碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統及自動控制方法

碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統及自動控制方法
【專利摘要】本發明公開一種碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統及自動控制方法，包括物料輸送裝置的布料器，物料稱重裝置，計量操作站，本地計量服務器，PLC控制器和基礎自動化操作站，所述物料稱重裝置由第一、第二稱重料斗，第一、第二稱重傳感器組，第一稱重儀表和第二稱重儀表構成，所述PLC控制器控制布料器和物料稱重裝置的液壓驅動裝置，PLC控制器、第一稱重儀表和第二稱重儀表與計量操作站相連，計量操作站用于實時讀取PLC控制器的信號和第一、第二稱重儀表顯示的數據，并用于將數據儲存到本地計量服務器；所述基礎自動化操作站控制PLC控制器。本發明實現了對船舶大宗原料從進入碼頭到物資稱量下載信息的全方位掌控，提高了物料計量的精確度。
【專利說明】碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統及自動控制方法

【技術領域】
[0001]本發明涉及冶金、礦山、碼頭物資連續自動計量，具體涉及一種碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統及自動控制方法。

【背景技術】
[0002]長期以來，大型鋼鐵廠、火力發電廠等企業，通過船舶運輸的大宗物料如鐵礦石、煤炭、球團礦、石灰石等都是通過船舶檢尺的方式計量，船舶檢完重載后，船舶物料通過膠帶機運至后方陸地存放區，作業過程均為連續卸載過程。
[0003]碼頭船舶大宗物料卸載最重要的問題是卸載的連續性，在不影響卸載作業率的情況下，又能對大宗物料進行有效的計量統計。隨著科技的進步，計量技術的日趨完善，電子皮帶秤被用在了碼頭船舶大宗原料卸載計量，電子皮帶秤計量保證了船舶卸載作業的連續性，不會給生產作業帶來任何負面影響，在保證生產作業率的同時提供了較精確的計量數據。但是在實踐中，電子皮帶秤連續動態稱量過程中很多因素都會影響電子皮帶秤的計量精度，如皮帶張力的變化、皮帶跑偏以及物料的種類的變化等，因此，對于安裝在運輸多種物料膠帶機上的電子皮帶秤來說，不能保證每種物料計量數據的準確性。
[0004]碼頭船舶大宗物料計量還采用船舶卸載后，再通過汽車轉運至汽車衡靜態計量，此種計量方式能保證計量數據的準確性，但是轉運成本較高而且對于鋼鐵廠、火力發電廠所有大宗原料采用此種方式需要耗費大量的人力物力，且由于碼頭卸載船舶較多，物料種類多，數量大，耗費大，因此全部采用汽車衡靜態計量不現實。


【發明內容】

[0005]本發明的目的之一是為了克服現有技術的不足，提供一種碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統，該計量系統能夠實現物料的靜態計量，提高了物料稱量的精確度，且計量成本低。
[0006]本發明的目的之二是為了提供一種碼頭物料連續卸載自動靜態計量自動控制方法，該方法操作簡單，測量數據精度。
[0007]本發明的目的之一可以通過以下技術方案實現:
一種碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統，其特征在于:包括物料輸送裝置的布料器、物料稱重裝置、計量操作站、本地計量服務器、PLC控制器和基礎自動化操作站，所述物料稱重裝置包括第一稱重料斗、第二稱重料斗、第一稱重傳感器組、第二稱重傳感器組、第一稱重儀表和第二稱重儀表，所述第一稱重料斗和第二稱重料斗并排設置于布料器下方，第一稱重料斗和第二稱重料斗上端設有用于檢測布料器位置的布料器位置接近式傳感器，所述第一稱重傳感器組設于第一稱重料斗下端，用于對第一稱重料斗稱量，第一稱重傳感器組與第一稱重儀表電連接，所述第二稱重傳感器組設于第二稱重料斗下端，用于對第二稱重料斗稱量，第二稱重傳感器組與第二稱重儀表電連接，所述第一、第二稱重料斗的斗底分別設有平移式閘門，各平移式閘門分別連接液壓驅動裝置，各稱重料斗上設有用于檢測平移式閘門開閉的位置傳感器；
所述PLC控制器包括PLC控制主站和PLC控制從站，所述PLC控制主站通過DP網絡與PLC控制從站相連，PLC控制主站分別與物料輸送裝置的布料器、用于檢測布料器位置的布料器位置接近式傳感器、用于檢測平移式閘門開閉的位置傳感器、液壓驅動裝置的控制閥電連接，用于接收布料器位置信號和平移式閘門開閉信號，并控制布料器和液壓驅動裝置，所述PLC控制從站、第一稱重儀表和第二稱重儀表通過串口服務器與計量操作站相連，計量操作站用于實時讀取PLC控制從站的信號和第一、第二稱重儀表顯示的數據，并用于將數據儲存到本地計量服務器；所述基礎自動化操作站通過以太網與PLC控制主站相連，用于控制PLC主站及PLC從站。
[0008]所述第一、第二稱重傳感器組上均設有多個稱重傳感器，所述多個稱重傳感器呈矩陣式分布在第一、第二稱重料斗的下端。
[0009]所述第一稱重料斗和第二稱重料斗的上端部呈長方體，下端部為多個梯形卸料口，各梯形卸料口均設有一平移式閘門，所述平移式閘門采用對開式液壓閘門。
[0010]所述布料器位置接近式傳感器分別設于第一稱重料斗的“A開始工位”、“B返回工位”、“C極限工位”和第二稱重料斗的“A開始工位”、“B返回工位”、“C極限工位”。
[0011]還包括計量管理中心,所述計量管理中心與計量操作站相連。
[0012]還包括視頻監控裝置，所述視頻監控裝置與計量管理中心相連，視頻監控裝置用于對整個船舶卸載計量過程進行視頻監控。
[0013]本發明的目的之二可以通過以下技術方案實現:
一種碼頭物料連續卸載自動靜態計量控制方法，其特征在于:所述計量操作站預先設定第一、第二稱重料斗的允許稱量條件，所述計量操作站稱量第一稱重料斗和第二稱重料斗的首次皮重；所述基礎自動化操作站向PLC控制主站發出啟動物料輸送裝置的布料器、用于檢測布料器位置的布料器位置接近式傳感器、用于檢測平移式閘門開閉的位置傳感器和平移式閘門的驅動裝置的信號，PLC控制主站通過DP總線將布料器位置接近式傳感器檢測的布料器位置、位置傳感器檢測的平移式閘門開閉狀態信號發送到PLC控制從站，計量操作站通過串口服務器讀取PLC控制從站中的指令、第一稱重儀表及第二稱重儀表的實時重量數據判斷是滿足允許稱量條件，若滿足允許稱量條件，PLC控制主站控制布料器向第一稱重料斗裝料，第一稱重料斗裝料結束，PLC控制主站控制布料器移向第二稱重料斗，向第二稱重料斗裝料，滿足第一稱重料斗的毛重稱量條件，計量第一稱重料斗的毛重，并將該毛重傳遞到本地計量服務器，毛重計量完后，計量操作站經PLC控制從站向PLC控制主站發送打開第一稱重料斗的平移式閘門進行放料的指令，放料結束后，計量操作站經PLC控制從站向PLC控制主站發送關閉第一稱重料斗的平移式閘門的指令，滿足第一稱重料斗的皮重稱量條件，計量第一稱重料斗的皮重，將該皮重傳遞到本地計量服務器；若布料器位于第一稱重料斗上，按照第一稱重料斗稱量毛重、皮重的控制方法稱量第二稱量料斗的毛重、皮重，通過第一稱重料斗和第二稱重料斗交替稱量實現碼頭物料連續卸載自動靜態計量。
[0014]所述布料器從第一稱重料斗的“A開始工位”向“B返回工位”運行進行布料，當到達第一稱重料斗的“B返回工位”后布料小車反向向第二稱重料斗的“A開始工位”運行，到達第二稱重料斗后，布料器從第二稱重料斗的“A開始工位”向“B返回工位”運行進行布料。
[0015]所述計量操作站預設稱重料斗的報警值，若計量操作站檢測到稱重料斗重量大于報警值時，計量操作站經PLC控制從站向PLC控制主站發生警報，通過PLC控制主站控制布料器立即駛離該稱重料斗。
[0016]所述計量操作站設有手動控制模式，通過手動控制稱量，并錄入稱量數據。
[0017]本發明的有益效果:本發明采用物料輸送裝置的布料器、物料稱重裝置、計量操作站、本地計量服務器、PLC控制器和基礎自動化操作站構成，所述物料稱重裝置包括第一稱重料斗、第二稱重料斗，布料器來回反復給第一、第二稱重料斗進行布料，第一、第二稱重料斗上端設有用于檢測布料器位置的布料器位置接近式傳感器，所述第一、第二稱重料斗的斗底分別設有平移式閘門，各平移式閘門通過平移式閘門的驅動裝置驅動，各稱重料斗上設有用于檢測平移式閘門開閉的位置傳感器；所述PLC控制器包括PLC控制主站和PLC控制從站，PLC控制主站用于接收布料器位置信號和平移式閘門開閉信號，并控制布料器和液壓驅動裝置，基礎自動化操作站控制PLC控制主站和PLC控制從站，計量操作站用于實時讀取PLC控制從站的信號和第一、第二稱重儀表顯示的數據，并用于將數據儲存到本地計量服務器，提高了船舶物料卸載稱量的稱量精度。本發明實現對物料稱重裝置進行高度集成控制，并通過本發明系統進行調試和功能測試，實現了對船舶大宗原料從進入碼頭到物資稱量下載信息的全方位掌控，該系統達到國家III級秤準確度等級。
[0018]包括計量管理中心，所述計量管理中心與計量操作站相連，通過計量管理中心進行監控，實現數據的共享。
[0019]本發明系統還包括視頻監控裝置，本發明運用網絡技術和視頻監控技術，通過視頻監控裝置用于對整個船舶卸載計量過程進行監控，對計量控制提供依據，而且還有防作弊的功能。
[0020]本發明控制方法簡單，通過PLC控制器根據布料器位置信號控制布料器在第一、第二稱重料斗上的布料，PLC控制器將采集的平移式閘門開閉信號傳遞給計量操作站，作為計量操作站進行皮重、毛重稱量判斷條件，并控制驅動裝置打開或關閉平移式閘門進行放料或裝料準備，計量操作站根據PLC控制器實時傳遞的布料器位置、平移式閘門開閉狀態和稱重儀表顯示的數字變化確定第一、第二稱重料斗是否滿足稱量條件，若滿足第一稱重料斗的毛重、皮重稱量條件，進行毛重、皮重稱量；若滿足第二稱重料斗的皮重、毛重稱量條件，進行皮重、毛重稱量，本發明控制方法對現場物料的運行情況進行全方位自動化控制，在確保物料運輸作業率的情況下實現了對碼頭大宗原物料的檢斤計量，確保了大宗物資計量數據的有準確性和有效性。
[0021]所述計量操作站預設稱重料斗的預報警值，若計量操作站檢測到稱重料斗重量大于預警值時，計量操作站經PLC從站向PLC控制主站發生警報，通過PLC控制主站控制布料器立即駛離該稱重料斗，從而保護了物料稱重裝置，避免了物料稱重裝置被損壞，同時也保障了計量結果的準確性。
[0022]所述計量操作站設有手動控制模式，通過手動控制布料器、平移式閘門、錄入稱量條件信息，避免了因出現PLC控制器或網絡問題后計量操作站停止工作，從而保證了碼頭船舶卸載的正常運行。本發明不僅考慮了正常情況下的自動稱重，而且考慮了在外部設備異常時的手動稱重、手動上傳數據功能，確保碼頭計量數據可靠、穩定。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1是本發明的電路原理圖；
圖2是本發明工藝流程圖；
圖3是本發明的物料稱重裝置的正視圖；
圖4是本發明的物料稱重裝置的側視圖；
圖5a本發明控制方法流程圖的上部；
圖5b本發明控制方法流程圖的下部；
圖6本發明第一、第二稱重料斗皮重和毛重的計量流程圖。
具體實施例
[0024]下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0025]參見圖1至圖6所示，一種碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統，包括計量操作站
1、本地計量服務器2、基礎自動化操作站3、交換機4、物料稱重裝置5、MOXA多串口服務器9、物料輸送裝置10、物料輸送裝置10的布料器11、通訊線纜和PLC控制器，物料輸送裝置10采用皮帶輸送裝置，物料輸送裝置由PLC控制器控制，皮帶輸送裝置分為兩段，第一段皮帶輸送裝置10-1的一端位于碼頭船舶15，另一端上連接有布料器11進行布料，第二段皮帶輸送裝置10-2延伸至后方廠區堆場16，所述布料器11采用包括布料車、懸臂膠帶機及懸臂膠帶機中間設置的支撐軌道構成，該支撐軌道保證了懸臂膠帶機平穩運行。
[0026]所述物料稱重裝置5包括支撐架、第一稱重料斗5-1、第二稱重料斗5-2、第一稱重傳感器組5-3、第二稱重傳感器組5-4、第一稱重儀表5-5和第二稱重儀表5-6,第一稱重料斗5-1和第二稱重料斗5-2外設有支撐架，所述第一稱重料斗5-1和第二稱重料斗5-2并排設置于布料器11下方，所述第一稱重料斗5-1和第二稱重料斗5-2的上端部呈長方體，第一、第二稱重料斗5-1、5-2的上端進料口口徑較大，下端部為多個梯形卸料口，本實施例采用四個梯形卸料口，第一稱重料斗5-1和第二稱重料斗5-2的下方均設有緩沖倉5-7，每個緩沖倉5-7的上端部設有雷達料位計18，雷達料位計18與PLC控制器相連，物料卸入緩沖倉5-7中，通過緩沖倉5-7到達第二段皮帶輸送裝置10-2上，然后通過第二段皮帶輸送裝置10-2到達指定的后方廠區堆場16 ;為了降低第一、第二稱重料斗5-1、5-2在裝料過程中粘料的幾率，第一、第二稱重料斗5-1、5-2壁傾角較大。
[0027]所述第一稱重料斗5-1和第二稱重料斗5-2上端設有用于檢測布料器11位置的布料器位置接近式傳感器17，所述布料器位置接近式傳感器17分布設于第一稱重料斗5-1和第二稱重料斗5-2的“A開始工位”、“B返回工位”和“C極限工位”，所述“A開始工位”表示布料器11從A開始位置開始進行布料，所述“B返回工位”表示布料器11到達此位置后返回，所述“C極限工位”表示布料器11在第一、第二稱重料斗5-1、5-2上的越界位置，出于安全考慮，布料器11要立即停止。所述布料器位置接近式傳感器為布料器11的返回、順停、急停提供位置信號。
[0028]所述第一、第二稱重傳感器組5-3、5_4上均設有多個稱重傳感器，多個稱重傳感器呈矩陣式分布在第一、第二稱重料斗5-1、5-2的支撐架的下端邊框，所述第一稱重傳感器組5-3設于第一稱重料斗5-1下端,用于對第一稱重料斗5-1稱量,第一稱重傳感器組5-3與第一稱重儀表5-5電連接,所述第二稱重傳感器組5-4設于第二稱重料斗5-3下端，用于對第二稱重料斗5-2稱量，第二稱重傳感器組5-4與第二稱重儀表5-6電連接。本實施例以第一、第二稱重料斗5-1、5-2各凈重78噸，由六個稱重傳感器支撐，每個稱重傳感器支撐的重量上限為100噸，第一、第二稱重料斗5-1、5-2所裝物料凈重范圍為400kg-200t為例。第一稱重傳感器組5-3采用六個稱重傳感器，該六個稱重傳感器通過通訊線與第一接線盒相連，第一接線盒通過通訊總線與第一稱重儀表5-5相連；第二稱重傳感器組5-4采用六個稱重傳感器，該六個稱重傳感器通過通訊線與第二接線盒相連，第二接線盒通過通訊總線與第二稱重儀表5-6相連。
[0029]所述第一稱重料斗5-1和第二稱重料斗5-2的梯形卸料口均設有一對平移式閘門5-8，所述平移式閘門5-8采用對開式液壓閘門，各平移式閘門5-8分別連接液壓驅動裝置5-9，平移式閘門5-8下方設有鋼軌，對開式液壓閘門下設有滾輪，平移式閘門5-18通過滾輪在鋼軌上滾動實現對平移式閘門5-8的打開或關閉，第一、第二稱重料斗5-1、5-2內物料的重量主要靠平移式閘門支撐，液壓驅動裝置5-9通過軟油管與地面油管相連，地面油管與液壓站相連，通過液壓驅動裝置打開或關閉平移式閘門5-8 ;兩個稱重料斗上均設有用于檢測平移式閘門開閉的位置傳感器；在裝料過程中物料的重量主要由對開式液壓閘門承擔，對平移式閘門5-8的有效控制在裝料及稱量過程中至關重要，為了保證在稱量過程中無外力對物料稱量裝置5的影響，液壓驅動裝置5-9與地面油管通過軟油管相連，排除了外力的干擾。通過實際應用，平移式閘門5-8在開啟及關閉過程中，由于其自身重量較大以及外力干擾的排除，使稱重儀表重量無變化，滿足稱量要求。
[0030]所述PLC控制器包括PLC控制主站7和PLC控制從站6，所述PLC控制主站7通過DP網絡與PLC控制從站6相連，本實施例的所述PLC控制主站7與PLC控制從站6之間設有ET200M從站8，通過ET200M從站8進一步拓展接口，PLC控制主站7通過DP網絡與ET200M從站8相連，ET200M從站8通過DP網絡與PLC控制從站6相連，所述PLC控制主站 7 為 S7-300PLC，所述 PLC 控制從站 6 為 S7-200PLC，該 S7-200PLC 為 S7-200PLC CPU226,S7-300PLC通過Profibus-DP實現與S7-200PLC的信號交換，PLC控制主站7分別通過通訊線纜與物料輸送裝置的布料器11、用于檢測布料器位置的布料器位置接近式傳感器、用于檢測平移式閘門開閉的位置傳感器、液壓驅動裝置5-9的控制閥電連接，用于接收布料器位置信號和平移式閘門開閉信號，并控制布料器11和液壓驅動裝置5-9。所述PLC控制從站6通過RS485總線與MOXA多串口服務器8相連，用于將通訊信號發送給計量操作站1，所述第一稱重儀表5-5和第二稱重儀表5-6分別通過RS232總線與MOXA多串口服務器9相連，用于將稱重數據發送給計量操作站1，MOXA多串口服務器9通過網線與計量操作站I的交換機4相連，該交換機通過網線與計量操作站和本地計量服務器相連，計量操作站I配置有兩臺上位機，上位機安裝有稱重系統軟件，一臺上位機使用，其中一臺上位機作為備用，兩臺上位機通過網線分別與計量操作站的交換機相連，PLC控制從站6通過Modbus-RTU協議實現與計量操作站I的信號交換，計量操作站I的上位機中通過端口映射軟件分別將S7-200PLC通訊口映射成第三通訊端口，第一稱重儀表映射成第四通訊端口，第二稱重儀表映射成第五通訊端口，通過編程分別訪問第三、第四、第五端口實現對PLC控制從站6、第一稱重儀表5-5及第二稱重儀表5-6的訪問，計量操作站I實時讀取PLC控制從站6的信號和第一、第二稱重儀表5-5、5-6顯示的數據，根據PLC控制器發送的現場設備狀態信息進行自動稱重，將數據保存到本地計量服務器2，并用于將數據儲存到本地計量服務器2，并將實時重量數據傳遞給PLC控制從站6，PLC控制從站6通過DP網絡傳遞給PLC控制主站7，作為布料器11、液壓驅動裝置5-9的運行判斷條件；所述基礎自動化操作站3配置有兩臺上位機，其中一臺為備用，兩臺上位機通過網線與基礎自動化操作站3的交換機4相連，該交換機通過以太網與PLC控制主站7相連，用于控制PLC主站7和PLC從站6。該物料稱重系統通過RS485總線(Modbus)對控制信號進行采集，通過RS232總線對儀表稱重數據進行采集，實現了物料稱重系統通過網絡實時讀取、顯示確認的計量委托信息及對應的稱量數據，對碼頭卸料進行全自動計量。
[0031]所述計量操作站I設有手動控制模式，用于手動控制、錄入數據信息，通過手動模式保證了物料稱重系統在出現網絡故障后也能正常運行。本物料稱重系統不僅考慮了正常情況下的自動稱重，而且考慮了在外部設備異常時的手動稱重、手動上傳數據功能，確保碼頭計量數據可靠、穩定，避免了因網絡故障計量操作站停止工作。
[0032]進一步地，本發明計量系統的計量操作站I通過光纖、交換機4與船舶卸載操作站12、計量管理中心13和計量管理中心13的計量管理服務器14相連，船舶卸載操作站12向計量操作站發送已確認開始卸載信息，計量管理中心向13計量操作站發送計量委托信息，計量操作站I對接收的計量委托信息的船舶物料進行稱量，并將每次獲得的皮重、毛重和凈重數據發送到計量管理中心13的計量管理服務器14，計量管理中心13讀取接收到的儲存在計量管理服務器14的中數據。
[0033]進一步地，還包括視頻監控裝置，所述視頻監控裝置與計量管理中心13的計量管理服務器14相連，視頻監控裝置用于對整個船舶卸載計量過程進行視頻監控，為整個計量過程提供視頻依據，產生計量異議時，以供查看。
[0034]進一步地，本發明計量系統還包括公輔裝置，公輔裝置包括液壓冷卻系統、振打器等輔助裝置，所述輔助裝置與PLC控制主站相連。
[0035]本發明不僅保證了船舶大宗物料卸載作業的連續性，而且通過靜態稱量狀態實現了大宗物料檢斤計量，保證了船舶運輸的大宗物料計量準確性。計量裝置與控制技術、稱量技術緊密結合，解決了船舶大宗物料連續卸載下的靜態稱量問題。
[0036]本發明計量系統采用的碼頭物料連續卸載自動靜態計量控制方法如下，
具體步驟如下:
所述計量操作站預先設定第一、第二稱重料斗5-1、5-2的允許稱量條件和第一、第二稱重料斗的報警值，所述報警值包括預報警值和高報警值，若計量操作站檢測到第一稱重料斗5-1重量大于預報警值時，計量操作站I經PLC控制從站6向PLC控制主站7發生警報，通過PLC控制主站7控制布料器11立即駛離該稱重料斗，運動到第二稱重料斗5-2上，在運行過程中，如果第二稱重料斗5-2不滿足裝料條件，布料器11需立即停止，同樣適用于第二稱重料斗5-2 ;所述高報警值是為了保護計量裝置而設定的值，當達到高報警值時布料器及相關物料輸送裝置停止運動，直至故障消除。
[0037]計量操作站稱量第一稱重料斗5-1和第二稱重料斗5-2的首次皮重；
所述基礎自動化操作站3向PLC控制主站7發出啟動物料輸送裝置10的布料器11和液壓驅動裝置的信號，PLC控制主站7通過DP總線將布料器位置接近式傳感器檢測的布料器11位置、位置傳感器檢測的平移式閘門5-8開閉狀態信號發送到PLC控制從站6 ;計量操作站I通過MOXA多串口服務器9讀取PLC控制從站6中的信號、第一稱重儀表5_5及第二稱重儀表5-6的實時重量數據判斷是否滿足允許裝料條件，若滿足允許裝料條件，PLC控制主站7控制布料器11向第一稱重料斗5-1裝料，布料器11從第一稱重料斗5-1的“A開始工位”向“B返回工位”運行進行布料，第一稱重料斗5-1裝料結束，PLC控制主站7控制布料器11移向第二稱重料斗5-2，向第二稱重料斗5-2裝料，當到達“B返回工位”后向第二稱重料斗5-2的“A開始工位”移動，到達第二稱重料斗5-2后，布料器11從第二稱重料斗5-2的“A開始工位”向“B返回工位”運行進行布料。
[0038]當布料器11在第二稱重料斗5-2上，且滿足稱量第一稱重料斗5-1的毛重條件，計量第一稱重料斗5-1的毛重，并將該毛重傳遞到本地計量服務器2，毛重計量完后，計量操作站I經PLC控制從站6向PLC控制主站7發送打開第一稱重料斗5-1的平移式閘門5-8進行放料的指令，平移式閘門5-8打開到位兩分鐘即物料卸載完，或者第一稱重料斗的重量小于設定的低位閥值，計量操作站I經PLC控制從站6向PLC控制主站7發送關閉第一稱重料斗5-1的平移式閘門5-8的指令，當第一稱重料斗的平移式閘門5-8關到位后，滿足稱量第一稱重料斗5-1的皮重條件，計量第一稱重料斗5-1的皮重，將該皮重傳遞到本地計量服務器2，計量操作站2經PLC控制從站6向PLC控制主站7發出第一稱重料斗5_1皮重稱量完成指令。
[0039]當布料器11位于第一稱重料斗5-1上，且滿足稱量第二稱重料斗5-2的毛重條件，計量第二稱重料斗5-2的毛重，并將該毛重傳遞到本地計量服務器11，毛重計量完后，計量操作站經PLC控制從站6向PLC控制主站7發送打開第二稱重料斗5-2的平移式閘門5-8進行放料的指令，平移式閘門5-8打開到位2分鐘放料結束后，或者第二稱重料斗的重量小于設定的低位閥值，計量操作站I經PLC控制從站6向PLC控制主站7發送關閉第二稱重料斗5-2的平移式閘門5-8的指令，當第二稱重料斗的平移式閘門5-8關到位后，滿足稱量第二稱重料斗5-2的皮重條件，計量第二稱重料斗5-2的皮重，將該皮重傳遞到本地計量服務器2，計量操作站I經PLC控制從站6向PLC控制主站7發出第二稱重料斗5_2皮重稱量完成指令，通過第一稱重料斗5-1和第二稱重料斗5-2交替稱量實現碼頭物料連續卸載自動靜態計量。
[0040]計量操作站I將每次稱量結果(毛重、皮重、計算后的凈重)保存在本地計量服務器2中，同時發送到計量管理中心13的計量管理服務器14中，通過計量管理中心13形成統計報表及計量憑證。計量管理中心13將待卸船舶計量委托信息實時轉發給計量操作站1，計量操作站的稱重系統不會自動執行，需船舶卸載操作站12確認后計量操作站I的稱重系統才執行。
[0041]所述計量操作站I通過手動控制模式控制布料器的運動方向和速度、平移式閘門的開閉和稱量數據的錄入。通過設置的手動稱重、手動上傳數據功能，確保碼頭計量數據可靠性和穩定性。
[0042]所述第一、第二稱重料斗5-1、5_2的允許稱量條件即計量操作站的稱重系統預設第一稱重料斗5-1和第二稱重料斗5-2在一個時段內的重量變化值作為是否允許計量的判斷標志t，所述稱重料斗在一個時段內的重量變化值是在2?20秒內稱重儀表數字有10?400公斤的變化值，本實施例采用2秒內稱重儀表數字有400公斤的變為值為例，如果稱重料斗在一個時段內的重量變化值的變化小于設定變化值時，稱重料斗處于靜止狀態，允許計量；稱重料斗在一個時段內重量變化值的變化大于設定變化值時，稱重料斗處于加料或放料的動態變化，不計量； 操作員登錄計量操作站I的稱重系統，所述計量操作站I根據PLC控制主站7發送的布料器11位置信息和讀取的第一、第二稱重儀表5-5、5-6的數據判斷第一、第二稱重料斗5-1、5-2是否滿足稱量條件，并向PLC控制主站發送控制信號。
[0043]具體判斷方法如下，
(一)如果布料車11在第一稱重料斗5-1上:
稱重系統讀取本地計量服務器2中第一稱重料斗允許計量標志t:若第一稱重料斗允許計量標志t=0，將第一稱重料斗允許計量標志t置為m，m表示第一稱重料斗計量毛重準備；若第一稱重料斗允許計量標志t=m,則第一稱重料斗允許計量標志t保持不變；
判斷第二稱重料斗5-2是否滿足計量條件:
1)若第二稱重料斗允許計量標志t=m，第二稱重料斗5-2的平移式閘門5-8關到位，且第二稱重料斗5-2處于靜止狀態，允許計量，稱重系統計量第二稱重料斗5-2的毛重，第二稱重料斗5-2計量完畢，打開第二稱重料斗5-2的平移式閘門，同時將第二稱重料斗允許計量標志t置為O ;
2)若第二稱重料斗允許計量標志t=P，第二稱重料斗5-2的平移式閘門5-8關到位，且第二稱重料斗5-2處于靜止狀態，允許計量，稱重系統計量第二稱重料斗5-2的皮重，第二稱重料斗5-2計量完畢，將第二稱重料斗允許計量標志t置為O ;
3)若第二稱重料斗允許計量標志t=0:
①如果第二稱重料斗5-2的平移式閘門5-8關到位，代表第二稱重料斗5-2在初始狀態；
②如果第二稱重料斗5-2的平移式閘門5-8開到位，將第二稱重料斗允許計量標志t置為P，代表第二稱重料斗5-2正在卸料，第二稱重料斗5-2放料結束后，關閉第二稱重料斗5-2的平移式閘門，且第二稱重料斗5-2處于靜止狀態，允許計量，稱重系統計量第二稱重料斗5-2的皮重，第二稱重料斗計量5-2完畢，將第二稱重料斗允許計量標志t置為O ;
(二)如果布料車在第二稱重料斗5-2上:
稱重系統讀取本地計量服務器2中第二稱重料斗的允許計量標志t:若第二稱重料斗允許計量標志t=0，將第二稱重料斗允許計量標志t置為m ;若第二稱重料斗允許計量標志t=m,則第二稱重料斗允許計量標志t保持不變。
[0044]判斷第一稱重料斗5_1是否滿足計量條件:
1)若第一稱重料斗允許計量標志t=m，第一稱重料斗5-1的平移式閘門5-8關到位，且第一稱重料斗5-1處于靜止狀態，允許計量，稱重系統計量第一稱重料斗5-1的毛重，第一稱重料斗5-1計量完畢，打開第一稱重料斗5-1的平移式閘門，同時將第一稱重料斗允許計量標志t置為O ;
2)若第一稱重料斗允許計量標志t=P，第一稱重料斗5-1的平移式閘門5-8關到位，且第一稱重料斗5-1處于靜止狀態，允許計量，稱重系統計量第一稱重料斗5-1的皮重，第一稱重料斗5-1計量完畢，將第一稱重料斗允許計量標志t置為O ;
3)若第一稱重料斗允許計量標志t=0:
①如果第一稱重料斗5-1的平移式閘門5-8關到位，代表第一稱重料斗5-1在初始狀態；
②如果第一稱重料斗5-1的平移式閘門5-8開到位，將第一稱重料斗允許計量標志t置為P，代表第一稱重料斗5-1正在卸料，第一稱重料斗5-1放料結束后，關閉第一稱重料斗5-1的平移式閘門5-8，且第一稱重料斗5-1處于靜止狀態，允許計量，稱重系統計量第一稱重料斗5-1皮重，第一稱重料斗5-1計量完畢，將第一稱重料斗允許計量標志t置為O。
[0045]本發明利用自動信息化技術、網絡技術以及計算機軟件編程技術和視頻技術，對碼頭船舶大宗物料在連續卸載過程中實現靜態計量的控制系統。同時將物料稱重裝置的稱量狀態與物料輸送裝置運輸狀態相結合，對各裝置進行準確控制，實現對自動連續靜態計量的控制。通過將稱重數據自動上傳到計量管理中心13的計量管理系統，為生產和工藝作了有力的數據支撐。
[0046]計量操作站I根據第一、第二稱重料斗5-1、5_2的平移式閘門5_8開關狀態，第一、第二稱重料斗5-1、5_2的實時重量，判斷稱重料斗是否具備裝料條件，此條件為布料器11和物料輸送裝置啟動運行的條件，若不具備裝料條件布料器11和物料輸送裝置10將無法啟動或在運行中的布料器11和物料輸送裝置10將立即停止。
[0047]計量管理中心13向計量操作站I發送的待卸載船舶計量委托信息和碼頭卸載操作站確認的“卸載開始”，此條件為布料器11和物料輸送裝置10啟動運行條件；該條件可以保證船舶卸載的準確性，當條件不滿足，布料器11和物料輸送裝置10禁止啟動；當布料器11和物料輸送裝置10在運行過程中出現條件不滿足時，布料器11和物料輸送裝置10、計量操作站緊急停止，保證了計量的準確性。
[0048]本發明的計量系統有如下幾種情況的控制方法，
一.物料輸送裝置正常停止后啟動
1.第一、第二稱重料斗5-1、5-2的平移式閘門5-8關到位；
2.第一、第二稱重料斗5-1、5-2的稱量數值低于預報警值；
3.待卸船舶的卸載確信信息；
4.計量系統正常。
[0049]如果滿足以上四個條件，該計量系統正常運行。
[0050]物料輸送裝置布料器11的布料車運行到第一稱重料斗5-1 “A開始工位”后停止，此時給出布料車的電控運行信號，但不給布料車運行速度，后續物料輸送裝置啟動。S7-300PLC控制主站檢測到第一稱重料斗5-1有400公斤重量變化時，表示物料已從船舶運抵至第一稱重料斗5-1，布料車開始從“A開始工位”向“B返回工位”低速運行，到達“B返回工位”后便回轉向第二稱重料斗5-2運行(在此運行過程中，若第一稱重料斗5-1重量大于預報警值，布料小車立即高速向第二稱重料斗5-2運行，到達第二稱重料斗5-2上方時低速運行)，布料車到達第二稱重料斗5-2上方且第一稱重料斗5-1重量穩定，第一稱重料斗5-1計量毛重，同時，布料車在第二稱重料斗5-2上運行布料。當第一稱重料斗5-1計量完毛重，計量操作站I向PLC控制主站7發出打開第一稱重料斗5-1的平移式閘門5-8的指令，當第一稱重料斗5-1的平移式閘門5-8打開到位2分鐘后即第一稱重料斗放料完畢，計量操作站I向PLC控制主站7發出關閉第一稱重料斗5-1平移式閘門5-8的指令，第一稱重料斗5-1的平移式閘門5-8關到位后，計量操作站I計量第一稱重料斗5-1皮重，計量操作站5-1將毛重和皮重發送到本地計量服務器2進行存儲，計量操作站I向PLC控制主站7發出皮重計量完畢信號，第一稱重料斗5-1具備裝料條件；
當第一稱重料斗5-1在計量過程中，布料器11在第二稱重料斗5-2上低速從“A開始工位”向“B返回工位”運行，布料器11到達“B返回工位”后回轉向第一稱重料斗5-1運行，第二稱重料斗5-2的毛重和皮重稱量方法與第一稱重料斗5-1的毛重和皮重稱量方法相同，第一稱重料斗5_1和第二稱重料斗5_2依次循環。
[0051]二.計量系統由于故障停止后重啟(包括計量操作站故障、液壓驅動裝置故障、物料輸送裝置故障)
(一)設備故障消除后系統能啟動
1.第一稱重料斗5-1的平移式閘門關到位；
2.第二稱重料斗5-2的平移式閘門關到位；
3.第一稱重料斗5-1的稱量數值低于高報警值；
4.第二稱重料斗5-2的稱量數值低于高報警值；
5.待卸船舶的卸載確信信息；
6.系統正常(包含計量操作站、液壓驅動裝置及物料輸送裝置正常)。
[0052]物料輸送裝置啟動，此時給出布料車電控運行信號，但不給布料車運行速度，后續懸臂膠帶機啟動:
如果布料車在第一稱重料斗5-1上且第一稱重料斗5-1重量小于預報警值，當第一稱重料斗5-1檢測到400公斤重量變化時，表示物料已從船舶運抵至第一稱重料斗5-1，布料車從第一稱重料斗5-1的“A開始工位”向“B返回工位”低速運行，到達“B返回工位”布料車回轉向第二稱重料斗5-2運行，在此運行過程中，如果第一稱重料斗5-1重量大于第一稱重料斗5-1預報警值，布料車立即高速向第二稱重料斗5-2運行，到達第二稱重料斗5-2后，速度降為低速；
如果布料車在第一稱重料斗5-1上且第一稱重料斗5-1重量大于預報警值，當第一稱重料斗5-1檢測到400kg重量變化時，表示物料已從船舶運抵至第一稱重料斗5-1，布料車立即高速向第二稱重料斗5-2運行，到達第二稱重料斗5-2后，布料車速度降為低速。
[0053]如果布料車在第二稱重料斗5-2上且第二稱重料斗5-2重量小于預報警值，當第二稱重料斗5-2檢測到400公斤重量變化時，表示物料已從船舶運抵至第二稱重料斗5-2，布料車從第二稱重料斗5-2的“A開始工位”向“B返回工位”低速運行，到達“B返回工位”布料車回轉向第一稱重料斗5-1運行，在此運行過程中，如果第二稱重料斗5-2重量大于第二稱重料斗5-2預報警值，布料車立即高速向第一稱重料斗5-1運行，到達第一稱重料斗5-1后，速度降為低速；
如果布料車在第二稱重料斗5-2上且第二稱重料斗5-2重量大于預報警值，當第二稱重料斗5-2檢測到400公斤重量變化時，表示物料已從船舶運抵至第二稱重料斗5-2，布料車立即高速向第一稱重料斗5-1運行，到達第一稱重料斗5-1后，布料車速度降為低速。
[0054]本發明設置的高報警值是為了保護計量裝置而設定的值，當達到高報警值時布料器及相關輸料料線停止，若故障停車后，檢測到重量大于高報警值，本發明計量系統不能啟動。
[0055](二)設備故障消除后系統還不能啟動
1.第一、第二稱重料斗5-1、5-2的平移式閘門5-8關到位；
2.第一、第二稱重料斗5-1、5_2的稱量數值大于高報警值；
3.物料輸送裝置正常； 在此種情況下，物料輸送裝置10仍不能啟動，由于第一稱重料斗5-1重量大于高報警值或第二稱重料斗5-2重量大于高報警值，第一稱重料斗5-1或第二稱重料斗5-2的平移式閘門5-8打不開造成，此時通過電話聯系后，計量操作站I切換到手動模式，通過手動點擊稱重軟件中的計量按鈕完成毛重計量，計量完毛重后，手動打開平移式閘門5-8卸料，物料卸完后關閉平移式閘門，回到故障停止狀態，物料稱重裝置5正常后啟動物料輸送裝置10開始卸料，重新啟動物料稱重裝置5進行計量。
[0056]物料輸送裝置10每次正常停止，物料輸送裝置10的布料器11都運行到對應稱重料斗的“A開始工位”允許區域內停止。
[0057]物料輸送裝置10的正常停止條件:1、操作人員點擊順停按鈕；2、計量操作站接受的計量委托的該批次卸載結束。
[0058]物料輸送裝置10在遇到以下情況時，需緊急停止:
1、操作人員點擊急停按鈕；
2、碼頭物料輸送裝置故障；
3、平移式閘門打開或關閉超時；
4、計量操作站的稱重系統通訊故障；
5、計量系統的服務器故障；
6、液壓驅動裝置故障。
[0059]本發明計量系統及自動控制方法不僅僅局限于上述實施例，在不違背本發明創造基本結構精神原則和控制方法基本精神原則所作的改動，均屬于本發明的保護范圍。
【權利要求】
1.一種碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統，其特征在于:包括物料輸送裝置的布料器、物料稱重裝置、計量操作站、本地計量服務器、PLC控制器和基礎自動化操作站，所述物料稱重裝置包括第一稱重料斗、第二稱重料斗、第一稱重傳感器組、第二稱重傳感器組、第一稱重儀表和第二稱重儀表，所述第一稱重料斗和第二稱重料斗并排設置于布料器下方，第一稱重料斗和第二稱重料斗上端設有用于檢測布料器位置的布料器位置接近式傳感器，所述第一稱重傳感器組設于第一稱重料斗下端，用于對第一稱重料斗稱量，第一稱重傳感器組與第一稱重儀表電連接，所述第二稱重傳感器組設于第二稱重料斗下端，用于對第二稱重料斗稱量，第二稱重傳感器組與第二稱重儀表電連接，所述第一、第二稱重料斗的斗底分別設有平移式閘門，各平移式閘門分別連接液壓驅動裝置，各稱重料斗上設有用于檢測平移式閘門開閉的位置傳感器； 所述PLC控制器包括PLC控制主站和PLC控制從站，所述PLC控制主站通過DP網絡與PLC控制從站相連，PLC控制主站分別與物料輸送裝置的布料器、用于檢測布料器位置的布料器位置接近式傳感器、用于檢測平移式閘門開閉的位置傳感器、液壓驅動裝置的控制閥電連接，用于接收布料器位置信號和平移式閘門開閉信號，并控制布料器和液壓驅動裝置，所述PLC控制從站、第一稱重儀表和第二稱重儀表通過串口服務器與計量操作站相連，計量操作站用于實時讀取PLC控制從站的信號和第一、第二稱重儀表顯示的數據，并用于將數據儲存到本地計量服務器；所述基礎自動化操作站通過以太網與PLC控制主站相連，用于控制PLC主站及PLC從站。
2.根據權利要求1所述碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統，其特征在于:所述第一、第二稱重傳感器組上均設有多個稱重傳感器，所述多個稱重傳感器呈矩陣式分布在第一、第二稱重料斗的下端。
3.根據權利要求1或2所述碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統，其特征在于:所述第一稱重料斗和第二稱重料斗的上端部呈長方體，下端部為多個梯形卸料口，各梯形卸料口均設有一平移式閘門，所述平移式閘門采用對開式液壓閘門。
4.根據權利要求1所述碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統，其特征在于:所述布料器位置接近式傳感器分別設于第一稱重料斗的“A開始工位”、“B返回工位”、“C極限工位”和第二稱重料斗的“A開始工位”、“B返回工位”、“C極限工位”。
5.根據權利要求1所述碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統，其特征在于:還包括計量管理中心，所述計量管理中心與計量操作站相連。
6.根據權利要求1或5所述碼頭物料連續卸載自動靜態計量系統，其特征在于:還包括視頻監控裝置，所述視頻監控裝置與計量管理中心相連，視頻監控裝置用于對整個船舶卸載計量過程進行視頻監控。
7.根據權利要求1所述的一種碼頭物料連續卸載自動靜態計量控制方法，其特征在于:所述計量操作站預先設定第一、第二稱重料斗的允許稱量條件，所述計量操作站稱量第一稱重料斗和第二稱重料斗的首次皮重；所述基礎自動化操作站向PLC控制主站發出啟動物料輸送裝置的布料器、用于檢測布料器位置的布料器位置接近式傳感器、用于檢測平移式閘門開閉的位置傳感器和平移式閘門的驅動裝置的信號，PLC控制主站通過DP總線將布料器位置接近式傳感器檢測的布料器位置、位置傳感器檢測的平移式閘門開閉狀態信號發送到PLC控制從站，計量操作站通過串口服務器讀取PLC控制從站中的指令、第一稱重儀表及第二稱重儀表的實時重量數據判斷是滿足允許稱量條件，若滿足允許稱量條件，PLC控制主站控制布料器向第一稱重料斗裝料，第一稱重料斗裝料結束，PLC控制主站控制布料器移向第二稱重料斗，向第二稱重料斗裝料，滿足第一稱重料斗的毛重稱量條件，計量第一稱重料斗的毛重，并將該毛重傳遞到本地計量服務器，毛重計量完后，計量操作站經PLC控制從站向PLC控制主站發送打開第一稱重料斗的平移式閘門進行放料的指令，放料結束后，計量操作站經PLC控制從站向PLC控制主站發送關閉第一稱重料斗的平移式閘門的指令，滿足第一稱重料斗的皮重稱量條件，計量第一稱重料斗的皮重，將該皮重傳遞到本地計量服務器；若布料器位于第一稱重料斗上，按照第一稱重料斗稱量毛重、皮重的控制方法稱量第二稱量料斗的毛重、皮重，通過第一稱重料斗和第二稱重料斗交替稱量實現碼頭物料連續卸載自動靜態計量。
8.根據權利要求7所述的碼頭物料連續卸載自動靜態計量控制方法，其特征在于:所述布料器從第一稱重料斗的“A開始工位”向“B返回工位”運行進行布料，當到達第一稱重料斗的“B返回工位”后布料車反向向第二稱重料斗的“A開始工位”運行，到達第二稱重料斗后，布料器從第二稱重料斗的“A開始工位”向“B返回工位”運行進行布料。
9.根據權利要求7所述的碼頭物料連續卸載自動靜態計量控制方法，其特征在于:所述計量操作站預設稱重料斗的報警值，若計量操作站檢測到稱重料斗重量大于報警值時，計量操作站經PLC控制從站向PLC控制主站發生警報，通過PLC控制主站控制布料器立即駛離該稱重料斗。
10.根據權利要求7所述的碼頭物料連續卸載自動靜態計量控制方法，其特征在于:所述計量操作站設有手動控制模式，通過手動控制稱量，并錄入稱量數據。
【文檔編號】G01G11/08GK104280101SQ201410561892
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月21日 優先權日:2014年10月21日
【發明者】張橋川, 朱東杰, 趙重, 鄒劍峰, 陳蘋, 王德輝, 王智剛, 王智, 陶金 申請人:重慶鋼鐵集團電子有限責任公司