本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于碼頭的卸船設(shè)備，特別是一種連續(xù)卸船機(jī)的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

抓斗卸船機(jī)因其在取料及拋料過程中產(chǎn)生大量的粉塵飛揚(yáng)及灑料，卸船效率較低，能耗較大。隨著近年來(lái)經(jīng)濟(jì)高速的發(fā)展，高效、節(jié)能、環(huán)保作為可持續(xù)發(fā)展的先決條件，連續(xù)式卸船機(jī)在此期間取得了很大發(fā)展，連續(xù)式卸船機(jī)的物料輸送全在密封箱體內(nèi)，機(jī)內(nèi)的卸載點(diǎn)采取消塵措施，可減少作業(yè)中粉塵飛揚(yáng)對(duì)環(huán)境的污染。另外，由于是連續(xù)作業(yè)，因而具有震動(dòng)和噪音小、效率高、能耗比較低和自動(dòng)化程度高的特點(diǎn)。

連續(xù)式卸船機(jī)的取料頭橫行是連續(xù)卸船機(jī)取料作業(yè)時(shí)的核心動(dòng)作，通過控制一個(gè)主令可以使大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)三個(gè)機(jī)構(gòu)同時(shí)動(dòng)作。目前，連續(xù)卸船機(jī)橫行聯(lián)動(dòng)時(shí)，取料頭不能很好地按照預(yù)定軌跡運(yùn)行，合成取料效果不佳，很大的影響了取料作業(yè)效率。

中國(guó)專利CN 201220252598.X公開了一種連續(xù)卸船機(jī)聯(lián)動(dòng)控制器，該聯(lián)動(dòng)控制處理器接收連續(xù)卸船機(jī)控制器控制指令并結(jié)合各種運(yùn)行狀態(tài)信息后進(jìn)行數(shù)據(jù)處理輸出動(dòng)作指令給連續(xù)卸船機(jī)控制器執(zhí)行，但由于該專利只包含聯(lián)動(dòng)控制器硬件配置不包含聯(lián)動(dòng)橫行的控制方法，連續(xù)卸船機(jī)在聯(lián)動(dòng)橫行狀態(tài)下，實(shí)際運(yùn)行效果無(wú)法的到很好的保障。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本實(shí)用新型要設(shè)計(jì)一種連續(xù)卸船機(jī)聯(lián)動(dòng)橫行控制系統(tǒng)，以達(dá)到連續(xù)卸船機(jī)各機(jī)構(gòu)能夠更好地配合，使取料頭在聯(lián)動(dòng)橫行時(shí)能夠按照預(yù)定軌跡運(yùn)行，提高合成取料效果及作業(yè)效率。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：一種連續(xù)卸船機(jī)聯(lián)動(dòng)橫行控制系統(tǒng)，包括PLC控制器、大車編碼器、臂架回轉(zhuǎn)編碼器、BE回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)編碼器、BE回轉(zhuǎn)編碼器和俯仰編碼器連接，所述的主令控制器經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊和接口模塊與PLC控制器連接。

進(jìn)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(zhuǎn)編碼器、BE回轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)采集模塊連接，數(shù)據(jù)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(jìn)一步地，所述的大車編碼器、臂架回轉(zhuǎn)編碼器、BE回轉(zhuǎn)編碼器和俯仰編碼器分別安裝在大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)、臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和臂架俯仰機(jī)構(gòu)上；所述的主令控制器設(shè)置在司機(jī)室聯(lián)動(dòng)臺(tái)上；所述的PLC控制器設(shè)置在電氣室內(nèi)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下有益效果：

1、本實(shí)用新型最大程度的保證連續(xù)卸船機(jī)在聯(lián)動(dòng)橫行狀態(tài)下取料頭能夠沿著垂直于碼頭方向的橫行軌跡運(yùn)動(dòng)，有效地解決了因聯(lián)動(dòng)橫行效果不理想影響取料作業(yè)效率的問題。

2、本實(shí)用新型通過聯(lián)動(dòng)橫行控制，使連續(xù)卸船機(jī)聯(lián)動(dòng)橫行時(shí)軌跡能夠更加貼近于垂直于船艙方向運(yùn)行，司機(jī)不必經(jīng)常單獨(dú)動(dòng)操作某一機(jī)構(gòu)而糾正橫行軌跡，司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度得到降低，使其更專注于連續(xù)卸船機(jī)的作業(yè)情況，從而增強(qiáng)了設(shè)備的安全性。

3、通過這種連續(xù)卸船機(jī)聯(lián)動(dòng)橫行控制系統(tǒng)及控制方法，使各機(jī)構(gòu)的速度給定配合的更好，運(yùn)行更加平穩(wěn)，使取料頭更能夠按照接近于垂直于大車軌道方向運(yùn)行，提高了連續(xù)卸船機(jī)作業(yè)的效率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型的連續(xù)卸船機(jī)機(jī)械模型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是圖1的俯視圖。

圖3是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是連續(xù)卸船機(jī)取料工作流程圖。

圖中：1、臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；2、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)；3、BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；4、臂架俯仰機(jī)構(gòu)；5、船艙壁；6、PLC控制器；7、大車編碼器；8、臂架回轉(zhuǎn)編碼器；9、BE回轉(zhuǎn)編碼器；10、俯仰編碼器；11、主令控制器；12、數(shù)據(jù)采集模塊；13、接口模塊。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步地描述。如圖1-4所示，一種連續(xù)卸船機(jī)聯(lián)動(dòng)橫行控制系統(tǒng)，包括PLC控制器6、大車編碼器7、臂架回轉(zhuǎn)編碼器8、BE回轉(zhuǎn)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(zhuǎn)編碼器8、BE回轉(zhuǎn)編碼器9和俯仰編碼器10連接，所述的主令控制器11經(jīng)數(shù)據(jù)采集模塊12和接口模塊13與PLC控制器6連接。

進(jìn)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(zhuǎn)編碼器8、BE回轉(zhuǎn)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(shù)據(jù)采集模塊12連接，數(shù)據(jù)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(jìn)一步地，所述的大車編碼器7、臂架回轉(zhuǎn)編碼器8、BE回轉(zhuǎn)編碼器9和俯仰編碼器10分別安裝在大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)2、臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1、BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3和臂架俯仰機(jī)構(gòu)4上；所述的主令控制器11設(shè)置在司機(jī)室聯(lián)動(dòng)臺(tái)上；所述的PLC控制器6設(shè)置在電氣室內(nèi)。

本實(shí)用新型的控制方法，包括以下步驟：

A、司機(jī)通過主令控制器11給定BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的橫行聯(lián)動(dòng)速度，PLC控制器6根據(jù)連續(xù)卸船機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)模型計(jì)算出大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)2、臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1和BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的速度分量，并根據(jù)大車編碼器7、臂架回轉(zhuǎn)編碼器8、BE回轉(zhuǎn)編碼器9、俯仰編碼器10計(jì)算出的相應(yīng)位置信息對(duì)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)2、BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3速度分量進(jìn)行取料頭X位置坐標(biāo)及臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1的回轉(zhuǎn)角度與BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的回轉(zhuǎn)角度之和的PID控制，對(duì)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1速度分量進(jìn)行分段速度限制；

B、設(shè)船艙水平面的開口為圓角過渡的矩形，用A點(diǎn)表示圓角與內(nèi)側(cè)邊右側(cè)的切點(diǎn)，B點(diǎn)表示圓角與內(nèi)側(cè)邊左側(cè)的切點(diǎn)，并按順時(shí)針方向依次用C、D、E、F、G、H點(diǎn)表示其余三邊的6個(gè)切點(diǎn)；在正常取料過程中，始終保持取料頭垂直于船艙壁5運(yùn)行，作業(yè)方式按照A-B-C-D-E-F-G-H-A的順序進(jìn)行，在A-B、E-F區(qū)域內(nèi)，提升機(jī)的中心平行于碼頭岸線運(yùn)行，只需運(yùn)行大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)2；在四個(gè)艙角B-C、D-E、F-G、H-A處，取料頭通過BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3回轉(zhuǎn)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(yùn)動(dòng)；在C-D和G-H段中，要求連續(xù)卸船機(jī)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)2、BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3必須同時(shí)工作，并且在速度上大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)2與臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1的速度分量始終滿足相對(duì)應(yīng)的機(jī)械模型幾何關(guān)系、臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1與BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的回轉(zhuǎn)角速度始終等值反向，以達(dá)到最佳的速度匹配效果，以保證在這兩個(gè)工作段內(nèi)取料頭能夠始終保持垂直于船艙壁5運(yùn)行；這兩個(gè)工作段內(nèi)連續(xù)卸船機(jī)的動(dòng)作方式也叫做聯(lián)動(dòng)橫行。

進(jìn)一步地，所述的主令控制器11分為四檔，動(dòng)作方向垂直于大車軌道方向，在聯(lián)動(dòng)狀態(tài)下通過主令控制器11控制取料頭橫行的速度。

進(jìn)一步地，所述的大車編碼器7、臂架回轉(zhuǎn)編碼器8、BE回轉(zhuǎn)編碼器9、俯仰編碼器10準(zhǔn)確采集臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1的回轉(zhuǎn)角度、BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的回轉(zhuǎn)角度、大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)2的運(yùn)行位置以及臂架俯仰機(jī)構(gòu)4的俯仰角度。

進(jìn)一步地，所述的PLC控制器6在橫行運(yùn)行開始時(shí)，記錄取料頭X位置坐標(biāo)BEX、臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1的回轉(zhuǎn)角度θ1及BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的回轉(zhuǎn)角度θ2，并在橫行運(yùn)行過程中實(shí)時(shí)檢測(cè)BEX、θ1及θ2的值，得出橫行過程中取料頭X位置坐標(biāo)變化量△X及臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1的回轉(zhuǎn)角度與BE回轉(zhuǎn)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的角度之和的變化量△θ。

進(jìn)一步地，所述的PLC控制器6在橫行運(yùn)行過程中，根據(jù)大車運(yùn)行機(jī)構(gòu)2的速度分量增加對(duì)取料頭X位置坐標(biāo)進(jìn)行PID控制；根據(jù)BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的回轉(zhuǎn)速度分量增加對(duì)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1的回轉(zhuǎn)角度與BE回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)3的回轉(zhuǎn)角度之和的PID控制；對(duì)臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1進(jìn)行速度分段控制，即在每檔橫行速度都設(shè)置臂架回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)1的回轉(zhuǎn)速度分量的速度上限值。

本實(shí)用新型不局限于本實(shí)施例，任何在本實(shí)用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)的等同構(gòu)思或者改變，均列為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。