矿用布料机筑堆料位自动补偿系统及方法

628 编辑：中冶有色技术网来源：万宝矿产有限公司

2024-01-18 10:24:49

权利要求书： 1.一种矿用布料机筑堆料位自动补偿方法，其特征在于，所述矿用布料机筑堆料位自动补偿方法基于矿用布料机筑堆料位自动补偿系统实施，所述补偿系统包括：自移式布料桥、可移置胶带输送机、可移置胶带机卸料小车、布料机卸料小车、控制器单元；

所述自移式布料桥包括桁架、输送胶带、履带式行走底盘，所述桁架为自移式布料桥主体结构，横跨在堆浸场单元上方，所述输送胶带包裹桁架外，桁架上端装有钢轨，桁架底部设置有若干台履带式行走底盘，用于支撑带动桁架在堆浸场单元移动、转向；

所述可移置胶带输送机设置在堆浸场单元两侧，所述可移置胶带机卸料小车工作时跨越在可移置胶带输送机之上；

所述布料机卸料小车两端部设有卸料臂，所述卸料臂两侧头部胶带机滚筒前方各设两只超声波料位传感器用于获得可移置胶带机卸料小车实时高度，所述布料机卸料小车顶部设有GPS流动站的接收机，用于接收超声波料位传感器反馈的可移置胶带机卸料小车实时高度并传输给控制器单元；

所述可移置胶带输送机包括胶带机首轮、胶带机尾轮、受料斗、皮带托架；

所述胶带机尾轮设置在堆浸场北侧边缘，受料斗与上一级卸料装置对接；胶带机首轮设置在堆浸场南侧边缘驱动站上，所述驱动站底部设有前、后两台履带式行走底盘用于运送皮带托架；

所述控制器单元包括可编程控制器、外设终端，所述可编程控制器用于接收GPS流动站发处的可移置胶带机卸料小车实时高度、控制可移置胶带机卸料小车筑堆高度，并将小车高度信息输送至外设终端显示；

所述补偿方法具体步骤包括：

步骤1：布料前在外设终端设定一个布料机卸料小车所处的高度值作为基准高度H，超声波料位传感器检测并计算矿堆高度h1，h1是通过预先设定的从堆浸场基面到传感器之间的高度定值C1减去传从传感器到堆面之间的距离h2得到的，即：h1＝C1?h2(1)

步骤2：设布料机卸料小车在自移式布料桥上行走布料时的实时高度为hn，补偿高度值为ΔH，则：ΔH＝hn?H(2)

步骤3：设料位补偿后系统实时控制布料高度为h，系统设定的布料筑堆高度为C2，根据料位传感器测量原理求得：h＝C2?ΔH(3)

步骤4：结合步骤2及步骤3中公式(2)、(3)，若自移式布料桥下方路基完全平整，布料机卸料小车行至自移式布料桥何处位置，布料机卸料小车实时高度hn均和设定的基准高度H相等，此时布料机卸料小车布料高度无需补偿，即h＝C2，布料机卸料小车按照设定的筑堆高度布料；

步骤5：当自移式布料桥下方路基不平整导致布料机卸料小车在自移式布料桥上方的高度不相同时，产生补偿偏差ΔH，此时布料机卸料小车筑堆高度加入补偿调节；

步骤6：可编程控制器读取布料机卸料小车实时高度数值hn，计算卸料小车实时高度数值hn和卸料小车当前基准高度值的偏差ΔH，并计算设定的布料筑堆高度值C2和该偏差值的偏差，最后将最终偏差值作为此时的布料筑堆高度，控制卸料小车按照设定高度进行布料。

2.如权利要求1所述的矿用布料机筑堆料位自动补偿方法，其特征在于，通过在可编程控制器运算中，将获取的数据进行处理中获得的布料筑堆高度值作为控制布料机卸料小车在该位置筑堆结束的条件，实现布料机卸料小车筑堆堆面高度动态补偿。

说明书：一种矿用布料机筑堆料位自动补偿系统及方法技术领域[0001] 本发明属于检测与自动化控制领域，具体涉及一种矿用布料机筑堆料位自动补偿系统及方法。背景技术[0002] 大型矿用自移桥式布料机在堆浸场布料筑堆时，采用超声波或者雷达料位计获取堆面高度并实时将数据送入PLC(可编程控制器)，通过人工设定固定的筑堆料位高度来控制布料高度，由于料位计自身的精确度和误差叠加堆浸场堆面路基的绝对不平整性，导致布料机布料筑堆的高度逐渐出现偏差，随着布料机在堆浸场逐步升层作业，筑堆高度偏差越来越大，导致布料机升层后履带系统在堆面行走困难，容易造成机械故障，且不利于工人在堆面上布管喷淋，虽然可以通过推土机等工程机械对堆面进行平整作业，但是无法做到将堆面绝对平整，且工作量越来越大，需要消耗大量人力和物力，亟需寻求一种能够在布料机布料筑堆过程中对筑堆高度偏差进行自动补偿的方法，确保堆面最大化接近平整。发明内容[0003] (一)要解决的技术问题[0004] 本发明要解决的技术问题是：提供一种矿用布料机筑堆料位自动补偿系统用于解决大型矿用自移桥式布料机在布料筑堆过程中出现的堆面不平整问题。[0005] (二)技术方案[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种矿用布料机筑堆料位自动补偿系统，其包括：[0007] 自移式布料桥、可移置胶带输送机、可移置胶带机卸料小车、布料机卸料小车、控制器单元；[0008] 所述自移式布料桥包括桁架、输送胶带、履带式行走底盘，所述桁架为自移式布料桥主体结构，横跨在堆浸场单元上方，所述输送胶带包裹桁架外，桁架上端装有钢轨，桁架底部设置有若干台履带式行走底盘，用于支撑带动桁架在堆浸场单元移动、转向；[0009] 所述可移置胶带输送机设置在堆浸场单元两侧，所述可移置胶带机卸料小车工作时跨越在可移置胶带输送机之上；[0010] 所述布料机卸料小车两端部设有卸料臂，所述卸料壁两侧头部胶带机滚筒前方各设两只超声波料位传感器用于获得可移置胶带机卸料小车实时高度，所述布料机卸料小车顶部设有GPS流动站的接收机，用于接收超声波料位传感器反馈的可移置胶带机卸料小车实时高度并传输给控制器单元。[0011] 其中，所述可移置胶带输送机包括胶带机首轮、胶带机尾轮、受料斗、皮带托架；[0012] 所述胶带机尾轮设置在堆浸场北侧边缘，受料斗与上一级卸料装置对接；胶带机首轮设置在堆浸场南侧边缘驱动站上，所述驱动站底部设有前、后两台履带式行走底盘用于运送皮带托架。[0013] 其中，所述控制器单元包括可编程控制器、外设终端，所述可编程控制器用于接收GPS流动站发处的可移置胶带机卸料小车实时高度、控制可移置胶带机卸料小车筑堆高度，并将小车高度信息输送至外设终端显示。[0014] 一种矿用布料机筑堆料位自动补偿方法，所述补偿方法基于补偿系统实施，其包括：[0015] 步骤1：布料前在外设终端设定一个布料机卸料小车所处的高度值作为基准高度H，超声波料位传感器检测并计算矿堆高度h1，h1是通过预先设定的从堆浸场基面到传感器之间的高度定值C1减去传从传感器到堆面之间的距离h2得到的，即：[0016] h1＝C1?h2(1)[0017] 步骤2：设布料机卸料小车在自移式布料桥上行走布料时的实时高度为hn，补偿高度值为ΔH，则：[0018] ΔH＝hn?H(2)[0019] 步骤3：设料位补偿后系统实时控制布料高度为h，系统设定的布料筑堆高度为C2，根据料位传感器测量原理求得：[0020] h＝C2?ΔH(3)[0021] 步骤4：结合步骤2及步骤3中公式(2)、(3)，若自移式布料桥下方路基完全平整，布料机卸料小车行至自移式布料桥何处位置，布料机卸料小车实时高度hn均和设定的基准高度H相等，此时布料机卸料小车布料高度无需补偿，即h＝C2，布料机卸料小车按照设定的筑堆高度布料；[0022] 步骤5：当自移式布料桥下方路基不平整导致布料机卸料小车在自移式布料桥上方的高度不相同时，产生补偿偏差ΔH，此时布料机卸料小车筑堆高度加入补偿调节；[0023] 步骤6：可编程控制器读取布料机卸料小车实时高度数值hn，计算卸料小车实时高度数值hn和卸料小车当前基准高度值的偏差ΔH，并计算设定的布料筑堆高度值C2和该偏差值的偏差，最后将最终偏差值作为此时的布料筑堆高度，控制卸料小车按照设定高度进行布料。[0024] 其中，通过在可编程控制器运算中，将获取的数据进行处理中获得的布料筑堆高度值作为控制布料机卸料小车在该位置筑堆结束的条件，实现布料机卸料小车筑堆堆面高度动态补偿。[0025] (三)有益效果[0026] 与现有技术相比较，本发明具备如下有益效果：通过矿用布料机筑堆料位自动补偿系统自动化控制卸料小车工作高度，使布料机布料筑堆的高度始终保持一致，避免消耗了大量人力物力。附图说明[0027] 图1为本发明布料机筑堆料位自动补偿流程图；[0028] 图2为本发明布料机工作原理示意图；[0029] 图3为本发明卸料小车结构示意图；[0030] 图4为本发明方法原理图。具体实施方式[0031] 为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。[0032] 本实施例提供一种矿用布料机筑堆料位自动补偿系统，如图1?图4所示，其包括：[0033] 自移式布料桥、可移置胶带输送机、可移置胶带机卸料小车、布料机卸料小车、控制器单元；[0034] 所述自移式布料桥包括桁架、输送胶带、履带式行走底盘，所述桁架为自移式布料桥主体结构，横跨在堆浸场单元上方，所述输送胶带包裹桁架外，桁架上端装有钢轨，桁架底部设置有若干台履带式行走底盘，用于支撑带动桁架在堆浸场单元移动、转向；[0035] 所述可移置胶带输送机设置在堆浸场单元两侧，所述可移置胶带机卸料小车工作时跨越在可移置胶带输送机之上；[0036] 所述布料机卸料小车两端部设有卸料臂，所述卸料壁两侧头部胶带机滚筒前方各设两只超声波料位传感器用于获得可移置胶带机卸料小车实时高度，所述布料机卸料小车顶部设有GPS流动站的接收机，用于接收超声波料位传感器反馈的可移置胶带机卸料小车实时高度并传输给控制器单元。[0037] 其中，所述可移置胶带输送机包括胶带机首轮、胶带机尾轮、受料斗、皮带托架；[0038] 所述胶带机尾轮设置在堆浸场北侧边缘，受料斗与上一级卸料装置对接；胶带机首轮设置在堆浸场南侧边缘驱动站上，所述驱动站底部设有前、后两台履带式行走底盘用于运送皮带托架。[0039] 其中，所述控制器单元包括可编程控制器、外设终端，所述可编程控制器用于接收GPS流动站发处的可移置胶带机卸料小车实时高度、控制可移置胶带机卸料小车筑堆高度，并将小车高度信息输送至外设终端显示。[0040] 一种矿用布料机筑堆料位自动补偿方法，所述补偿方法基于补偿系统实施，其包括：[0041] 步骤1：布料前在外设终端设定一个布料机卸料小车所处的高度值作为基准高度H，超声波料位传感器检测并计算矿堆高度h1，h1是通过预先设定的从堆浸场基面到传感器之间的高度定值C1减去传从传感器到堆面之间的距离h2得到的，即：[0042] h1＝C1?h2(1)[0043] 步骤2：设布料机卸料小车在自移式布料桥上行走布料时的实时高度为hn，补偿高度值为ΔH，则：[0044] ΔH＝hn?H(2)[0045] 步骤3：设料位补偿后系统实时控制布料高度为h，系统设定的布料筑堆高度为C2，根据料位传感器测量原理求得：[0046] h＝C2?ΔH(3)[0047] 步骤4：结合步骤2及步骤3中公式(2)、(3)，若自移式布料桥下方路基完全平整，布料机卸料小车行至自移式布料桥何处位置，布料机卸料小车实时高度hn均和设定的基准高度H相等，此时布料机卸料小车布料高度无需补偿，即h＝C2，布料机卸料小车按照设定的筑堆高度布料；[0048] 步骤5：当自移式布料桥下方路基不平整导致布料机卸料小车在自移式布料桥上方的高度不相同时，产生补偿偏差ΔH，此时布料机卸料小车筑堆高度加入补偿调节；[0049] 步骤6：可编程控制器读取布料机卸料小车实时高度数值hn，计算卸料小车实时高度数值hn和卸料小车当前基准高度值的偏差ΔH，并计算设定的布料筑堆高度值C2和该偏差值的偏差，最后将最终偏差值作为此时的布料筑堆高度，控制卸料小车按照设定高度进行布料。[0050] 其中，通过在可编程控制器运算中，将获取的数据进行处理中获得的布料筑堆高度值作为控制布料机卸料小车在该位置筑堆结束的条件，实现布料机卸料小车筑堆堆面高度动态补偿。[0051] 实施例1[0052] 如图2所示，布料机由四部分组成，分别为自移式布料桥(Mobile systembridge)，简称MSB；可移置胶带输送机(Conveyorvolume)，简称C；可移置胶带机卸料小车(Trippercontrolcar)，简称TCC,布料机卸料小车(Trippercar/stacker)，简称TCS。[0053] MSB主体结构为长度约350m的桁架，可自东向西横跨覆盖整个堆浸单元，输送胶带装在桁架上方，MSB栈桥顶端表面装有钢轨，可供卸料小车TCS在上面进行行走卸料，桁架底部装有7台履带式行走底盘，可支撑带动桁架在堆浸场上进行行走和转向。C全长约800m，胶带机尾轮位于堆浸场北侧边缘，受料斗与上一级卸料装置对接；首轮安装在堆浸场南侧边缘30m的驱动站上，驱动站底部装有前、后两台履带式行走底盘，可自行移动。TCC全长约60m，高16m，其工作时跨越在C之上，输送胶带在经过小车时被抬高至约9m后卸料至MSB，TCC依靠前后两组共四只履带行走装置沿C行走卸料。TCS在MSB栈桥轨道上进行往复行走运动，实现布料。TCS卸料臂的头部装有超声波料位计，当料堆高度达到设定值时，TCS沿MSB轨道移动，到料位计数值达到设定的下限时停止；当TCS运动到栈桥末端时，MSB限位传感器被触发，并在7台行走机构的驱动下，按给定的步长整体平移至下一卸料位置，待MSB移动到位停稳后，TCS启动并向反方向行进布料，直至到达MSB的另一末端位置，TCS布料筑堆过程重复以上步骤。

[0054] 通过在卸料小车上方设置GPS流动站来获取卸料小车布料时所处位置的实时高度，人工通过工控机或者触摸屏等外设终端来设定卸料小车在布料机自移式布料桥上方往返移动布料的某点作为基准位置，一般选取卸料小车开始布料时所处的首尾位置或者路基最平整的位置作为基准位置，GPS获取该基准位置的高度信息并送入PLC，通过PLC编程运算即可得到卸料小车在不同位置布料筑堆时的实时位置高度和基准位置高度的偏差，将此偏差作为人工设定的布料机固定筑堆高度的补偿值，即可控制所有布料点处的筑堆高度和基准位置的筑堆高度保持一致。[0055] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。