基于自律逻辑的皮带机群控制方法技术

本发明专利技术公开了一种基于自律逻辑的皮带机群控制方法，针对由皮带机群、中心控制设备，以及连接它们的现场总线构成的皮带机群控制系统，定义皮带机状态属性和虚拟设备，依此设计出基于自律思想的控制逻辑，以虚拟设备状态属性或者故障皮带机状态属性变化事件，作为皮带机群控制系统开机或者停机操作的联锁控制指令，并借助地址转换方法，实现控制逻辑中皮带机逻辑地址对物理地址的取代，从而使得皮带机群中所有皮带机具有统一的控制逻辑，最终目的是实现在任何情况下皮带机群正确、合理的开机或者停机操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及皮带机控制方法领域，具体为一种。
技术介绍
皮带机是现今最重要的散状物料运输设备，主要可以输送煤、矿石、砂石、粮食等散状物料，因其具有长时间连续稳定输送物料、安装维护方便、经济性好等特点，被广泛地应用于国民经济的各个行业。对于矿井和地面等需要长距离运输物料的场合，通常采用以多台皮带机串联构成的皮带机群来实现物料的运输。如何保证在串联结构下，皮带机群中每台皮带机都能以联锁的方式，正确、合理地进行开机或者停机操作，是决定皮带机群整体性能优劣的关键问题之一。皮带机群传统的开机操作采用逆物流开机，它是一种下游皮带机向上游皮带机发送开机指令，实现逆物流方向逐一启动各台皮带机。这种开机操作会造成多台皮带机长时间的空转，不仅耗费大量的电能，还会大大减少皮带机的有效工作时间。皮带机群传统的正常停机操作是指将皮带机群中所有皮带机上的物料全部卸空后，对皮带机群中的全体皮带机执行同时刻停机操作，使所有皮带机均处于空载停机，保证重新启动时电机的正常工作。但是，这种正常停机操作同样会造成多台皮带机长时间空转， 存在与逆物流开机同样的缺点。皮带机传统的故障停机操作是皮带机群中任何一台或者多台皮带机发生故障后， 所有的皮带机执行同时刻停机操作。这种故障停机操作会造成所有的皮带机处于重载停机，这使得故障恢复后皮带机重新启动时，电机的启动电流非常大，严重影响电机的正常工作，甚至会损坏电机，因此在每次重新启动时，还需人工逐一清理每台皮带机上的物料，不仅造成人力和物力的浪费，还大大延长了故障的恢复时间。针对皮带机群传统的开机、正常停机和故障停机操作的种种弊端，人们提出了顺物流开机、顺物流停机和逆物流紧急停机等多种新型的开机或者停机操作。皮带机群顺物流开机操作是指顺物流方向逐一启动各台皮带机。其开机过程为上游皮带机向下游皮带机发送开机指令，实现皮带机群顺物流开机操作。这种开机操作不会造成多台皮带机长时间的空转，有效地降低了电能消耗，同时延长了皮带机的使用寿命。皮带机群顺物流停机操作是指顺物流方向逐一停止各台皮带机。其停机过程为上游皮带机向下游皮带机发送停机指令，实现皮带机群顺物流停机。这种停机操作与顺物流开机具有同样的优点。皮带机群逆物流紧急停机操作是指皮带机群中任何一台或者多台皮带机发生故障后，发生故障的皮带机上游全体皮带机执行同时刻停机操作。该停机操作方式与顺物流停机操作结合，可实现故障情况下的最优停机操作，即故障皮带机的上游皮带机均采用逆物流紧急停机，以防止堆料等异常情况的发生，而故障皮带机的下游皮带机，因其都处于正常状况，故采用顺物流停机，以实现故障情况下，有尽量多的皮带机处于空载停机。以上所述的新型开停机操作与传统开停机操作相比，不但节省了大量的资源，而且提高了皮带机群的整体性能。针对新型开停机操作，目前常见的控制逻辑的实现方法是由中心控制设备或者皮带机群中的皮带机通过发送专门设计的联锁控制指令，来实现与其他皮带机的协同工作，从而完成开停机操作，并由每台皮带机向中心控制设备报告自身状态，以实现中心控制设备对所有皮带机的监测。但是，随着长距离物料运输的应用需求越多越多，受限于单台皮带机的有效运输距离，皮带机群的规模正变得越来越大，这意味着群中皮带机的数量也越来越多。 而现有对新型开停机操作的控制逻辑的实现方法，主要从系统整体角度出发，由上而下地设计控制逻辑，并借助专门设计的联锁控制指令，由中心控制设备或一台皮带机，主动地命令其他皮带机执行某一操作。这种直接命令其他皮带机执行某一操作的他律控制思想，在皮带机数量较多时，因皮带机之间的控制逻辑变得更加复杂，会加大系统控制逻辑的设计难度，甚至会导致冲突逻辑的存在，给皮带机群的安全可靠运行带来了不确定因素。并且， 当用户需求发生变化时，该方法所设计的控制逻辑由于关联性强，是一种紧耦合的关联方式，因此修改难度大且花费时间长。有鉴于此，急需找到一种新的实现方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，针对由皮带机群、 中心控制设备，以及连接它们的现场总线构成的皮带机群控制系统，引入自律思想，通过皮带机的状态属性变化事件作为上下游相邻皮带机的联锁控制指令，以实现皮带机群中所有皮带机能够正确的执行、合理的开机或者停机操作。为了达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为，所述皮带机群由多台结构和功能相同且彼此之间具有严格联锁关系的皮带机串联构成，其特征在于构建基于自律思想的控制逻辑以控制皮带机群，定义每台皮带机多种状态属性，以每台皮带机的状态属性发生变化这一事件作为该皮带机上下游相邻皮带机的联锁控制指令，每台皮带机根据自身前一时刻状态属性以及该皮带机上下游相邻皮带机当前时刻的状态属性，决定自身当前时刻的状态。所述的，其特征在于在首位的皮带机前定义有首虚拟皮带机，在末位的皮带机后定位有尾虚拟皮带机，借助地址转换方法，在控制逻辑中用包括首尾虚拟皮带机的多个皮带机的逻辑地址代替各个皮带机的物理地址，使得皮带机群中各个皮带机具有统一的控制逻辑。所述的，其特征在于每台皮带机的状态属性定义如下在重载停机时定义为逆停状态，在轻载停机时定义为顺停状态，在开机就绪时定义为虚运行状态，在运行时定义为运行状态。本专利技术基于自律思想的控制逻辑，以皮带机的状态属性变化事件作为上下游相邻皮带机的联锁控制指令，无需设置专门的联锁控制指令，也无需依赖中心控制设备发出联锁控制指令；每台皮带机当前时刻的状态属性取决于上下游相邻皮带机当前时刻的状态属性与自身前一时刻状态属性的综合，通过区分皮带机的重载停机、轻载停机、开机就绪和运行等工况，并分别将其定义为逆停、顺停、虚运行和运行四种状态属性，实现任意情况下皮带机群的联锁开机和停机操作；本专利技术中定义首虚拟设备和尾虚拟设备，并借助地址转换方法，实现控制逻辑中皮带机逻辑地址对物理地址的取代，从而使得皮带机群中所有皮带机具有统一的控制逻辑；本专利技术通过重新定义设备的状态属性和设备间的联锁关系，该方法同样适用于具有类似特点的其他设备群的控制。本专利技术中，将传统皮带机的停机和开机状态区分为皮带机的重载停机、轻载停机、 开机就绪和正常运行等工况，并分别将其定义为逆停、顺停、虚运行和运行四种状态属性， 这样，在任何情况下，皮带机群中每台皮带机都会具有某种状态属性。在此基础上，针对由多台结构和功能相同且彼此之间具有严格联锁关系的皮带机串联构成的皮带机群，设计出。其自律逻辑表现在，无需设置专门的联锁控制指令，也无需依赖中心控制设备发出联锁控制指令，而是以皮带机的状态属性变化事件作为上下游相邻皮带机的联锁控制指令，并根据上下游相邻皮带机当前时刻的状态属性以及自身前一时刻状态属性，来决定自身当前时刻的状态。为实现皮带机群中每台皮带机均具有统一的基于自律思想的控制逻辑，本专利技术在首皮带机之前和尾皮带机之后分别定义了首虚拟设备和尾虚拟设备。首虚拟设备的定义使首皮带机具有上游相邻皮带机，尾虚拟设备的定义使尾皮带机具有下游相邻皮带机，这使得皮带机群中每台皮带机都具有上下游相邻皮带机，因此可将统一的基于自律思想的控制逻辑，应用于皮带机群中每台皮带机。此外，虚拟设备的作用还表现在，承担了皮带机群联锁开机操作和联锁停机操作触发者的角色，即正常情况下的开机或停机操作，总是通过中心控制设备或皮带机通过向总线发送尾虚拟设备本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩江洪，毕翔，张建军，刘征宇，刘国田，张本宏，魏振春，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：