專利名稱：一種確定堆、取料機實時位置避免碰撞事故的裝置和方法
技術領域：
本發明屬于軌道行走的堆、取料設備防止發生碰撞和越位事故的裝置和方法，特別是可以在各種硬件裝置不正常的情況下保證設備不會行走越位和發生碰撞。
背景技術：
目前軌道行走的堆、取料設備一般都是使用位置和終端信號傳感器來確定設備終端和階段位置，根據相應的位置信號傳感器動作的狀態確認設備所處于的區間和終端，防止設備發生越位碰撞或者與同區的其它設備發生碰撞。也有在可能發生碰撞的部位加裝防撞信號裝置，在防撞信號發生動作的時候緊急停車防止碰撞。傳統的方法設備是否會發生越位或碰撞事故完全取決于傳感器本身和信號傳遞線路的可靠性，一旦出現傳感器損壞或因某種意外事件動作失靈(比如接觸不良、傳感器損壞、觸發裝置位移而無法觸發等情況)或線路連接故障就無法確保設備安全運行，極易產生越位和碰撞事故。幾乎是所有堆料場都無法避免的發生過此類設備碰撞事故。

發明內容
本發明為解決公知技術中設備安全對硬件可靠性的依賴，提出一種確定堆、取料機實時位置避免碰撞事故的裝置和方法。它的硬件組成包括有電源、控制器、輸入輸出模塊、信號采集傳感器，軟件能夠自動判定有關信號采集傳感器是否正常和測算出設備實時位置，在發現動態監測傳感器信號失常的時候停車和發出報警，發現位置信號傳感器系統故障的情況下發出相應警報，位置信號正常時對測算誤差進行校正，控制軟件實時測算設備自身位置和根據邏輯智能控制設備，在發現有碰撞危險的時候自動鎖死設備或做出規避動作。因而可以絕對萬無一失的杜絕在任何位置信號或防撞傳感器異常的情況下發生越位或碰撞事故。本發明為解決公知技術存在問題所采取的方法是1、設備行走驅動反饋信號輸入PLC控制器。2、在設備行走輪或其它相應部位安裝一個監測行走輪轉動的傳感器。該傳感器在設備行走時把對應行走輪轉動的圈數或角度信號輸入PLC控制器。3、PLC控制器中的控制軟件在收到行走驅動信號若干時間內必須收到行走輪監測傳感器信號并檢測脈寬，利用行走驅動和行走輪轉動的邏輯關系以確認設備是在正常行走和行走輪傳感器信號正常。如果在行走驅動信號存續期間沒有收到行走轉動信號或信號脈寬失常則發出行走信號傳感器故障信號，同時禁止設備行走。4、控制軟件根據行走輪的周長對軌道全長進行數據標定。即從起始點到終點的全長上面對應行走輪轉動的圈數進行標定，對終端和區位位置傳感器對應的位置也進行標定。5、堆、取料機在任意位置停止運行時(失去驅動信號的時候)，控制軟件都將當前的位置記入PLC存儲器中，下次啟動時作為起始數據，根據運行方向和行走輪轉動信號測算出設備實時的位置。行走中到達標定中的任意區位和終端位置傳感器區間中如果沒有收到該位置相對應的傳感器信號時，對該傳感器發出故障報警，同時根據實時位置的控制邏輯關系繼續工作。如果收到該位置相對應的傳感器信號則按標定數據對該位置實時數據進行校正以消除各種原因產生的測量誤差。綜上所述，新方法是用行走運行信號和行走輪轉動的邏輯關系來實現確認監測傳感器是否正常，在行走輪監測傳感器正常情況下對行走輪轉動進行計量測算出設備實時位置，利用實時位置數據與終端和區位位置傳感器的對應關系對終端和區位傳感器是否正常進行驗證，同時對行走實時位置數據誤差進行校正。任何一個傳感器發生異常都能即時發現并發出警報，由于能夠準確可靠的知道本身和相關設備的位置和狀態，控制程序可以根據邏輯完全自主的避免位置和防撞傳感器信號出現故障和連接發生問題產生事故的危險。


圖1 系統和信號示意2:控制程序流程圖具體實施方案具體實施方案如下參閱附圖1，系統和信號示意圖。參閱附圖2，控制程序流程圖。在堆、取料機行走輪上加裝一個接近開關，行走輪轉動的時候向PLC輸入脈沖信號監測行走輪的轉動，把懸臂角度、終端位置、區位位置信號接入PLC。控制軟件在驅動設備行走的同時監測行走輪轉動脈沖，如果收不到脈沖或者脈沖寬度出現差頻現象就對行走監測信號報故障，同時停止設備行走。如果在驅動的存續期間正常收到行走輪脈沖信號，軟件根據行走方向和脈沖數對設備的實時位置進行計算，在實時位置進入終端或區位位置傳感器區間的時候，如果沒有接收到相應的傳感器信號就對該傳感器報故障，設備按照實時位置繼續按正常的程序邏輯工作，如果收到相應傳感器信號則利用事先標定好的位置數據更新實時數據以消除各種原因產生的計量誤差。PLC把設備本身工作狀態例如懸臂角度、行走方向、所在位置等信息傳輸給中控和相關的設備。控制程序分析、堆、取料機所有相關數據判斷是否有碰撞的危險，同時根據設備工況自動調用相關的程序段規避危險和繼續工作。實例一堆、取料機在堆、取料時向擋料墻方向行走，在靠近擋料墻附近安裝有位置傳感器防止取料機碰撞擋料墻。在擋料墻位置傳感器出現故障或撞塊松動位移無法觸發的情況下，取料機因不能收到位置信號將會繼續行走碰撞擋料墻發生設備事故。安裝了發明裝置的堆、取料機在同樣的情況下會依據實時測得行走輪轉動數據判定已經進入擋料墻位置區間，如沒有收到位置信號，會對位置信號傳感器系統做出故障報警，同時根據工作狀態自行進行升起懸臂或停止運行或換向行走等規避碰撞危險的動作。實列二堆料機和取料機在同一堆場作業存在發生碰撞的危險，為避免發生碰撞，在可能碰撞的位置安裝了防碰撞開關，在防碰撞開關動作的時候堆料機和取料機緊急停車。此時安全保障取決于防碰撞開關的可靠性，即使防碰撞開關動作靈敏可靠，緊急剎車的強力制動對行走中的設備也會產生巨大的沖擊，嚴重的時候會對懸臂和減速機構產生破壞。如果防撞開關本身出現故障則會發生嚴重的撞車事故。 安裝發明裝置的堆、取料機可以把自身精確的位置信號、行走方向和工作狀態互相發送給對方，控制器根據雙方的工況和位置判斷相互位置可能會發生交集的時候，會按照邏輯分析判斷能否安全交匯，如果存在碰撞的可能就提前自動停車或自動做出相應的交匯規避動作，完全不依賴防碰撞開關防止發生碰撞。實踐中在設備存在發生碰撞的危險情況時，就是司機強行駕駛設備去碰撞都會被控制程序自動阻止，無法實現碰撞。
權利要求
1.一種確定堆、取料機實時位置避免碰撞事故的裝置和方法，它包括控制單元、輸入輸出模塊、位置和行走輪轉動信號采集傳感器、控制軟件，其特征在于，在設備機械傳動相應位置加裝檢測傳感器，控制軟件利用設備運行與行走輪轉動的邏輯關系實時監控安裝在驅動機械轉動位置的傳感器是否正常，同時測算出設備實時移動的距離和當前位置，根據行走實時數據來對所有終端和位置傳感器是否正常實現監控和利用終端和位置傳感器信號校正測算的實時數據可能產生的偏差，避免因為硬件故障發生碰撞和越位事故。
2.權利要求1所述的確定堆、取料機實時位置避免碰撞事故的裝置，其特征在于，所述的加裝在機械傳動位置的轉動信號采集傳感器，是用于監測機械轉動產生相對應的脈沖或角度信號。
3.權利要求1所述的確定堆、取料機實時位置避免碰撞事故的裝置和方法，其特征在于，所述的控制軟件根據設備驅動與運動之間的必然聯系來驗證行走轉動信號采集傳感器工作是否正常。
4.權利要求1所述的確定堆、取料機實時位置避免碰撞事故的裝置和方法，其特征在于，所述的控制軟件根據采集到的機械轉動信號計算出設備移動的距離和所處于的位置。
5.權利要求1所述的確定堆、取料機實時位置避免碰撞事故的裝置和方法，其特征在于，所述的控制軟件根據計算出的設備位置來驗證位置和終端信號裝置工作是否正常。
6.權利要求1所述的確定堆、取料機實時位置避免碰撞事故的裝置和方法，其特征在于，所述的控制軟件根據終端和位置信號傳感器信號校正實時移動測算數據的誤差。
全文摘要
本發明涉及一種確定堆、取料機實時位置避免碰撞事故的裝置和方法。它的硬件組成包括有電源、控制器、輸入輸出模塊、信號采集傳感器，軟件能夠自動判定有關信號采集傳感器是否正常和測算出設備實時位置，在發現動態監測傳感器信號失常的時候停車和發出報警，發現位置信號傳感器系統故障的情況下發出相應警報，位置信號正常時對測算誤差進行校正，控制軟件實時測算設備自身位置和根據邏輯智能控制設備，在發現有碰撞危險的時候自動鎖死設備或做出規避動作。因而可以絕對萬無一失的杜絕在任何位置信號或防撞傳感器異常的情況下發生越位或碰撞事故。
文檔編號G05D1/02GK102541060SQ201210007918
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月12日 優先權日2012年1月12日
發明者季永利, 李金明, 王卉 申請人:季永利