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斗輪堆取料機(jī)無(wú)人作業(yè)控制系統(tǒng)
中科航宇（北京）自動(dòng)化工程技術(shù)有限公司針對(duì)煤場(chǎng)、港口自動(dòng)化改造需求，自主研發(fā)斗輪堆取料機(jī)無(wú)人作業(yè)控制系統(tǒng)并成功實(shí)施運(yùn)行。本系統(tǒng)采用技術(shù)達(dá)到先進(jìn)水平，產(chǎn)品具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)， 是一種非接觸式設(shè)備，系統(tǒng)安裝和維護(hù)便捷。
一、系統(tǒng)功能：
| 堆料作業(yè)
| 取料作業(yè) |
業(yè)務(wù) 流程 | 根據(jù)料場(chǎng)的堆料情況（品質(zhì)、容量）、物料的品種、物料的量進(jìn)行自動(dòng)尋找物料的存放位置和存放量。將堆料作業(yè)指令發(fā)送給斗輪機(jī)PLC，斗輪機(jī)根據(jù)作業(yè)指令自動(dòng)行走到位置，并調(diào)整旋轉(zhuǎn)和俯仰角度到堆料點(diǎn)，然后啟動(dòng)堆料完成作業(yè)。 | 根據(jù)料場(chǎng)的堆料情況（品質(zhì)、容量）、物料的品種、物料的量給出所需物料的存放位置，取料切入點(diǎn)。將取料作業(yè)指令發(fā)送給斗輪機(jī)PLC，斗輪機(jī)根據(jù)作業(yè)指令自動(dòng)行走到位置，并調(diào)整旋轉(zhuǎn)和俯仰角度到取料切入點(diǎn)，然后啟動(dòng)取料作業(yè)。取料系統(tǒng)實(shí)時(shí)檢測(cè)取料量，當(dāng)達(dá)到取料要求后報(bào)警，提醒操作人員停止系統(tǒng)。 |
作業(yè) 方式 | 定點(diǎn)堆料法 回轉(zhuǎn)堆料法 行走堆料法 | 回轉(zhuǎn)分層分段取料 回轉(zhuǎn)定點(diǎn)分層取料 行走取料 |
- 提高上料效率，節(jié)約能耗； 能有效進(jìn)行均衡配煤，不同煤種的合理充分混配可有效地提高鍋爐燃燒的穩(wěn)定性和煤燃燒效率；
- 有效防止超載，提高系統(tǒng)的安全性； 減少斗輪機(jī)懸臂回轉(zhuǎn)的啟停次數(shù)和運(yùn)行時(shí)間，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命；
- 減輕司機(jī)的勞動(dòng)強(qiáng)度，規(guī)避人為的事故； 非接觸式流量檢測(cè)設(shè)備，未來(lái)設(shè)備維護(hù)量較?。?
- 獨(dú)立性較強(qiáng)，易與原斗輪機(jī)的控制系統(tǒng)整合。
二、總體設(shè)計(jì)：
整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)圖分為三層：
下層包括：定位系統(tǒng)設(shè)備，防撞系統(tǒng)設(shè)備，掃描儀設(shè)備等。
中間是系統(tǒng)控制層，主要是生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集和處理。
上層是廠級(jí)系統(tǒng)，主要是管理數(shù)據(jù)的綜合分析處理。如燃料管理系統(tǒng)等。
三、工藝流程
1、通過(guò)激光掃描儀對(duì)料場(chǎng)的整個(gè)料堆進(jìn)行扇形掃描。
2、斗輪機(jī)定位系統(tǒng)確定堆取料機(jī)的行程、回轉(zhuǎn)、俯仰角度數(shù)據(jù)。
3、數(shù)據(jù)通信將定位好的斗輪機(jī)的位置參數(shù)和料堆的邊界數(shù)據(jù)傳送至操作終端。
4、圖像處理軟件對(duì)激光掃描儀、定位數(shù)據(jù)等進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)換成料堆的直觀三維圖像，并提供料堆重要邊界點(diǎn)的坐標(biāo)參數(shù)。
5、控制人員根據(jù)實(shí)際的作業(yè)任務(wù)建立作業(yè)計(jì)劃，初始化模型參數(shù)后下發(fā)作業(yè)指令，利用料堆模型和PLC模塊控制斗輪機(jī)自動(dòng)化作業(yè)。
四、自動(dòng)保護(hù)措施
中斷：在自動(dòng)堆取料過(guò)程中，系統(tǒng)因?yàn)槿藶橐蛩?、環(huán)境因素、設(shè)備因素等出現(xiàn)任務(wù)作業(yè)中斷時(shí)，操作人員可以切換到半自動(dòng)操作狀態(tài)或手動(dòng)操作狀態(tài)。
悶斗：監(jiān)控斗輪電機(jī)電流，為防止料堆發(fā)生坍塌，將斗輪埋在坍塌的料堆中。
過(guò)載：監(jiān)控驅(qū)動(dòng)電機(jī)電流、皮帶秤、皮帶中部激光掃描儀設(shè)備，數(shù)據(jù)異常后停止斗輪機(jī)動(dòng)作。
五、系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
本系統(tǒng)堅(jiān)持安全性、實(shí)用性、先進(jìn)性、開(kāi)放性的建設(shè)原則，以節(jié)能、降耗、堵漏為核心，以提高企業(yè)的綜合收益能力為目標(biāo)。
- 度高，采用先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)提高系統(tǒng)的度，系統(tǒng)的定位誤差控制在0.05m以內(nèi);
- 系統(tǒng)兼顧料場(chǎng)盤(pán)點(diǎn)功能，作業(yè)過(guò)程中可以實(shí)時(shí)對(duì)料場(chǎng)進(jìn)行扇形掃描，確保料場(chǎng)的實(shí)時(shí)性。
- 滿足企業(yè)管理系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的采集要求，滿足數(shù)字化料場(chǎng)的需求，可以與各應(yīng)用系統(tǒng)集成。
- 作業(yè)模型可靈活調(diào)節(jié)、切換，模型中的參數(shù)可根據(jù)實(shí)際作業(yè)人工或智能無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)。