一种料场散料外形尺寸参数模拟计算方法技术

本发明专利技术公开了一种料场散料外形尺寸参数模拟计算方法，通过构建一个数学模型，在该模型中，堆取料机在各作业位卸料所形成的料堆W1，W2，W3……Wn，最终料条料堆的整体形状由一系列的锥体组成，锥体之间相互重叠。堆取料机在每个作业位卸料量C1，C2，C3……Cn可由皮带秤获得。为了计算出最终在料条上料堆的外形尺寸参数，构建了一种算法，根据堆取料机在料条上的位移量B1，B2，33……Bn和在每个工位上卸料量C1，C2，C3……Cn，来计算出料堆W1，W2，W3……Wn的外形尺寸，从而得到某一料条上所有料堆的外形尺寸。该方法为大型散货料场管理者提供了一条可靠，快捷，经济的手段来模拟计算料堆的外形参数信息，可及时的掌握料场的空间状态。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于大型散货料场自动化控制和管理领域，尤其涉及一种料场散料外形尺 寸参数模拟计算方法。
技术介绍
目前在大型散货料场管理领域，及时掌握料场的空间状态是大型散货料场管理的 重要环节，关系到来料的场地分配，直接影响到料场运营的效率和效益。由于大型散货料 场的原料不断地进进出出，如何及时掌握料场的空间状态也是大型散货料场管理的一个难 点。现阶段主要通过人工定期的目测盘点来估算物料的库存情况和料场的空间占用情况。 存在以下缺点：1)估算结果在很大程度上受人工经验的影响，误差较大；2)劳动强度大，盘 点一次需要很长时间；3)通常经过较长周期才进行一次盘点，不能及时反映料场的空间状 态。上述问题在很大程度上影响了料场的精细化管理，不能及时掌握料场的空间利用情况 就无法制定相应地对来料的场地分配进行优化，无法实现料场空间的利用效率的最大化。 为了及时掌握料场的空间利用情况有些大型散货料场采用了三维激光扫描技术， 同时结合GPS定位技术实现料场的空间状态的实时测量，这样可以实时获得准确的料场的 空间利用信息，主要是料堆的外形尺寸参数，但是需要投入的费用十分巨大的，数千万元的 成本使这种技术的应用受到了很大的限制。
技术实现思路
本专利技术针对现有大型散货料场自动化控制和管理技术中，不能及时、准确掌握料 场的空间利用情况，无法对来料场地分配进行优化的问题，提供一种料场散料外形尺寸参 数模拟计算方法，相比较目测的方式观察料场的空间状态情况，该方法更准确可靠，同时， 与三维扫描测量料场各料堆的外形参数方法相比，本专利技术方法成本更低，使用更快捷，实 时性好。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种料场散料外形尺寸参 数模拟计算方法，该方法包括以下步骤，1)通过皮带秤获取料条上每个卸料点的卸料 质量C 1, C2, C3……Cn，料堆为圆锥状，计算相邻料堆没有重叠的情况下，每个料堆的体积 V1, V2, V3……Vn，其中Vn= C n/p，P为料堆的密度；2)计算第η个料堆圆锥体Wn与第n-1个 料堆圆锥体Wlri部分重叠的情况下，第η个料堆的卸料体积Vn'【主权项】1. ，其特征在于，该方法包括w下步骤，1) 通过皮带砰获取料条上每个卸料点的卸料质量Cl,C2,C3……C。，料堆为圆锥状，计算相邻料 堆没有重叠的情况下，每个料堆的体积Vi，V2,Vs……V。，其中v"=cyp，P为料堆的密度；2) 计算第n个料堆圆锥体W。与第n-l个料堆圆锥体W。_1部分重叠的情况下，第n个料堆的卸 料体积V'。Vhn是堆高为h。时，料堆圆锥体W。的体积；第n个料堆圆 锥体W。与第n-l个料堆圆锥体W。_1部分重叠的情况下，其重叠区域的体积为V。苗h是料堆 圆锥体W。与料堆圆锥体W。_1重叠区域中高度为h的截面的面积，H是W。与W。_1重叠区域的 高度值；3)当计算得到的V'。的误差超出预设精度时，重新计算V'。。2. 根据权利要求1所述的料场散料外形尺寸参数模拟计算方法，其特征在于，料条上 各料堆的料堆曲面投影线与料堆底面的夹角3值相等。3. 根据权利要求1或2所述的料场散料外形尺寸参数模拟计算方法，其特征在于，当料 堆圆锥体W。的堆高为h。时，其体积为4. 根据权利要求3所述的料场散料外形尺寸参数模拟计算方法，其特征在于， 所述料堆圆锥体W。与料堆圆锥体￥。_1重叠区域中高度为h的截面，其面积Sh的 具体求解方法为，在料条上选取任一位置作为原点，料条的长、宽方向分别作为X 轴和Y轴，堆高方向作为Z轴方向建立空间坐标系，构建Sh的求解方程形式为，其中公式（1)和（2)分别是高度为h 时，听_1与W。的截面圆表达式，其半径分别为r。_1和r。，两截面圆交点为b与C，a与d分别 两截面圆中屯、连线与胖。截面圆和胖。_1截面圆的交点，5。6。片7)与56。4片7)分别为曲面油〇 与曲面bed关于坐标X，y的面积表达式，8。_1为￥。_1的截面圆圆屯、与坐标原点的距离，B。为 W。的截面圆圆屯、相对于坐标原点的距离，A是料条宽度，X。_1和y。_1分别是高度为h时，￥。_1 的截面圆上点的坐标，X。和y。分别是高度为h时，W。的截面圆上点的坐标。5. 根据权利要求4所述的料场散料外形尺寸参数模拟计算方法，其特征在于，所述 Sabc(X，y) =S扇ebe-S&ebe，e是高度为h时，Wn_i的截面圆圆心由e，b，C立点的坐标，求解S 扇6故与5&66。;求解81^。<1片7)，得到5康示形式为51^=地。-1，0。6. 根据权利要求5所述的料场散料外形尺寸参数模拟计算方法，其特征在于，其中 rn-i= (hn-1-h)/tand,r。= (h。一h^tan3，对于Sh=f(r。_1，〇，得到 5康 示形式为Sh=f化n,h)。7. 根据权利要求6所述的料场散料外形尺寸参数模拟计算方法，其特征在于，料堆 圆锥体W。最小堆高Hmh=0,最大堆高Hmax= ^XAXtan3,采用迭代算法计算W。的 堆高h。，则得到料堆圆锥体W。的体积取h'。= (Hmin+Hmax) /2，根据公式Sh=f化n，h)求解出对应的S'h，根据公式求解出第n个卸料点的模拟计算卸料体积V'。。8.根据权利要求7所述的料场散料外形尺寸参数模拟计算方法，其特征在于，当计算 得到的V'。的误差超出预设精度时，重新计算V'。，该过程具体为，T是计算精度，为常 量，0<T<1，当V' "-V"〉T时，取Hm"=h'。，重新计算V'。;当V"-V'n〉T时，取Hmh=h'。， 重新计算V'。;当IV"-V"l〉T时，则W。的堆高取h"=h'。，重新计算V'。。【专利摘要】本专利技术公开了，通过构建一个数学模型，在该模型中，堆取料机在各作业位卸料所形成的料堆W1，W2，W3……Wn，最终料条料堆的整体形状由一系列的锥体组成，锥体之间相互重叠。堆取料机在每个作业位卸料量C1，C2，C3……Cn可由皮带秤获得。为了计算出最终在料条上料堆的外形尺寸参数，构建了一种算法，根据堆取料机在料条上的位移量B1，B2，33……Bn和在每个工位上卸料量C1，C2，C3……Cn，来计算出料堆W1，W2，W3……Wn的外形尺寸，从而得到某一料条上所有料堆的外形尺寸。该方法为大型散货料场管理者提供了一条可靠，快捷，经济的手段来模拟计算料堆的外形参数信息，可及时的掌握料场的空间状态。【IPC分类】G01B21-00【公开号】CN104792286【申请号】CN201510092754【专利技术人】李帅 【申请人】中冶南方工程技术有限公司【公开日】2015年7月22日【申请日】2015年2月28日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种料场散料外形尺寸参数模拟计算方法，其特征在于，该方法包括以下步骤，1)通过皮带秤获取料条上每个卸料点的卸料质量C1,C2,C3……Cn，料堆为圆锥状，计算相邻料堆没有重叠的情况下，每个料堆的体积V1,V2,V3……Vn，其中Vn＝Cn/p,p为料堆的密度；2)计算第n个料堆圆锥体Wn与第n‑1个料堆圆锥体Wn‑1部分重叠的情况下，第n个料堆的卸料体积V′n，是堆高为hn时，料堆圆锥体Wn的体积；第n个料堆圆锥体Wn与第n‑1个料堆圆锥体Wn‑1部分重叠的情况下，其重叠区域的体积为vn；Sh是料堆圆锥体Wn与料堆圆锥体Wn‑1重叠区域中高度为h的截面的面积，H是Wn与Wn‑1重叠区域的高度值；3)当计算得到的V′n的误差超出预设精度时，重新计算V′n。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李帅，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42