一種連續卸船機聯動橫行控制系統的制作方法

本實用新型涉及一種應用于碼頭的卸船設備，特別是一種連續卸船機的控制系統。

背景技術：

抓斗卸船機因其在取料及拋料過程中產生大量的粉塵飛揚及灑料，卸船效率較低，能耗較大。隨著近年來經濟高速的發展，高效、節能、環保作為可持續發展的先決條件，連續式卸船機在此期間取得了很大發展，連續式卸船機的物料輸送全在密封箱體內，機內的卸載點采取消塵措施，可減少作業中粉塵飛揚對環境的污染。另外，由于是連續作業，因而具有震動和噪音小、效率高、能耗比較低和自動化程度高的特點。

連續式卸船機的取料頭橫行是連續卸船機取料作業時的核心動作，通過控制一個主令可以使大車運行機構、臂架回轉機構、BE回轉機構三個機構同時動作。目前，連續卸船機橫行聯動時，取料頭不能很好地按照預定軌跡運行，合成取料效果不佳，很大的影響了取料作業效率。

中國專利CN 201220252598.X公開了一種連續卸船機聯動控制器，該聯動控制處理器接收連續卸船機控制器控制指令并結合各種運行狀態信息后進行數據處理輸出動作指令給連續卸船機控制器執行，但由于該專利只包含聯動控制器硬件配置不包含聯動橫行的控制方法，連續卸船機在聯動橫行狀態下，實際運行效果無法的到很好的保障。

技術實現要素：

為解決現有技術存在的上述問題，本實用新型要設計一種連續卸船機聯動橫行控制系統，以達到連續卸船機各機構能夠更好地配合，使取料頭在聯動橫行時能夠按照預定軌跡運行，提高合成取料效果及作業效率。

為了實現上述目的，本實用新型的技術方案如下：一種連續卸船機聯動橫行控制系統，包括PLC控制器、大車編碼器、臂架回轉編碼器、BE回轉編碼器、俯仰編碼器和主令控制器，所述的PLC控制器分別與大車編碼器、臂架回轉編碼器、BE回轉編碼器和俯仰編碼器連接，所述的主令控制器經數據采集模塊和接口模塊與PLC控制器連接。

進一步地，所述的PLC控制器通過PROFIBUS總線分別與大車編碼器、臂架回轉編碼器、BE回轉編碼器和俯仰編碼器連接，所述的主令控制器通過硬線與數據采集模塊連接，數據采集模塊與接口模塊通過背板總線連接，接口模塊與PLC控制器通過PROFIBUS總線相連。

進一步地，所述的大車編碼器、臂架回轉編碼器、BE回轉編碼器和俯仰編碼器分別安裝在大車運行機構、臂架回轉機構、BE回轉機構和臂架俯仰機構上；所述的主令控制器設置在司機室聯動臺上；所述的PLC控制器設置在電氣室內。

與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果：

1、本實用新型最大程度的保證連續卸船機在聯動橫行狀態下取料頭能夠沿著垂直于碼頭方向的橫行軌跡運動，有效地解決了因聯動橫行效果不理想影響取料作業效率的問題。

2、本實用新型通過聯動橫行控制，使連續卸船機聯動橫行時軌跡能夠更加貼近于垂直于船艙方向運行，司機不必經常單獨動操作某一機構而糾正橫行軌跡，司機的勞動強度得到降低，使其更專注于連續卸船機的作業情況，從而增強了設備的安全性。

3、通過這種連續卸船機聯動橫行控制系統及控制方法，使各機構的速度給定配合的更好，運行更加平穩，使取料頭更能夠按照接近于垂直于大車軌道方向運行，提高了連續卸船機作業的效率。

附圖說明

圖1是本實用新型的連續卸船機機械模型結構示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是本實用新型的結構示意圖。

圖4是連續卸船機取料工作流程圖。

圖中：1、臂架回轉機構；2、大車運行機構；3、BE回轉機構；4、臂架俯仰機構；5、船艙壁；6、PLC控制器；7、大車編碼器；8、臂架回轉編碼器；9、BE回轉編碼器；10、俯仰編碼器；11、主令控制器；12、數據采集模塊；13、接口模塊。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型進行進一步地描述。如圖1-4所示，一種連續卸船機聯動橫行控制系統，包括PLC控制器6、大車編碼器7、臂架回轉編碼器8、BE回轉編碼器9、俯仰編碼器10和主令控制器11，所述的PLC控制器6分別與大車編碼器7、臂架回轉編碼器8、BE回轉編碼器9和俯仰編碼器10連接，所述的主令控制器11經數據采集模塊12和接口模塊13與PLC控制器6連接。

進一步地，所述的PLC控制器6通過PROFIBUS總線分別與大車編碼器7、臂架回轉編碼器8、BE回轉編碼器9和俯仰編碼器10連接，所述的主令控制器11通過硬線與數據采集模塊12連接，數據采集模塊12與接口模塊13通過背板總線連接，接口模塊13與PLC控制器6通過PROFIBUS總線相連。

進一步地，所述的大車編碼器7、臂架回轉編碼器8、BE回轉編碼器9和俯仰編碼器10分別安裝在大車運行機構2、臂架回轉機構1、BE回轉機構3和臂架俯仰機構4上；所述的主令控制器11設置在司機室聯動臺上；所述的PLC控制器6設置在電氣室內。

本實用新型的控制方法，包括以下步驟：

A、司機通過主令控制器11給定BE回轉機構3的橫行聯動速度，PLC控制器6根據連續卸船機機械結構模型計算出大車運行機構2、臂架回轉機構1和BE回轉機構3的速度分量，并根據大車編碼器7、臂架回轉編碼器8、BE回轉編碼器9、俯仰編碼器10計算出的相應位置信息對大車運行機構2、BE回轉機構3速度分量進行取料頭X位置坐標及臂架回轉機構1的回轉角度與BE回轉機構3的回轉角度之和的PID控制，對臂架回轉機構1速度分量進行分段速度限制；

B、設船艙水平面的開口為圓角過渡的矩形，用A點表示圓角與內側邊右側的切點，B點表示圓角與內側邊左側的切點，并按順時針方向依次用C、D、E、F、G、H點表示其余三邊的6個切點；在正常取料過程中，始終保持取料頭垂直于船艙壁5運行，作業方式按照A-B-C-D-E-F-G-H-A的順序進行，在A-B、E-F區域內，提升機的中心平行于碼頭岸線運行，只需運行大車運行機構2；在四個艙角B-C、D-E、F-G、H-A處，取料頭通過BE回轉機構3回轉90°角及取料頭伸縮功能，以保持取料頭垂直艙壁做折線軌跡運動；在C-D和G-H段中，要求連續卸船機臂架回轉機構1、大車運行機構2、BE回轉機構3必須同時工作，并且在速度上大車運行機構2與臂架回轉機構1的速度分量始終滿足相對應的機械模型幾何關系、臂架回轉機構1與BE回轉機構3的回轉角速度始終等值反向，以達到最佳的速度匹配效果，以保證在這兩個工作段內取料頭能夠始終保持垂直于船艙壁5運行；這兩個工作段內連續卸船機的動作方式也叫做聯動橫行。

進一步地，所述的主令控制器11分為四檔，動作方向垂直于大車軌道方向，在聯動狀態下通過主令控制器11控制取料頭橫行的速度。

進一步地，所述的大車編碼器7、臂架回轉編碼器8、BE回轉編碼器9、俯仰編碼器10準確采集臂架回轉機構1的回轉角度、BE回轉機構3的回轉角度、大車運行機構2的運行位置以及臂架俯仰機構4的俯仰角度。

進一步地，所述的PLC控制器6在橫行運行開始時，記錄取料頭X位置坐標BEX、臂架回轉機構1的回轉角度θ1及BE回轉機構3的回轉角度θ2，并在橫行運行過程中實時檢測BEX、θ1及θ2的值，得出橫行過程中取料頭X位置坐標變化量△X及臂架回轉機構1的回轉角度與BE回轉回轉機構的角度之和的變化量△θ。

進一步地，所述的PLC控制器6在橫行運行過程中，根據大車運行機構2的速度分量增加對取料頭X位置坐標進行PID控制；根據BE回轉機構3的回轉速度分量增加對臂架回轉機構1的回轉角度與BE回轉機構3的回轉角度之和的PID控制；對臂架回轉機構1進行速度分段控制，即在每檔橫行速度都設置臂架回轉機構1的回轉速度分量的速度上限值。

本實用新型不局限于本實施例，任何在本實用新型披露的技術范圍內的等同構思或者改變，均列為本實用新型的保護范圍。