一种矿用升降机的智能控制系统

摘要

本发明提供了一种矿用升降机的智能控制系统，包括任务模块、统计模块、控制模块和分析模块，所述任务模块用于接收请求数据并创建任务，所述统计模块用于检测承重量并根据承重量的变化统计出各矿层的进出数据，所述控制模块用于控制运行，所述分析模块根据所述任务模块中的任务数据以及统计模块中的数据向所述控制模块发送指令；本系统根据运行的数据、实时的承重量来分配生成的第一任务，在高峰期，能够提高运载效率，而在低峰期，通过分析统计数据进行控制，提高了生成第一任务时的响应效率。

权利要求

1.一种矿用升降机的智能控制系统，其特征在于，包括任务模块、统计模块、控制模块和分析模块，所述任务模块用于接收请求数据并创建任务，所述统计模块用于检测升降机的承重量并根据承重量的变化统计出各矿层的进出数据，所述控制模块用于控制升降机运行，所述分析模块根据所述任务模块中的任务数据以及统计模块中的数据向所述控制模块发送指令；

所述任务模块创建的任务包括第一任务和第二任务，所述第一任务为根据升降机外的请求数据生成的任务，用 表示，其中，i表示层号，d表示方向，所述第二任务为根据升降机内的请求数据生成的任务，用 表示；

所述控制模块包括若干个控制单元，每个控制单元控制一架升降机的运行，所述控制单元生成一个第三任务，所述第三任务用 表示，其中，为该升降机当前所在的层号， 为该升降机需要停靠的层号，j表示升降机序号，n为需要该升降机需要停靠的次数；当该升降机在某一层停靠后，在第三任务中删去对应的层号，当该控制单元接收到含有新的层号的运行指令时，在第三任务中增加新的层号，当升降机向上运行时，第三任务中的层号满足： ，当升降机向下运行时，第三任务中的层号满足： ，所述控制单元将第三任务同步给所述分析模块；

所述分析模块设有第一分析单元，所述第一分析单元用于接收第一任务并将第一任务中分配给控制单元，当第一任务仅落在一个控制单元的第三任务覆盖范围中时，所述第一分析单元将该第一任务的层号作为指令发送给该控制单元；

所述控制单元直接从所述任务模块中接收第二任务并根据第二任务中的层号更新第三任务，所述控制单元从所述分析模块中接收指令并根据指令中的层号更新第三任务，所述控制单元在升降机到达停靠的层号后更新第三任务；

所述第一分析单元分配第一任务的过程包括如下步骤：

S1、根据接收的第一任务创建或更新任务环；

S2、为无第三任务的控制单元分配一个第一任务，无第三任务的控制单元称为目标控制单元；

S3、为所有控制单元实时分配第一任务；

所述分析模块设有第二分析单元，所述第二分析单元在无第一任务时根据统计模块中的数据选择停留层号；

所述统计模块将一天分为m个时段，用 表示，然后根据各升降机各矿层在对应时段 的进升降机数据计算出每层的需求指数 ：；

其中， 表示在T时间段内从i层号进入j号升降机的总重量；

所述统计模块根据每天的需求指数计算出日需求指数平均值 ，所述第二分析单元根据所述日需求指数平均值计算出当前时段的各矿层号的停靠指数 ：；

其中， 为升降机当前停靠的层号， 为重量基数；

所述第二分析单元将各矿层号的停靠指数从高到低排序，并将对应的层号作为指令依次发送给控制单元。

2.如权利要求1所述的一种矿用升降机的智能控制系统，其特征在于，所述统计模块设有重力检测单元，所述重力检测单元能够在升降机静止时检测出升降机内的承重量，所述统计模块根据升降机静止时承重量的变化计算出在对应层的进出数据，所述统计模块还包括存储单元和处理单元，所述处理单元对进出数据进行统计处理，所述存储单元用于保存统计处理的结果数据。

3.如权利要求2所述的一种矿用升降机的智能控制系统，其特征在于，所述任务环包括上半环和下半环，上半环中放置方向向上的第一任务，下半环中放置方向向下的第一任务，所述任务环设有方向，所述上半环中第一任务的层号沿着任务环的方向逐渐增大，所述下半环中第一任务的层号沿着任务环的方向逐渐减小。

4.如权利要求3所述的一种矿用升降机的智能控制系统，其特征在于，在步骤S2中，所述第一分析单元将任务环中的任务分为顺风第一任务和闲置第一任务，所述第一分析单元将离目标控制单元对应升降机最近的闲置第一任务的层号作为指令发送给对应的控制单元，所述目标控制单元接收指令后创建第三任务。

5.如权利要求4所述的一种矿用升降机的智能控制系统，其特征在于，在步骤S3中，当第一任务仅落在一个控制单元的第三任务覆盖范围中时，所述第一分析单元将该第一任务的层号作为指令发送给该控制单元，当第一任务落在多个控制单元的第三任务覆盖范围时，所述第一分析单元计算出这些控制单元对该第一任务的执行指数 ：；

其中， 为控制单元的任务第二指数， 为升降机的实时承重量， 为升降机的最大承重量；

所述第一分析单元将该第一任务的层号作为指令发送给所述执行指数最小的控制单元。

说明书

一种矿用升降机的智能控制系统

技术领域

[0001] 本发明涉及矿产生产领域，具体涉及一种矿用升降机的智能控制系统。

背景技术

[0002] 矿产一般采用露天和坑下两种开采方式。深部矿体开拓以竖井为主，少数为斜井。开采过程由开拓、采准、回采三个阶段组成。竖井断面多数矩形，按开拓和生产的需要，分双格、一格半或三格。主格安装有升降机用于提升矿石、材料和人员，另一格用作提升配重、铺设风水管、电缆和人梯。而过去的矿井升降机仅考虑安全以及使用寿命，而并没有考虑运输效率，而运输效率的一个有效提升方式是使用智能控制。

[0003] 而升降机(电梯)是智能控制系统中最基础也是最常见的控制对象或者控制场景，对于这个课题现在已经开发出了很多控制系统，经过我们大量的检索与参考，发现现有的控制系统有如公开号为CN113120710A所公开的系统，这些系统一般设定部，预先设定检测通过地震而中止中的升降机的门开闭异常的楼层；诊断部，实施自诊断；登录部，将被检测到门开闭异常的楼层作为不停止层登录；临时恢复运转部，将没有被检测到门开闭异常的楼层设为可利用，使升降机的运转再开始；以及报告部，报告在登录部中作为不停止层登录的楼层、以及没有设定在设定部中的楼层不能利用；以被检测到门开闭异常的楼层的上下的楼层为对象，实施自诊断。对于采集量较大的萤石，需要深入地下采集同时通过升降机搬运到地面，如果等待升降机的时间过长则会导致低效现象的发生，故矿井升降机的运载效率仍有待提高。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于，针对所存在的不足，提出了一种矿用升降机的智能控制系统。当然在实施例中将所述升降机可以用于确定的矿产对象，例如用于深层开采萤石矿的采矿与人员的运输，萤石又称氟石，主要成分是氟化钙，萤石是氟的主要来源，能够提取制备氟元素及其各种化合物。

[0005] 本发明采用如下技术方案：

[0006] 一种矿用升降机的智能控制系统，包括任务模块、统计模块、控制模块和分析模块，所述任务模块用于接收请求数据并创建任务，所述统计模块用于检测升降机的承重量并根据承重量的变化统计出各层的进出数据，所述控制模块用于控制升降机运行，所述分析模块根据所述任务模块中的任务数据以及统计模块中的数据向所述控制模块发送指令；

[0007] 所述任务模块创建的任务包括第一任务和第二任务，所述第一任务为根据升降机外的请求数据生成的任务，用A(i，d)表示，其中，i表示层号，d表示方向，所述第二任务为根据升降机内的请求数据生成的任务，用B(i)表示；

[0008] 所述控制模块包括若干个控制单元，每个控制单元控制一架升降机的运行，所述控制单元生成一个第三任务，所述第三任务用Cj(i0，i1，i2，…，in)表示，其中，i0为该升降机当前所在的层号，i1，i2，…，in为该升降机需要停靠的层号，j表示升降机序号，n为需要该升降机需要停靠的次数；

[0009] 所述分析模块设有第一分析单元，所述第一分析单元用于接收第一任务并将第一任务中分配给控制单元，所述第一分析单元将第一任务中的层号制作指令发送给控制单元；

[0010] 所述控制单元直接从所述任务模块中接收第二任务并根据第二任务中的层号更新第三任务，所述控制单元从所述分析模块中接收指令并根据指令中的层号更新第三任务，所述控制单元在升降机到达停靠的层号后更新第三任务；

[0011] 所述第一分析单元分配第一任务的过程包括如下步骤：

[0012] S1、根据接收的第一任务创建或更新任务环；

[0013] S2、为无第三任务的控制单元分配一个第一任务，无第三任务的控制单元称为目标控制单元；

[0014] S3、为所有控制单元实时分配第一任务；

[0015] 所述分析模块设有第二分析单元，所述第二分析单元在无第一任务时根据统计模块中的数据选择停留层号；

[0016] 所述统计模块将一天分为m个时段，用T1、T1、…、Tm表示，然后根据各升降机各层在对应时段T的进升降机数据计算出每层的需求指数Pn(i，T)：

[0017]

[0018] 其中，G(i，j，T)in表示在T时间段内从i层号进入j号升降机的总重量；

[0019] 所述统计模块根据每天的需求指数计算出日需求指数平均值 所述第二分析单元根据所述日需求指数平均值计算出当前时段的各层号的停靠指数Ps(i)：

[0020]

[0021] 其中，inow为升降机当前停靠的层号，G0为重量基数；

[0022] 所述第二分析单元将各层号的停靠指数从高到低排序，并将对应的层号作为指令依次发送给控制单元；

[0023] 进一步的，所述统计模块设有重力检测单元，所述重力检测单元能够在升降机静止时检测出升降机内的承重量，所述统计模块根据升降机静止时承重量的变化计算出在对应层的进出数据，所述统计模块还包括存储单元和处理单元，所述处理单元对进出数据进行统计处理，所述存储单元用于保存统计处理的结果数据；

[0024] 进一步的，所述任务环包括上半环和下半环，上半环中放置方向向上的第一任务，下半环中放置方向向下的第一任务，所述任务环设有方向，所述上半环中第一任务的层号沿着任务环的方向逐渐增大，所述下半环中第一任务的层号沿着任务环的方向逐渐减小；

[0025] 进一步的，在步骤S2中，所述第一分析单元将任务环中的任务分为顺风第一任务和闲置第一任务，所述第一分析单元将离目标控制单元对应升降机最近的闲置第一任务的层号作为指令发送给对应的控制单元，所述目标控制单元接收指令后创建第三任务；

[0026] 进一步的，在步骤S3中，当第一任务仅落在一个控制单元的第三任务覆盖范围中时，所述第一分析单元将该第一任务的层号作为指令发送给该控制单元，当第一任务落在多个控制单元的第三任务覆盖范围时，所述第一分析单元计算出这些控制单元对该第一任务的执行指数Pd(i，j)：

[0027]

[0028] 其中，Qr2j为控制单元的任务第二指数，G为升降机的实时承重量，Gmax为升降机的最大承重量；

[0029] 所述第一分析单元将该第一任务的层号作为指令发送给所述执行指数最小的控制单元。

[0030] 本发明所取得的有益效果是：

[0031] 本系统设有第一分析单元和第二分析单元，第一分析单元用于分配第一任务，选择最合适的升降机去执行第一任务，降低执行第一任务的移动成本，减小出现错过运载乘客等低效现象的概率，第二分析单元用于选择升降机在休息时的停靠层，使得当出现第一任务时能够更快的移动至对应层，提高升降机的响应效率。

[0032] 为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

[0033] 图1为本发明整体结构框架示意图；

[0034] 图2为本发明任务生成示意图；

[0035] 图3为本发明统计模块构成示意图；

[0036] 图4为本发明分析模块处理示意图；

[0037] 图5为本发明任务环示意图。

具体实施方式

[0038] 以下是通过特定的具体实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本发明的优点与效果。本发明可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本发明的精神下进行各种修饰与变更。另外，本发明的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本发明的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本发明的保护范围。

[0039] 实施例一。

[0040] 本实施例提供了一种矿用升降机的智能控制系统，结合图1，包括任务模块、统计模块、控制模块和分析模块，所述任务模块用于接收请求数据并创建任务，所述统计模块用于检测升降机的承重量并根据承重量的变化统计出各层的进出数据，所述控制模块用于控制升降机运行，所述分析模块根据所述任务模块中的任务数据以及统计模块中的数据向所述控制模块发送指令；

[0041] 所述任务模块创建的任务包括第一任务和第二任务，所述第一任务为根据升降机外的请求数据生成的任务，用A(i，d)表示，其中，i表示层号，d表示方向，所述第二任务为根据升降机内的请求数据生成的任务，用B(i)表示；

[0042] 所述控制模块包括若干个控制单元，每个控制单元控制一架升降机的运行，所述控制单元生成一个第三任务，所述第三任务用Cj(i0，i1，i2，…，in)表示，其中，i0为该升降机当前所在的层号，i1，i2，…，in为该升降机需要停靠的层号，j表示升降机序号，n为需要该升降机需要停靠的次数；

[0043] 所述分析模块设有第一分析单元，所述第一分析单元用于接收第一任务并将第一任务中分配给控制单元，所述第一分析单元将第一任务中的层号制作指令发送给控制单元；

[0044] 所述控制单元直接从所述任务模块中接收第二任务并根据第二任务中的层号更新第三任务，所述控制单元从所述分析模块中接收指令并根据指令中的层号更新第三任务，所述控制单元在升降机到达停靠的层号后更新第三任务；

[0045] 所述第一分析单元分配第一任务的过程包括如下步骤：

[0046] S1、根据接收的第一任务创建或更新任务环；

[0047] S2、为无第三任务的控制单元分配一个第一任务，无第三任务的控制单元称为目标控制单元；

[0048] S3、为所有控制单元实时分配第一任务；

[0049] 所述分析模块设有第二分析单元，所述第二分析单元在无第一任务时根据统计模块中的数据选择停留层号；

[0050] 所述统计模块将一天分为m个时段，用T1、T1、…、Tm表示，然后根据各升降机各层在对应时段T的进升降机数据计算出每层的需求指数Pn(i，T)：

[0051]

[0052] 其中，G(i，j，T)in表示在T时间段内从i层号进入j号升降机的总重量；

[0053] 所述统计模块根据每天的需求指数计算出日需求指数平均值 所述第二分析单元根据所述日需求指数平均值计算出当前时段的各层号的停靠指数Ps(i)：

[0054]

[0055] 其中，inow为升降机当前停靠的层号，G0为重量基数；

[0056] 所述第二分析单元将各层号的停靠指数从高到低排序，并将对应的层号作为指令依次发送给控制单元；

[0057] 所述统计模块设有重力检测单元，所述重力检测单元能够在升降机静止时检测出升降机内的承重量，所述统计模块根据升降机静止时承重量的变化计算出在对应层的进出数据，所述统计模块还包括存储单元和处理单元，所述处理单元对进出数据进行统计处理，所述存储单元用于保存统计处理的结果数据；

[0058] 所述任务环包括上半环和下半环，上半环中放置方向向上的第一任务，下半环中放置方向向下的第一任务，所述任务环设有方向，所述上半环中第一任务的层号沿着任务环的方向逐渐增大，所述下半环中第一任务的层号沿着任务环的方向逐渐减小；

[0059] 在步骤S2中，所述第一分析单元将任务环中的任务分为顺风第一任务和闲置第一任务，所述第一分析单元将离目标控制单元对应升降机最近的闲置第一任务的层号作为指令发送给对应的控制单元，所述目标控制单元接收指令后创建第三任务；

[0060] 在步骤S3中，当第一任务仅落在一个控制单元的第三任务覆盖范围中时，所述第一分析单元将该第一任务的层号作为指令发送给该控制单元，当第一任务落在多个控制单元的第三任务覆盖范围时，所述第一分析单元计算出这些控制单元对该第一任务的执行指数Pd(i，j)：

[0061]

[0062] 其中，Qr2j为控制单元的任务第二指数，G为升降机的实时承重量，Gmax为升降机的最大承重量；

[0063] 所述第一分析单元将该第一任务的层号作为指令发送给所述执行指数最小的控制单元。

[0064] 实施例二。

[0065] 本实施例包含了实施例一中的全部内容，在本实施例的一种可能应用中，所述升降机用于深层开采萤石矿的采矿与人员的运输，萤石又称氟石，主要成分是氟化钙，萤石是氟的主要来源，能够提取制备氟元素及其各种化合物。本实施例继续提供了一种矿用升降机的智能控制系统，包括任务模块、统计模块、控制模块和分析模块，所述任务模块用于接收请求数据并创建任务，所述统计模块用于对升降机在各层的出入数据进行统计，所述分析模块根据任务及统计数据进行分析输出运行指令，所述控制模块根据所述运行指令控制升降机运作；

[0066] 结合图2，所述任务模块接收的请求数据包括梯外请求和梯内请求，所述梯外请求指在升降机外按上或下按钮生成的请求数据，所述梯内请求指在升降机内按具体层按钮生成的请求数据，所述任务模块根据所述梯外请求创建第一任务，所述第一任务用A(i，d)表示，其中，i表示层，d表示方向，所述任务模块根据所述梯内请求创建第二任务，所述第二任务用B(i)表示，所述任务模块将第一任务发送给所述分析模块，所述分析模块进行分析后选择合适的升降机运行至第i层，所述任务模块将第二任务发送给所述控制模块，所述控制模块直接控制对应升降机运行至第i层；

[0067] 结合图3，所述统计模块设有重力检测单元，所述重力检测单元能够在升降机静止时检测出升降机内的承重量，所述统计模块根据升降机静止时承重量的变化计算出在对应层的进出数据，所述统计模块还包括存储单元和处理单元，所述处理单元对进出数据进行统计处理，所述存储单元用于保存统计处理的结果数据；

[0068] 所述控制模块包括若干个控制单元，每个控制单元控制一架升降机的运行，每个控制单元根据从所述分析模块接收的运行指令创建或更新第三任务，所述第三任务用Cj(i0，i1，i2，…，in)表示，其中，i0为该升降机当前所在的层号，i1，i2，…，in为该升降机需要停靠的层号，j表示升降机序号，n为需要该升降机需要停靠的次数，当该升降机在某一层停靠后，在第三任务中删去对应的层号，当该控制单元接收到含有新的层号的运行指令时，在第三任务中增加新的层号，当升降机向上运行时，第三任务中的层号满足：i0＜i1＜i2＜…＜in，当升降机向下运行时，第三任务中的层号满足：i0＞i1＞i2＞…＞in，所述控制单元将第三任务同步给所述分析模块；

[0069] 结合图4，所述分析模块包括第一分析单元和第二分析单元，所述第一分析单元用于处理第一任务并分析选择合适的升降机运行至第一任务中的对应层，所述第二分析单元在无第一任务时根据统计模块中的数据选择停留层号；

[0070] 结合图5，第一任务中d的取值为0或1，其中，0表示方向向上，1表示方向向下，所述第一分析单元将所述第一任务放置于任务环中，所述任务环包括上半环和下半环，上半环中放置d为0的第一任务，下半环中放置d为1的第一任务，所述任务环设有方向，所述上半环中第一任务的层号沿着任务环的方向逐渐增大，所述下半环中第一任务的层号沿着任务环的方向逐渐减小；

[0071] 所述第一分析单元从所述控制单元中获取每架升降机的第三任务，所述第一分析单元将所述第三任务与任务环进行比较，当所述任务环中的第一任务落入第三任务的覆盖范围时，将这些第一任务标记为顺风第一任务，而未落入第三任务覆盖范围的第一任务标记为闲置第一任务，所述第一分析单元先为尚无第三任务的控制单元分配一个闲置第一任务，对于尚无第三任务的控制单元，下文称之为目标控制单元；

[0072] 所述第一分析单元将离目标控制单元对应升降机最近的闲置第一任务的层号作为指令发送给对应的控制单元，所述目标控制单元接收指令后创建第三任务，成为普通的控制单元；

[0073] 所述第一分析单元计算出每个控制单元的任务第一指数Qr1j：

[0074] Qr1j＝k·n+(in‑i0)；

[0075] 其中，k为停靠系数，由工作人员自行设定，在本实施例中，k＝1.5；

[0076] 所述第一分析单元计算出每个控制单元的任务第二指数Qr2j：

[0077] Qr2j＝Qr1j+k·n1；

[0078] 其中，n1表示落入该第三任务覆盖范围但层号未在该第三任务中的第一任务数量；

[0079] 下面对第一任务落入第三任务覆盖范围的情况进行举例说明：

[0080] 若存在一个第一任务A(5，0)，三个第三任务C1(3，6)、C2(6，3)和C3(3，5，6)，则第一任务A(5，0)落入第三任务C1(3，6)和C3(3，5，6)的覆盖范围，第一任务A(5，0)未落入第三任务C2(6，3)的覆盖范围，第一任务A(5，0)落入第三任务C1(3，6)的覆盖范围但层号未在该第三任务中；

[0081] 当第一任务仅落在一个控制单元的第三任务覆盖范围中时，所述第一分析单元将该第一任务的层号作为指令发送给该控制单元，当第一任务落在多个控制单元的第三任务覆盖范围时，所述第一分析单元计算出这些控制单元对该第一任务的执行指数Pd(i，j)：

[0082]

[0083] 其中，Qr2j为控制单元的任务第二指数，G为升降机的实时承重量，Gmax为升降机的最大承重量；

[0084] 所述第一分析单元将该第一任务的层号作为指令发送给所述执行指数最小的控制单元；

[0085] 所述统计模块将一天分为m个时段，用T1、T1、…、Tm表示，然后根据各升降机各层在对应时段T的进升降机数据计算出每层的需求指数Pn(i，T)：

[0086]

[0087] 其中，G(i，j，T)in表示在T时间段内从i层号进入j号升降机的总重量；

[0088] 所述统计模块根据每天的需求指数计算出日需求指数平均值 所述第二分析单元根据所述日需求指数平均值计算出当前时段的各层号的停靠指数Ps(i)：

[0089]

[0090] 其中，inow为升降机当前停靠的层号，G0为重量基数；

[0091] 所述第二分析单元将各层号的停靠指数从高到低排序，并将对应的层号作为指令依次发送给控制单元。

[0092] 以上所公开的内容仅为本发明的优选可行实施例，并非因此局限本发明的保护范围，所以凡是运用本发明说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本发明的保护范围内，此外，随着技术发展其中的元素可以更新的。