一种取料装车流程的跨空车自动控制方法与流程

1.本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种取料装车流程的跨空车自动控制方法。


背景技术：

2.取料机和装车机都是用于散货码头装车作业线中使用的大型散货装车设备。传统装车方式由装车机悬臂皮带安装皮带秤，司机通过皮带称的瞬时流量判断几秒后落入车厢的料流，从而控制大车行走速度将车厢装平。
3.然而上述方案存在以下问题：
4.火车装车可能会遇到禁装车厢(空车皮或坏车皮)，需要跨过这节车厢。而跨越禁装车厢时，取料机需要停止工作以保证皮带上空料，进而避免有料落到不应该装货的车厢里。在装车机快跨过禁装车厢时，由调度人员告知取料机启动，理想情况是当装车机到了下一节应装车厢后，取料机启动后所取的料刚好过来。目前上述通知取料机启停时间是靠经验来估计的，误差较大，而且为了安全起见，通常是装车机到位以后，需要等待料过来，虽然避免了装到禁装车厢里，但会损失一定工作时间，降低了作业效率。
5.另外，由于取料机和装车机之间传输的过程中可能有损耗，需要对装车机和取料机进行对称，避免装车过轨道衡时车厢的满载率和偏载率。而对称时需要断料，也就是取料机提前停取一段时间，否则多余的物料会被打入反料池内浪费掉。这种对称作业同样会损伤一定工作时间，降低了作业效率。
6.为解决上述问题，本技术中提出一种取料装车流程的跨空车自动控制方法。


技术实现要素：

7.本发明的目的是针对现有技术的缺点，提出一种取料装车流程的跨空车自动控制方法，在现有技术基础上增加联动控制逻辑从而串联起整体作业流程达到优化装车质量的效果。
8.为了达到上述发明目的，本发明提出的一种取料装车流程的跨空车自动控制方法，该控制方法包括如下步骤：
9.一种取料装车流程的跨空车自动控制方法，其特征在于，该自动控制方法包括如下步骤：
10.s1、接收待装车车厢的装车数据，包括但不限于：各禁装车厢的车厢号和规格尺寸、各应装车厢的装载量和车厢号的对应关系；并基于所述装车数据选择取料机、装车机和停靠站台；
11.s2、根据所述装车数据计算由第一节应装车厢至第一节禁装车厢的所需装载量；取料机基于所述的所需装载量进行取料；装车机自第一节应装车厢起进行装车；
12.s3、当取料机到达设定的所需装载量时停止作业；
13.装车机完成当前应装车厢的装车作业后，移动至下一节应装车厢的起始装车位置；并在装车机开始移动时，控制装车机根据与旁边禁装车厢对应的延迟启动时长设置延
时启动；所述延迟启动时长由装车机跨越该禁装车厢的跨空车时长减去对应的物料输送时长获得；所述物料输送时长为自取料机取料到所取物料到达位于所述的下一节应装车厢的起始装车位置的装车机的时间；
14.根据所述装车数据计算下次所需装载量；
15.s4、到达延迟启动时长后，取料机启动并基于步骤s3计算的所需装载量进行取料作业，装车机进行装车作业。
16.在一种优选的实施方式中：
17.所述物料输送时长和跨空车时长基于所述装车数据计算获得。
18.具体的说，所述物料输送时长的计算方法是：
19.事先测量所述取料机自启动开始取料到所取物料被传输至取料机皮带上的取料机启动时间；
20.事先测量停靠站台的起始位置到被选择的取料机的皮带长度l，并根据各车厢的长度和平均车厢间距确定各禁装车厢后面一节应装车厢的起始装车位置到所述起始位置的长度，记为l1,l2
…
,ln；l加/减对应l1,l2
…
,ln，即可获得各禁装车厢后面一节应装车厢到取料机的皮带长度l’，皮带长度l’除以皮带传输速度v1得到物料从取料机到各禁装车厢后面一节应装车厢的理论传输时长，各理论传输时长加上所述取料机启动时间即获得所述物料输送时长；
21.所述跨空车时长计算方法是：根据各禁装车厢的长度加上两倍的平均车厢间距获得理论跨空车距离，再除以所述装车机全速移动速度v2，即获得所述的跨空车时长；
22.在上述步骤中，从接收待装车车厢的装车数据后到装车机完成禁装车厢前面一节应装车厢的装车作业前的任意时刻，将所述延迟启动时长发送给装车机均可。
23.所述站台的起始位置指的是列车到站后，先装货一端的首节车厢的所在位置。
24.另一种优选的实施方式中：
25.在步骤s3中：装车机移动到当前应装车厢的尾端时，测量旁边禁装车厢的首尾两端的车厢间距，并通过装车机的移动距离获得当前取料机到装车机的皮带长度，并结合所述装车数据计算获得所述跨空车时长和所述物料输送时长，并在其跨空车前将所述延迟启动时长发送给装车机。
26.具体的说：
27.所述跨空车时长计算方法是：旁边禁装车厢的长度加上测量获得的其首尾两端的车厢间距，得到实际跨空车距离，再除以所述装车机全速移动速度v2，即获得所述跨空车时长；
28.所述物料输送时长的计算方法是：
29.所述取料机自启动开始取料到所取物料被传输至取料机皮带上的取料机启动时间；
30.事先测量所选择取料机到被选择装车机所连接节点的固定皮带距离；固定皮带距离加上所述装车机移动距离和实际跨空车距离，获得装车机到下一节应装车厢的起始装车位置的皮带整体长度，该皮带整体长度除以皮带传输速度v1获得物料从取料机到禁装车厢后面一节应装车厢的传输时长，最后加上所述取料机启动时间即获得所述物料输送时长。
31.在以上两种实施方式中:
32.优选的,所述s3还包括如下步骤：在装车机延时启动过程中，计算取料机的皮带秤记录数据和装车机的皮带秤记录数据之间的偏差，并基于所得偏差对当前禁装车厢至下一节禁装车厢之间应装车厢的所需装载量进行校准；之后清空取料机和装车机的皮带秤记录数据。
33.进一步优选的，所述s2中的下次所需装载量指的是：若仅存在一节禁装车厢，则计算当前禁装车厢后所有应装车厢的总装载量；若存在多节禁装车厢，则计算当前禁装车厢至下一节禁装车厢之间应装车厢的总装载量。
34.进一步优选的,若存在多节禁装车厢，则重复步骤s3-s4，直至完成装车流程。
35.本专利提出的一种取料装车流程的跨空车自动控制方法，在现有技术基础上增加联动控制逻辑和工单系统从而串联起整体作业流程达到优化装车质量的效果。本方法具有以下优点：1、本专利通过取料机、装车机的系统协作可以精确的计算出启停时间，进而达到缩减整体作业时间的目的。2、利用取料机因等待装车机跨空车而短暂停机的间隙进行对称，从而避免了常规断料对称所浪费的时间，使空车厢后的车厢装车量更加准确。
附图说明
36.通过下面结合附图对其示例性实施例进行的描述，本发明上述特征和优点将会变得更加清楚和容易理解。
37.图1为本发明实施例1控制方法流程示意图；
38.图2为本发明实施例2控制方法流程示意图。
具体实施方式
39.下面结合附图对本发明作进一步详细说明，以便于同行业技术人员的理解：
40.实施例1：
41.参见图1所示，本发明实施例中的一种取料装车流程的跨空车自动控制方法，包括如下步骤：
42.s1、接收待装车车厢的装车数据，包括但不限于：各禁装车厢的车厢号和规格尺寸、各应装车厢的货物种类、装载量和车厢号的对应关系；
43.基于所述装车数据可以获得：
44.1、物料输送时长
45.根据应装车厢的货物种类选择，可以确定料堆位置、车厢停靠站台，进而确定取料机和装车机。当取料机、装车机和停靠站台确定后，可以基于首尾两端而在系统设定好的流程中进行选择。
46.当确定取料机和装车机之间的物料输送路径后，即可在数据库中获得事先测量好的停靠站台的起始位置到被选择的取料机的皮带长度l。此处站台的起始位置指的是列车到站后，先装货一端的首节车厢的所在位置。若第一节并非禁装车厢，则即是第一节应装车厢。
47.由于装车机移动过程会造成传输路径的变短或变长(具体应根据装车机从第一节应装车厢向其它车厢移动时，其和取料机的距离变化而定)，所以还需要考虑车厢长度，并考虑车厢间距。所以根据装车数据中各车厢的长度和平均车厢间距确定各禁装车厢后面一
节应装车厢的起始装车位置(装车机在该车厢刚开始装货的位置)到站台起始位置的长度，记为l1,l2
…
,ln。
48.l加/减(装车机从第一节应装车厢向其它车厢移动时，远离取料机的皮带长度增加，所以为加；反之为减)对应l1,l2
…
,ln，即可获得各禁装车厢后面一节应装车厢到取料机的皮带长度l’，皮带长度l’除以皮带传输速度v1得到物料从取料机到各禁装车厢后面一节应装车厢的理论传输时长。
49.另外，考虑到取料机自启动到所取物料被传输至皮带上还需要一定时间，还需要事先测量所取料机自启动开始取料到所取物料被传输至皮带上的取料机启动时间。
50.各理论传输时长加上所述取料机启动时间即获得自取料机开始启动到物料到达装车机的时间，在此简称为物料输送时长。
51.2、跨空车时长
52.根据禁装车厢的规格尺寸，基于既往数据获得装车机全速跨过各禁装车厢的跨空车时长。具体的说，根据各禁装车厢的长度加上两倍的平均车厢间距获得理论跨空车距离，再除以所述装车机全速移动速度v2，即获得跨空车时长。
53.3、延时启动时长
54.根据物料输送时长和跨空车时长获得各禁装车厢所对应的延迟启动时长，具体的说就是，延迟启动时长有装车机跨越各禁装车厢的跨空车时长减去取料机到装车机在对应禁装车厢后面一节应装车厢的起点时的物料输送时长获得。
55.例如对于某规格的禁装车厢，装车机跨空车时长为30秒，物料输送时长需20秒，那么延迟启动时长为10秒。自装车机开始跨空车时，10秒后取料机取料，20秒后：装车机到达下节应装车厢准备装车，与此同时取料机所取物料也通过皮带传输到装车机。
56.s2、根据车厢数据计算由第一节应装车厢至第一节禁装车厢的所需装载量，也就是说第一节禁装车厢前的所有应装车厢的总装载量，例如第一节禁装车厢前共三节应装车厢，这三节应装车厢每节装料100t，那么此处计算可得所需装载量为300t。
57.取料机基于以上计算获得的所需装载量进行取料作业；
58.取料机所取物料达到后，装车机自第一节应装车厢起进行装车作业；
59.s3、当取料机到达设定的所需装载量时，停止作业；
60.装车机完成当前应装车厢的装车作业后，移动至下一节应装车厢的起始装车位置；并在装车机移动开始移动时，控制装车机根据对应的延迟启动时长延时启动；
61.根据装车数据计算下次的所需装载量。此处下次所需装载量指的是：若仅存在一节禁装车厢，则计算当前禁装车厢后所有应装车厢的总装载量；若存在多节禁装车厢，则计算当前禁装车厢至下一节禁装车厢之间应装车厢的总装载量。
62.s4、到达延迟启动时长后，取料机启动并基于步骤s3计算的所需装载量进行取料作业。当取料机所取物料到达装车机时，装车机也恰达到禁装车厢的下一节应装车厢，进行装车作业。由此达到缩减整体作业时间的目的
63.s5、若还有其它禁装车厢，则重复步骤s3-s4，直至完成装车流程。
64.进一步优化的，步骤s3还包括对称步骤：
65.在装车机延时启动过程中，计算取料机的皮带秤记录数据和装车机的皮带秤记录数据之间的偏差，并基于所得偏差对当前禁装车厢至下一节禁装车厢之间应装车厢的所需
装载量进行校准；之后清空取料机和装车机的皮带秤记录数据。由此，利用装车机短暂的停机时间即可完成取料机和装车机的对称，使空车厢后的车厢装车量更加准确。
66.在上述步骤中，从接收待装车车厢的装车数据后到装车机完成禁装车厢前面一节应装车厢的装车作业前的任意时刻，计算所有禁装车厢的延迟启动时长并发送给装车机均可。
67.实施例2：
68.在实施例1中，通过装车数据可以直接计算获得各禁装车厢的延迟启动时长，基于延迟启动时长设定取料机延时启动，取料机完成所需装载量后停止，延时启动时长结束时启动，从而设定相对精确的启停时间，进而实现缩减整体作业时间的目的。但是还存在以下缺点：
69.在实际作业中，列车在停靠站台时其位置会存在一定偏差，也就是说，事先测量的停靠站台的起始位置到被选择的取料机的皮带长度l会存在一定偏差。另外，列车在停靠站台后，其车厢之间间距并不是固定的，实施例1中在计算跨空车时长中，需要加上两倍的车厢平均间距，在计算物料输送时长时同样要加减各个车厢之间的平均间距，因此该平均间距和实际情况也存在偏差。
70.因此，通过装车数据直接计算所得的延迟启动时长会存在误差，虽然最终小姑远比现有技术中人工通知启停的方式精确，但其精准度还存在一定提升空间。基于此，实施例2进行了进一步的优化，具体如下：
71.接收装车数据后并不计算跨空车时长和物料输送时长，而是直到步骤s3，装车机移动到当前应装车厢的尾端时，通过装车机上安装的图像采集装置采集并测量其旁边禁装车厢首尾两端的车厢间距，由此获得精确的车厢间距数据。再通过装车机车轮滚动圈数获得其移动距离，进而获得当前取料机到装车机的皮带长度，并结合装车数据计算获得跨空车时长和物料输送时长，并在其跨空车前将延迟启动时长发送给装车机。
72.上述步骤中，具体的跨空车时长计算方法是：
73.旁边禁装车厢的长度加上测量获得的其首尾两端的车厢间距，得到实际跨空车距离，再除以所述装车机全速移动速度v2，即获得跨空车时长；
74.具体的物料输送时长的计算方法是：
75.事先测量取料机自启动开始取料到所取物料被传输至皮带上的取料机启动时间；
76.事先测量所选择取料机到被选择装车机所连接节点的固定皮带距离；固定皮带距离加上装车机移动距离，即装车机当前到取料机的皮带长度，再加上以上计算获得的实际跨空车距离，得到装车机到下一节应装车厢的起点的皮带整体长度，该皮带整体长度除以皮带传输速度v1获得物料从取料机到禁装车厢后面一节应装车厢的传输时长，最后加上取料机启动时间即获得物料输送时长。
77.最后跨空车时长减去物料输送时长获得延迟启动时长。
78.由上可知，实施例1中是通过装车数据计算所有禁装车厢对应的延迟启动时长，而实施例2中则是在装车机移动到禁装车厢的前一节应装车厢后，实时计算旁边禁装车厢对应的延迟启动时长。实施例2可以精确测量车厢间距，并且无论列车停靠位置是否准确，都能准确获得皮带整体长度，从而精准的计算出延迟启动时长。相较实施例1其取料机启停时间更为准确。
79.本专利提出的一种取料装车流程的跨空车自动控制方法，在现有技术基础上增加联动控制逻辑和工单系统从而串联起整体作业流程达到优化装车质量的效果。本方法具有以下优点：1、而本专利通过取料机、装车机的系统协作可以精确的计算出启停时间，进而达到缩减整体作业时间的目的。2、利用取料机因等待装车机跨空车而短暂停机的间隙进行对称，从而避免了常规断料对称所浪费的时间，使空车厢后的车厢装车量更加准确。
80.以上通过实施例对于本发明的发明意图和实施方式进行详细说明，但是本发明所属领域的一般技术人员可以理解，本发明以上实施例仅为本发明的优选实施例之一，为篇幅限制，这里不能逐一列举所有实施方式，任何可以体现本发明权利要求技术方案的实施，都在本发明的保护范围内。