CN103112729A - 用于堆料机自动溜垛的控制方法、控制设备以及控制*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于堆料机自动溜垛的控制方法、控制设备以及控制***。该方法包括：接收自动溜垛指令；在所述堆料机当前进行堆垛的最后一个垛顶的高度到达第一预定高度的情况下，控制堆料机的大臂上仰预定高度；在所述垛顶的高度到达第二预定高度的情况下，控制所述堆料机向与所述第一方向相反的第二方向行走；在所述堆料机到达预定位置的情况下，控制堆料机大臂上仰预定高度；以及在判断当前垛顶到达第三预定高度的情况下，控制堆料机向所述第一方向上行走，以回到堆料所述最后一个垛顶的位置，所述堆料机于大臂上仰及行走期间均进行堆料。

Description

用于堆料机自动溜垛的控制方法、控制设备以及控制***

技术领域

本发明涉及堆料机的控制领域，具体地，涉及一种用于堆料机自动溜垛的控制方法、控制设备以及控制***。

背景技术

堆料机是在煤炭港口中的重要设备。堆料机具有单向堆料功能，物料经由地面皮带传送到堆料机，并通过尾车、中心漏斗落到悬臂皮带上，之后在驱动滚筒带动下物料由落料处随皮带运送到悬臂头部的改向滚筒，最后在改向滚筒处抛料，实现物料从地面皮带到堆场的运输。堆料机作业时主要采用定点堆料方式，首先把大臂架调整到适当高度，在堆料过程中一面堆料一面调整前臂堆料高度，直至达到堆高要求后开动行走机构移动一个位置，继续从下往上堆料。现有技术的这种堆料方式，虽然消耗功率小、操作也很简单，但在堆垛时会产生峰谷，因此在作业结束前，堆料机司机要进行溜垛，填满峰谷，以便提高取料时的效率。一般地，堆料机司机在进行溜垛时，主要根据自己的经验来判断溜垛时机和方法，因此往往垛形很难控制，垛形的整齐性将直接影响取料机的取料。例如，当垛形不整时（如，出现驼峰垛），取料机需要消耗较多的能源才可以完成取料，降低了取料机的稳定性。

发明内容

针对现有的技术中存在的上述问题，本发明提出了一种用于堆料机自动溜垛的控制方法、控制设备以及控制***。

本发明提供一种用于堆料机自动溜垛的控制方法，其中在进行溜垛控制之前，所述堆料机向第一方向进行堆料，该方法包括：接收自动溜垛指令；在所述堆料机当前进行堆垛的最后一个垛顶的高度到达第一预定高度的情况下，控制堆料机的大臂上仰预定高度；在所述垛顶的高度到达第二预定高度的情况下，控制所述堆料机向与所述第一方向相反的第二方向行走；在所述堆料机到达预定位置的情况下，控制堆料机大臂上仰预定高度；以及在判断当前垛顶到达第三预定高度的情况下，控制堆料机向所述第一方向上行走，以回到堆料所述最后一个垛顶的位置，所述堆料机于大臂上仰及行走期间均进行堆料，所述第一预定高度小于所述第二预定高度，所述第三预定高度大于所述第二预定高度。

相应地，本发明还提供一种用于堆料机自动溜垛的控制设备，其中在进行溜垛控制之前，所述堆料机向第一方向进行堆料，该控制设备包括：用于接收自动溜垛指令的装置；用于在所述堆料机当前进行堆垛的最后一个垛顶的高度到达第一预定高度的情况下控制堆料机的大臂上仰预定高度的装置；用于在所述垛顶的高度到达第二预定高度的情况下控制所述堆料机向与所述第一方向相反的第二方向行走的装置；用于在所述堆料机到达预定位置的情况下控制堆料机大臂上仰预定高度的装置；以及用于在判断当前垛顶到达第三预定高度的情况下控制堆料机向所述第一方向上行走以回到堆料所述最后一个垛顶的位置的装置，所述堆料机于大臂上仰及行走期间均进行堆料，所述第一预定高度小于所述第二预定高度，所述第三预定高度大于所述第二预定高度。

另外，本发明还提供一种用于堆料机自动溜垛的控制***，该***包括：堆料机；以及如上所述的控制设备。

本发明所提供的一种用于堆料机自动溜垛的控制方法、控制设备以及控制***，可以对堆料机的溜垛过程进行自动控制，实现了自动溜垛的工艺方法，排除了人为因素的干扰，一方面保证了堆料工艺的标准性，较好实现了对垛形的控制，提高了堆料机的可操作性，降低了司机的工作强度，提高了堆料机的工作效率，实现了自动化堆料。另一方面由于物料垛形得到了很好的控制，保证了取料机的取料效率，并且减少了能耗，提高了取料机的稳定性。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是根据本发明一种实施方式的用于堆料机自动溜垛的控制***的方框图。

图2是根据本发明一种实施方式的用于堆料机自动溜垛的控制方法的流程图；

图3是根据本发明的实施方式的用于堆料机自动溜垛过程的示意图；以及

图4是根据本发明一种实施方式的用于堆料机自动溜垛的控制方法的流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

图1是根据本发明一种实施方式的用于堆料机自动溜垛的控制***的方框图。该***包括：堆料机100；以及控制设备200。

其中，在进行溜垛控制之前，堆料机100向第一方向进行堆料，该控制设备200包括：用于接收自动溜垛指令的装置；用于在堆料机100当前进行堆垛的最后一个垛顶的高度到达第一预定高度的情况下控制堆料机100的大臂上仰预定高度的装置；用于在所述垛顶的高度到达第二预定高度的情况下控制堆料机100向与所述第一方向相反的第二方向行走的装置；用于在堆料机100到达预定位置的情况下控制堆料机100大臂上仰预定高度的装置；以及用于在判断当前垛顶到达第三预定高度的情况下控制堆料机100向所述第一方向上行走以回到堆料所述最后一个垛顶的位置的装置，堆料机100于大臂上仰及行走期间均进行堆料，所述第一预定高度小于所述第二预定高度，所述第三预定高度大于所述第二预定高度。

图2是根据本发明一种实施方式的用于堆料机自动溜垛的控制方法的流程图。例如，在该用于堆料机自动溜垛的控制***中，控制设备200根据如图2所示的控制方法来控制堆料机100完成自动溜垛过程。其中在进行溜垛控制之前，堆料机100向第一方向进行堆料，该方法包括：接收自动溜垛指令；在步骤1001，判断当前进行堆垛的最后一个垛顶的高度是否到达第一预定高度；在步骤1002，当最后一个垛顶的高度到达第一预定高度时，控制堆料机100的大臂上仰预定高度；在步骤1003，判断所述垛顶的高度是否到达第二预定高度；在步骤1004，在所述垛顶的高度到达第二预定高度的情况下，控制所述堆料机100向与所述第一方向相反的第二方向行走；在步骤1005，判断所述堆料机100是否到达预定位置；在步骤1006，在所述堆料机100到达预定位置的情况下，控制堆料机100大臂上仰预定高度；以及在步骤1007，判断当前垛顶是否到达第三预定高度；在步骤1008，在当前垛顶到达第三预定高度的情况下，控制堆料机100向所述第一方向上行走，以回到堆料所述最后一个垛顶的位置，所述堆料机100于大臂上仰及行走期间均进行堆料，所述第一预定高度小于所述第二预定高度，所述第三预定高度大于所述第二预定高度。

具体来说，一般地，自动溜垛过程是堆料机100在堆垛过程之后进行的。图3是根据本发明的实施方式的用于堆料机自动溜垛过程的示意图。例如，如图3所示在进行溜垛控制之前，堆料机100向第一方向进行堆料（例如，堆料机100此时向西进行物料的堆垛）。在堆料机进行最后一个垛顶（如图3中示出的“1”位置）的堆垛时，控制设备200通过接收自动溜垛指令来开始自动溜垛，该指令可以是一个高电平或低电平信号（例如，可以是堆料机操作人员所触发的）。在步骤1001，控制设备200判断当前进行堆垛的最后一个垛顶的高度是否到达第一预定高度，其中该第一预定高度位于低于图3中所示的“2”位置h米处。在步骤1002，当最后一个垛顶的高度到达第一预定高度时，堆料机100的料位检测装置（未示出）将发送一个高电平（或低电平）到控制设备200，此时控制设备200控制堆料机100的大臂上仰预定高度（例如，大臂上仰预定高度可以为0.5m）。在步骤1003，控制设备200判断所述垛顶的高度是否到达第二预定高度（如图3中示出的“2”位置）。在步骤1004，当所述垛顶的高度到达第二预定高度时，堆料机100的料位检测装置（未示出）将发送一个高电平（或低电平）到控制设备200，此时控制设备200控制堆料机100向与所述第一方向相反的第二方向（例如，向东）行走。其中，第一预定高度小于第二预定高度，即h米，优选地，第一预定高度与第二预定高度之差为0.5m。在步骤1005，控制设备200判断堆料机100是否到达预定位置（如图3中示出的“3”位置），其中该预定位置根据实际所堆的垛的多少的不同而不同。在步骤1006，当所述堆料机到达预定位置时，堆料机100的料位检测装置（未示出）将发送一个高电平（或低电平）到控制设备200，此时控制设备200控制堆料机100大臂上仰预定高度（例如，大臂上仰预定高度可以为0.5m）；以及在步骤1007，控制设备200判断当前垛顶是否到达第三预定高度（如图3中示出的“5”位置）；在步骤1008，当当前垛顶到达第三预定高度时，堆料机100的料位检测装置（未示出）将发送一个高电平（或低电平）到控制设备200，此时控制设备200控制堆料机100向所述第一方向上行走，以使其回到堆料的最后一个垛顶的位置（如图3中示出的“6”位置），完成自动溜垛。在堆料机100的大臂上仰以及堆料机100行走期间均进行堆料操作，并且第三预定高度大于第二预定高度，优选地，第三预定高度与第二预定高度之差为0.5m。

此外，本发明还提供了另一种实施方式，图4是根据本发明一种实施方式的用于堆料机自动溜垛的控制方法的流程图。这种实施方式考虑到使堆料机100回到堆料的最后一个垛顶的位置的同时物料刚好卸完，此时物料的垛形最佳（一般地，为梯形垛）。这种实施方式的控制方法除了包括上述图1中所记载的方法还包括：在步骤2007，在堆料机100到达所述预定位置的情况下，计算小步幅移动次数M；根据所述小步幅移动次数M进行小步幅移动并堆料M次之后，控制堆料机100大臂上仰预定高度。

相应地，根据这种实施方式的控制设备200除了包括上述装置之外还包括：用于在堆料机100到达所述预定位置的情况下计算小步幅移动次数M的装置；用于根据所述小步幅移动次数M进行小步幅移动并堆料M次之后控制堆料机100大臂上仰预定高度的装置。

其中根据下述公式计算所述小步幅移动次数M：

M=（T-T₁-t*2-T₂）/T₃，

其中，T为自动溜垛总时间；T₁为自接收自动溜垛指令开始到所述垛顶到达所述第二预定高度的时间；t*2为堆料机从所述最后一个垛顶行走到预定位置以及从预定位置返回至所述最后一个垛顶的时间；T₂为大臂上仰预定高度以及当前的垛顶到达第三预定高度的时间；T₃为堆料机进行一次小步幅移动以及当前的垛顶到达预定高度的时间，

以及，其中所述自动溜垛总时间T根据下述公式计算：T=L/V+T₄，其中，L为运输物料所经过的皮带长度；V为皮带运行速度；T₄为翻车机剩余循环所需的时间。

具体来说，为了使堆料机100回到堆料的最后一个垛顶的位置（如图3中示出的“6”位置）的同时物料刚好卸完以得到最佳垛形（例如，梯形垛），需要对自动溜垛的时间进行控制。如图3所示在进行溜垛控制之前，堆料机100向第一方向进行堆料（例如，堆料机100此时向西进行物料的堆垛）。在堆料机进行最后一个垛顶（如图3中示出的“1”位置）的堆垛时（例如，达“1到”位置的时间为t1），控制设备200通过接收自动溜垛指令来开始自动溜垛，该指令可以是一个高电平或低电平信号（例如，可以是堆料机操作人员所触发的）。如图4所示，在步骤2001，首先控制设备200计算自动溜垛总时间T以便之后在步骤2007中计算小步幅移动次数M，其中，自动溜垛总时间T根据下述公式计算：

T=L/V+T₄    （1）

其中，L为运输物料所经过的皮带长度；V为皮带运行速度；T₄为翻车机剩余循环所需的时间。

优选地，T₄可以为翻车机剩余循环所需的时间（例如，翻车机剩余2个循环所需的时间为240秒），V为4米/秒。在步骤2002，控制设备200判断当前进行堆垛的最后一个垛顶的高度是否到达第一预定高度，其中该第一预定高度位于低于图3中所示的“2”位置h米处。在步骤2003，当最后一个垛顶的高度到达第一预定高度时，堆料机100的料位检测装置（未示出）将发送一个高电平（或低电平）到控制设备200，此时控制设备200控制堆料机100的大臂上仰预定高度（例如，大臂上仰预定高度可以为0.5m）。在步骤2004，控制设备200判断所述垛顶的高度是否到达第二预定高度（如图3中示出的“2”位置，达到“2”位置的时间为t2）。在步骤2005，当所述垛顶的高度到达第二预定高度时，堆料机100的料位检测装置（未示出）将发送一个高电平（或低电平）到控制设备200，并同时采集从t1到t2所用的时间为T1，此时控制设备200控制堆料机100向与所述第一方向相反的第二方向（例如，向东）行走。其中，第一预定高度小于第二预定高度，即h米，优选地，第一预定高度与第二预定高度之差为0.5m。在步骤2006，控制设备200判断堆料机100是否到达预定位置（如图3中示出的“3”位置，达到“3”位置的时间为t3）。其中该预定位置根据实际所堆的垛的多少的不同而不同。在步骤2007，当所述堆料机到达预定位置时，堆料机100的料位检测装置（未示出）将发送一个高电平（或低电平）到控制设备200，此时控制设备200将采集从t2到t3所用的时间为t，并计算小步幅移动次数M。其中，根据下述公式计算所述小步幅移动次数M：

M=（T-T₁-t*2-T₂）/T₃    （2）

其中，T为自动溜垛总时间（根据上述公式（1）在步骤2001计算）；T₁为自接收自动溜垛指令开始到所述垛顶到达所述第二预定高度的时间；t*2为堆料机从所述最后一个垛顶行走到预定位置以及从预定位置返回至所述最后一个垛顶的时间；T₂为大臂上仰预定高度以及当前的垛顶到达第三预定高度的时间；T₃为堆料机进行一次小步幅移动以及当前的垛顶到达预定高度的时间。

之后，控制设备200根据小步幅移动次数M进行小步幅移动并堆料M次。举例来说，若计算出的M为3，则控制设备200将控制堆料机100进行小步幅移动3次，即堆料机100进行一次小步幅移动（例如，如图3所示向第二方向移动距离为0.5m）并停留一段时间以使物料到达预定高度用时即为T₃（例如，60秒），该预定高度是与“3”位置相同的高度，并再重复上述动作两次以到达“4”位置，达到“4”位置的时间为t4。之后控制堆料机100大臂上仰预定高度（例如，大臂上仰预定高度可以为0.5m）。这里，T₂可以是堆料机100的大臂上仰0.5m后，物料垛顶到达预定高度的时间（如图3中示出的“5”位置，达到“5”位置的时间为t5）。

在步骤2008，控制设备200判断当前垛顶是否到达第三预定高度；在步骤2009，当当前垛顶到达第三预定高度时，堆料机100的料位检测装置（未示出）将发送一个高电平（或低电平）到控制设备200，此时控制设备200控制堆料机100向所述第一方向上行走时间t，这里时间t可以与堆料机100从所述最后一个垛顶行走到预定位置（即“2”位置到“3”位置）的时间相同，以使其回到堆料的最后一个垛顶的位置（如图3中示出的“6”位置，达到“6”位置的时间为t6），此时物料刚好卸空形成梯形垛，完成自动溜垛。在堆料机100的大臂上仰以及堆料机100行走期间均进行堆料操作，并且第三预定高度大于第二预定高度，优选地，第三预定高度与第二预定高度之差为0.5m。

应当理解的是，由于上述公式（1）、（2）所计算出的小步幅移动次数M是取整数值来进行操作的，所以在实际操作中可能会出现在堆料机100到达最后一个垛顶后仍有物料剩余的情况。此时，堆料机操作人员可以在物料斜坡上堆卸物料，由于剩余物料的量很少，因此该操作不会影响垛形。

本发明所提供的一种用于堆料机自动溜垛的控制方法、控制设备以及控制***，可以对堆料机进行自动控制，实现了自动溜垛的工艺方法，排除了人为因素的干扰，一方面保证了堆料工艺的标准性，较好实现了对垛形的控制，提高了堆料机的可操作性，降低了司机的工作强度，提高了堆料机的工作效率，实现了自动化堆料。另一方面由于物料垛形得到了很好的控制，保证了取料机的取料效率，并且减少了能耗，提高了取料机的稳定性。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

Claims (7)

1.一种用于堆料机自动溜垛的控制方法，其中在进行溜垛控制之前，所述堆料机向第一方向进行堆料，该方法包括：

接收自动溜垛指令；

在所述堆料机当前进行堆垛的最后一个垛顶的高度到达第一预定高度的情况下，控制堆料机的大臂上仰预定高度；

在所述垛顶的高度到达第二预定高度的情况下，控制所述堆料机向与所述第一方向相反的第二方向行走；

在所述堆料机到达预定位置的情况下，控制堆料机大臂上仰预定高度；以及

在判断当前垛顶到达第三预定高度的情况下，控制堆料机向所述第一方向上行走，以回到堆料所述最后一个垛顶的位置，

所述堆料机于大臂上仰及行走期间均进行堆料，所述第一预定高度小于所述第二预定高度，所述第三预定高度大于所述第二预定高度。

2.根据权利要求1所述的控制方法，该方法还包括：

在堆料机到达所述预定位置的情况下，计算小步幅移动次数M；

根据所述小步幅移动次数M进行小步幅移动并堆料M次之后，控制堆料机大臂上仰预定高度。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其中根据下述公式计算所述小步幅移动次数M：

M=（T-T₁-t*2-T₂）/T₃，

其中，T为自动溜垛总时间；T₁为自接收自动溜垛指令开始到所述垛顶到达所述第二预定高度的时间；t*2为堆料机从所述最后一个垛顶行走到预定位置以及从预定位置返回至所述最后一个垛顶的时间；T₂为大臂上仰预定高度以及当前的垛顶到达第三预定高度的时间；T₃为堆料机进行一次小步幅移动以及当前的垛顶到达预定高度的时间，

其中所述自动溜垛总时间T根据下述公式计算：T=L/V+T₄，其中，L为运输物料所经过的皮带长度；V为皮带运行速度；T₄为翻车机剩余循环所需的时间。

4.一种用于堆料机自动溜垛的控制设备，其中在进行溜垛控制之前，所述堆料机向第一方向进行堆料，该控制设备包括：

用于接收自动溜垛指令的装置；

用于在所述堆料机当前进行堆垛的最后一个垛顶的高度到达第一预定高度的情况下控制堆料机的大臂上仰预定高度的装置；

用于在所述垛顶的高度到达第二预定高度的情况下控制所述堆料机向与所述第一方向相反的第二方向行走的装置；

用于在所述堆料机到达预定位置的情况下控制堆料机大臂上仰预定高度的装置；以及

用于在判断当前垛顶到达第三预定高度的情况下控制堆料机向所述第一方向上行走以回到堆料所述最后一个垛顶的位置的装置，

所述堆料机于大臂上仰及行走期间均进行堆料，所述第一预定高度小于所述第二预定高度，所述第三预定高度大于所述第二预定高度。

5.根据权利要求4所述的控制设备，该控制设备还包括：

用于在堆料机到达所述预定位置的情况下计算小步幅移动次数M的装置；

用于根据所述小步幅移动次数M进行小步幅移动并堆料M次之后控制堆料机大臂上仰预定高度的装置。

6.根据权利要求5所述的控制设备，其中根据下述公式计算所述小步幅移动次数M：

M=（T-T₁-t*2-T₂）/T₃，

其中，T为自动溜垛总时间；T₁为自接收自动溜垛指令开始到所述垛顶到达所述第二预定高度的时间；t*2为堆料机从所述最后一个垛顶行走到预定位置以及从预定位置返回至所述最后一个垛顶的时间；T₂为大臂上仰预定高度以及当前的垛顶到达第三预定高度的时间；T₃为堆料机进行一次小步幅移动以及当前的垛顶到达预定高度的时间，

其中所述自动溜垛总时间T根据下述公式计算：T=L/V+T₄，其中，L为运输物料所经过的皮带长度；V为皮带运行速度；T₄为翻车机剩余循环所需的时间。

7.一种用于堆料机自动溜垛的控制***，该***包括：

堆料机；以及

根据权利要求4-6中任一项所述的控制设备。

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