矿山斗车装卸智能计数监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及矿山斗车装卸智能计数监测领域，特别是一种矿山斗车装卸智能计数监测系统及检测方法。

背景技术

在金属矿山的生产运输过程中，通常采用斗车进行矿石原料的运输，并将矿石原料和废矿石分别倒入各个生产中段的矿石井和废石井中，通过计量矿石原料斗车的数量，统计采集的矿石原料产量。在统计斗车数量的过程中，大部分采用人工的方式进行计数，在计数的同时，还需要进行筛选，比如当斗车没有装满、装有废石料、倾倒斗车时车底挂料太多等多种情况均不能进行计数统计。这不仅需要耗费大量的人力，而且人工计数容易出现漏报、错报等现象；又由于统计计数的过程比较复杂，传统的斗车计数方式无法对符合标准的矿石斗车进行筛选。

近年来随着工业的发展，智能化水平越来越高，但是在矿山原料斗车装卸场地，尚且无法实现矿山斗车装卸过程无人值守，其中主要的困难在于矿山原料斗车装卸矿石过程中，无法实现智能筛选、记录矿石原料斗车统计的数量。

为解决上述问题，急需一种矿山斗车装卸智能计数监测系统及监测方法，实现矿山矿石装卸场地的安全、高效、智能化生产。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种矿山斗车装卸智能计数监测系统及检测方法，能够实现矿山矿石装卸场地的安全、高效、智能化生产。

本发明公开了一种矿山斗车装卸智能计数监测系统，包括：

设置于运输巷道内轨道上的称重模块，用于分别检测斗车装卸前后的斗车重量；

井下控制器模块，用于获取所述称重模块上传的所述斗车重量；

通信网络模块和设置于调度室的井上控制器模块，所述井上控制器模块用于：

通过所述通信网络模块获取所述斗车重量；

基于装卸前的所述斗车重量判断所述斗车是否满载；

基于装卸前后的所述斗车重量的变化判断所述斗车是否完成装卸；

若判断所述斗车为满载且完成装卸，则计数一次有效装卸。

进一步地，所述称重模块包括顺序设置于轨道的两个地磅，分别与所述井下控制器模块连接，用于检测所述斗车装卸前的第一重量和所述斗车装卸后的第二重量；

所述井上控制器模块用于：

基于预设的满车重量与所述第一重量比较，确定所述斗车是否满载；

将第一重量和第二重量的差值，与预设的标准重量比较判断，用于确定所述斗车是否完成装卸。

进一步地，所述地磅上设有与所述轨道断开且位置对应铁轨分段，使得所述斗车能够经过所述铁轨分段在所述轨道行驶。

进一步地，所述两个地磅分别位于所述轨道上的斗车装卸位的前方和后方，所述斗车装载与所述运输巷道中矿石井的位置相对应，使得所述斗车能够在所述斗车装卸位完成矿山原料的装卸。

进一步地，所述通信网络模块包括：

设置于井下的井下环网；

串接于所述井下环网中的井下网络交换机，所述井下网络交换机与所述井下控制器模块连接；

与所述井下环网连接的井上网络交换机，所述井上网络交换机与所述井上控制器模块连接。

本发明还公开了一种矿山斗车装卸智能计数监测方法，包括：

S1：获取井下控制器模块上传的斗车装卸前的第一重量和所述斗车装卸后的第二重量；

S2：基于预设的满车重量与所述第一重量比较，确定所述斗车是否满载；

S3：将第一重量和第二重量的差值，与预设的标准重量比较判断，用于确定所述斗车是否完成装卸；

S4：若判断所述斗车为满载且完成装卸，则计数一次有效装卸。

进一步地，所述步骤S1包括：

井下控制器模块获取未装卸的所述斗车首次经过的称重模块所上传的第一重量；井下控制器模块获取已装卸斗车再次经过称重模块所上传的第二重量；通过与井下环网连接的井上网络交换机，获取串接于所述井下环网中的井下网络交换机上传的所述第一重量和所述第二重量。

进一步地，所述步骤S2包括：

若所述第一重量大于所述满车重量，则确定所述斗车满载；

所述步骤S3包括：

若所述第一重量与所述第二重量差值的绝对值，大于或等于所述标准重量，则确定所述斗车完成装卸。

进一步地，所述步骤S4包括：

每当判断所述斗车为满载且完成装卸，则通过上位机单元产生上升沿信号；通过计数器单元记录所述上升沿信号触发的次数，得到有效装卸次数。

进一步地，所述矿山斗车装卸智能计数监测方法还包括：

通过显示屏显示所述第一重量、所述第二重量、有效装卸计数的数值；通过存储设备保存所述第一重量、所述第二重量、有效装卸计数的数值。

本发明至少具有以下有益效果：

本发明通过对称重模块采集的斗车重量进行处理分析，判断斗车的装卸的有效性，并自动进行计数，工作人员可以在调度室查看监测结果，不仅节约了人力，还提高了对斗车的计数效率和精确度，避免出现错报漏报等情况。

本发明的其他有益效果将在具体实施方式部分详细说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明优选实施例公开的矿山斗车装卸智能计数监测系统的系统框图。

图2是本发明优选实施例公开的矿山斗车装卸智能计数监测系统的结构关系框图。

图3是本发明优选实施例公开的矿山斗车装卸智能计数监测系统的结构示意图。

图4是本发明优选实施例公开的矿山斗车装卸智能计数监测方法的流程图。

其中，1-调度室，2-PC主机，3-井上网络交换机，4-井下环网，5-井下网络交换机，6-PLC控制柜，7-轨道，8-斗车，9-第一地磅，10-第二地磅，11-运输巷道，12-废石井，13-矿石井，14-称重模块。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

如图1、图2和图3所示，本发明公开了一种矿山斗车装卸智能计数监测系统，包括：

(1)称重模块14，设置于运输巷道11内的轨道7上，斗车8能够在轨道上行驶，称重模块能够分别检测斗车装卸前后的斗车重量，并以检测信号的方式传给井下控制器模块。

(2)井下控制器模块，可以采用现有结构的PLC控制柜6，用于获取所述称重模块上传的所述斗车重量，具体的，可以通过处理分析称重模块传输的检测信号得到装卸前后斗车重量的具体数值。

(3)通信网络模块，用于实现井上设备和井下设备之间的通信。

(4)井上控制器模块，优选采用PC主机2，其设置于调度室1内，便于相关工作人员观察及操作。所述井上控制器模块能够通过所述通信网络模块获取所述斗车重量。井上控制器模块预设设置有两类判断规则，其一是根据装卸前的所述斗车重量判断所述斗车是否满载，其二是根据装卸前后的所述斗车重量的变化判断所述斗车是否完成装卸，若井上控制器模块根据上述判断规则判断某一斗车同时满足或符合上述两类判断规则，即确定该斗车运输时装满了矿石原料，并且在卸载时倾倒干净，不存在车底大量挂料的情况，满足矿山的生产运输及统计计数要求，因此对该矿车计数一次，该计数表明被称重的斗车进行了有效装卸的次数。

依次类推，本发明可以对生产中段的各斗车装卸作业进行统计计数，PC主机还能对计数进行汇总统计，形成装卸矿石有效总次数的记录，从而统计矿石产量。

在本发明的一些实施例中，可以采用固定的地磅测量斗车的重量。作为其中一种优选实施例，在轨道上设置有一个地磅，该地磅其能够检测并上传斗车装卸前后两个重量数据/信息，该种设置方式适用于斗车的往返运输流程，即装有矿石原料的斗车在轨道上行驶首先通过地磅，地磅检测斗车装卸前重量并上传，然后斗车行驶到指定地点后进行卸料，完成后原路返回再次经过地磅，地磅检测其卸料后的重量并上传，如此，便实现了对斗车装卸前后重量的检测。

在实际生产中，很多情况下斗车运输都是单线通行，针对这种情况，本发明还公开了另一种地磅的设置方式。如图3所示，所述称重模块包括顺序设置于轨道的两个地磅，分别与所述井下控制器模块连接，用于检测所述斗车装卸前的第一重量和所述斗车装卸后的第二重量。具体的，当装有矿石原料的斗车从左至右行驶经过第一地磅9时，第一地磅9检测斗车重量(第一重量)并发送给PLC控制柜6；斗车在完成装卸后继续运行，当到达第二地磅时10，第二地磅10检测斗车重量(第二重量)并发送给PLC控制柜，最后PLC控制柜在通过通信网络模块上传第一重量和第二重量，用于作为判断斗车有效装卸的基础参数。

值得一提的是，这里所用的“第一”、“第二”限定地磅，仅为了方便针对上述实施例进行说明，并非限定了检测斗车重量的顺序，并且就地磅本身而言其结构和工作原理可以是完全相同的。在另一种情况下斗车从右向左行驶，首先经过的是右侧的地磅即第二地磅，然后卸载完成后再经过左侧的地磅即第一地磅。对于PLC控制柜而言，其接收并处理重量信息然后上传的具体原理同上，本文不再展开说明。

本实施例中提到的第一重量和第二重量，对于PLC控制柜而言，第一重量指的是首先接收到的重量信息，第二重量指的是再后接收到的重量信息，两者的区别在于时间的前后，而不是检测斗车的设备，即任一地泵检测的重量既可能是第一重量还可能是第二重量，这需要根据斗车的运行确定。如此的好处是， PLC控制柜不需要对重量信息的来源设备进行判别确认，也能保证数据处理的正常进行，甚至降低了运算复杂度和数据处理量，并且适用于斗车正、反单向两种运行方式，更好的满足矿山复杂多样的作业需求。

在本发明的一些实施例中，如图3所示，所述地磅设置于轨道的正下方，地磅上设有与所述轨道断开的铁轨分段，轨道断开目的在于保证地磅在检测重量时不会被轨道干扰，同时，铁轨分段还与前后所断开的轨道位置对应，使得所述斗车能够经过所述铁轨分段在所述轨道正常行驶，保证在检测斗车重量的同时，不影响其正常行驶。

在本发明的一些实施例中，所述两个地磅分别位于所述轨道上的斗车装卸位的前方和后方，所述斗车装载与所述运输巷道中矿石井13的位置相对应，可以设置在轨道的左右侧，便于斗车在斗车装卸位完成矿山原料的装卸。运输巷道内还设有与所述矿石井同侧的废石井13。

在本发明的一些实施例中，所述通信网络模块包括：

(1)井下环网4，设置于井下，是实现交换机之间通信的重要网络。

(2)串接于所述井下环网中的井下网络交换机5，所述井下网络交换机与所述井下控制器模块连接。

(3)井上网络交换机3，可设置于调度室内，其与井下环网连接，所述井上控制器模块接入井上网络交换机中。

基于上述的通信网络模块，称重模块在检测到斗车重量后，井下控制器模块将检测得到的斗车重量信息传输至井下网络交换机，井下网络交换机将该重量信息通过井下环网上传给井上网络交换机，最终井上网络交换机通过井上网络交换机接收到该重量信息。

优选的，在需要对多个生产中段进行计数的情况下，如图2所示，每个中段分别包括依次相连的井下网络交换机、PLC控制柜和称重系统，其中井下网络交换机串接于井下环网中。

在本发明的一些实施例中，井上控制器模块预设设置有两类判断规则。其一具体为：基于预设的满车重量与所述第一重量比较，确定所述斗车是否满载；

其二具体为将第一重量和第二重量的差值，与预设的标准重量比较判断，用于确定所述斗车是否完成装卸。

如图3所示，当矿山原料斗车8经过矿石井左右两侧的第一地磅9、第二地磅10时，分别称量得到重量m

PC主机将m

本发明实施例公开的检测系统，不仅能够用于斗车倾倒矿山原料的计数，还能够用于斗车装载物料的计数。在装载作业时，通过称重模块检测到斗车装载前后的重量，为描述方便，这里分别称为第三重量和第四重量，通过井下控制器模块、通信网络模块的传输，井上控制器模块即PC主机获取了第三重量和第四重量。首先，PC主机调用预设的空车重量M

如图4所示，本发明还公开了一种矿山斗车装卸智能计数监测方法，该方法能够应用于上述各实施例公开的矿山斗车装卸智能计数监测系统。具体包括：

S1：获取井下控制器模块上传的斗车装卸前的第一重量和所述斗车装卸后的第二重量。

S2：基于预设的满车重量与所述第一重量比较，确定所述斗车是否满载。

S3：将第一重量和第二重量的差值，与预设的标准重量比较判断，用于确定所述斗车是否完成装卸。

S4：若判断所述斗车为满载且完成装卸，则计数一次有效装卸。

在本发明的一些实施例中，步骤S1具体包括：

井下控制器模块获取未装卸的所述斗车首次经过的称重模块所上传的第一重量；井下控制器模块获取已装卸斗车再次经过称重模块所上传的第二重量；通过与井下环网连接的井上网络交换机，获取串接于所述井下环网中的井下网络交换机上传的所述第一重量和所述第二重量。

在本发明的一些实施例中，步骤S2具体包括：若所述第一重量大于所述满车重量，则确定所述斗车满载。步骤S3具体包括：若所述第一重量与所述第二重量差值的绝对值，大于或等于所述标准重量，则确定所述斗车完成装卸。

在本发明的一些实施例中，所述步骤S4包括：每当判断所述斗车为满载且完成装卸，则通过上位机单元产生上升沿信号；通过计数器单元记录所述上升沿信号触发的次数，得到有效装卸次数。

在本发明的一些实施例中，所述矿山斗车装卸智能计数监测方法还包括：

通过显示屏显示所述第一重量、所述第二重量、有效装卸计数的数值；

通过存储设备保存所述第一重量、所述第二重量、有效装卸计数的数值。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。