信号和仓 下各卸料点卸料量信号按下列主控制程序进行综合分析判断， 并通过车下PLC控制卸料车以各仓最大允许停留时间，按仓位顺序进行卸料1) 操作员指令开始，判断两端的1#和末#料仓哪个料位更 低；2) 若1井仓较低，将卸料车开向1井仓一侧的端头，并通过限 位开关进行复位，然后开向1#仓，按计算机算出的停留时 间进行卸料；若末#仓较低，则将卸料车开向末弁仓一侧端 头，并通过限位开关进行复位，然后开向末#仓，按计算机 算出的停留时间进行卸料；3) 判断1#或末#仓是否到时，若到时，则顺次将卸料车开向下一个仓进行卸料，若未到时，判断1#或末#仓是否出现 高位报警，若报警，则顺次将卸料车开向下一个仓进行卸料，同时判断是否出现X弁仓低位报警，若报警，则开向Xft仓进行卸料，若无报警，则继续1#或末#仓卸料，其他仓的卸 料过程均与1 #或末弁仓相同，卸料车每到1 #和末弁仓一侧 的端头都进行一次复位，依此往返运行。
全文摘要
本发明提供的移动卸料车自动寻位卸料控制装置由车上和车下两部分组成。车上的料位检测仪和旋转编码器分别与车上PLC连接；限位开关和各料仓固定料位检测仪分别与车下PLC连接，车下PLC还与卸料车和圆盘给料机的控制器相联接，并通过DP网与主控计算机相联。车上PLC和车下PLC通过无线通讯网络相联。其控制方法根据料位计算出各仓卸料允许的停留时间，再根据主控制程序进行判断，控制卸料车按仓位顺序进行卸料。本发明可使卸料车无人值守，减少卸料车起动和往返运行次数，节约能耗，减少磨损，实现经济运行。
文档编号B65G47/46GK101266499SQ20071001064
公开日2008年9月17日 申请日期2007年3月15日 优先权日2007年3月15日
发明者许成月, 煜 邵 申请人:鞍钢集团矿业公司