基于物料流量监测的带式输送机控制方法与流程

1.本发明涉及带式输送机技术领域，具体为一种基于物料流量监测的带式输送机控制方法。


背景技术：

2.带式输送机是散状物料运输的主要设备，实际应用中会使用多个带式输送机组成前后衔接的物料运输系统。目前市场上常见的基于物料流量监测的带式输送机控制方法，一般采用前后级控制回路串联，前一级带式输送机启动后，后一级带式输送机才能启动，以避免出现堵料事故。参见图1，启动时，必须逆料流方向启动，依次启动带式输送机1、2、3、4
……
，待全部带式输送机启动后，打开进料口，开始运输物料。使用这种方法，在物料向前运输到前级带式输送机之前，前级带式输送机处于空转状态。实际生产现场的输送线往往长达数公里至数十公里，带式输送机长时间空转，会导致设备磨损增加、电能浪费。


技术实现要素：

3.针对现有技术中存在上述的问题，本发明提供了一种基于物料流量监测的带式输送机控制方法，其可减少带式输送机空转时间和设备磨损，可节约能耗。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于物料流量监测的带式输送机控制方法，该控制方法用于控制各级带式输送机自后向前依次启动，若干带式输送机首尾衔接形成输送系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：
5.一种基于物料流量监测的带式输送机控制方法，该控制方法用于控制各级带式输送机自后向前依次启动，若干带式输送机首尾衔接形成输送系统，其特征在于，该方法包括以下步骤：
6.s1、将各级带式输送机的输送带划分为若干段，每段用顺序排列的逻辑段编号bx依次表示，逻辑段编号bx为b1、b2
……
bn，n为正整数，并在各级带式输送机中预先设定安全位置a_safe、固定位置a，所述固定位置a为物料流量采集位置，所述安全位置a_safe位于各级带式输送机中靠近卸料口的位置；
7.s2、在当前级带式输送机中的固定位置a对各段输送带进行依次定位，记录定位时所对应的时刻t，并获取逻辑段编号bx，同时，采集在所述时刻t经过固定位置a的逻辑段输送带承载的物料流量，记为q[bx,t]，并存储于物料流量数据库；
[0008]
s3、在当前级带式输送机运行过程中，在某一时刻t’，对经过安全位置a_safe的逻辑段输送带进行定位，获取该逻辑段输送带的逻辑段编号bx’，基于建立的物料流量数据库，检索获得所述输送带逻辑段bx’的最新数据记录q[bx’,t]，因此，当前级带式输送机的安全位置a_safe对应输送带所承载的物料流量为q[bx’,t]；
[0009]
s4、判断当前级带式输送机的物料流量q[bx’,t]是否大于零，若是，则表明当前级带式输送机上承载有物料，并且所述安全位置a_safe的物料即将前进至卸料口处，控制器控制前一级带式输送机启动，使物料由当前级带式输送机向前一级带式输送机输送；若否，
则表明前一级带式输送机上未承载有物料，前一级带式输送机不启动，同时控制器控制当前级带式输送机及已开启带式输送机停止。
[0010]
进一步的，在各级带式输送机的一侧安装读写器，在各段输送带中嵌装电子标签，所述电子标签用于存储相应的逻辑段编号bx，所述读写器用于读取相应的逻辑段编号bx，各级带式输送机上安装有编码器，所述编码器用于检测带式输送机的运行速度；
[0011]
进一步的，步骤s2包括：步骤s2包括：s21，当前级带式输送机启动后，通过读写器实时读取逻辑段编号，实现带式输送机的各逻辑段输送带定位，定位后，实时采集、存储固定位置a对应的当前逻辑段输送带所承载的物料流量i
x
，记录采集时刻t；
[0012]
s22，当前级带式输送机启动后，通过编码器实时采集输送带的运行速度v，并将运行速度v发送给控制器；
[0013]
s23，计算在时刻t逻辑段编号bx所对应的单位长度装载的物料流量q[bx,t]，所述物料流量q[bx,t]＝ix/v，并将物料流量q[bx,t]计入物料流量数据库；
[0014]
进一步的，所述物料流量i
x
根据单位时间内通过当前级带式输送机的固定位置a的物料重量或体积计算获得；
[0015]
进一步的，所述时刻t’预先设定，所述时刻t’指带式输送机启动后，具体某一逻辑段输送带移动至安全位置a_safe的时刻；
[0016]
所述固定位置a指在各级带式输送机中预先固设的任意空间位置；
[0017]
进一步的，步骤s4还包括，判断当前带式输送机中安全位置a_safe的物料是否满载，具体判断步骤包括：a1、在所述控制器内预先设定满载运行阈值t；
[0018]
a2、将检索获得的安全位置a_safe的物料流量q[bx’,t]与满载运行阈值t进行对比，若当前级带式输送机的x的所述物料流量q[bx’,t]＜t，表明未满载，根据当前所述物料流量q[bx’,t]按比例自动调整前一级带式输送机的驱动功率，若当前级带式输送机的x的所述物料流量q[bx’,t]≥t，表明当前级带式输送机满载，控制器控制前一级带式输送机继续按速度v运行；
[0019]
进一步的，步骤a2中，根据当前所述物料流量q[bx’,t]按比例自动调整前一级带式输送机的驱动功率的具体方式为：计算带式输送机中输送带的运行比例k，k＝q[bx’,t]/t，将前一级带式输送机的运行速度v1按比例k调整为运行速度v2，运行速度v2＝k*v1，当前一级带式输送机发生未满载时，控制器控制所述前一级带式输送机启动并以运行速度v2运行；
[0020]
进一步的，步骤s4中，如果当前级带式输送机的安全位置a_safe的物料流量q[bx’,t]持续为0，并且后一级带式输送机的安全位置a_safe的物料流量也为0，表明无物料输送，所述前一级带式输送机不开启，同时控制器控制当前级带式输送机及其后方的带式输送机停止。
[0021]
采用本发明上述方法可以达到如下有益效果：本技术基于物料流量监测的带式输送机控制方法中，根据当前级带式输送机固定位置的物料流量来判断是否控制前一级带式输送机启动，只有当前级输送机的输送带上承载有一定物料时，控制器才会控制前一级带式输送机启动，从而减少了前一级带式输送机空转时间，避免了带式输送机上未承载有物料，但各级带式输送机仍依次启动并持续空转的问题出现，有利于节约能耗，同时有利于减少带式输送机磨损。
附图说明
[0022]
图1为现有带式输送机物料运输系统的结构示意图；
[0023]
图2为本发明带式输送机物料运输系统的结构示意图；
[0024]
图3为本发明料流监测系统安装于带式输送机物料运输系统的主视结构示意图；
[0025]
图4为本发明带式输送机上的物料分布结构示意图。
具体实施方式
[0026]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0027]
图1为目前常用带式输送机物料运输系统的结构示意图，该带式输送机包括第一级带式输送机(对应编号1)、第二级带式输送机(对应编号2)、第三级带式输送机(对应编号3)、第四级带式输送机(对应编号4)，依次启动第四级带式输送机、第三级带式输送机、第二级带式输送机、第一级带式输送机，全部带式输送机动后，打开进料口向第四级带式输送机卸载物料，物料由第四级带式输送机依次向前一级带式输送机输送，使用这种方法，在物料向前运输到前一级带式输送机之前，前一级带式输送机处于空转状态，实际生产现场的输送线往往长达数公里至数十公里，带式输送机长时间空转，会导致设备磨损增加、电能浪费。
[0028]
针对现有技术中存在的多级相连的带式输送机在启动时空转时间较长，易导致设备磨损增加、电能浪费的问题，本发明提供了一种基于物料流量监测的带式输送机控制的具体实施例，若干带式输送机首尾衔接形成输送系统，本实施例中，输送系统包括顺次衔接的第一级带式输送机(对应编号1)、第二级带式输送机(对应编号2)、第三级带式输送机(对应编号3)、第四级带式输送机(对应编号4)，各级带式输送机的输送带分别通过驱动装置驱动，本实施例中，驱动装置为伺服电机。
[0029]
第一级带式输送机、第二级带式输送机、第三级带式输送机、第四级带式输送机的上方分别安装有流量检测装置，流量检测装置包括流量传感器，各级输送带上方的流量传感器对应编号分别为11、21、31、41，流量传感器用于检测各级输送带的固定位置的物料流量，本技术中物料流量的检测还可采用基于机器视觉的流量检测装置、基于皮带秤的流量检测装置或现有的其它物料流量检测装置及方法实现。本实施例中，物料流量的数值表示单位时间内通过当前级带式输送机的固定位置a(即固定位置)的物料重量或体积。
[0030]
本实施例中，伺服电机、流量传感器、读写器、编码器均与控制器电连接，控制器根据当前级带式输送机逻辑段输送带承载的物料流量控制前一级驱动装置驱动前一级带式输送机启动，即控制器控制第n级带式输送机、第n-1级带式输送机
……
第一级带式输送机逐级依次启动。
[0031]
基于上述流量检测装置采集的物料流量对带式输送机进行控制，控制前，首先，由于带式输送机的体积大，运行路程较长，因此为便于物料流量采集，对各级带式输送机的输
送带进行划分，s1、将各级带式输送机的输送带划分为若干段，每段用顺序排列的逻辑段编号bx依次表示，逻辑段编号bx为b1、b2
……
bn，n为正整数，并在各级带式输送机中预先设定安全位置a_safe、固定位置a，安全位置a_safe位于各级带式输送机中靠近卸料口的位置，固定位置a指在各级带式输送机中预先固设的任意空间位置。本实施例中，将各级带式输送机的输送带划分为：第一逻辑段(用b1表示)、第二逻辑段(用b2表示)、第三逻辑段(用b3表示)
……
第n逻辑段(用bn表示)。
[0032]
s2、建立物料流量数据库，具体地：当前级带式输送机的输送带在伺服电机的驱动作用下旋转至少一周，转动过程中，在固定位置a，对当前级带式输送机中的各段输送带进行依次定位，记录当前时刻t，并依次采集固定位置a对应的各段输送带承载的物料流量，记为q[bx,t]，并计入物料流量数据库。
[0033]
建立物料流量数据库前，首先在各级带式输送机的固定位置a设置读写器、流量传感器，在各段输送带中嵌装电子标签，电子标签用于存储相应的逻辑段编号bx，读写器用于读取相应的逻辑段编号bx，各级带式输送机上安装有编码器，编码器用于检测带式输送机的运行速度；本实施例中，读写器在图2中分别用12、22、32、42表示。
[0034]
建立物料流量数据库的具体步骤包括：s21，当前级带式输送机启动后，对应的读写器、编码器同步启动，通过读写器实时读取逻辑段编号，实现带式输送机的各逻辑段输送带定位，定位后，记录时刻t，同时，通过流量传感器实时采集固定位置a对应的当前逻辑段输送带所承载的物料流量i
x
并存储；物料流量i
x
根据单位时间内通过当前级带式输送机的固定位置a的物料重量或体积计算获得。
[0035]
s22，带式输送机启动后，通过编码器实时采集输送带的运行速度v，并将运行速度v发送给控制器；
[0036]
s23、计算在时刻t逻辑段编号bx所对应的单位长度装载的物料流量q[bx,t]，所述物料流量q[bx,t]＝ix/v，并将物料流量q[bx,t]计入物料流量数据库。
[0037]
s3、在当前级带式输送机运行过程中，在某一时刻t’，对经过安全位置a_safe的逻辑段输送带进行定位，获取该逻辑段输送带的逻辑段编号bx’，基于建立的物料流量数据库，检索获得所述输送带逻辑段bx’的最新数据记录q[bx’,t’]，q[bx’,t’]＝q[bx’,t]，因此，当前级带式输送机的安全位置a_safe对应输送带所承载的物料流量为q[bx’,t]。
[0038]
由于安全位置a_safe位于固定位置a的后方，逻辑段输送带从固定位置a移动过来，当该逻辑段输送带经过固定位置a时，时刻为t，根据步骤s2，系统会记录存储该逻辑段输送带在时刻t时的物料量q[bx’,t]并存储于物料流量数据库中(即输送带逻辑段bx’的最新数据记录q[bx’,t’])，从时刻t到时刻t’期间，逻辑段编号bx’的输送带上的物料和输送带保持相对静止，所以在时刻t’，经过固定位置a_safe的输送带逻辑段上的物料流量q[bx’,t’]＝q[bx’,t]，记为q[a_safe，t’]。
[0039]
时刻t’预先设定，本实施例中，时刻t’指图4中所示为逻辑段编号为b10的逻辑段输送带移动至安全位置a_safe的时刻。
[0040]
s4、判断当前级带式输送机的物料流量q[a_safe，t’]是否大于零，若是，则表明当前级带式输送机上承载有物料，并且安全位置a_safe的物料即将前进至卸料口处，控制器控制前一级带式输送机启动，使物料由当前级带式输送机向前一级带式输送机输送；若否，则表明前一级带式输送机上未承载有物料，前一级带式输送机不启动，同时控制器控制当
前级带式输送机及已开启带式输送机停止。
[0041]
该步骤中，为进一步节约能耗，在判断当前级带式输送机的物料流量q[a_safe，t’]是否大于零的同时，还对当前带式输送机中安全位置a_safe的物料是否满载进行了判断，以便于对前一级带式输送机的运行速度进行灵活控制，判断当前级输送机是否满载的具体步骤包括：a1、在控制器内预先设定满载运行阈值t；
[0042]
a2、将检索获得的安全位置a_safe的物料流量q[a_safe，t’]与满载运行阈值t进行对比：
[0043]
若当前级带式输送机的x的物料流量q[a_safe，t’]＜t，表明未满载，根据当前物料流量q[a_safe，t’]按比例自动调整前一级带式输送机的驱动功率，根据当前所述物料流量q[a_safe，t’]按比例自动调整前一级带式输送机的驱动功率的具体方式为：计算带式输送机中输送带的运行比例k，k＝q[a_safe，t’]/t，将前一级带式输送机的运行速度v1按比例k调整为运行速度v2，运行速度v2＝k*v1，当前一级带式输送机发生未满载时，控制器控制前一级带式输送机启动并以运行速度v2运行。
[0044]
若当前级带式输送机的x的物料流量q[a_safe，t’]≥t，表明当前级带式输送机满载，控制器控制前一级带式输送机继续按速度v运行。
[0045]
在本实施例中，为进一步提高带式输送机是否承载物料流量q[a_safe，t’]的判别准确性，在上述步骤s4中，不仅对当前级带式输送机的安全位置a_safe的物料流量q[a_safe，t’]是否持续为0进行了判断，而且对后一级带式输送机的安全位置a_safe的物料流量是否也为0进行判断，若两者均为零，表明无物料输送，前一级带式输送机不开启，同时控制器控制当前级带式输送机及其后方的带式输送机停止。表明无物料输送，控制器控制前一级带式输送机停止，从而进一步减少了设备磨损和电能的浪费。
[0046]
以上的仅是本技术的优选实施方式，本发明不限于以上实施例。可以理解，本领域技术人员在不脱离发明的精神和构思的前提下直接导出或联想到的其他改进和变化，均应认为包含在发明的保护范围之内。