[发明专利]一种悬臂堆取料机防撞控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及散状物料堆取料作业设备运行控制技术领域，尤其涉及一种悬臂堆取料机防撞控制方法。

背景技术

悬臂堆取料机是一种大型高效散状物料堆取料作业设备，广泛应用于港口、码头、矿山、冶金、水泥、发电等领域的散状物料存储场。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，而悬臂堆取料机的悬臂较长，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，因此对悬臂堆取料机的防撞控制方法进行研究具有重要意义。

另外由于人力等成本的提高，为提高工作效益，降低生产成本，无人化料场是未来发展的趋势。无人化料场控制的关键是在无人操作的情况下既能进行正常的作业，又能保证堆料和取料过程中不发生碰撞事故，从安全角度，需采用自动防撞技术。

现有的防撞控制方法主要有以下两种：

方法一：通过人工控制，当操作人员发现两台悬臂堆取料机的距离很近时，采取措施使一台悬臂斗轮堆取料机远离另外一台堆取料机。

方法二：通过求取两台悬臂堆取料机悬臂前端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。

现有技术存在以下不足：

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控制影响很大；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。

对于相邻两条轨道上的悬臂堆取料机的防撞，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。

另一方面，由于人力资源成本逐步升高，为提高工作效益，降低生产成本，无人化料场是未来发展的趋势。无人化料场控制的关键是在无人操作的情况下既能进行正常的作业，又能保证堆料和取料过程中不发生碰撞事故，从安全角度，需采用自动防撞技术。

发明内容

针对现有悬臂堆取料机防撞控制方法的不足，本发明解决的技术问题在于：提供一种悬臂堆取料机防撞控制方法，实现自动防撞，提高系统运行的可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提供的悬臂堆取料机防撞控制方法，包括以下步骤：相邻轨道上的第一悬臂堆取料机和第二悬臂堆取料机的PLC通过回转角度编码器获取两悬臂堆取料机的回转角度                                                ；第一悬臂堆取料机PLC通过GPS定位装置获取其回转中心在水平面上投影的坐标位置（x₁，y₁）；第二悬臂堆取料机PLC通过GPS定位装置获取其回转中心在水平面上投影的坐标位置（x₂，y₂）；中控PLC通过工业网络与相邻两悬臂堆取料机PLC进行信息交互，获取两悬臂堆取料机回转中心在水平面上投影的位置信息和回转角度信息；中控PLC进行防撞控制计算，并根据计算结果向相邻轨道的两悬臂堆取料机PLC发送控制信息；悬臂堆取料机PLC根据接收到的控制信息分别控制对应的悬臂堆取料机避免发生碰撞。

作为优选方案之一，本发明提供的悬臂堆取料机防撞控制方法，所述中控PLC进行防撞控制计算，并根据计算结果向相邻轨道的悬臂堆取料机PLC发送控制信息，包括以下步骤：

中控PLC判断公式1：是否成立，如果公式1成立，中控PLC向两悬臂堆取料机PLC发送系统正常的信号；

如果公式1不成立，则判断公式2：是否成立；

如果公式2成立则判断公式3：

和公式4：

是否同时成立；

如果公式3和公式4同时成立，则继续判断公式5：

    

和公式6：

是否同时成立；

如果公式5和公式6同时成立，则中控PLC向两台悬臂堆取料机PLC发出紧急停车信号，悬臂堆取料机PLC根据此信号进行停车；

如果公式5和公式6不同时成立，则中控PLC向两台悬臂堆取料机PLC发出报警信号，悬臂堆取料机PLC根据此信号做出报警提示；