CN104030005B - 一种物料位置跟踪方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于物料跟踪领域，提供了一种物料位置跟踪方法，包括步骤：(1)确定物料跟踪的初始位置s₀、物料输送至所述初始位置处的时间t₀，对物料开始跟踪；(2)确定物料速度采集的时间间隔Δt；(3)采集物料在所述时间间隔Δt的各末端时刻t_i处的输送速度v_i，i表示第i个时间间隔Δt，i∈N；(4)计算物料在第i个时间间隔上的位移量s_i＝v_i·Δt，其中i∈N；(5)计算物料在t_i时刻距离初始位置的距离S_i＝s₁+s₂+...+s_i，i∈N，完成对物料位置的跟踪。该方法可以对输送的物料的位置进行跟踪，便于实现对输送过程中的物料位置进行跟踪，从而可用于各直线输送物料的集中监控。

Description

一种物料位置跟踪方法

技术领域

本发明涉及设备控制领域，具体为一种基于速度模拟积分的、通过直线方式输送的物料位置跟踪方法，可用于轧钢领域中物料的链条直线输送、辊道直线输送等直线输送的物料的位置跟踪。

背景技术

在轧钢领域，物料往往通过物料输送***进行输送。而物料输送***的驱动一般采用变频器驱动电机的方式。物料输送速度可以调节。且变频器通过通讯与PLC控制器实现通讯，将电机的实际运行转速传输给控制器，控制器通过变频器控制电机的实际转速，结合输送设备减速箱减速比及输送辊辊径，可以计算出物料输送的实时线速度。

在现有的物料输送***，如链条输送、辊道输送等中，对于物料的实际位置的处理一般采用在特定位置安装检测元件的方法，在实际位置上没有检测元件之处，则对物料的实际位置无法进行检测。这种检测方式只是在物料输送至特定的检测元件处才可以对物料的位置进行检测，中间的输送过程无法跟踪。此为现有技术的不足之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供一种物料位置跟踪方法，该方法可以对输送的物料的位置进行跟踪，便于实现对输送过程中的物料位置进行跟踪，从而可用于各直线输送物料的集中监控。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种物料位置跟踪方法，包括步骤：

(1)确定物料跟踪的初始位置s₀，记录物料输送至初始位置s₀的时刻t₀，对物料开始跟踪；

(2)确定物料速度采集的时间间隔Δt；

(3)分别采集各时间间隔Δt末端时刻t_i的物料输送速度v_i，作为相应时间间隔上的物料输送速度,i表示第i个时间间隔，i∈N；

(4)计算物料在第i个时间间隔上的位移量s_i＝v_i·Δt，其中i∈N；

(5)计算物料在t_i时刻距离初始位置的距离S_i＝s₁+s₂+…+s_i，i∈N，完成对物料位置的跟踪。

步骤(1)中所述的对物料开始跟踪采用的判定方法是，在初始位置处，通过物料检测开关检测物料是否已进入物料跟踪区域。

所述的物料检测开关为光电开关。

还包括步骤(6),在物料跟踪区域内设置位置检测开关，用于在物料经过位置检测开关时，对物料的位置进行修正。

所述的对物料的位置进行修正的方法为：

(1)确定位置检测开关距离初始位置的距离d；

(2)设定一允许的误差距离d₀，并计算出(d-d₀)与(d+d₀)的值；

(3)分别比较S_i与(d-d₀)和(d+d₀)的大小关系，若S_i≤(d-d₀)，则物料此时的位置为S_i，不作修正；否则若(d-d₀)＜S_i＜(d+d₀)，则将此时物料的位置修正为d，否则S_i≥(d+d₀)，物料位置为S_i，不作修正，其中i∈N。

所述的位置检测开关为光电开关。

所述位置检测开关的数量为多个。

一位置检测开关设置在物料跟踪区域的末端，用于对物料的位置进行修正，且用于检测物料是否已离开物料跟踪区域。若检测到物料已离开物料跟踪区域，则停止物料跟踪。其中，该修正方法如上所述对物料的位置进行修正的方法。该物料检测开关为光电开关。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

(1)本发明用于轧钢过程中对直线输送的物料进行位置跟踪，其通过分割求和的方式模拟对物料输送速度的积分，进行物料当前位置的确定，便于控制器的运算处理，且能够克服现有技术中只能在特定的检测元件处才可以对物料的位置进行检测、而中间输送过程无法跟踪的弊端，便于对处于输送中间过程中的物料的位置进行跟踪，使得在没有安装检测元件的位置依然可以进行物料跟踪，从而便于对物料输送的监控，进而可确保轧钢物料的供应，确保轧钢的顺利进行；

(2)本发明在物料跟踪区域的内部设有位置检测开关，用于在物料经过位置检测开关时，对计算出的物料位置进行修正，从而增加对物料位置定位的准确度，便于对物料的调度与管理，进而确保轧钢各工序的顺利进行。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明具体实施方式中物料通过物料跟踪区域的输送速度时间曲线图；

图2为图1中曲线的分割示意图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

1、物料直线位置的计算

一用于输送轧钢所需物料的辊道输送装置，其采用变频器驱动电机的方式控制物料的输送速度。变频器通过通讯与PLC控制器实现通讯，将电机的实际运行转速实时传输给PLC控制器，PLC控制器通过变频器控制电机的实际转速，结合输送设备减速箱减速比及输送辊辊径，可以计算出物料输送的实时线速度。其中，在本实施方式中，电机转速为N(rpm)，输送设备减速箱减速比为p，输送辊辊径为r(mm)，则物料输送速度V(m/s)为V＝(N/60/p)*2*3.14*r/1000。

物料输送速度与实践的关系如图1所示，图中曲线为物料通过物料跟踪区域的输送速度曲线，坐标原点处时间点t₀＝0，物料速度为20mm/s的初始传输速度，图中的阴影面积就是物料距离初始位置的相对位移。

但鉴于PLC控制器对于图1所示的曲线直接做积分运算处理起来比较困难，故本发明采用将图1分割求和的方式模拟速度积分，进行输送过程中物料位置的跟踪，从而便于PLC控制器的计算与处理。分割后的曲线图如图2所示，具体步骤如下：

(1)确定图1中的坐标原点对应追踪区域的位置为物料跟踪的初始位置s₀＝0，并记录此时物料输送至初始位置s₀＝0的时刻t₀＝0，从初始位置处对物料开始跟踪；

(2)确定物料速度采集的时间间隔Δt＝100ms，为满足跟踪精度的要求，时间间隔的确定可以以实际跟踪测试的结果为依据；

(3)分别采集各时间间隔Δt末端时刻t_i的物料输送速度v_i，作为相应时间间隔上的物料输送速度，i表示第i个时间间隔，i∈N；

(4)计算物料在第i个时间间隔上的位移量s_i＝v_i·Δt，其中i∈N；

(5)计算物料在t_i时刻距离初始位置的距离S_i＝s₁+s₂+…+s_i，i∈N，完成对物料位置的跟踪。

其中，依据图2可知，采样时间间隔Δt选择的越短，计算结果与实际位置的偏差就越小。所以在PLC控制器能力允许的情况下，应尽量选择小的采样周期。

其中，步骤(1)中所述的对物料开始跟踪采用的判定方法是，在初始位置处，通过物料检测开关检测物料是否已进入物料跟踪区域。

其中，所述的物料检测开关为光电开关。

2、物料实际位置的修正

在物料跟踪区域内距离跟踪初始位置距离5000mm处安装一物料位置检测开关，当物料经过该物料位置检测开关时，该物料位置检测开关发出检测信号给PLC控制器，PLC控制器依据上述计算所得的物料位置S_i，以及该物料位置检测开关距离初始位置的实际距离d相比较，对跟踪计算出的物料监测位置结果进行修正。

其中，结合实际情况，并为了保证物料传输***的正常运作，在进行上述S_i与d进行比较时，只有S_i在允许的范围内方可进行修订。在本实施方式中，设定所允许的误差距离d₀＝200mm，并计算出d-d₀＝4800mm与d+d₀＝5200mm，分别比较S_i与4800和5200的大小关系，若S_i≤4800mm，则物料此时的位置为S_i，不作修正；否则若4800mm＜S_i＜5200mm，则将此时物料的位置修订为d，即此时S_i＝d＝5000mm，且在此基础上继续进行跟踪计算；否则S_i≥5200mm，物料位置为S_i，不作修正。

上述区间(d-d₀,d+d₀)形成一修正区间。为了防止物料位置检测开关发出错误信号而影响跟踪的准确性，在跟踪位置不在该修正区间之间时，即使控制器收到修正信号也不会对跟踪位置S_i进行修正。

此外，在本实施方式中，尽管在物料跟踪区域内部仅设有一个物料位置检测开关，但在物料跟踪区域内，可以在必要的多个位置分别安装物料位置检测开关，通过对物料跟踪位置的多次修正，增加位置跟踪的准确性。

所述位置检测开关的数量为多个，其中的一位置检测开关设置在物料跟踪区域的末端，用于对物料的位置进行修正，且用于检测物料是否已离开物料跟踪区域，当检测到物料离开物料跟踪区域后，完成一次物料跟踪。

其中，在本实施方式中，上述物料检测开关和物料位置检测开关均采用光电开关。

以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施方式技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种物料位置跟踪方法，其特征在于，包括步骤：

(1)确定物料跟踪的初始位置s₀，记录物料输送至初始位置s₀的时刻t₀，对物料开始跟踪；

(2)确定物料速度采集的时间间隔Δt；

(3)分别采集各时间间隔Δt末端时刻t_i的物料输送速度v_i，作为相应时间间隔上的物料输送速度,i表示第i个时间间隔，i∈N；

(4)计算物料在第i个时间间隔上的位移量s_i＝v_i·Δt，其中i∈N；

(5)计算物料在t_i时刻距离初始位置的距离S_i＝s₁+s₂+…+s_i，

i∈N，完成对物料位置的跟踪；

还包括步骤(6)，在物料跟踪区域内设置位置检测开关，用于在物料经过位置检测开关时，对物料的位置进行修正；

所述的对物料的位置进行修正的方法为：

(1)确定位置检测开关距离初始位置的距离d；

(2)设定一允许的误差距离d₀，并计算出(d-d₀)与(d+d₀)的值；

(3)分别比较S_i与(d-d₀)和(d+d₀)的大小关系，若S_i≤(d-d₀)，则物料此时的位置为S_i，不作修正；否则若(d-d₀)＜S_i＜(d+d₀)，则将此时物料的位置修正为d，否则S_i≥(d+d₀)，物料位置为S_i，不作修正，其中i∈N。

2.根据权利要求1所述的物料位置跟踪方法，其特征在于：步骤(1)中所述的对物料开始跟踪采用的判定方法是，在初始位置处，通过物料检测开关检测物料是否已进入物料跟踪区域。

3.根据权利要求2所述的物料位置跟踪方法，其特征在于：所述的物料检测开关为光电开关。

4.根据权利要求1所述的物料位置跟踪方法，其特征在于：所述的位置检测开关为光电开关。

5.根据权利要求1或2或3所述的物料位置跟踪方法，其特征在于：所述位置检测开关的数量为多个。

6.根据权利要求5所述的物料位置跟踪方法，其特征在于：一位置检测开关设置在物料跟踪区域的末端，用于对物料的位置进行修正，且用于检测物料是否已离开物料跟踪区域。