本发明涉及固体料采样领域，尤其涉及一种采样机控制方法及装置，尤其适用于煤样的采样控制。
背景技术：
在对物料进行采样分析过程中，首先需要通过盘料装置对物料进行采样，以取得定量的样品。以对煤料进行盘料采样为例，汽车采样机在采样头下降采样过程中，可能会遇到大石块或者煤中的钢筋，导致下降阻力增大使得升降电机难以继续下行，若对升降电机下行遇阻得不到及时有效检测，采样头强行下降可能会造成采样机和车厢机械损伤，特别是采样头下行遇到车厢底盘，将会发生车厢底盘被钻穿或采样机被顶起的事故。
当电机负载提高时，电机电流增大，电机转速变慢，行业内一般通过测量升降电机电流或者电动机转速的参数判断电机是否受阻，但是都存在采集数据变化趋势不是很明显的问题，所以也就不能很精确地判断问题作出及时处理。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种控制简单、精度高、可有效防止采样头在采样过程中遇阻发生采样事故，保证采样过程安全的采样机控制方法及装置。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种采样机控制方法，在采样头的下降过程中，根据升降电机的转矩确定采样头的位置状态，并根据所述位置状态确定所述升降电机的下降速度和旋转电机的旋转速度。
进一步地，所述位置状态包括料堆上状态、料堆中状态和遇阻状态；当所述转矩属于预设的第一转矩区间时，判断所述采样头的位置状态为料堆上状态；在料堆上状态时，当所述转矩发生跳变时，判断所述采样头的位置状态由料堆上状态变为料堆中状态；在料堆中状态时，当所述转矩大于预设的转矩阈值时，判断所述采样头的位置为遇阻状态。
进一步地，所述转矩阈值根据料堆中状态的转矩值和预设的系数计算确定。
进一步地，当为料堆上状态时，控制所述采样头升降电机按照预设的第一升降速度下降；当为料堆中状态时，控制所述采样头升降电机按照预设的第二升降速度下降，控制采样头旋转电机按照预设的第二旋转速度旋转；当为遇阻状态时，控制采样头升降电机停止下降，进入采样头上升过程；所述第一升降速度大于所述第二升降速度。
进一步地，以位置状态变化为料堆中状态时采样头的行程距离为堆面距离，在下一次采样头的下降过程中，当采样头的行程距离达到所述堆面距离时，确定所述位置状态为料堆中状态。
进一步地，所述遇阻状态包括异物遇阻状态和底盘遇阻状态。
进一步地，所述异物遇阻状态的预设的系统优选为1.2，所述底盘遇阻状态的预设的系数优选为1.5。
进一步地，以位置状态变化为底盘遇阻状态时采样头的行程距离为下限距离，在下一次采样头的下降过程中，当采样头的行程距离达到所述下限距离时，确定所述位置状态为底盘遇阻状态。
进一步地，在采样头的上升过程中，当采样头的行程距离小于所述堆面距离时，控制采样头旋转电机停止运行。
一种采样机控制装置，包括处理器和存储器，所述存储器加载有可实现如上任一项所述控制方法的程序，所述处理器用于执行所述程序。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1、本发明通过升降电机的转矩来确定采样头所处的位置，对采样头的位置确定精确、及时，同时，根据采样头的位置的不同，对升降电机和旋转电机采用不同的控制策略，可有效防止采样头在采样过程中遇阻发生采样事故，保证采样过程安全，提高了采样的效率，实现采样过程的节能降噪。
2、本发明在通过升降电机的转矩确定采样头所处位置的同时，还辅助通过采样头的升降行程来确定采样头所处的位置，通过冗余的控制策略，进一步的提高了控制的精度，进一步提高了采样的安全性。
附图说明
图1为本发明具体实施例流程示意图。
图2为本发明具体实施例采样示意图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例的采样机控制方法，在采样头的下降过程中，根据升降电机的转矩确定采样头的位置状态，并根据位置状态确定升降电机的下降速度和旋转电机的旋转速度。
在本实施例中，位置状态包括料堆上状态、料堆中状态和遇阻状态；当转矩属于预设的第一转矩区间时，判断采样头的位置状态为料堆上状态；在料堆上状态时，当转矩发生跳变时，判断采样头的位置状态由料堆上状态变为料堆中状态；在料堆中状态时，当转矩大于预设的转矩阈值时，判断采样头的位置为遇阻状态。当为料堆上状态时，控制采样头升降电机按照预设的第一升降速度下降；当为料堆中状态时，控制采样头升降电机按照预设的第二升降速度下降，控制采样头旋转电机按照预设的第二旋转速度旋转；当为遇阻状态时，控制采样头升降电机停止下降，进入采样头上升过程；第一升降速度大于第二升降速度。
在本实施例中，通过采样机对煤料的采样为例进行说明，如图2为采样现场的侧视图。在煤料采样中，煤料装载在汽车车厢中，采样头（图2中的A）位于车厢上方并可随导轨移动，在升降电机的驱动下，采样头A可以竖直下降，进行煤料堆中进行采样。根据电机转矩是电机的一个特性参数，根据转矩就可以判断电机可以带动的负载有多大，电机负载增大，会导致电机电流增大，电机输出功率也随之增大，电机转速减小，由电机转矩T=9549P/n：电机输出转矩与电机功率P成正比，与电机转速n成反比，当电机功率增大、转速减小，转矩将会明显增大。因此，电机负载变化将给电机带来明显的转矩变化，通过对升降电机转矩监测即可实时知晓采样头下行阻力的变化。当采样头下行采样碰到大块石头、车厢底盘等异常情况都可以通过该监测结果反映出来。
在初始状态，采样头的位置如图2中所示。采样过程中，首先通过升降电机驱动采样头下降，在采样头接触到煤料堆前，采样头仅在空气中运动，称采样头的位置状态为料堆上状态。当升降电机的转矩的值属于预设的第一转矩区间时，可以判断采样头位于煤料上方，即处于料堆上状态。在料堆上状态，采样头并不会受到煤料的阻力，因此，升降电机的负载很小，而且，升降电机的转矩几乎是恒定的，因此，预设的第一转矩区间的区间范围可以为了个较为狭窄的范围，通过一个较小范围的转矩区间，可以保证在采样头接触到煤面后，及时的响应转矩的变化情况，判断采样头由料堆上状态变为了料堆中状态。在料堆上状态时，采样头以较快的预设的第一升降速度下降，以使得采样头快速到达煤面，进行采样作业，以提高采样的效率。
在采样头接触到煤面时，由于受到煤料的阻力，升降电机的负载发生了变化，反映在升降电机的转矩上，此时，升降电机的转矩的值会发生一个跳变，即可判断采样头接触到了煤面，采样头的位置由料堆上状态变为料堆中状态，开始对煤料进行采样。此时，降低升降电机的下降速度，控制升降电机以第二升降速度驱动采样头下降，同时，控制采样头的旋转电机以预设的第二旋转速度旋转，对煤料进行采样。
通过预先对采样头在正常采样时升降电机的转矩进行分析，可以确定一个正常的采样转矩范围，当升降电机的转矩处于该转矩范围时，说明采样头为正常采样，当转矩值超出该转矩范围时，判断采样头的位置状态为遇阻状态，进行异常控制。异常控制为控制采样头升降电机停止下降，进入采样头上升过程。
在本实施例中，由于煤料中可能存在金属块、石块、车厢拉筋等异物，异物位于煤料中的位置不是固定的，可能在煤料中的任意深度，也就是说，异物或拉筋与采样头的初始高度之间的距离不是固定的，不可预测的。同时，煤料下方还必然存在车厢的底部，对于同一车厢来说，车厢的底部是固定的，可以预测的。因此，本实施例中，将遇阻状态划分为异物遇阻状态和底盘遇阻状态。针对异物遇阻状态和底盘遇阻状态分别设置异物遇阻转矩阈值和底盘遇阻转矩阈值，且异物遇阻转矩阈值小于底盘遇阻转矩阈值，当升降电机的转矩大于异物遇阻转矩阈值，且小于底盘遇阻转矩阈值时，判断为异物遇阻状态，当升降电机的转矩大于等于底盘遇阻转矩阈值时，判断为底盘遇阻状态。所述转矩阈值根据料堆中状态的转矩值和预设的系数计算确定。异物遇阻状态的预设的系统优选为1.2，底盘遇阻状态的预设的系数优选为1.5。料堆中状态的转矩值为预先对煤料采样过程进行分析得出的一个正常状态下的平均值。
在本实施例中，以位置状态变化为料堆中状态时采样头的行程距离为堆面距离，在下一次采样头的下降过程中，当采样头的行程距离达到堆面距离时，确定位置状态为料堆中状态。以位置状态变化为底盘遇阻状态时采样头的行程距离为下限距离，在下一次采样头的下降过程中，当采样头的行程距离达到下限距离时，确定位置状态为底盘遇阻状态。
在采样头下降过程中，当采样头的位置状态由料堆上状态变为料堆中状态时，记录下采样头的行程距离，如图2中的距离H1，当采样头的位置状态为底盘遇阻状态时，记录下采样头的行程距离，如图2中的距离H2。由于煤面相对来说是平整的，车厢底盘是平整的，那么，在采样头对下一个采样点进行采样时，可以将转矩和距离同时作为采样头的位置状态判定的依据，当任一个触发时，改变采样头的位置状态，以更好的保证采样过程的安全。如在确定了距离H2后，对下一个采样点进行采样时，当采样头的行程距离达到了H2，但是升降电机的转矩值并没有大于等于底盘遇阻转矩阈值，此时，将控制升降电机不再驱动采样头向下运动，而是结束该采样点的采样，进入采样头上升过程。
在本实施例的采样头上升过程中，当采样头的行程距离小于堆面距离时，控制采样头旋转电机停止运行。通过停止旋转电机，可以减少设备噪声，避免煤料洒落，实现节能降噪。
本实施例的采样机控制装置，包括处理器和存储器，存储器加载有可实现如上任一项控制方法的程序，处理器用于执行程序。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。