【摘要】： 隨著自動(dòng)化控制和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展,各行各業(yè)自動(dòng)化程度也越來(lái)也高。運(yùn)輸市場(chǎng)激烈的競(jìng)爭(zhēng)要求企業(yè)不斷提升自身的綜合競(jìng)爭(zhēng)能力。一方面通過(guò)企業(yè)流程再造規(guī)范管理,另一方面改變傳統(tǒng)的工藝模式,提高自動(dòng)化程度,降低勞動(dòng)成本,提高企業(yè)效率。在這樣的背景下,寶鋼運(yùn)輸部決定,在馬跡山港礦石散貨料場(chǎng)中,改變以往人工堆取料作業(yè)的做法,引入自動(dòng)化的手段,實(shí)現(xiàn)堆、取料作業(yè)全過(guò)程的自動(dòng)化,提高港口的自動(dòng)化水平。 目前國(guó)內(nèi)在礦石堆取料機(jī)自動(dòng)堆取料作業(yè)方面尚無(wú)實(shí)質(zhì)性研究和應(yīng)用。在國(guó)外少數(shù)礦石堆場(chǎng)具備了該項(xiàng)技術(shù),但尚無(wú)應(yīng)用于礦石中轉(zhuǎn)港的先例。開(kāi)展此方面的研究,對(duì)于填補(bǔ)我國(guó)在該行業(yè)內(nèi)的空白具有重要意義。 料場(chǎng)無(wú)人化系統(tǒng)是散貨運(yùn)輸行業(yè)的一項(xiàng)全新技術(shù),它實(shí)現(xiàn)了散貨堆場(chǎng)內(nèi)堆取料機(jī)的自動(dòng)堆、取料作業(yè)。本文論述了通過(guò)當(dāng)代先進(jìn)的工業(yè)自動(dòng)化、檢測(cè)、測(cè)繪、計(jì)算機(jī)圖像圖形技術(shù)以及通訊技術(shù),實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的自動(dòng)化堆取料作業(yè)。在本系統(tǒng)中,利用激光掃描技術(shù),對(duì)料堆進(jìn)行動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)掃描,并進(jìn)行仿真處理,形成三維圖像及料堆信息數(shù)據(jù)庫(kù)。將堆料、取料作業(yè)計(jì)劃自動(dòng)轉(zhuǎn)化為PLC控制指令,控制堆取料機(jī)自動(dòng)尋址。然后根據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù),如堆形、堆寬、堆高等,進(jìn)行自動(dòng)堆料�；蛘吒鶕�(jù)指定的料堆,自動(dòng)尋找料堆切入點(diǎn),進(jìn)行自動(dòng)取料。 馬跡山港二期料場(chǎng)無(wú)人化系統(tǒng)由寶鋼分公司運(yùn)輸部牽頭研制開(kāi)發(fā),研發(fā)人員克服沒(méi)有現(xiàn)成模板等困難,將馬跡山港多年總結(jié)、提煉的堆取料作業(yè)先進(jìn)操作法轉(zhuǎn)化成為計(jì)算機(jī)語(yǔ)言進(jìn)行編程,成功開(kāi)發(fā)了綜合當(dāng)代先進(jìn)的多傳感器融合、信息處理、分布式計(jì)算、自動(dòng)化控制及網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)的散貨堆、取自動(dòng)化控制系統(tǒng)。 該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)料場(chǎng)管理、中央控制、堆取料機(jī)無(wú)人控制的一體化。在中央控制計(jì)算機(jī)發(fā)出的作業(yè)計(jì)劃后,系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)化作業(yè)模型自動(dòng)生成作業(yè)指令,再根據(jù)實(shí)時(shí)掃描生成的三維模型計(jì)算作業(yè)關(guān)鍵參數(shù)。底層控制系統(tǒng)在作業(yè)參數(shù)、多傳感器的信息基礎(chǔ)上,實(shí)施智能化控制和反饋,從而實(shí)現(xiàn)了堆、取料全自動(dòng)作業(yè)。 該系統(tǒng)于2007年10月份投運(yùn),并進(jìn)行為期二個(gè)月的功能考核,運(yùn)行至今系統(tǒng)性能穩(wěn)定、操作便捷、維護(hù)方便、安全高效,并符合功能設(shè)計(jì)規(guī)格書(shū)的要求,其結(jié)果已經(jīng)達(dá)到了用戶預(yù)期目標(biāo),滿足了用戶業(yè)務(wù)需求。軟件開(kāi)發(fā)符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。 馬跡山港料場(chǎng)散貨堆、取無(wú)人化技術(shù)是寶鋼自主集成、技術(shù)創(chuàng)新的結(jié)果,為馬跡山港成為國(guó)內(nèi)首座信息化、數(shù)字化、智能化散貨碼頭奠定基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：TH246
【圖文】：

圖 4-5 線型平移掃描方式ig.4-5 parallel translation and line scanning mode懸臂的兩端，從掃描器獲得的數(shù)據(jù)是以激值和對(duì)應(yīng)的發(fā)射角度值。激光獲得的數(shù)據(jù)值（每 0.5 度一個(gè)測(cè)量點(diǎn)）或 720 個(gè)距

第 32 頁(yè)圖4-6 目標(biāo)位置直角坐標(biāo)示意圖Fig.4-6 target location in rectangular coordinates為建立料堆的三維模型，需要將其轉(zhuǎn)化成料場(chǎng)坐標(biāo)系的坐標(biāo)值。這需要獲取堆取料機(jī)的當(dāng)前運(yùn)動(dòng)參數(shù)值，包括走行、俯仰、回旋編碼器的信息。由于激光掃描的刷新頻率和獲取編碼器數(shù)據(jù)的刷新頻率不一致，編碼器數(shù)據(jù)的刷新頻率（一般為1024 幀/秒），要大于激光掃描的刷新頻率，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的時(shí)間匹配。匹配的原則是以激光掃描數(shù)據(jù)的時(shí)間為準(zhǔn)，用最接近該時(shí)間的編碼器數(shù)據(jù)去匹配激光掃描數(shù)據(jù)。在完成預(yù)處理后，根據(jù)匹配的數(shù)據(jù)信息，以及堆取料機(jī)的尺寸參數(shù)，將測(cè)量點(diǎn)坐標(biāo)從激光傳感器坐標(biāo)下（局部坐標(biāo)）轉(zhuǎn)換成料場(chǎng)坐標(biāo)系下（世界坐標(biāo)系下）。如圖 4-7。

圖 4-7 坐標(biāo)變換Fig.4-7 Coordinate transformation當(dāng)有霧時(shí)，會(huì)對(duì)激光產(chǎn)生以下影響，鏡頭凝水，使激光發(fā)生度，同時(shí)引起信號(hào)衰減。對(duì)此選用了具有鏡頭加熱功能的激

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李長(zhǎng)安;;基于三維激光掃描的煤堆建模系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J];硅谷;2012年15期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 陳方;袋裝物料機(jī)械化裝車系統(tǒng)研制[D];武漢工程大學(xué);2012年

2 胡金濤;智能化抓斗卸船機(jī)的若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];武漢理工大學(xué);2013年

3 馮東拴;斗輪堆取料機(jī)控制系統(tǒng)優(yōu)化及應(yīng)用研究[D];燕山大學(xué);2013年

本文編號(hào)：2777096