本發(fā)明屬于集裝箱運(yùn)輸技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種集裝箱卸料、清洗流水線控制系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

散裝顆粒礦粉作為冶煉的原材料，消耗量非常巨大年用量達(dá)100多萬噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)每天的用料量達(dá)幾千噸。每天將通過鐵路運(yùn)輸?shù)綀龅牡V粉進(jìn)行集裝箱起吊、開閉集裝箱蓋、集裝箱自卸車翻轉(zhuǎn)以及對(duì)礦粉運(yùn)輸裝備進(jìn)行人工清理，以達(dá)到礦粉的卸凈。

目前散裝顆粒礦粉卸料施工現(xiàn)場采用人工控制，對(duì)吊裝設(shè)備啟停、開閉集裝箱蓋、自卸車的操作、集裝箱清洗等流程均配備相應(yīng)的工人，每個(gè)集裝箱編號(hào)、稱重?cái)?shù)據(jù)都由工人現(xiàn)場記錄。

目前的人工控制施工作業(yè)存在很多問題：

1、耗費(fèi)人力。采用現(xiàn)場人工控制，每個(gè)工步都需專人控制相應(yīng)設(shè)備，整個(gè)生產(chǎn)過程工步較多，耗費(fèi)大量人力。

2、生產(chǎn)效率低。部分工步比較繁瑣，手動(dòng)控制效率低準(zhǔn)確性差，耗費(fèi)較多工時(shí)。

3、數(shù)據(jù)交換不便。相關(guān)數(shù)據(jù)需要人工在現(xiàn)場進(jìn)行讀數(shù)、記錄，隨后制成報(bào)表再傳輸給其他部門(財(cái)務(wù)結(jié)算、理化分析等)。

4、現(xiàn)場環(huán)境差，不利于工人健康。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決背景技術(shù)中的問題，本發(fā)明提供了一種自動(dòng)化程度高，控制精度高，成本低以及生產(chǎn)效率大大提高的集裝箱卸料、清洗流水線控制系統(tǒng)及方法。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案是：

本發(fā)明提供了一種集裝箱卸料、清洗流水線控制系統(tǒng)，包括總控制系統(tǒng)、卸料線控制系統(tǒng)、清洗線控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；總控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)向卸料線控制系統(tǒng)以及清洗線控制系統(tǒng)下達(dá)生產(chǎn)指令，并接收、儲(chǔ)存卸料線控制系統(tǒng)和清洗線控制系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)，并同時(shí)實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換；

卸料線控制系統(tǒng)輸出信號(hào)控制卸料線工作；所述卸料線包括集裝箱吊裝設(shè)備、裝卸蓋設(shè)備、翻轉(zhuǎn)設(shè)備；同時(shí)采集集裝箱卸料前和卸料后的重量信息以及集裝箱的箱號(hào)信息，并將重量信息和箱號(hào)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲取重量數(shù)據(jù)和箱號(hào)信息后，采用稱重算法對(duì)重量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出集裝箱所載貨物質(zhì)量，同時(shí)將數(shù)據(jù)上傳總控制系統(tǒng)并儲(chǔ)存；

清洗線控制系統(tǒng)控制清洗線工作；所述清洗線包括吊裝設(shè)備、裝卸蓋設(shè)備和清洗設(shè)備。

本發(fā)明中集裝箱卸料前和卸料后的重量信息通過傳感器獲取；集裝箱的箱號(hào)信息通過數(shù)字圖像處理技術(shù)、電子標(biāo)簽技術(shù)或zigbee無線通信技術(shù)獲取。

具體來說，卸料線控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、交換機(jī)以及下位機(jī)；上位機(jī)通過交換機(jī)對(duì)下位機(jī)和工業(yè)相機(jī)等進(jìn)行控制；下位機(jī)為plc，用于控制集裝箱吊裝、集裝箱裝卸蓋、傳感器稱重以及集裝箱翻轉(zhuǎn)；

上位機(jī)由控制界面、數(shù)據(jù)展示界面、生產(chǎn)管理報(bào)表模塊、預(yù)警報(bào)警界面以及數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)模塊組成；

控制界面用于設(shè)置報(bào)警上下限,設(shè)定和修改工藝參數(shù),控制現(xiàn)場設(shè)備的啟停；

數(shù)據(jù)展示界面用于向使用者動(dòng)態(tài)顯示卸料線上各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù),傳感器數(shù)值，集裝箱編號(hào)，報(bào)警信息；

生產(chǎn)管理報(bào)表模塊用于記錄設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、稱重?cái)?shù)據(jù)、集裝箱編號(hào)以及故障報(bào)警信息，并自動(dòng)生成word或excel文本；

預(yù)警報(bào)警界面用于流水線發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示；

數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)模塊用于獲取重量信息以及集裝箱箱號(hào)信息。

為了進(jìn)一步的優(yōu)化該系統(tǒng)，總控制系統(tǒng)還用于向財(cái)務(wù)結(jié)算部門發(fā)送礦砂的重量和向理化分析部門發(fā)送礦砂的化學(xué)成分等相關(guān)數(shù)據(jù)，以便于其他部門能夠?qū)崟r(shí)的獲取相關(guān)生產(chǎn)過程當(dāng)中的數(shù)據(jù)，進(jìn)行后期結(jié)算。

基于上述的集裝箱卸料、清洗流水線控制系統(tǒng)的描述，現(xiàn)對(duì)該系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行描述，主要包括以下步驟：

1)初始化，總控制系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)；

2)總控制系統(tǒng)向卸料線控制系統(tǒng)下達(dá)生產(chǎn)指令；

a：卸料線控制系統(tǒng)首先控制集裝箱吊裝設(shè)備將集裝箱吊至翻轉(zhuǎn)設(shè)備上，再控制裝卸蓋設(shè)備將集裝箱蓋吊到不影響翻轉(zhuǎn)的位置，然后控制翻轉(zhuǎn)設(shè)備翻轉(zhuǎn)進(jìn)行卸料，卸料完成后控制裝卸蓋設(shè)備裝蓋，最后控制吊裝系統(tǒng)將集裝箱吊離翻轉(zhuǎn)設(shè)備；

b：卸料線控制系統(tǒng)通過傳感器獲取集裝箱卸料前和卸料后的重量信息；通過識(shí)別獲取集裝箱上的箱號(hào)信息；

c：卸料線控制系統(tǒng)將重量信息和箱號(hào)信息發(fā)送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；

3)判斷是否清洗集裝箱；

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過稱重算法對(duì)重量信息進(jìn)行處理，計(jì)算出集裝箱所載貨物質(zhì)量，并將貨物質(zhì)量數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的集裝箱信息上傳至總控制系統(tǒng)；總控制系統(tǒng)判斷是否需要清洗；若需要清洗則進(jìn)行步驟4)，若不需要清洗則結(jié)束；

4)總控制系統(tǒng)向清洗線控制系統(tǒng)下達(dá)生產(chǎn)指令；

清洗線控制系統(tǒng)首先控制集裝箱吊裝設(shè)備將集裝箱吊至清洗設(shè)備上，再控制裝卸蓋設(shè)備將集裝箱蓋吊到不影響清洗的位置，然后控制清洗設(shè)備對(duì)集裝箱進(jìn)行清洗，清洗完成后控制裝卸蓋設(shè)備裝蓋，最后控制集裝箱吊裝設(shè)備將集裝箱吊離清洗設(shè)備。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了集裝箱卸料、清洗流水線的自動(dòng)化控制，節(jié)省了人力，提高了生產(chǎn)效率，盡可能減少了現(xiàn)場操作所需的人員，實(shí)現(xiàn)了與相關(guān)部門的快速數(shù)據(jù)交換。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工作原理圖；

圖2為卸料流水線控制系統(tǒng)的原理圖；

圖3為清洗流水線控制系統(tǒng)的原理圖；

具體實(shí)施方式

為解決目前散裝顆粒礦粉卸料施工現(xiàn)場采用人工控制的效率低、成本大的問題，需要針對(duì)整個(gè)卸料、清洗工作流程搭建一套可靠的自動(dòng)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備以下功能：

1、對(duì)集裝箱吊裝設(shè)備、裝卸蓋設(shè)備、翻轉(zhuǎn)設(shè)備、清洗設(shè)備的集中控制。

2、集裝箱識(shí)別功能：提前對(duì)每個(gè)集裝箱編號(hào)，通過讀取集裝箱上的編碼信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)集裝箱的自動(dòng)識(shí)別。

3、自動(dòng)稱重：并記錄重箱空箱的稱重?cái)?shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，判斷集裝箱是否需要清洗。

4、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、查詢、傳輸功能，實(shí)現(xiàn)同其他部門的數(shù)據(jù)交換。

5、顯示功能：動(dòng)態(tài)顯示設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)和運(yùn)行參數(shù)；傳感器數(shù)值；報(bào)警發(fā)生時(shí)，顯示報(bào)警信息；通過安裝在流水線的攝像頭，實(shí)時(shí)監(jiān)控流水線情況。

如圖1至圖3所示，本發(fā)明提供了一種集裝箱卸料、清洗流水線控制系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)分為四個(gè)部分：總控制系統(tǒng)、卸料線控制系統(tǒng)、清洗線控制系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；

總控制系統(tǒng)設(shè)置在總調(diào)度室內(nèi)(即一般工廠的生產(chǎn)調(diào)度室內(nèi))總控制系統(tǒng)負(fù)責(zé)向卸料線控制系統(tǒng)以及清洗線控制系統(tǒng)下達(dá)生產(chǎn)指令，并接收、儲(chǔ)存卸料線控制系統(tǒng)和清洗線控制系統(tǒng)上傳的數(shù)據(jù)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換；

為了進(jìn)一步的優(yōu)化該系統(tǒng)，總控制系統(tǒng)還用于向財(cái)務(wù)結(jié)算部門和理化分析部門發(fā)送數(shù)據(jù)，以便于其他部門能夠?qū)崟r(shí)的獲取相關(guān)生產(chǎn)過程當(dāng)中的數(shù)據(jù)；

卸料線控制系統(tǒng)輸出信號(hào)控制卸料線工作，所述卸料線包括集裝箱吊裝設(shè)備、裝卸蓋設(shè)備、翻轉(zhuǎn)設(shè)備；同時(shí)采集集裝箱卸料前和卸料后的重量信息以及集裝箱的箱號(hào)信息，并將重量信息和集裝箱的箱號(hào)信息發(fā)送至數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)獲取重量數(shù)據(jù)和集裝箱的箱號(hào)信息后，采用稱重算法對(duì)重量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)算出集裝箱所載貨物質(zhì)量，同時(shí)將數(shù)據(jù)上傳總控制系統(tǒng)并儲(chǔ)存；

清洗線控制系統(tǒng)控制清洗線工作；所述清洗線包括吊裝設(shè)備、裝卸蓋設(shè)備和清洗設(shè)備。

本發(fā)明中集裝箱卸料前和卸料后的重量信息通過稱重設(shè)備(傳感器)獲??；集裝箱的箱號(hào)信息通過識(shí)別技術(shù)的方式獲取。識(shí)別技術(shù)包括數(shù)字圖像處理技術(shù)、電子標(biāo)簽技術(shù)或zigbee無線通信技術(shù)等。

如圖2所示，卸料線控制系統(tǒng)包括上位機(jī)、交換機(jī)以及下位機(jī)；上位機(jī)通過交換機(jī)對(duì)下位機(jī)和工業(yè)相機(jī)進(jìn)行控制；下位機(jī)為plc，用于控制集裝箱吊裝、集裝箱裝卸蓋、傳感器稱重以及集裝箱翻轉(zhuǎn)；

上位機(jī)由控制界面、數(shù)據(jù)展示界面、生產(chǎn)管理報(bào)表模塊、預(yù)警報(bào)警界面以及數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)模塊組成；

控制界面用于設(shè)置報(bào)警上下限,設(shè)定和修改工藝參數(shù),控制現(xiàn)場設(shè)備的啟停；

數(shù)據(jù)展示界面用于向使用者動(dòng)態(tài)顯示卸料線上各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、運(yùn)行參數(shù),傳感器數(shù)值，集裝箱編號(hào)以及報(bào)警信息；

生產(chǎn)管理報(bào)表模塊用于記錄設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、稱重?cái)?shù)據(jù)、集裝箱編號(hào)以及故障報(bào)警信息，并自動(dòng)生成word或excel文本；

預(yù)警報(bào)警界面用于流水線發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行報(bào)警提示；

數(shù)據(jù)采集驅(qū)動(dòng)模塊用于獲取重量信息以及集裝箱箱號(hào)信息。

如圖3所示，清洗線控制系統(tǒng)為plc，通過plc控制系統(tǒng)對(duì)吊裝設(shè)備、裝卸蓋設(shè)備、前置給水泵、高壓泵站、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、清洗機(jī)構(gòu)、熱風(fēng)烘干、收集裝置進(jìn)行控制，并實(shí)時(shí)監(jiān)控水箱水位、前置給水泵壓力、執(zhí)行機(jī)構(gòu)坐標(biāo)。

基于上述的集裝箱卸料、清洗流水線控制系統(tǒng)的描述，現(xiàn)結(jié)合對(duì)該系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行描述，主要包括以下步驟：

1)初始化，總控制系統(tǒng)配置數(shù)據(jù)；

2)總控制系統(tǒng)向卸料線控制系統(tǒng)下達(dá)生產(chǎn)指令；

a：卸料線控制系統(tǒng)首先控制集裝箱吊裝設(shè)備將集裝箱吊至翻轉(zhuǎn)設(shè)備上，再控制裝卸蓋設(shè)備將集裝箱蓋吊到不影響翻轉(zhuǎn)的位置，然后控制翻轉(zhuǎn)設(shè)備翻轉(zhuǎn)進(jìn)行卸料，卸料完成后控制裝卸蓋設(shè)備裝蓋，最后控制吊裝系統(tǒng)將集裝箱吊離翻轉(zhuǎn)設(shè)備；

b：卸料線控制系統(tǒng)通過傳感器獲取集裝箱卸料前和卸料后的重量信息；通過識(shí)別技術(shù)獲取集裝箱箱號(hào)信息；識(shí)別技術(shù)包括數(shù)字圖像處理技術(shù)、電子標(biāo)簽技術(shù)或zigbee無線通信技術(shù)等。

c：卸料線控制系統(tǒng)將重量信息和集裝箱的箱號(hào)信息發(fā)送給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)；

3)判斷是否清洗集裝箱；

數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通過稱重算法對(duì)重量信息進(jìn)行處理，計(jì)算出集裝箱所載貨物質(zhì)量，并將貨物質(zhì)量數(shù)據(jù)與對(duì)應(yīng)的集裝箱的箱號(hào)信息上傳至總控制系統(tǒng)；總控制系統(tǒng)判斷是否需要清洗；若需要清洗則進(jìn)行步驟4)，若不需要清洗則結(jié)束；

4)總控制系統(tǒng)向清洗線控制系統(tǒng)下達(dá)生產(chǎn)指令；

清洗線控制系統(tǒng)首先控制集裝箱吊裝設(shè)備將集裝箱吊至清洗設(shè)備上，再控制裝卸蓋設(shè)備將集裝箱蓋吊到不影響清洗的位置，然后控制清洗設(shè)備對(duì)集裝箱進(jìn)行清洗，清洗完成后控制裝卸蓋設(shè)備裝蓋，最后控制集裝箱吊裝設(shè)備將集裝箱吊離清洗設(shè)備。