料场作业动态显示及实时管理系统及其管理方法 【技术领域】
本发明属于在线统计技术领域，特别属于料场作业动态显示及实时管理系统及其管理方法。
技术背景
钢铁企业的发展对企业节能降耗要求不断提高，高炉容积不断扩大、利用系数不断提高，对“精料入炉”的要求也越来越高，因此都相应地建设了现代化的原料场。原料场一般由受卸设施(门机、桥机、翻车机、卸车机以及受料矿仓)、原料输送系统(皮带机系统)、一次料场(料条、堆料机、取料机)、混匀系统(混匀加槽皮带机系统、混匀配矿槽、槽下定量圆盘给料系统、混匀堆料机、混匀料条、混匀取料机)、供料设施(皮带机系统、烧结矿落地堆场、堆取料机、大型振动筛等)和中央控制室等部分组成。
原料场在将各种原料存入料场的过程中，通过“鳞状堆积”方式对原料成分和粒度进行“预混匀”，然后再将各种原料按一定配比通过混匀系统进行造堆混匀，使生产出来的成品混匀矿的不仅成分达到预定成分要求，而且均匀、稳定，为稳定烧结矿的成分波动奠定基础，最终实现高炉“精料入炉”方针，同时原料场还可以有计划地向用户供应其他所需的各种原燃料，确保稳定、优质供料。原料场由于进料量大、品种多，生产流程切换频繁，生产系统如何及时了解掌握料场各品种堆位的实时库存量，做到合理组织堆料和取料生产、合理配置各品种原料及作业流程的优化选择已经成为生产组织的重要内容。
目前，料场原料品种堆位的配置、作业计划的编制都处于手工阶段，其最大的不足是无法及时得知料场各品种堆位及其库存量，无法得知堆、取料机的在线位置，即时效性差，而时效性对料场生产作业优化以及料场利用率和周转率起到关键的作用。目前各种最佳合理配置、最优作业方式的理论研究也大都处于数学模型和系统仿真阶段。究其原因，理论研究与工程实践各自独立，缺乏有机的现场信息沟通。如何为理论模型提供真实、实时的现场数据，使其得出的结果具有实际的指导作用，同时如何应用先进的科学理论提升料场管理水平，提高混匀矿生产效率和质量是一个需要解决的重要问题。因此，如何获得反映实时在库量和料场堆、取料设备实时作业状态的电子料场图是解决这两个方面相互连通的关键问题。
要实现料场作业动态显示和实时管理系统，最需要解决的关键问题是：如何实时可靠地自动获取料场堆取料机所在位置、作业状态(俯仰角度、回转角度和堆、取作业品种)等信息。对如何进行堆取料机运行姿态信息检测和传输，许多单位进行了很多有意义的尝试。激光测距、格雷母线测距等方法的主要指导思想是规避移动设备和固定设备间信息的有线连接。通过固定设备直接测量移动设备，实现测量结果生成于地面的固定设备上，从而避免移动设备和固定设备间进行信息的传递。虽然这些方法能够解决信息传递问题，但它们由于存在无法克服的缺点而使应用受到限制(激光测距不仅投资高而且在雨雾天气时不准且寿命短；格雷母线测距投资高，企业除非迫不得已，一般情况下不愿承受)。而且这些方法都存在设备结构复杂、维护工作量大及费用高等问题，因此制约着它们的普及和推广。
【发明内容】
本发明所要解决的首要技术问题是提供一种确保具有较高时效性和可用性的料场作业动态显示及实时管理系统。
本发明解决技术问题的技术方案为：料场作业动态显示及实时管理系统，包括用于检测堆、取料机作业状态的检测装置，检测装置分别安装在堆、取料机上，检测装置通过无线通信设备与主控计算机通讯。
本发明所要解决的另一技术问题是提供一种料场作业动态显示及实时管理系统的管理方法，包括下列顺序的步骤：
(1)各个堆、取料机上的检测装置实时采集各个堆、取料机的作业状态信息，并通过无线通讯设备将该作业状态信息发送至主控计算机；
(2)主控计算机对接收到的作业状态信息进行判断，自动识别各个堆、取料机当前作业的原料种类，并对各个料堆的库存量进行实时更新。
本发明与现有技术相比，所述的主控计算机能够实时显示料场各品种的在库量、堆取料机的位置、堆取料机当前的作业状态，便于中控操作员对料场生产情况的掌控、对堆取料机的生产调度，实效性高，对生产的高效指导作用明显增加，中控操作员能够动态掌握正在堆或正在取料的品种库存量，预先判断该地址还能堆多少料或还能取多少料，提前进行备用品种地址的预判断和选择，提高了工作效率。
【附图说明】
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明中堆、取料机及其悬臂的结构简图。
在图1、2中，1为堆、取料机、2为检测装置、3为无线通讯设备、4为主控计算机、5为悬臂、6为中控室主电台、7为从电台、8为料条轨道、9为斗轮。
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明作详细的说明。
如图1、2所示：
料场作业动态显示及实时管理系统，包括用于检测堆、取料机1作业状态的检测装置2，检测装置2分别安装在堆、取料机1上，检测装置2通过无线通信设备3与主控计算机4通讯。所述的堆、取料机1地作业状态包括堆、取料机1的走行位置L0、悬臂5回转角度以及悬臂5俯仰角度，其中，悬臂5回转角度的检测室采用检测装置2自身的检测齿轮与悬臂5的回转大齿轮啮合，随悬臂5的回转随动旋转，跟随迅速稳定，检测精度高、可靠性好；悬臂5俯仰角度的检测采用全电子检测设备，与悬臂5无传动连接，无机械磨损，坚固耐用，安装方便，检测精度高、可靠性好。
所述的无线通信设备3包括中控室主电台6以及安装在各个堆、取料机上的从电台7，所述的中控室主电台6和从电台7均为无线电台，中控室主电台6与各从电台7之间构成一个主从式结构的无线通信网络，以保证信息传输稳定便捷，大大降低了维护费用和维护时间。所述的主控计算机4内存储各料堆堆位信息以及料堆库存量信息。所述的堆、取料机1在各个料条轨道8上作业，各个堆、取料机1通过其斗轮9堆料、取料，料堆堆积在各个料条上。
工作时，首先，各个堆、取料机1上的检测装置2实时采集各个堆、取料机的作业状态信息，并通过无线通讯设备3将该作业状态信息发送至主控计算机4；其次，主控计算机4对接收到的作业状态信息进行判断，自动识别各个堆、取料机1当前作业的原料种类，并对各个料堆的库存量进行实时更新。
所述的主控计算机4根据堆、取料机1的悬臂5的回转角度的正负判断堆、取料机1所在的作业料条，若回转角度为正，堆、取料机1在右料条轨道作业；若回转角度为负，堆、取料机1在左料条轨道作业。所述的主控计算机4根据堆、取料机1悬臂5端部即斗轮9在料条轨道上的投影位置L，判定堆、取料机1悬臂5端部即斗轮9所处的料条号以及该料条所在的料堆地址，通过该料堆地址所注明的原料代码即可获得当前堆、取料机1作业的原料种类。所述的堆、取料机1悬臂5端部在料条轨道上的投影位置L＝堆、取料机1走行位置L0+堆、取料机1的悬臂5的长度L1×cosα，其中α指堆、取料机1的悬臂5的回转角度，-180°＜α＜+180°。
主控计算机4定时接受料场控制PLC发送的流程启停信息和皮带秤计量信息，每个流程号都预定义了要实现流程运行所需要的相关设备，如：卸船机、皮带运输机、皮带秤、堆料机、取料机等。主控计算机4首先查询启动的流程号，检索该流程是否包含某台堆、取料机1，如果在此流程中涉及堆、取料机1，那么就确定该堆、取料机1处于作业状态，再根据此启动流程号查询处于此流程环节中的皮带秤计量信息，即可得到堆、取料机1的作业量数据。根据堆料机的作业量为料堆地址在库量的增量，取料机的作业量为料堆地址在库量的减量的原则，实时调整料堆地址的在库量，并更新相关信息，从而完成料场实时在库量电子料场图。
此外，本发明的后台计算机可以实现作业计划编辑及优化的功能，以对本发明进行进一步的升级：可对料场各混匀品种的堆积地址、堆积量和料堆数进行优化管理，开发混匀造堆智能加槽指导系统，参与造堆品种目前的槽位和各品种圆盘每小时切出量，指导最优加槽品种的顺序，指导取料机预先该对何品种进行对位，减少取料机调车时间，从而减少混匀加槽时间，提高生产效率，为下一步自动生成混匀生产计划奠定了基础。
本发明具有较高的时效性和可用性，调度人员通过实时动态电子料场图可以及时掌握料场各种原料库存量，并及时掌握堆、取料机1的作业位置和作业进展，合理地调度作业顺序，减少流程间相互干涉和等待时间，提高作业效率、作业质量和作业安全，为合理调整和优化配置原料，加快料场的周转，实现料场“高效率、低库存、大缓冲”的良性循环创造了技术条件。