一种多料仓卸料小车位置的识别装置及方法技术领域
本发明涉及冶金设备技术领域，更加具体地将，涉及能够识别多料仓卸料小车位
置的自动化控制系统。
背景技术
目前，在钢铁企业的炼铁、烧结、原料场、焦化等工序中，配置有各种料仓。如图1所
示，多个料仓1并排布置，每个料仓存放不同品种的物料，上部通过移动卸料小车和移动胶
带机(或皮带机)对每个料仓进行卸，每个料仓的底部均设置有给料机2。
需进行卸料时，生产操作人员将移动卸料车开到指定的仓位上方，然后启动皮带
机进行卸料。如要实现对每个仓位的自动卸料，则必须知道移动卸料车的位置。目前，对于
这种移动卸料车的位置检测主要有以下几种方法：
(1)在每个仓位上安装一个接近开关，卸料车上安装有金属感应块，当卸料车移动
到某个仓位上时，感应块靠近接近开关，接近开关发出信号给控制系统，计算机根据收到的
信号识别出是由哪一个料仓的接近开关发出的，从而判断卸料车的位置。优点：利用开关量
信号识别小车位置，准确率高；缺点：每个料仓需安装一个接近开关，仓位越多，控制线路越
复杂。
(2)在移动卸料车的车轮上安装光电编码器，卸料车移动过程中带动编码器旋转，
编码器将旋转的光电信号转换为卸料车的行程，控制系统从而确定卸料车的位置。优点：连
续监测小车位置，数值准确。缺点：对高粉尘、强振动的环境适应性差，编码器使用寿命短
等。
发明内容
针对现有技术中存在的不足，本发明的目的之一在于解决上述现有技术中存在的
一个或多个问题。例如，本发明的目的之一在于解决现有技术中需要安装大量接近开关、电
气线路复杂，制造安装成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明的一方面提供了一种多料仓卸料小车位置的识别装
置。所述识别装置包括：识别单元、安装在每个料仓处的感应单元以及与所述识别单元连接
的过程控制系统，其中，所述感应单元包括第一感应块和沿卸料小车行进方向布置的N个第
一感应点，所述N个第一感应点一一对应于料仓的二进制编码，所述第一感应块设置在料仓
二进制编码为1时所对应的第一感应点处，n为料仓的个数；所述识别单元包括
安装在卸料小车上且与所述N个第一感应点一一对应的N个第一接近开关，第一接近开关的
感应区域能够覆盖第一感应块并且第一接近开关能够根据感应区域内是否有第一感应块
产生开关量信号0或1；所述过程控制系统用于接收第一接近开关的开关量信号，并根据N个
第一接近开关产生的组合信号识别卸料小车所在料仓的仓位，所述组合信号对应料仓的二
进制编码。
根据本发明多料仓卸料小车位置的识别装置的一个实施例，优选地，为了能识别
卸料小车是否处于卸料位置(例如料仓中间)，所述感应单元还可以包括第二感应点和设置
在第二感应点处的第二感应块，第二感应点位于卸料小车行进方向上且能够代表卸料小车
处于卸料位置；所述识别单元还可以包括安装在卸料小车上的第二接近开关，第二接近开
关的感应区域能够覆盖第二感应块并且第二接近开关能够根据感应区域内是否有第二接
近开关产生开关量信号；所述过程控制系统还用于接受第二接近开关的开关量信号，并根
据第二接近开关产生的开关量信号判断卸料小车是否处于卸料位置。
根据本发明多料仓卸料小车位置的识别装置的一个实施例，优选地，所述第一感
应块和所述第二感应块的长度等于所述料仓的宽度。
根据本发明多料仓卸料小车位置的识别装置的一个实施例，优选地，所述第一感
应块的宽度大于或等于所述第一接近开关直径的2倍，所述第二感应块的宽度大于或等于
所述第二接近开关直径的2倍。
根据本发明多料仓卸料小车位置的识别装置的一个实施例，优选地，所述第一接
近开关和所述第二接近开关为涡流传感器。
根据本发明多料仓卸料小车位置的识别装置的一个实施例，优选地，所述第一接
近开关和所述第二接近开关的感应距离为10～15mm。
根据本发明多料仓卸料小车位置的识别装置的一个实施例，优选地，所述第一感
应块和所述第二感应块为金属感应块。
根据本发明多料仓卸料小车位置的识别装置的一个实施例，优选地，所述第一感
应块和所述第二感应块为等边角钢。
根据本发明多料仓卸料小车位置的识别装置的一个实施例，优选地，所述过程控
制系统为可编程控制器(PLC)或分散式控制系统(DCS)。
本发明的另一方面提供了一种多料仓卸料小车位置的识别方法，所述识别方法采
用如上所述的识别装置来识别多料仓卸料小车位置。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果包括：采用了少量的接近开关连续识别
出多料仓卸料小车的位置，具有结构简单，可靠性高，并能适应现场重粉尘、强振动等恶劣
工况等特点。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清
楚，其中：
图1现有技术中多料仓卸料系统示意图。
图2为根据本发明示例性实施例多料仓卸料小车位置的识别装置的主视图。
图3为根据本发明示例性实施例多料仓卸料小车位置的识别装置的侧视图。
图4A是图2的A-A截面图。
图4B是图2的B-B截面图。
图4C是图2的C-C截面图。
图4D是图2的D-D截面图。
附图标记说明：
1-料仓，2-移动卸料小车(简称卸料车)，3-皮带机，4-给料机，5-第一支架，6-第二
支架，L1、L2、L3和L4-编码感应块(第一感应块)，L5-卸料位置感应块(第二感应块)，S1、S2、
S3和S4-第一接近开关(感应开关)，S5-第二接近开关，A-前进方向以及B-后退方向。
具体实施方式
在下文中，将结合附图和示例性实施例详细地描述根据本发明的多料仓卸料小车
位置的识别装置。
本发明的多料仓卸料小车位置的识别装置包括：识别单元、安装在每个料仓处的
感应单元以及与所述识别单元连接的过程控制系统，其中，感应单元包括第一感应块和沿
卸料小车行进方向布置的N个第一感应点，所述N个第一感应点一一对应于料仓的二进制编
码，第一感应块设置在料仓二进制编码为1时所对应的第一感应点处，n为料仓
的个数；识别单元包括安装在卸料小车上且与N个第一感应点一一对应的N个第一接近开
关，第一接近开关的感应区域能够覆盖第一感应块并且第一接近开关能够根据感应区域内
是否有第一感应块产生开关量信号0或1；过程控制系统用于接收第一接近开关的开关量信
号，并根据N个第一接近开关产生的组合信号识别卸料小车所在料仓的仓位，组合信号对应
料仓的二进制编码。
如图1和图2所示，在一个示例性实施例中，多料仓卸料系统包括14各料仓1(1#～
14#)，在料仓上方设置有皮带机3和移动卸料小车2，用于识别多料仓卸料小车位置的识别
装置包括：
1)感应单元，如图2和图3所示，主要包括第二支架和5个感应块L1、L2、L3、L4和L5。
第二支架6安装(固定)于皮带机支架上或料仓其它的固定位置处，用于固定感应块；感应块
L1、L2、L3、L4和L5沿卸料小车行进方向布置，感应块采用等边角钢，每一个感应块长度a与
料仓的宽度b等长，宽度应满足≥2d，d为接近开关直径。
2)识别单元，主要包括固定在卸料车上的第一支架5和安装在第一支架5上的5个
接近开关S1、S2、S3、S4和S5，支架可采用10#槽钢，接近开关采用电压AC220V、感应距离L为
10～15mm的涡流传感器，在第一支架上从上至下等间距布置(见图3)，接近开关的感应面正
对感应块。
如图2所示，首先在移动卸料小车2上安装4个第一接近开关S1、S2、S3和S4，上下等
间距布置，每个接近开关根据在感应区域内是否有金属装置将产生“0”和“1”2个信号，其4
个接近开关就能产生24＝16个信号，然后将料仓的编号进行二进制编码，如下表1中，1#仓
为“0001”，2#仓为“0010”，3#仓为“0011”，……14#仓为“1110”，最后由沿小车行进方向的布
置的L1，L2，L3，L4四条编码感应块，但每个仓的的L1，L2，L3，L4四条编码感应块是否安装取
绝于料仓的二进制编码，即只是在二进制编码为1的时候安装感应块，例如1#仓，二进制编
码“0001”，那么仅安装L4感应块；2#仓的二进制编码“0010”，那么仅安装L3感应块；3#仓的
二进制编码“0011”，那么仅安装L3、L4感应块；以此类推，14#仓的二进制编码“1110”，那么
仅安装L1、L2、L3感应块。
表1料仓的二进制编码
料仓
二进制编码
1#
0001
2#
0010
3#
0011
4#
0100
5#
0101
6#
0110
7#
0111
8#
1000
9#
1001
10#
1010
11#
1011
12#
1100
13#
1101
14#
1110
如图3、图4A至4C所示，料仓的编码识别是通过卸料小车上的4个接近开关进行的，
卸料小车上4个接近开关S1、S2、S3和S4分别感应L1，L2，L3，L4四条编码感应块，当卸料小车
到达1#仓时，由于仅有L4感应块，四个接近开关S1、S2、S3和S4将产生“0001”的组合信号；当
卸料小车到达2#仓时，由于仅有L3感应块，四个接近开关S1、S2、S3和S4将产生“0010”的组
合信号；当卸料小车到达3#仓时，由于仅有L3、L4感应块，四个接近开关S1、S2、S3和S4将产
生“0011”的组合信号，以此类推，当卸料小车到达14#仓时，由于仅有L1、L2、L3感应块，四个
接近开关S1、S2、S3和S4将产生“1110”的组合信号。
将每个接近开关的开关量信号接入PLC(或DCS)控制系统，过程控制系统就能根据
接近开S1、S2、S3和S4的组合信号，识别出移动卸料小车处于哪一个仓位。
图3、图4A至4C所示中的接近开关L5主要用于卸料位置识别，其感应块S5安装在每
个料仓上，其安装位置代表了卸料小车处于卸料位置(例如料仓中间)，当接近开关L5靠近
感应块，则发出信号，说明卸料小车处于料仓中间，可以正常进行卸料。
本发明具有以下特点：
1)由于采用了角钢作为感应块，因此牢固可靠，使用寿命长。
2)能应用少量的接近开关，就能识别出多组料仓，且料仓的数量越多，其电气线路
越简单，制造安装成本越接低廉。接近开关安装在车体上，接近开关的数量n，能识别的料仓
数量为2n-1个，使用的电缆芯数为n+1。即5个接近开关就能识别31个料仓，6个接近开关就
能识别63个料仓。这个料仓的数量已能满足国内的大多数钢铁厂的需求。
3)采用了长感应距离(10～15mm)的接近开关，且感应块宽度≥2倍接近开关直径，
因此在小车移动过程中，接近开关上下左右窜动10mm的范围内，既能准确识别处料仓位置
且不与感应块接触，因此具备了高可靠性。
4)由于感应块长度a与料仓的宽度b等长，因此具备连续识别料车的位置，即使由
于电源中断，恢复电源后，又能识别出料车的位置。
5)增加了卸料位置接近开关S5，能确保卸料小车位于料仓的中间进行卸料。
综上所述，本发明采用了少量的接近开关连续识别出多料仓上卸料小车的位置，
具有结构简单，可靠性高，并能适应现场重粉尘、强振动等恶劣工况等特点。能较好的对钢
铁行业中原料场混匀烧结配料槽、高炉矿槽、焦化配煤槽等多料仓上的卸料小车位置进行
识别，在此基础上就能轻松实现全自动多料仓的上料控制，从而减少生产岗位的配置，降低
人力资源成本。本专利稍加改进，也可适用于石灰、水泥等其它建材行业。
尽管上面已经通过结合示例性实施例描述了本发明，但是本领域技术人员应该清
楚，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可对本发明的示例性实施例进行各
种修改和改变。