[发明专利]一种斗轮堆取料机防撞控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及斗轮堆取料机技术领域，尤其涉及多台斗轮堆取料机相互之间的防撞控制方法。

背景技术

斗轮堆取料机是一种连续、高效的散状物料装卸输送机械，它广泛应用于港口、电厂、钢厂、矿山等原料储运场，可实现煤炭、矿石、化工原料等散状物料堆取、转运、装卸的连续作业。

目前在大型散状物料场主要采用斗轮堆取料机进行堆料和取料作业。在大型钢铁企业和大型矿石码头存在的巨型堆料场，需多台设备同时进行堆取料的作业，堆取料作业过程中悬臂经常需要回转，而斗轮堆取料的悬臂较长，多台设备同时进行作业存在极大的碰撞风险。一旦发生碰撞会导致经济损失和人员伤亡事故，因此对料场堆、取料机的防撞方法进行研究具有重要意义。

另外由于人力等成本的提高，提高工作效益，降低人工的依赖是未来发展的方向，所以无人化料场是未来发展的趋势。无人化料场控制的关键是保证在无人操作的情况下既能进行正常的堆取料工作又能保证堆取料机不发生碰撞事故，因而需要实现自动防撞。

现有技术中，对于同一条轨道上的堆取料机的现有的防撞方法采用激光防撞仪进行防碰控制，在一台堆取料机上装激光防撞仪的发送端，在另外一台堆取料机的同一水平位置处装反射端，激光防撞仪通过接受发射回来的信号测算出两台堆取料机的相对距离，当距离太近时就发出报警或者停车信号。

对于相邻轨道上的堆取料机的防撞，通过求取两台堆取料机斗轮之间的距离作为依据来进行防撞，或者是在三维立体空间中实时求取两台堆取料机的最近距离作为防撞依据。

现有技术存在以下缺陷：

人工或半自动化控制的料场堆取料机的防撞控制取决于操作工的经验和判断能力，操作员的视野对防撞影响很大；堆取料机在堆取料的作业中，受操作人员的情绪、状态乃至天气状况都有可能引起误操作，造成料场中两台堆取料机发生碰撞事故；

对于同一条轨道上的两台堆取料机采用激光防撞仪，该方法对传感器的安装要求高（激光发射端和接收端在同一水平直线上），料场粉尘多容易覆盖传感器、堆取料机振动剧烈容易导致传感器发出和接收信号出现问题，从而导致易发生碰撞。

对于相邻两条轨道上的堆取料机的防撞，现有的方法有的是建立三维数学模型进行分析，这种方法需要求偏导、解多元方程，算法复杂、计算量大、实际应用起来十分困难；有的只是简单的求取两台堆取料机的臂架前端斗轮之间的距离大于安全距离，来保证堆取料机不发生碰撞，实际上两台堆取料机的最短距离并不一定是两个斗轮之间的距离，该方法不能进行有效的报警或者停车，常导致两台堆取料机实际上发生了碰撞。

发明内容

针对现有料场堆取料机防撞控制方法的不足，本发明的目的在于：提供一种斗轮堆取料机防撞控制方法，通过在平面中建立起料场堆取料机的数学模型，提高了系统防碰撞的可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种斗轮堆取料机防撞控制方法，包括以下步骤：

利用定位系统获取两台斗轮堆取料机各自的坐标位置状态；

利用回转角度编码器获得两台斗轮堆取料机的回转角度状态；

所述两台斗轮堆取料机各自的坐标位置状态数据信息、回转角度状态数据信息输送给中控单元PLC；

所述中控单元PLC根据所述数据信息计算所述两台斗轮堆取料机在水平面投影的最短距离，并将计算出的最短距离与设定值进行比较；根据比较结果通过工业网络向所述两台斗轮堆取料机的PLC发送对所述斗轮堆取料机的控制指令；

两台斗轮堆取料机的PLC根据接收到的控制指令来操作是否报警或停机。

作为优选技术方案：本发明提供的斗轮堆取料机防撞控制方法，所述中控单元PLC根据坐标位置状态数据信息进行判断，当两台堆取料机在同一条轨道上时，

1号斗轮堆取料机机身上离3号斗轮堆取料机最近的点为1号斗轮堆取料机的尾车末端或臂架的前端，其在水平面上投影的坐标为：

(1)

3号斗轮堆取料机机身上离1号堆取料机最近的点为3号斗轮堆取料机的回转中心或臂架的前端，其在水平面上投影的坐标为：

(2)

所述中控单元PLC按以下公式（3）计算两台斗轮堆取料机在y轴上投影的最短距离为：(3)

其中：L₁为1号斗轮堆取料机臂架的长度，单位为m；

为1号斗轮堆取料机的回转角度，单位为度；

L₃为3号斗轮堆取料机臂架的长度，单位为m；

为3号斗轮堆取料机的回转角度，单位为度；