專利名稱：礦石處理工場的制作方法
技術領域：
發(fā)明領域本發(fā)明涉及一種礦石處理工場，該工場擁用例如破碎機、篩分機和供料機。
背景技術：
由于工業(yè)自動化的發(fā)展，各種處理設備例如供料機、破碎機、運輸器、和篩分機不再需要在其工作過程中實行連續(xù)監(jiān)控，例如，在一種自走式履帶式破碎機中，沒有操作者的規(guī)定位置，而是在對破碎機供料前或供料過程中采用破碎機自動化系統(tǒng)的集成圖形用戶接口來啟動機器并將其調節(jié)到適合于工藝過程。
公知的圖形用戶接口可給出許多關于機器狀況的信息，例如關于裝料(運行速度、功率、壓力、流速、電壓、電流、材料表面的上限等)和處理設備(加料機、破碎機、篩分機、運輸器、磁選機等)的控制信息，以及關于其他設備和部件中的狀況和故障(例如燃油和其他液體的加入量、液壓流體的溫度、發(fā)動機的轉速和溫度、發(fā)動機中的故障等)。公知的用戶接口還可以操縱機器，并以許多方法調節(jié)工藝過程(例如不同處理設備的軌道傳動、起動、停車和運行速度和設定控制、發(fā)動機的控制等)。
日本專利JP-8-155326公開過一種破碎機的遙控裝置。在該文件中，在對破碎機供料的挖掘機的駕駛室中裝有一個通過電纜與破碎機的致動器即電磁閥37、38相連接的控制板56。上述駕駛室還具有一個通過獨立導線與監(jiān)控破碎機的視頻攝象機相連接的視頻觀測監(jiān)控器。
然而，現有技術的處理工場存在一個問題即操作者接受不到關于機器和工場在使用中的狀況信息，例如，在上述專利JP-8-155326所述的工場中，挖掘機的駕駛員可通過他(她)的遙控器控制工藝過程，但是他(她)不可能有效地控制工藝過程，因為他(她)在挖掘機駕駛室內收不到關于各臺機器和工場的狀況信息，只能通過視頻攝象機目視觀察到機器的有限部位的影象。接收有關機器狀況信息的唯一方法是目視控制(重要的機械故障是顯而易見的)，或者由自動化系統(tǒng)根據光或聲發(fā)出的各種警報。
目視的機械故障包括例如各種處理設備總體停機。但是，例如供料機的停機可能不僅是由于機械故障，而且簡單地是由于破碎機的水平護板對過大的加料速度的反應。在此情況下，操作者不知道該如何動作是停工還是簡單地放慢加料速度。另外，操作者也不能預測即將到來的變化例如，由于發(fā)動機或液壓流體溫度升高或者燃油流出所引起的變化。
對于操作者來說更糟的情況是其機器/工場沒有裝備遙控裝置。在此情況下，操作者只能采用機器/工場的自動化系統(tǒng)的集成圖形用戶接口將機器/工場的狀況調節(jié)到一個欠缺的狀態(tài)，然后進入挖掘機對各臺機器加料。如果操作者注意到在機器/工場中的作業(yè)不平衡，他只能停止供料，然后繼續(xù)調節(jié)機器/工場至一種新的缺陷狀態(tài)，然后再返回挖掘機再對各臺機器加料。上述的調節(jié)可能要重復幾次直到各處理設備之間達到合適的平衡為止。
除了機械故障以外，還需要根據所供材料的正常差異來進行調節(jié)，例如所供材料的不同的物理性質、不同的粒度分布、不同的濕氣狀態(tài)或供料機的不同的工作先決條件例如料槽與機器之間的距離、空間不足等。這些因素不僅在工地之間有所不同，而且在工地內部也會有所不同。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是要消除上述的缺點，并提供一種礦石處理工場，在該工場內可以從遙控室控制一臺或多臺機器，并可通過一種可簡單且容易制造的裝置同時接收有關各臺機器狀況的信息。
與已知現有技術的處理工場相關的種種問題通過下述解決方案得以解決，這些處理工場通常包括安置在露天工地上的一可移動的，尤其是自行驅動的破碎機和/或篩分機，配備有用以控制該機器和用以獲取關于該機器狀態(tài)的測量信息的一些致動器和傳感器，而且在遠離該機器的遙控室，還包括一個連接于所述致動器的用戶接口。
該用戶接口以無線聯(lián)絡方式與連接這些傳感器和致動器并包括一發(fā)射/接收連接器的總線耦聯(lián)，該用戶接口包括自己獨立的與該工地總線的連接器以無線聯(lián)絡信息傳輸方式聯(lián)系的發(fā)射/連接器，還包括用于顯示該機器狀態(tài)信息的顯示屏和用于影響上述致動器的鍵和/或按鈕。
上述的用戶接口是一種輕便式顯示器。上述的顯示器具有用于將其固定在遙控室的適當位置上和將其拆去的快速連接器。上述的遙控室處于可移動的供料機的駕駛室內，例如在挖掘機的駕駛室內。該同一個顯示器以無線聯(lián)絡方式與工地上的一臺或多臺機器的獨立的工地總線相耦聯(lián)或與各機器之間共用的工地總線相耦聯(lián)。其中至少一臺機器是破碎機，至少一臺機器是篩分機。上述的顯示器同時與工地上多臺機器耦聯(lián)，以顯示多臺機器的運轉信息。該工場除了具有置于遙控室的顯示器之外，還具有一個固定的用戶接口，該用戶接口和發(fā)射/接收連接器并聯(lián)地與該機器的工地總線相耦聯(lián)，工地總線和發(fā)射/接收連接器經一插頭一插座式連接器被此耦聯(lián)。
因此，發(fā)明了一種新型的遙控用戶接口。該發(fā)明在本質上就是遙控裝置包括一個具有控制按鈕等的顯示器，該顯示器可將信息從機器/工場的工地總線例如CAN(控制區(qū)網絡)總線傳輸到遙控室。借助這種顯示器，可使位于上述遙控室的機器/工場的操作者獲得信息。同理，上述顯示器可用于對工地上的機器的工地總線發(fā)出控制指令。
指示性的顯示器可具有類似于機器自動化系統(tǒng)的集成圖形接口的控制接口。
本發(fā)明通過無線信息傳輸方式例如采用公知的Bluetooth技術來實施。工地總線的無線電通訊線路可在機器及其部件的工地總線與遙控用戶接口之間傳送所有的信息。由于采用了無線信息傳輸，故需要的導線很少，這也使機器不易發(fā)生故障。
適用于實施本發(fā)明的并可進行無線信息傳輸的其他公知的技術有例如無線局域網(WLAN)，全球定位系統(tǒng)(GPRS)，電子數據收集設備(EDGE)和通用移動電信系統(tǒng)(UMTS)。
所有的已由與該機器以及所有相同的調整裝置包括軌道傳動整體安裝的圖形用戶接口所顯示的信息，都可以在遠端用戶接口上實時顯示出來。必要時，也可將遠端用戶接口做成其顯示器是一種與機器做成整體的“精簡的”(stripped-down)顯示器。
遠端用戶接口可以固定安裝在遙控室內，也可以是移動式的(一種輕便的顯示器)。它可以由工作地點的電系統(tǒng)供電，也可以裝有電池組(此時它就是在工作狀態(tài)下也是可移動的)。另外，可通過在機器中安裝一個遠端用戶接口的錨站(docking station)而將本發(fā)明的遠端用戶接口用于代替機器自身的集成用戶接口。如果在控制時需要靠近機器，操作者可與遠端用戶接口一起移至機器附近，并將遠端用戶接口與該機器相耦聯(lián)。也可以保留機器的集成圖形用戶接口，此時，它與無線信息傳輸線路并列地與工地總線相耦聯(lián)。
本發(fā)明的遙控用戶接口有下列優(yōu)點-節(jié)約供料機操作者的時間。如果對機器/工場加料的操作者不需要離開供料機的駕駛室去調節(jié)各種機器/工場，那么取決于機器/工場布局而大致與出料量相同的裝料便可繼續(xù)進行幾乎無需間斷控制過程。
-在控制中，可達到與該機器/工場一體化的控制系統(tǒng)一樣好的使用效果。
-信息實時顯示。它可以對可預測的變化例如工作溫度的反常變化或燃油流出立即作出反應。
-提高安全性，因為在控制過程中人們不需要離開工作位置。在工作過程中的一些調節(jié)(例如破碎機設定的調整)要求爬到機器/工場上，這總是危險的。若操作者要出門也要受灰塵、噪音和氣候條件的影響。
-在供料機發(fā)生故障的情況下，或者為其他人更換供料機時，可將用戶接口帶入新機器的駕駛室內。
-排除故障更容易。當一個人圍繞機器/工場步行以調查故障的可能位置時，他可攜帶輕便式遙控用戶接口，并可試圖用該遙控用戶接口使機器運轉起來。在先前，這種排除故障的工作一直需要兩個操作者。
-應用Bluetooth無線電通訊線路和其他的可進行上述的無線信息傳輸的技術便可使用除了上述的遙控用戶接口以外的由供應商供給的私人信息助于(PDA)裝置，例如掌上計算機或商用移動終端或移動信息終端(例如稱之為通信員的商品如Nokia)。
-若在不同的工地上作業(yè)，供料機的操作者或其他可以使用他(她)的與裝有合適的工地總線的機器相耦聯(lián)的私人發(fā)射/接收器(收發(fā)器)和私人用戶接口。
附圖簡述
以下結合附圖更詳細地說明本發(fā)明，附圖中


圖1示出位于露天工地上的典型的礦石處理工場；圖2示出上述處理工場的控制系統(tǒng)的結構布局；和圖3示出一種用戶接口(顯示器)的具體實施例。
優(yōu)選實施例詳述
圖1示出應用本發(fā)明的露天工地上的礦石處理工場。如圖所示，有一臺礦石供料機1，它可靠自身驅動力而移動，其駕駛室2與下面要詳述的遙控室相結合。在圖示的情況下，上述礦石供料機1是一臺挖掘機，而且，礦石處理工場擁有三臺獨立的但互相耦聯(lián)在一起的礦石處理機，因此，供料機1首先對第一臺機器即破碎機3供料，經破碎機3處理過的礦石被輸送到下一臺機器即另一臺破碎機4，然后從破碎機4再送到第三臺機器即綜合破碎與篩分機5。無論是破碎機1還是處理機3、4、5都是自行驅動的履帶式的機器。
破碎機的作用是減小所供入的礦石的粒度。篩分機的作用是將生產的礦砂分成不同粒度的部分。
圖2示出控制系統(tǒng)的結構布局，破碎機3一般具有一個工地總線6，在圖示情況下，工地總線6是CAN總線(控制區(qū)網絡總線)。這種CAN總線原先用于對車輛所屬控制系統(tǒng)進行實時信息傳輸。該CAN總線連接著機器中的驅動器和傳感器，并要在它們之間進行信息傳輸。因此，不同的驅動器和傳感器共用的工地總線6可用于以數字方式傳輸相應于來自傳感器的檢測數據的信息和驅動器的檢測與控制信息以及其他信息例如警報信息和計算機信息。上述的工地總線6也可稱為控制總線。
在
圖1所示的破碎機3中，工地總線6與控制模件7相連接，該控制模塊7又與傳感器、限位開關、安全開關、控制按鈕等相連接。模塊7本身具有數據處理能力，也就是說，它們在一定程度上是“有智力的”。圖中示出了液壓系統(tǒng)的液壓控制模塊(HCM)、發(fā)動機控制模塊(ECM)和用于致動器例如破碎機、篩分機、輸送器、磁選機和傳動軌道的控制模塊(DCM，裝置控制模塊)，一條獨立的發(fā)動機總線8將發(fā)動機控制模塊(ECM)與發(fā)動機相連接。
控制模塊7收集和處理信息并將其傳輸給工地總線6，其中，其他的控制模塊7在需要時可讀識上述的信息。圖中也示出了結合在機器內的圖形用戶接口即顯示器9，該顯示器9具有顯示屏和控制按鈕，以便顯示信息和控制機器。顯示器9和發(fā)送/接收(收發(fā))器10并列地與工地總線6相連接，上述收發(fā)器10按無線傳輸方式將通過總線6傳輸的信息傳到遙控室2的用戶接口即具有一個顯示屏11a和多個用于送入控制信息的控制按鈕11b的顯示器11。該顯示器11通過天線11c與機器內的收發(fā)器10(一種無線電通訊線路)相連接。在機器的收發(fā)器10與遙控室的顯示器11之間的總線的信息交流從無線傳輸方式進行，換言之，上述無線連接在某種意義上是總線的延伸部分。因此，遙控室的用戶接口可以接收在總線上傳輸的關于機器情況的信息(這些信息可以是來自不同傳感器的不同檢測數據)，并可使用用戶接口的控制按鈕11b對總線6發(fā)出指令以通過總線6來控制機器的各致動器，這就是說，顯示器11可以以同樣方式用作機器的集成用戶接口9。
顯示器11可置于
圖1所示的挖掘機1的駕駛室2內(在此情況下，該駕駛室2就是遙控室)。顯示器11也可置于一個固定的遙控室內例如工地上的棚室內。圖3示出顯示器11的底視透視圖，可看出在其底部有一個快速連接接頭12，其作用是將顯示器11鎖定在合適部位例如挖掘機的駕駛室內，并且，若在例如人們必須離開以檢查的排除故障而必須移出顯示器11時，容易將它拆卸下來。因此，顯示器11是輕便式可移動的，它本身帶有電源，所以，當它在遙控室2外面的機器3附近移動時可用于例如分析判斷的目的。
安置在遙控室的或攜帶式的顯示器11可用于查看各種警報信號、壓力、速度、發(fā)動機的狀況、供料速度等。顯示器的操作者也可以通過在顯示器上輸入相應信息來設定各種數值，例如在供給的材料變化時改變壓力上下限值，或改變作業(yè)量。
在
圖1所示的綜合現場內，不同機器的控制可以連接在一起而形成共同的總線6，其特征就是，各機器都有一個通向位于遙控室(駕駛室)2的顯示器11的無線電收發(fā)器10。但是，也可以是每臺機器都有自己獨立的總線6和自己獨立的通向同一顯示器11的無線電收發(fā)器10，其中，可通過選擇例如顯示器上相應的通訊頻道來選擇要控制/監(jiān)控的機器。也可以由工地上幾臺功能上彼此獨立的機器來實現上述目的，其中，由同一個位于遙控室2的用戶接口即顯示器11來控制和監(jiān)控分別具有獨立的工地總線6和相應的無線電收發(fā)器10的兩臺或多臺機器。
顯示器11也可同時與幾臺機器聯(lián)系而不需要分別改變通訊頻率。這樣，單臺顯示器便可控制各種機器的作業(yè)狀況并同時顯示幾臺機器的功能信息。
本發(fā)明不限于附圖所示的實施例，在上述說明中，主要討論了作為本發(fā)明之一部分的控制區(qū)網絡(CAN)總線，但是，本發(fā)明也可以類似地用于所有具有相應原理的工地總線的破碎機和/或篩分機。這種控制總線的實例有Profibus和Modbus。
另外，本發(fā)明不限于任何具體的總線布局，或者說不限于控制模塊的名稱、功能分配或數目。在圖2的實例所示的控制模塊7的結構和數目以及控制模塊間的功能分配已被發(fā)展為一個很好地應用于實行中的試驗的實施例。實際上，可能只將一個控制模塊，或者將無限個控制模塊連接到總線6上，這主要取決于控制和監(jiān)控的目標數目，并取決于控制模塊的輸入和輸出接頭的數目。
采用Bluetooth技術可以實施破碎機或篩分機與遙控室的用戶接口之間的信息傳輸，而且還可采用其他的無線信息傳輸方法。
另外，本發(fā)明容易安裝在破碎機和篩分機上已有工地總線的現存工場里。因此，要將工場改造成為可從遙控室進行控制就只需要一臺輕便式顯示器，并需要在機器的工地總線內安裝無線通訊線路。同時，機器本身的圖形用戶接口還可以保留。
在一個有利的實施例中，機器的工地總線6與相應的無線電收發(fā)器10通過一種插頭一插座式接頭而互相連接。這就可以在例如從一個工地移至另一個工地時，使供料機的操作者或其他的人可將自己的收發(fā)器10和自己的顯示器11連接到不同工地上工作的破碎機和篩分機3、4、5上，只要這些機器裝有合適的工地總線6就行。
本發(fā)明不限于任何具體類型的顯示器用戶接口。例如，顯示器可設置觸模屏11a，而不設置單獨的機械控制按鈕11b，其特征是，在作業(yè)狀態(tài)下，控制觸模屏被集中在顯示屏上。
而且，本發(fā)明不限于任何具體的移動礦石處理機器的技術。機器可以是可移動的，或者說可自行驅動的。而且，機器可安裝在輪子上或履帶上。
本發(fā)明也不限于任何具體的供料機，所述供料機可以不僅是挖掘機，而且可以是裝有輪子的裝料機、推土機或翻斗車。
權利要求1.一種礦石處理工場，它擁有置于露天工地上的可移動的尤其是自走式破碎機(3，4)和/或篩分機(5)，這些機器裝有用來控制該機器并獲得有關該機器狀況之檢測信息的致動器和傳感器，并在遠離該機器的遙控室(2)裝有與上述致動器相連接的用戶接口(11)，其特征在于，上述用戶接口(11)以無線聯(lián)絡方式與連接該機器上的傳感器和致動器并具有發(fā)射/接收連接器(10)的工地總線(6)相耦聯(lián)，用戶接口(11)具有自己獨立的與該工地總線(6)的連接器(10)以無線信息傳輸方式聯(lián)系的發(fā)射/接收連接器(11c)，它還具有用于顯示該機器狀況信息的顯示屏(11a)和用于影響上述致動器的鍵和/或按鈕(11b)。
2.根據權利要求1的處理工場，其特征在于，上述的用戶接口(11)是一種輕便式顯示器。
3.根據權利要求2的處理工場，其特征在于，上述的顯示器(11)具有用于將其固定在遙控室(2)的適當位置上和將其拆去的快速連接器(12)。
4.根據上述權利要求1、2或3的處理工場，其特征在于，上述的遙控室(2)處于可移動的供料機(1)的駕駛室內，例如在挖掘機的駕駛室內。
5.根據上述權利要求1、2或3的處理工場，其特征在于，該同一個顯示器(11)以無線聯(lián)絡方式與工地上的一臺或多臺機器(3，4，5)的獨立的工地總線(6)相耦聯(lián)，或與各機器(4，5，6)之間共用的工地總線(6)相耦聯(lián)。
6.根據權利要求4的處理工場，其特征在于，該同一個顯示器(11)以無線聯(lián)絡方式與工地上的一臺或多臺機器(3，4，5)的獨立的工地總線(6)相耦聯(lián)，或與各機器(4，5，6)之間共用的工地總線(6)相耦聯(lián)。
7.根據權利要求5的處理工場，其特征在于，其中至少一臺機器是破碎機(3，4)，至少一臺機器是篩分機(5)。
8.根據權利要求6的處理工場，其特征在于，至少一臺機器是破碎機(3，4)，并且至少一臺機器是篩分機(5)。
9.根據權利要求5的處理工場，其特征在于，上述的顯示器(11)同時與工地上多臺機器耦聯(lián)，以顯示多臺機器的運轉信息。
10.根據權利要求6的處理工場，其特征在于，顯示器(11)同時與工地上的多臺機器耦聯(lián)以顯示多臺機器的運轉信息。
11.根據權利要求7的處理工場，其特征在于，顯示器(11)同時與工地上的多臺機器耦聯(lián)以顯示多臺機器的運轉信息。
12.根據權利要求7的處理工場，其特征在于，顯示器(11)同時與工地上的多臺機器耦聯(lián)以顯示多臺機器的運轉信息。
13.根據上述權利要求1、2或3的處理工場，其特征在于，該工場除了具有置于遙控室(2)的顯示器(11)之外，還具有一個固定的用戶接口(9)，該用戶接口(9)和發(fā)射/接收連接器(10)并聯(lián)地與該機器的工地總線(6)相耦聯(lián)。
14.根據權利要求4的處理工場，其特征在于，該工場除了具有置于遙控室(2)的顯示器(11)之外，還具有一個固定的用戶接口(9)，該用戶接口(9)和發(fā)射/接收連接器(10)并聯(lián)地與該機器的工地總線(6)相耦聯(lián)。
15.根據權利要求5的處理工場，其特征在于，該工場除了具有置于遙控室(2)的顯示器(11)之外，還具有一個固定的用戶接口(9)，該用戶接口(9)和發(fā)射/接收連接器(10)并聯(lián)地與該機器的工地總線(6)相耦聯(lián)。
16.根據權利要求6的處理工場，其特征在于，該工場除了具有置于遙控室(2)的顯示器(11)之外，還具有一個固定的用戶接口(9)，該用戶接口(9)和發(fā)射/接收連接器(10)并聯(lián)地與該機器的工地總線(6)相耦聯(lián)。
17.根據權利要求7的處理工場，其特征在于，該工場除了具有置于遙控室(2)的顯示器(11)之外，還具有一個固定的用戶接口(9)，該用戶接口(9)和發(fā)射/接收連接器(10)并聯(lián)地與該機器的工地總線(6)相耦聯(lián)。
18.根據權利要求8的處理工場，其特征在于，該工場除了具有置于遙控室(2)的顯示器(11)之外，還具有一個固定的用戶接口(9)，該用戶接口(9)和發(fā)射/接收連接器(10)并聯(lián)地與該機器的工地總線(6)相耦聯(lián)。
19.根據權利要求1、2或3的處理工場，其特征在于，工地總線(6)和發(fā)射/接收連接器(10)通過一插頭一插座式連接器彼此耦聯(lián)。
20.根據權利要求4的處理工場，其特征在于，工地總線(6)和發(fā)射/接收連接器(10)通過一插頭一插座式連接器彼此耦聯(lián)。
21.根據權利要求5的處理工場，其特征在于，工地總線(6)和發(fā)射/接收連接器(10)通過一插頭一插座式連接器彼此耦聯(lián)。
22.根據權利要求6的處理工場，其特征在于，工地總線(6)和發(fā)射/接收連接器(10)通過一插頭一插座式連接器彼此耦聯(lián)。
專利摘要一種礦石處理工場，它擁有置于露天工地上的可移動的尤其是自走式破碎機(3，4)和/或篩分機(5)，這些機器裝有可控制機器并可獲得有關機器狀況的檢測信息的致動器和傳感器，而且，在遠離上述機器的控制室(2)內設置有與上述致動器相連接的用戶接口(11)，該用戶接口(11)以無線聯(lián)絡方式與連接上述機器的致動器和傳感器并具有發(fā)射/接收連接器(10)的工地總線(6)相連接，它具有自己獨立的與上述工地總線(6)的發(fā)射/接收連接器(10)以無線信息傳輸方式聯(lián)系的發(fā)射/接收連接器(11c)。用戶接口還具有用于顯示機器狀況信息的顯示屏(11a)和用于操縱致動器的鍵和/或按鈕。
文檔編號B07B13/00GK2799078SQ20042005931
公開日2006年7月26日 申請日期2004年5月12日 優(yōu)先權日2003年5月12日
發(fā)明者E·薩托拉, M·佩爾托寧, J·科伊武梅基, H·赫曼 申請人:美特索礦物(坦佩雷)有限公司