料场堆取料无人操作系统方案介绍

料场堆取料无人操作系统方案介绍版本1.0声明：本技术文本及附图的权益属宜昌索尔德自动化科技有限公司所有，所含技术信息应予保密，事先未经双方书面许可，不得复制、提供或披露给任何第三方，否则追究相关泄密人的法律责任。宜昌索尔德自动化科技有限公司致尊敬的用户感谢您即将采用本公司生产的多位移检测产品系统，我们将秉承合作多赢，不给客户找麻烦的企业经营理念，让客户切实感受到索尔德到位的服务。宜昌索尔德自动化科技有限公司是一家致力于移动有轨设备精确位移检测的专业创新型企业。地处三峡大坝和葛洲坝水利枢纽所在地，是世界水电之都，中国动力心脏。我公司拥有多名从事现场自动化工作多年，有丰富实践经验的高级工程师，还拥有专业从事仪器仪表传感器研究开发多年的专家级工程师，并在他们的研究领域有着十年以上的工作经验，他们正以其一流的专业技能和追求完美的创新精神为客户创造着行业领先的高可靠产品。我公司的位移产品主要用于散状物料处理环境中的物料搬运设备。如矿山系统、冶金系统、港口码头系统、化工系统、造船系统、电力系统、水泥系统、铁路系统、轻工系统、建材系统、军工系统、石油系统、机械系统等有轨搬运设备精确定位和自动控制，如：环形炉定点加热、环冷小车定位（硅钢厂、烧结厂）；卸料小车定位（矿山、烧结、球团、原料、焦化、炼铁、港口、石灰窑）；天车定位（冷轧、热轧、剪切库、板坯库、钢卷库、成品库、原料库、垃圾发电厂、矿热炉车间料罐倒运、垃圾发电厂）；推拨车机迁车台定位（翻车机）；船舶下水定位（造船厂梳式滑道绞车同步控制）；斗轮堆取料机防碰撞定位（原料厂、港口码头）；门机定位，装卸船机定位（港口码头、水电站）；高铁500米长钢轨运转系统；其它有轨移动设备的精确定位和集中控制，在多领域取得了良好的经济效益和社会效益。公司愿以先进的技术，优质的产品和良好的售后服务为各界客户作贡献，愿我们合作多赢共创未来！宜昌索尔德自动化科技有限公司YichangsoldAutomationTechnologyCo.Ltd.地址：湖北宜昌市高新技术开发区城东大道10-6-108号，邮政编码：44300024小时热线：18671740040办公电话：[phone]邮箱：[e-mail]:984977709群：292452310网址：用户参考手册地址：湖北宜昌市高新技术开发区城东大道10-6-108号MOB:18671740040QQ：9849777091第1章目的和意义目前，我国的散货（矿石、煤等）料场主要采取斗轮式取料机进行取料作业，尤其是在大型散货码头，原料的大量需求造就了巨型的堆场，这就要求有一定数量的取料设备来进行生产，同时需配备相应数量的操作司机来驾驶这些设备。因此，如何提高取料效率、改善作业环境、降低劳动强度，降低人工成本、减少人工干预造成的效率降低就成了所有大型散货码头面临的共同课题。散货取料装船流程的效率高低，是直接制约港口装船疏港效率的主要环节，智能化取料研究与应用，就是针对取料机现有的作业模式和取料工艺进行研究，通过对取料机PLC程序及上位机软件进行合理优化和二次开发，并借助先进的设备和技术手段以实现取料机机智能化提高的同时，提高作业效率，并兼顾人力成本的节省。本项目具有以下现实意义：改善劳动环境和降低劳动强度减少人为因素的影响和人力投入提高堆、取料机的自动化作业程度并稳定生产运行提高码头整体智能化作业管理水平保持行业技术先进性。用户参考手册地址：湖北宜昌市高新技术开发区城东大道10-6-108号MOB:18671740040QQ：9849777092第2章技术原理本项目拟对N台堆料机和N台取料机进行无人化的自动控制改造，实现N台堆、取料机机无人驾驶的自动堆、取料作业，对所有堆、取料机的作业操作在中央控制室内实现，以进行集中控制并减少人力投入。为了实现以上目标，需对堆、取料机机上系统、中央控制室进行如下改造：1）所有堆料机、取料机机上增设卷筒光缆，并连通到中控。2）所有堆料机上增设超声波传感设备或电容式料位计以及激光扫描仪及其配套设施，实时扫描料场的料堆堆形，并将扫描数据实时传送到中控进行处理。3）所有取料机上增设激光扫描仪及其配套设施，实时扫描料场的料堆堆形，并将扫描数据实时传送到中控进行处理。4）在原有堆、取料机机上PLC控制程序的基础上，开发单机自动堆料和自动取料PLC控用户参考手册地址：湖北宜昌市高新技术开发区城东大道10-6-108号MOB:18671740040QQ：9849777093制程序，实现自动堆料、取料作业功能。5）开发上位机控制系统，主要包括堆料、取料作业模型生成，料堆扫描三维成像，自动生产作业控制等。6）中控室内增设操作终端，对堆取料作业进行操作；增设远程操作盘，配备操作手柄，作为堆、取料机作业过程中人工干预的后备手段；增设视频操作盘，对堆、取料机的作业场景进行远程视频监视。第3章项目的实施方案本项目改造后，在无人或少量的人工干预下，堆料机、取料机可在无人驾驶的情况下进行自动化的堆、取料作业。1)利用工业通讯模块、工业网络设备，采用光缆方式连接，建立中控与地面堆、取料机之间工业以太网及工业控制网的链路，作为双方各类信息交换的通信平台。2)本地PLC与无人化中控PLC通过网络连接，用于本地PLC与无人化中控PLC的数据通讯、无人化中控PLC控制指令的下发等，本地PLC与中控计算机服务器通过工业以太网相连，用于中控计算机服务器与本地PLC的数据通讯、中控操作终端控制指令的下发等。3)在堆\取料机的斗轮左右两侧安装两个激光扫描仪用以采集堆型数据，通过专用串口转以太网设备将激光扫描仪的标准RS422接口数据转换成标准以太网数据后直接发送到中控无人化图像服务器中。利用激光扫描设施获取料堆表面数据，进行空间数学变换得到料堆三维数据，实现料堆的三维成像。同时利用料堆三维图像数据，为料堆每层作业切入点的确定提供依据，并控制每层取料料堆的边界。4)自动堆料功能。堆料机收到自动堆料指令信息，机上PLC控制堆料机自动完成作业定位并自动进行堆料作业。5)自动取料作业前的准备。自动取料之前，操作人员需手动驾驶取料机对作业料堆进行料堆表面的数据采集，以完成作业料堆的三维数据更新。6)自动取料功能。取料机收到来自中控的自动取料指令信息，机上PLC控制取料机自动完成作业定位并自动进行取料作业。7)取料流量的恒定控制。取料机在取料过程中，实时采集其取料斗轮的电流，利用斗轮用户参考手册地址：湖北宜昌市高新技术开发区城东大道10-6-108号MOB:18671740040QQ：9849777094电流与流量之间的关系，以斗轮电流作为一个控制因素控制堆取料机的机构动作速度，从而达到控制取料流量的目的。8)在取料机的悬臂两侧安装两台防碰撞激光扫描设备，用以取料机之间的防碰撞，防碰撞激光扫描设备的继电器信号直接接入堆取\取料机本地PLC。9)新增多区域视频监视系统，可以实时监测料场工况以及大车位置和设备状态信息，确保堆取\取料机无人化作业的安全性、可靠性。10)中控室的远程操作。中控室设置远程操作手柄，可以直接操作堆、取料车的动作。第4章预期目标1)操作工艺的智能化提高；2)远程监控与远程操作；3)智能化无人运行。第5章项目效果评价码头智能取料技术研究与应用实施后，明显提升港口设备自动化、信息化水平，为全面建设数字化港口奠定基础，减少人工干预，提高调度指挥效率，同时可有效降低人工成本，改善工作环境，提升安全水平，使各班组作业效率均接近或达到目前平均水平。1)以每艘待载船舶有五个货舱计，每个货舱上料两轮，每个舱每次上料时调度指令由下发到执行需2分钟计，则一条船舶所需此类时间为20分钟。调度流程简化后，仍以8月份计，作业90艘次，则该项可节约时间1800分钟约30小时，设备利用率为52.54%，平均作业效率为2546t/h，经初步计算，并设每个班组权重为0.25，则每年增加营业收入2546t/h*30h*52.54%*20元/吨*12*0.25=2407803元。2)当一台取料机智能取料技术实现后，仍以2012年8月份作业情况为计算样本，装船306.4万吨，三台装船机平均作业台时为396小时。装船作业各班组平均作业效率为2546t/h，最高为2616t/h，最低为2473t/h，最高与最低相差5.78%，最低与平均相差2.95%。经初步计算，并设每个班组权重为0.25，当作业效率最低班组提升为平均效率时，每年增加营业收入（2546t/h-2473t/h）*396h*20元/吨*12*0.25=1734480元用户参考手册地址：湖北宜昌市高新技