一种物料长堆无人堆取料智能调度系统

文档序号:1883413 发布日期:2021-11-26 浏览:32次 >En<

阅读说明:本技术 一种物料长堆无人堆取料智能调度系统 (Intelligent scheduling system for long-material unmanned material piling and taking ) 是由 张闯 袁亦斌 臧剑波 李志丹 赵玉薇 赵华 俞利涛 于 2021-09-01 设计创作,主要内容包括:本发明涉及物料调度系统技术领域,具体涉及一种物料长堆无人堆取料智能调度系统,包括无人化散料输送系统、上位机软件系统、无线通信系统和双控控制系统,其中,无人化散料输送系统包括卸料区控制系统、堆场控制系统和调配与原煤库控制系统,所述上位机软件系统用于通过无线通信系统网络连接无人化散料输送系统和双控控制系统并收发信息,利用双控控制系统控制将物料依次通过卸料区控制系统、堆场控制系统和调配与原煤库控制系统输送后进行水泥原料的制备生产。本发明大大减少了散料输送过程中的人工成本,实现现场无人化,从而降低了人工操作量以及因人工操作出现的故障率,有效提高了整个系统的安全性,增强了系统的可靠性。(The invention relates to the technical field of material scheduling systems, in particular to an intelligent scheduling system for long-pile unmanned material stacking and taking, which comprises an unmanned bulk material conveying system, an upper computer software system, a wireless communication system and a double-control system, wherein the unmanned bulk material conveying system comprises a discharging area control system, a yard control system and a blending and raw coal yard control system, the upper computer software system is used for connecting the unmanned bulk material conveying system and the double-control system through a wireless communication system network and transmitting and receiving information, and the double-control system is used for controlling materials to be conveyed through the discharging area control system, the yard control system and the blending and raw coal yard control system in sequence and then preparing and producing cement raw materials. The invention greatly reduces the labor cost in the bulk cargo conveying process and realizes the field unmanned operation, thereby reducing the manual operation amount and the failure rate caused by the manual operation, effectively improving the safety of the whole system and enhancing the reliability of the system.)

一种物料长堆无人堆取料智能调度系统

技术领域

本发明涉及物料调度系统技术领域,具体涉及一种物料长堆无人堆取料智能调度系统。

背景技术

目前水泥原材料在运输、堆取过程中需运用到大量的机械、运输设备,涉及相关的运输场地、设备均需通过人工进行观测和操作控制,如附图1所示的槐坎南方生产所使用的调度系统,因此在部分工作中往往需要依靠工人的经验来操作,这使得原材料的质量控制存在不确定的因素,还有大量的人工投入使得整个运输生产过程存在巨大的安全隐患,涉及到设备的故障安全隐患,以及更关键的工人的人身安全隐患。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述技术问题,本发明提出了一种物料长堆无人堆取料智能调度系统,使其具备高度自动化、数字化、可视化、流程化、模型化,实现物料从卡车到堆场以及堆场到调配库、原煤库的全过程自动化和无人化目标,具体技术方案如下:

一种物料长堆无人堆取料智能调度系统,包括无人化散料输送系统、上位机软件系统、无线通信系统和双控控制系统,其中,无人化散料输送系统包括卸料区控制系统、堆场控制系统和调配与原煤库控制系统,所述上位机软件系统用于通过无线通信系统网络连接无人化散料输送系统和双控控制系统并收发信息,利用双控控制系统控制将物料依次通过卸料区控制系统、堆场控制系统和调配与原煤库控制系统输送后进行水泥原料的制备生产。

进一步的,所述卸料区控制系统,用于将物料即原煤和辅料:铁粉、砂岩和页岩,通过原煤、铁粉地坑运输机和砂岩、页岩地坑皮带输送卸落至对应卸料区,再通过运输机运送至堆场控制系统,其中砂岩、页岩通过破碎机进行预处理后再卸料。

进一步的,所述堆场控制系统,设有进场皮带、料堆区、堆料机、取料机和出场皮带,所述进场皮带将原煤和辅料通过各自对应的进场皮带自动卸落至对应堆料机上,后通过堆料机自动运输至对应料堆区,然后通过取料机自动取料输送至出场皮带,通过出场皮带输送至调配与原煤库系统,其中的辅料即为铁粉、砂岩和页岩,所述取料机分为原煤取料机和辅料取料机,其中的辅料取料机包括:第一辅料取料机,用于运取砂岩和页岩;第二辅料取料机,用于运取页岩和铁粉。

进一步的,所述堆场控制系统还配置有三维扫描模块和激光测距仪,均安装于堆料机的悬臂顶部两侧区域,用于对料堆区进行激光扫描,实时显示料堆区物料状况,实现安全避碰。

进一步的,所述堆料机和取料机均配置安装有精准定位模块,其中堆料机包括原煤堆料机和辅料堆料机,所述原煤堆料机、辅料堆料机、第一辅料取料机和第二辅料取料机均采用倍加福RFID与编码器融合定位,原煤取料机采用迈测L2激光测距传感器和编码器融合定位。

进一步的,所述双控控制系统包括PLC控制系统和DCS控制系统。

进一步的,所述PLC控制系统包括机上PLC和中控PLC,机上PLC控制采用西门子S7-1200系列,为实现对现场五台机器即原煤堆料机、辅料堆料机、第一辅料取料机和第二辅料取料机和原煤取料机的集群控制,所述中控PLC,用于连接沟通上位机和机上PLC的通信。

进一步的,所述调配与原煤库控制系统,设有入库皮带、储存库和出库皮带,所述入库皮带分为辅料入库皮带和原煤入仓皮带,所述储存库包括原料调配库和原煤仓;辅料和原煤分别通过辅料入库皮带和原煤入仓皮带运输至各自储存库,后根据生产需要经出库皮带出库。

进一步的,所述上位机软件系统主要由堆场三维呈现、调配库、原煤库、系统皮带、数据面板、状态信息面板、操作面板以及故障信息面板组成,用于实时显示机器设备以及各个皮带运行状态,包括电流值、位置信息和角度信息,并有故障报警信息实时推送信息提示以及对应的语音信息提示。

进一步的,该系统还配置有堆场安全防护系统,包括声光报警器和人员识别模块,其中声光报警器设置于入库皮带和出库皮带,用于在皮带一键启动前,声光报警器进行报警,人员识别模块用于自动监测人员的出入。

本发明系统的优点:

本发明大大减少了散料输送过程中的人工成本,实现现场无人化,从而降低了人工操作量以及因人工操作出现的故障率,有效提高了整个系统的安全性,通过采用双控控制系统及相应的智能化操作软件,增强了系统的可靠性。

附图说明

图1是目前现有的散料输送系统的示意图;

图2是本发明的无人化散料输送系统的示意图;

图3是本发明的系统总体架构示意图;

图4是本发明的PLC控制系统架构示意图;

图5是本发明的原煤堆料控制流程示意图;

图6时本发明的铁粉堆料控制流程示意图;

图7是本发明的原煤取料控制流程示意图;

图8是本发明的辅料堆料控制流程示意图;

图9是本发明的辅料取料控制流程示意图;

图10是本发明的堆料区整体结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和技术效果更加清楚明白,以下结合说明书附图,对本发明作进一步详细说明。

如图2和图3所示,本发明的一种物料长堆无人堆取料智能调度系统,包括无人化散料输送系统、上位机软件系统、无线通信系统和双控控制系统,其中,无人化散料输送系统包括卸料区控制系统、堆场控制系统和调配与原煤库控制系统,双控控制系统包括PLC控制系统和DCS控制系统,所述上位机软件系统用于通过无线通信系统网络连接无人化散料输送系统和双控控制系统并收发信息,利用双控控制系统控制将物料依次通过卸料区控制系统、堆场控制系统和调配与原煤库控制系统输送后进行水泥原料的制备生产。

所述卸料区控制系统,用于将物料即原煤、铁粉、砂岩和页岩,通过原煤、铁粉地坑运输机和砂岩、页岩地坑皮带输送卸落至对应卸料区,再通过运输机运送至堆场控制系统,其中砂岩、页岩通过破碎机进行预处理后再卸料。

所述堆场控制系统,设有进场皮带、料堆区、堆料机、取料机和出场皮带,所述进场皮带将原煤和辅料通过各自对应的进场皮带自动卸落至对应堆料机上,后通过堆料机自动运输至对应料堆区,然后通过取料机自动取料输送至出场皮带,通过出场皮带输送至调配原煤库系统,其中的辅料即为铁粉、砂岩和页岩,所述取料机分为原煤取料机和辅料取料机,其中的辅料取料机包括:第一辅料取料机,用于运取砂岩和页岩;第二辅料取料机,用于运取页岩和铁粉。

所述堆场控制系统还配置有三维扫描模块和激光测距仪,均安装于堆料机的悬臂顶部两侧区域,用于对料堆区进行激光扫描,实时显示料堆区物料状况,实现安全避碰。

所述堆料机和取料机均配置安装有精准定位模块,其中堆料机包括原煤堆料机和辅料堆料机,所述原煤堆料机、辅料堆料机、第一辅料取料机和第二辅料取料机均采用倍加福RFID与编码器融合定位,原煤取料机采用迈测L2激光测距传感器和编码器融合定位。

所述调配与原煤库控制系统,设有入库皮带、储存库和出库皮带,所述入库皮带分为辅料入库皮带和原煤入仓皮带,所述储存库包括原料调配库和原煤仓;辅料和原料分别通过辅料入库皮带和原煤入仓皮带运输至各自储存库,后根据生产需要经出库皮带出库。

如图4所示,所述PLC控制系统包括机上PLC和中控PLC,机上PLC控制采用西门子S7-1200系列,型号为S7-1212,为实现对现场五台机器即原煤堆料机、辅料堆料机、第一辅料取料机和第二辅料取料机和原煤取料机的集群控制,所述中控PLC,型号为S7-1511PLC,用于连接沟通上位机和机上PLC的通信。

本发明系统还配置有堆场安全防护系统,包括声光报警器和人员识别模块,其中声光报警器设置于入库皮带和出库皮带,用于在皮带一键启动前,声光报警器进行一分钟左右时间的报警,提醒现场人员及时撤离,人员识别模块用于自动监测人员的出入,确保非相关人员不得随机进出。

所述上位机软件系统主要由堆场三维呈现、调配库、原煤库、系统皮带、数据面板、状态信息面板、操作面板以及故障信息面板组成,可实时显示机器设备以及各个皮带运行状态,包括电流值、位置信息和角度信息等,并有故障报警信息实时推送信息提示以及对应的语音信息提示。

本发明的一种物料长堆无人堆取料智能调度系统对物料的控制运输流程主要包括原煤堆料控制流程、铁粉堆料控制流程、原煤取料控制流程、辅料堆料控制流程和辅料取料控制流程。

具体的,如图5所示,所述原煤堆料控制流程为:首先进行料区选择,若不需要选择调区,则依次启动并完成原煤堆料机俯仰探料、机上皮带、机下皮带、板喂机,从而完成一键启动;若需要调区,则堆料机上升至最大俯仰角度,煤取料机耙车到司机室位置。然后将原煤堆料机调至所选料区,再依次启动并完成原煤堆料机俯仰探料、机上皮带、机下皮带、板喂机,从而完成一键启动。

如图6和图10所示,铁粉堆料控制流程:首先进行料区选择,若不需要选择调区,则依次启动并完成铁粉堆料机俯仰探料、机上皮带、机下皮带、板喂机,从而完成一键启动;若需要调区,则先判断当前是否在原煤区,若是,则在6区和7区间进行降俯仰探料,其中,铁粉堆料区分为5区和6区,原煤堆料区分为7区和8区,原煤堆料机可为铁粉和原煤堆料;

若不是,则跳过降俯仰探料,然后铁粉取料机判断是否需要避车,避车即:防止第二辅料取料机与原煤堆料机碰撞,若需要避车,则铁粉取料机即第二辅料机俯仰到位,具体为由于堆料机与取料机不允许在同一个区作业,如同区,则全部报警停机,当原煤堆料机在5和6区时,俯仰角度需设为避碰角度,例如默认2°,铁粉辅料取料机俯仰需提升到最大值,例如默认49.9°,两台机器在未达到各自设定的角度前,行走不运行。原煤堆料机由原煤堆料区7区和8区进入铁粉堆料区区5区和6区时,在7区和6区的中间位置,原煤堆料机会自动停下将俯仰降到避碰角度例如默认3.2°,此时如果铁粉取料机在行走,则停下等待;然后将铁粉堆料机即辅料堆料机调至所选料区,再依次启动并完成铁粉堆料机俯仰探料、机上皮带、机下皮带、板喂机,从而完成一键启动。

如图7所示,原煤取料控制流程:当原煤仓储量低时,依次启动入仓皮带、机下皮带、原煤取料机,通过行走频率自动调节,使原煤仓满仓,满仓后依次停止原煤取料机、机下皮带、入仓皮带的工作。

其中的,行走频率自动调节具体为:当刮板电流或入仓皮带电流过大时,原煤取料机调节降至低速,反之,则根据设置的100秒调节周期,若到100秒,则当刮板电流且入仓皮带电流过小时,则判断原煤取料机位置,在中部时调节升至快速,不在中部时升至高速,当刮板电流且入仓皮带电流非过小时,则调为匀速;若不到100秒,则无需调速。

如图8所示,辅料堆料控制流程:首先进行料区选择,若不需要选择调区,则依次启动并完成辅料堆料机俯仰探料、机上皮带、机下皮带、地坑皮带、破碎机,从而完成一键启动;若需要调区,则进行砂岩取料机避车处理和铁粉取料机避车处理,然后将辅料堆料机调至所选料区,再依次启动并完成辅料堆料机俯仰探料、机上皮带、机下皮带、地坑皮带、破碎机,从而完成一键启动。

如图9所示,辅料取料控制流程:当辅料仓储量低时,首先进行取料启动,选择取料机和料区,打开指定翻板,再依次启动入仓皮带、机下皮带、辅料取料机,通过行走频率自动调节,使辅料仓满仓,满仓后停止辅料取料机、机下皮带、入仓皮带的工作,取料结束;其中当取料机停止后其他仓底皮带料空时,取料也结束。辅料仓包括:页岩仓、铁粉仓、砂岩仓。

其中的,行走频率自动调节具体为:当刮板电流或入仓皮带电流过大时,辅料取料机调节降至低速,反之,则根据设置的100秒调节周期,若到100秒,则当刮板电流且入仓皮带电流过小时,调节升至快速当刮板电流且入仓皮带电流非过小时,则调为匀速;若不到100秒,则无需调速。

以上所述,仅为本发明的优选实施案例,并非对本发明做任何形式上的限制。虽然前文对本发明的实施过程进行了详细说明,对于熟悉本领域的人员来说,其依然可以对前述各实例记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行同等替换。凡在本发明精神和原则之内所做修改、同等替换等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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