一种堆取料机作业控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种堆取料机作业控制系统及方法，属于港口设备领域。该堆取料机作业控制系统包括：设置在货场内的上部信号交互装置、下部信号交互装置，以及设置在货场外的监控平台；所述上部信号交互装置与下部信号交互装置之间采用无线调频信号进行通讯；所述上部信号交互装置与监控平台之间采用WIFI无线网络进行通讯。利用本发明专利技术系统及方法实现了上部信号交互装置、下部信号交互装置之间的无线通讯且能够排除低频信号对信号传输的干扰，有效避免了有线连接存在的寿命短、效率低的问题，同时本发明专利技术实现了堆取料的自动作业，大大降低了生产成本、提高了生产效率。

Operation control system and method of stacker reclaimer

【技术实现步骤摘要】
一种堆取料机作业控制系统及方法
本专利技术属于港口设备领域，具体涉及一种堆取料机作业控制系统及方法。
技术介绍
堆取料机是散货堆场常使用的大型设备。堆取料机包括臂架，臂架能够进行移动，在臂架上设置有轨道，在轨道上设置有传送皮带以及能够在轨道上移动的斗轮，利用堆取料机能够对堆取料机所在的货场的货物进行堆取料作业。当需要将货场外的料堆放到货场内时，通过传送皮带的运动将货场外的料依次输送到斗轮附近，斗轮旋转，将传送皮带上的料铲起，被铲起的料随斗轮旋转到另一侧时，料从斗轮落下，落入货场中指定的位置；当需要将货场内的料取到货场外时，斗轮从货场内的货垛中将料铲起，被铲起的料随斗轮旋转到另一侧时，料从斗轮落下，落入传送皮带上，传送皮带运动，将料运送到货场外。堆取料机的作业状态包括，前进、倒退、左移位、右移位、俯仰、取料(斗轮正传)、堆料(斗轮反转)的作业姿态。堆取料作业时，需要设置在臂架上的控制室内的操作员操纵作业盘，通过控制室PLC发出上述各个作业姿态的指令，上部数据交互装置采集控制室PLC发出的各个指令，并将各个指令发送给位于臂架下方的下部数据交互装置，下部数据交互装置根据接收到的指令控制执行PLC驱动相应的电机进行作业，完成前进、倒退、左移位、右移位、俯仰、取料(斗轮正转)、堆料(斗轮反转)的作业姿态。传统的堆取料机中，控制室PLC通过信号BUS线与上部信号交互装置连接，执行PLC通过信号BUS线与下部信号交互装置连接，上部信号交互装置与下部信号交互装置通过可伸缩排线进行有线连接，由于上部信号交互装置设置在臂架上，随臂架进行运动，而下部数据交互装置是固定的，在作业过程中，可伸缩排线需要长时间伸缩作业。传统的堆取料机作业存在如下缺点：1、由于控制室内的操作员不能观察到所有堆场货物情况的全景，因此在整个作业期间需要在货场内配备至少一个人员来观察堆场情况，并由货场内的人员随时给出货垛的垛型，垛型包括垛长、垛宽、垛高、垛型及整体位置，并将情况实时通知控制室内的操作员，操作员再根据货场内人员的指挥完成堆取料作业；整个作业过程中，除开控制室内的操作员还需要在货场内长时间配置人员来随时汇报货垛的情况，而且由于货垛的尺寸很大，可能需要在货场内的不同位置处配置多个人员，因此极大增加了人力成本；而且货场内人员对货垛的情况的判断不一定准确，可能需要多次与控制室内的操作员进行沟通来调整堆取料机的姿态，这样会大大降低生产效率和准确性；2、上部数据交互装置和下部数据交互装置采用可伸缩排线连接，排线长期曝露在室外环境下、且由于常时间伸缩作业，排线容易老化变形，在达不到生产要求时需要及时更换，这样不但降低了生产效率而且增加了生产成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述现有技术中存在的难题，提供一种堆取料机作业控制系统及方法，采用高频信号实现上部信号交互装置、下部信号交互装置之间的数据交互，同时采用历史指令集合实现堆取料机的自动作业，降低生产成本，提高生产效率。本专利技术是通过以下技术方案实现的：一种堆取料机作业控制系统，包括：设置在货场内的上部信号交互装置、下部信号交互装置，以及设置在货场外的监控平台；所述上部信号交互装置与下部信号交互装置之间采用无线调频信号进行通讯；所述上部信号交互装置与监控平台之间采用WIFI无线网络进行通讯。所述上部信号交互装置包括：PLC串行数据采集模块：用于采集控制室PLC发送来的数字信号，该数字信号为动作指令；所述动作指令是控制室PLC根据控制室内的操作员的动作确定的，操作员的动作包括：进、退、左、右、俯、仰、取、堆；上部调频模块：手动作业时，用于将PLC串行数据采集模块采集到的数字信号调频为高频模拟信号，并将高频模拟信号发送给上部发射模块；自动作业时，用于将监控平台发送来的历史指令集合依次调频为高频模拟信号，并将高频模拟信号发送给上部发射模块；上部发射模块：用于将上部调频模块发送来的高频模拟信号发送给下部信号交互装置；上部接收模块：用于接收下部信号交互装置发送来的高频模拟信号，并将接收到的高频模拟信号发送给上部解频模块；上部解频模块：用于将上部接收模块发送来的高频模拟信号解频为数字信号，并将该数字信号发送给人机界面；WIFI无线数据发送接收模块：用于与监控平台进行通讯，包括将PLC串行数据采集模块采集到的动作指令发送给监控平台、将人机界面输入的信息发送给监控平台，以及从监控平台接收无匹配信息的消息或者匹配的历史指令集合；人机界面：用于操作员输入信息，并将信息发送给WIFI无线数据发送接收模块；显示上部解频模块发送来的数字信号；如果接收到无匹配信息的消息，则显示无匹配信息，如果接收到匹配的历史指令集合，则提示操作员通过人机界面选择自动作业或者手动作业，如果操作员选择自动作业，则通知WIFI无线数据发送接收模块将匹配的历史指令集合发送给上部调频模块，如果操作员选择手动作业，则通知PLC串行数据采集模块开始采集控制室PLC发送来的动作指令。操作员在人机界面上输入的信息包括：货垛信息、作业类型信息、人员信息和操作启停信息；所述货垛信息包括：垛长、垛宽、垛高、垛型、货类；所述作业类型信息包括：堆料、取料；所述人员信息包括：班次、工号；所述操作启停信息包括：作业开始、作业终止。所述下部信号交互装置包括：下部接收模块：用于接收上部信号交互装置中的上部发射模块发送来的高频模拟信号，并将高频模拟信号发送给下部解频模块；下部解频模块：用于将下部接收模块发送来的高频模拟信号解频为数字信号，并将数字信号发送给执行PLC；下部调频模块：用于将执行PLC发送来的数字信号调频成高频模拟信号，并将高频模拟信号发送给下部发射模块；下部发射模块：用于将下部调频模块发送来的高频模拟信号发送给上部信号交互装置中的上部接收模块。所述监控平台包括：WIFI无线模块：用于接收上部信号交互装置中的WIFI无线数据发送接收模块发送来的人机界面上的信息、PLC串行数据采集模块采集到的动作指令；将与人机界面上的信息匹配的历史指令集合或者无匹配信息的消息发送给上部信号交互装置中的WIFI无线数据发送接收模块；堆取料机数据库：根据WIFI无线模块接收到的人机界面上的信息、PLC串行数据采集模块采集到的动作指令生成历史作业信息并存储；匹配模块：根据WIFI无线模块接收到的人机界面上的信息判断在堆取料数据库中是否有与接收到的人机界面上的信息相匹配的历史作业信息，如果有，则从堆取料数据库中调取相匹配的历史作业信息，并将历史作业信息中的历史指令集合发送给WIFI无线模块，如果否，则将无匹配信息的消息发送给WIFI无线模块。所述历史作业信息包括：一次作业的作业编号、货垛信息、作业类型信息、人员信息、操作启停信息和历史指令集合；所述历史指令集合包括一次作业的过程中上部信号交互装置采集到的所有动作指令；每一次作业均有一个唯一的作业编号本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堆取料机作业控制系统，其特征在于：所述堆取料机作业控制系统包括：设置在货场内的上部信号交互装置、下部信号交互装置，以及设置在货场外的监控平台；/n所述上部信号交互装置与下部信号交互装置之间采用无线调频信号进行通讯；/n所述上部信号交互装置与监控平台之间采用WIFI无线网络进行通讯。/n

【技术特征摘要】
1.一种堆取料机作业控制系统，其特征在于：所述堆取料机作业控制系统包括：设置在货场内的上部信号交互装置、下部信号交互装置，以及设置在货场外的监控平台；
所述上部信号交互装置与下部信号交互装置之间采用无线调频信号进行通讯；
所述上部信号交互装置与监控平台之间采用WIFI无线网络进行通讯。


2.根据权利要求1所述的堆取料机作业控制系统，其特征在于：所述上部信号交互装置包括：
PLC串行数据采集模块：用于采集控制室PLC发送来的数字信号，该数字信号为动作指令；
上部调频模块：手动作业时，用于将PLC串行数据采集模块采集到的数字信号调频为高频模拟信号，并将高频模拟信号发送给上部发射模块；自动作业时，用于将监控平台发送来的历史指令集合依次调频为高频模拟信号，并将高频模拟信号发送给上部发射模块；
上部发射模块：用于将上部调频模块发送来的高频模拟信号发送给下部信号交互装置；
上部接收模块：用于接收下部信号交互装置发送来的高频模拟信号，并将接收到的高频模拟信号发送给上部解频模块；
上部解频模块：用于将上部接收模块发送来的高频模拟信号解频为数字信号，并将该数字信号发送给人机界面；
WIFI无线数据发送接收模块：用于与监控平台进行通讯，包括将PLC串行数据采集模块采集到的动作指令发送给监控平台、将人机界面输入的信息发送给监控平台，以及从监控平台接收无匹配信息的消息或者匹配的历史指令集合；
人机界面：用于操作员输入信息，并将信息发送给WIFI无线数据发送接收模块；显示上部解频模块发送来的数字信号；如果接收到无匹配信息的消息，则显示无匹配信息，如果接收到匹配的历史指令集合，则提示操作员通过人机界面选择自动作业或者手动作业，如果操作员选择自动作业，则通知WIFI无线数据发送接收模块将匹配的历史指令集合发送给上部调频模块，如果操作员选择手动作业，则通知PLC串行数据采集模块开始采集控制室PLC发送来的动作指令。


3.根据权利要求2所述的堆取料机作业控制系统，其特征在于：操作员在人机界面上输入的信息包括：货垛信息、作业类型信息、人员信息和操作启停信息；
所述货垛信息包括：垛长、垛宽、垛高、垛型、货类；
所述作业类型信息包括：堆料、取料；
所述人员信息包括：班次、工号；
所述操作启停信息包括：作业开始、作业终止。


4.根据权利要求3所述的堆取料机作业控制系统，其特征在于：所述下部信号交互装置包括：
下部接收模块：用于接收上部信号交互装置中的上部发射模块发送来的高频模拟信号，并将高频模拟信号发送给下部解频模块；
下部解频模块：用于将下部接收模块发送来的高频模拟信号解频为数字信号，并将数字信号发送给执行PLC；
下部调频模块：用于将执行PLC发送来的数字信号调频成高频模拟信号，并将高频模拟信号发送给下部发射模块；
下部发射模块：用于将下部调频模块发送来的高频模拟信号发送给上部信号交互装置中的上部接收模块。


5.根据权利要求4所述的堆取料机作业控制系统，其特征在于：所述监控平台包括：
WIFI无线模块：用于接收上部信号交互装置中的WIFI无线数据发送接收模块发送来的人机界面上的信息、PLC串行数据采集模块采集到的动作指令；将与人机界面上的信息匹配的历史指令集合或者无匹配信息的消息发送给上部信号交互装置中的WIFI无线数据发送接收模块；
堆取料机数据库：根据WIFI无线模块接收到的人机界面上的信息、PLC串行数据采集模块采集到的动作指令生成历史作业信息并存储；
匹配模块：根据WIFI无线模块接收到的人机界面上的信息判断在堆取料数据库中是否有与接收到的人机界面上的信息相匹配的历史作业信息，如果有，则从堆取料数据库中调取相匹配的历史作业信息，并将历史作业信息中的历史指令集合发送给WIFI无线模块，如果否，则将无匹配信息的消息发送给WIFI无线模块。


6.根据权利要求5所述的堆取料机作业控制系统，其特征在于：所述历史作业信息包括：
一次作业的作业编号、货垛信息、作业类型信息、人员信息、操作启停信息和历史指令集合；
所述历史指令集合包括一次作业的过程中上部信号交互装置采集到的所有动作指令；
每一次作业均有一个唯一的作业编号；
所述动作指令包括一串二进制数字，依次为起始位、地址码、动作编号、时间戳TIME、校验位CRC和终止位；
所有动作指令的起始位均为00010000；
所述地址码为控制室PLC的IP地址；
所述动作编号包括8位，从第一位到第八位分别表示进、退、左、右、俯、仰、取、堆；
所述时间戳TIME用于记载该动作指令的时间；
所述校验位CRC用于对该动作指令进行校验；
所有动作指令的终止...

【专利技术属性】
技术研发人员：李洪建，史立洲，李富兴，孙洪雁，刘齐，
申请(专利权)人：天津港焦炭码头有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12