堆取料机堆料技术总结.doc

堆取料机堆料技术总结篇一：堆取料机全自动堆取料全自动散货堆场堆取方法来源：广搜网 本站原创 公益为中国网民提供数字化信息 发布日期：2013-6-12 9:22:07发明人：王智（摘要：本发明涉及一种应用于大型的港口码头、货车车站、露天仓库的全自动散货堆场堆取方法。该方法主要是指在堆取料机作业时，在充分保证料场利用率、发挥堆取料机的堆取料能力和其它功能基础上，堆取料机司机室内无操作司机进行操作和监视，现场工控机内也不需要人员进行全程的控制操作。现场工控机从管理系统获得作业任务后，根据料场情况和堆取料机状态进行优化计算和安全性检验，自动产生相关堆或取模式信息，随后系统自动将相关控制指令发送到对应本地堆取料机PLC 控制器，由堆取料机进行全过程无人驾驶的自动堆、取料作业。从而克服了现有的散货料场自动化程度低、操作者劳动强度高、作业效率低和场地利用率低的缺陷。）1. 一种全自动散货堆场堆取方法，包括以下步骤：(1) 三维激光扫描仪与PLC 控制器通过TCP/IP 和现场工控机连接，现场工控机通过三维激光处理软件整合各个编码器、传感器和三维激光扫描仪的数据，从而建立整个作业区域的三维空间坐标模型，三维激光处理软件运算出最佳堆取料初始点，并输入到现场工控机的数据库；(2) 现场工控机根据存储在数据库中的堆料策略和取料策略生成作业指令、自动堆取料作业模式和准备进行自动堆取料作业过程控制指令；(3) 现场工控机对自动堆取料作业模式进行选择，并对作业过程控制进行自动或手动选择，并将选择结果送入PLC 控制器；(4)PLC 控制器通过总线通讯模式，结合现场的绝对编码器、倾角传感器、执行机构控制堆取料机的回转机构、俯仰机构、走行机构工作，完成本地作业控制；同时通过料堆激光扫描装置对料场状况进行实时扫描，将料堆信息经工业网络传输至现场工控机；(5) 现场工控机实现堆取料机的堆型扫描数据的处理，生成料堆特性数据、对料堆堆取优化计算及堆场作业过程监控，并及时将指令发给对应本地堆取料机的PLC 控制器；其特征在于，激光扫描装置的数据扫描方法如下：将大型散货堆划分为多个区域；在物料堆两侧的斗轮机上各安装一台三维激光扫描仪，并设定料堆子区域的中点延长线和斗轮机轨道的交点为测量点；驾驶斗轮机停止在测量点，打开扫描仪开始做静止测量；两台斗轮机分别测量该子区域内煤堆的一侧，将两个测量结果集成就可获得该区域内物料的体积信息及三维轮廓图；对每个物料子区域进行测量，即可获得每个子区域的物料信息以及整个堆场的总体信息。2. 根据权利要求1 所述的全自动散货堆场堆取方法，其特征在于：所述堆取现场还装有工业视频监控装置和各类传感设备，采集堆取料机各机构状态和故障信息，将信息送入现场工控机和PLC 控制器；现场工控机接收各堆取料机主要状态、故障信息，并发出过程控制指令控制各堆取料机和发出相关警示。3. 根据权利要求1 所述的全自动散货堆场堆取方法，其特征在于：所述现场工控机还设有手柄操作盘，在特殊情况下作为手动操作的备用手段，手柄操作盘通过PLC 控制器控制本地堆取料机。4. 根据权利要求1 所述的全自动散货堆场堆取方法，其特征在于，堆料作业步骤如下：现场工控机收到各个编码器、传感器和三维激光扫描仪的数据，运用存放在数据库内的堆料策略确定堆积方式；现场工控机根据数据库内料场当前使用状态信息，确定作业机械、堆积地址范围、料堆堆高，生成作业计划和作业模式；将堆积方式、作业计划和作业模式作为作业指令通过工业网络传送到PLC 控制器；同时地面物料传输皮带流程启动；PLC 控制器收到指令后，送入位置计算程序模块，进行计算，得出合适的悬臂俯仰、悬臂回转及大车行走的起始位置信息；自动定位程序，将计算结果与装在堆取料机的悬臂俯仰机构、悬臂回转机构、大车走行机构上的绝对值编码器测量出来的位置信息进行比较，根据比较的差值，PLC 控制器按预先设定好的数据，对相应机构的电机发出旋转方向及速度给定指令，使相应机构以合适的速度和方向运行，直至编码器测量反馈的实际位置信号与给定位置吻合，电机停止运行，定位完成；执行堆料策略，由带式输送机运来的散料经尾车卸至臂架上的带式输送机，从臂架前端抛卸至料场；通过整机的运行，臂架的回转、俯仰可使料堆形成梯形断面的整齐形状。5. 根据权利要求1 所述的全自动散货堆场堆取方法，其特征在于，取料作业步现场工控机收到各个编码器、传感器和三维激光扫描仪的数据，对堆取料机编排取料作业指令；现场工控机产生以下堆取料机取料初始控制信息：现场工控机根据数据库内料场当前料堆堆型状态确定第一次取料切入点，即堆取料机初始走行位置、悬臂初始回转角度、俯仰角度；将以上信息传送到PLC 控制器，同时启动地面物料传输皮带流程；PLC 控制器收到信息后，将其中走行、回转、俯仰机构的初始作业位置信息送入自动定位程序，完成各机构的自动定位；使得斗轮以合适的角度和深度切入料堆，作业准备就绪，取料开始；斗轮堆取料机利用悬臂回转、斗轮旋转对料堆进行分层取料：将活动梁置于堆料上方，大车开至料堆端部，系统处于取料工况，滚轮旋转，调整活动梁的高度，使取料斗吃料厚度逐步加到预定位，滚轮小车开始行走；当从一端行至另一端时，大车步进0.5-1m，继续取料，直至取完第一层物料，然后以料堆另一端为起点重复上述取料过程，以分层取料方式完成取料任务。全自动散货堆场堆取方法技术领域0001 本发明涉及一种自动化控制堆取方法，特别涉及一种应用于大型的港口码头、货车车站、露天仓库的，还可以广泛应用于各类大型的矿山堆场、钢铁企业等的原动散货堆场堆取方法。背景技术0002 斗轮机，是现代化工业中连续装卸散状物料的一种重要设备，主要用于港口、码头、冶金、水泥、钢铁厂、焦化厂、储煤厂、发电厂等大宗散料，如矿石、煤、焦炭、砂石等在存储料场的堆放、提取作业。利用斗轮连续取料，用机上的带式输送机连续堆料的有轨式装卸机械。它是散状物料( 散料) 储料场内的专用机械，是在斗轮挖掘机的基础上演变而来的，可与卸车( 船) 机、带式输送机、装船( 车) 机组成储料场运输机械化系统，生产能力每小时可达1 万多吨。斗轮堆取料机的作业有很强的规律性，易实现自动化。控制方式有手动、半自动和自动等。0003 大型的散货( 如矿石、煤炭、小碎石、黄沙等) 堆料场主要遍布于矿山、能源仓储库、码头、货车车站等，尤其对于分布在仓储库、码头的矿石、煤炭等散货料场，其作业工艺流程模式完全依赖人工进行信息传递、计划、处理、操作、堆取策略、管理等。高大的堆取料机设备在广阔的散货料堆场里起的作用只是充当了人工锹铲或一台抓斗、铲车等装卸“工具，一切控制和操作过程都离不开入。堆取料机操作司机根据作业计划单或口头任务指令，移动堆取料机至指定料堆，根据个人的经验设定堆或取的控制策略。作业完成后，再等待下一个指令。由于散矿料的堆场往往都是露天作业，受各种情况影响在作业时篇二：堆取料机技术规格书1主题内容与适用范围本标准规定了斗轮堆取料机的设计、制造、安装、维护、使用与管理等方面的安全要求。本标准适用于有固定轨道行走的悬臂式斗轮堆取料机、门式斗轮堆取料机、桥式斗轮取料机以及其他型式的斗轮取料机、堆料机(以下简称堆取料机)。2 引用标准GB 1102 圆股钢丝绳 GBT 1228 钢结构用高强度大六角头螺栓 GBT 1229 钢结构用高强度大六角螺母 GBT 1230 钢结构用高强度垫圈 GBT 1231 钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件 GB 2893 安全色 GB 3323 钢熔化焊对接接头射线照相和质量分级 GB 3632 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副型式尺寸 GB 3633 钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件 GB 40531 固定式钢直梯 GB 40532 固定式钢斜梯 GB 40533 工业固定式防护栏杆 GB 40534 工业固定式钢平台 GB 5972 起重机械用钢丝绳检验和报废实用规范 GBJ 232 电气装置安装工程施工及验收规范 JB 4149 臂式斗轮堆取料机技术条件3 设计与制造31 基本要求311 应保证堆取料机在正常工作条件下(包括签约各方同意的气候条件)整机的强度、刚度和稳定性。312 无论是工作状态或非工作状态，堆取料机在规定的俯仰范围内所处的各种位置上，整机均应处于稳定状态。313 悬臂在规定俯仰范围内不允许有影响整机稳定性的震动。314 在堆取料机输送线路上，特别是在取料、卸料和转运点必须保证物流顺畅，在取、卸料峰值能力时不应有物料溢出或堵塞现象。315 在正常工作条件下，输送机的倾角和承载件结构必须防止被输送物料的打滑或意外掉落。316 在平台和通道上，凡能触及到的旋转和移动件都应设置防护栅或防护罩。对于因露天而影响使用性能的机、电器件应设防雨罩，必要时还应设有检视孔。 317 高压电器应保证具有规定的安全距离。有人员通过处(如高压变压器等)应装设安全栏栅。318 根据堆、取物料的不同特点，应在取料及物料转载等扬尘处采取防尘措施。司机室内粉尘含量应小于10mgm3，设备粉尘排放量应小于150mgm3。 319 司机室内噪声应小于70 dB(A)。3110 堆取料机上禁止人们触动的部位、紧急停止按钮、消防设备以及防护栏杆等均应按GB 2893的规定涂安全色。3111 堆取料机必须有标牌，注明主要性能参数、制造厂、制造日期、产品型号及出厂编号等内容。标牌及安全色应保持颜色鲜明、清晰持久。32 安全保护及检测装置所有的安全保护及检测装置应防尘、防水，腐蚀环境下的耐腐蚀要求应按合同规定执行。 321 安全保护装置3211 斗轮取料机构应设有机械式安全保护装置。3212 回转机构应设有安全联轴器。3213 俯仰机构应有防止悬臂超速下降的保护措施以及过载保护装置。3214 电缆卷筒应设有过张力保护装置。3215 在堆取料机输送线路“逆物流”前方应设置物流量过载保护装置。3216 转载料斗应装设堵塞报警装置。3217 堆取料机应具有防臂架与料堆相碰撞的装置。同一轨道及不同轨道上多台堆取料机根据料场防碰撞要求，应能向系统提供本机空间座标参数。322 限位开关限位开关应安全可靠，确保机器在正常工作状态下的安全运行。在回转机构、俯仰机构及行走机构运行的极限位置均应设两级终端限位开关。323 制动器3231 钢丝绳卷扬的俯仰机构以及行走机构和回转机构都应装设常闭式制动器。悬臂在俯仰范围内应能平稳、准确地停止在需要的任意位置。为了安全可靠，一般采用两套制动器，一套先制动，另一套延时制动。行走机构制动器应满足在250Pa工作风压下顺风行走时的制动要求。回转机构制动器应满足在250Pa工作风压下顺风回转时的制动要求。3232 臂架输送机可按需要设置制动器或逆止器。324 联锁3241 当堆取料机进行堆料或取料作业时，各部分工作机构应按工艺流程要求联锁。 3242 为确保设备安全运行，堆取料机应设有下列各机构间的联锁：a 只有当夹轨器或锚定装置松开时，行走机构才能动作；b 只有当电缆卷筒制动器松闸后，行走机构才能启动。只有当行走机构停车后，电缆卷筒才能进行制动，保证电缆不被拉断、不松散。325 夹轨器3251 在堆取料机工作时断电或不工作时，夹轨器应能抵御250Pa的风压。 3252 夹轨器应有夹紧、放松二位置限位保护，以防夹轨电机过载。3253 司机室应设置表示夹轨器工作状态的指示灯。326 锚定装置及防风系紧装置3261 当堆取料机使用地区的风压大于250Pa时，应设置锚定装置。锚定装置应能承受非工作状态下的基本风压(400Pa)，使堆取料机不被强风吹动。 3262 堆取料机在有台风出现的地区(风压大于660Pa)还应在料场采取防风系紧措施。 327 安全检测装置为了保证安全生产及自动控制需要，堆取料机应设有必要的安全检测装置，一旦发现问题，应立即停车或采取相应措施。在设计中可根据具体情况选用：a 输送带打滑检测器； b 输送带跑偏检测器； c 输送带纵向撕裂检测装置； d 料堆高度探测器；e 俯仰位置指示器；f 回转角度指示器；g 走行位置检测装置。328 其他安全装置3281 走行台车应装有清轨器。3282 在轨道的两终端应装设两个台车行移终端挡块。3283 在走行台车前后应设置缓冲器。3284 在司机室操纵台、物料转载点、门座支腿两侧及悬臂架两侧均应设置紧急停止开关。紧急停止开关的形状应有别于一般开关。紧急停止开关应能保证方便迅速而无危险地触及到。33 金属结构331 一般要求3311 各种承载构件均应满足强度和稳定性要求；使用中需控制变形的构件，应满足刚度要求；承受频繁载荷的构件还应满足疲劳强度的要求。在有腐蚀性环境中工作的主要承载构件，还应按合同规定考虑适当的富裕安全强度。3312 悬臂结构的自振频率应避开斗轮或其他振源所产生的振动频率，防止发生共振。 3313 轮体、门座、门柱、悬臂架、桥架、门架、尾车、平衡架、回转钢结构，走行台车等主要构件的主要焊缝不得低于GB 3323中级质量要求。3314 钢结构件设计时应考虑设置起吊位置及吊耳。3315 各主要承载构件采用的材料必须具有产品合格证。3316 高强度螺栓连接副高强度螺栓、螺母和垫圈应符合GBT 12281231及GB 36323633的规定，并用专用工具拧紧。高强度螺栓接头连接区的处理、螺栓孔的加工及产品的运输必须严格按照工艺规程要求。 332 司机室3321 司机室必须安全可靠，司机室与悬挂或支承部分的连接必须牢固。3322 司机室在所有工作状态与位置下都应保持水平，并应尽量隔绝和缓冲由于设备运动所造成的振动和摇摆。3323 司机室的构造与布置应使操作人员对机器的工作范围有良好的视野，便于操作与维修，并确保在运行和检修时工作人员的人身安全。3324 司机室的屋顶应能承受2.5 kPa的静载荷。3325 司机室应设有安全可靠的防寒降温设施，室内温度应为1630。 3326 座椅设计应符合人体工程学原理，可以转动，其高度及靠背均应舒适可调。3327 窗户的布置应使所有的窗玻璃均能安全地擦拭。3328 司机室应设有门锁、灭火装置、通讯联络及事故报警装置。3329 在事故状态下应保证司机能安全地撤离。333 平台、通道、栏杆与梯子3331 所有的平台应当平整，不应有变形。3332 高于地面1 500mm以上的平台、地板或类似结构物应设有固定的通道，通道走台的最小宽度为600mm，他们的开口侧面应有防护栏杆。平台应符合GB 40534的要求。防护栏杆应符合GB 40533的要求。3333 攀登高度超过2 000mm的直梯应设护笼及扶手。直梯、护笼及扶手应符合GB 40531的要求。3334 斜梯及扶手应符合GB 40532的要求。3335 走台、平台及梯子踏板应有防滑性能。34 主要零部件341 钢丝绳3411 堆取料机用钢丝绳应符合GB 1102的要求并且必须有产品检验合格证。 3412 当悬臂处于工作位置最低点时，钢丝绳在卷筒上的缠绕除固定绳尾的圈数外，不得少于2圈。3413 钢丝绳附件应能承受钢丝绳的设计拉力。342 滑轮3421 滑轮均应有简单、有效的导向装置。3422 滑轮槽应光洁平滑，不得有损伤钢丝绳的缺陷。3423 滑轮的安装位置应考虑使钢丝绳的疲劳和磨损减少到最低限度。在任何工作位置，钢丝绳不应与金属结构相接触。343 液压系统3431 液压系统应有防止过载和冲击的安全装置。3432 液压系统应无泄漏，所有元件或管路应安装牢固，并使之不受振动影响。 3433 液压系统应有防范发生爆裂的措施。3434 全部液压动力装置(电机、泵、阀、储油箱、过滤器等)均应置于保护(来自:WwW.hn1C.Com 唯 才 教育 网:堆取料机堆料技术总结)罩之中。保护罩应防雨、防尘。3435 所有管路和其他元件都应彻底清洗干净，在发运前，所有的管路开口处都应装有金属或塑料堵塞(或加帽套)。35 电气设备351 一般要求3511 堆取料机的电气设备必须保证传动性能和控制性能要求，且准确可靠。在紧急情况下能切断电源安全停车。3512 堆取料机应由专用馈电线路供电。对于交流380V电源，当采用软电缆供电时，宜备有一根专用芯线做接地线；当采用滑线供电时，对安全要求高的场合也应备有一根专用接地滑线。凡电压为500V以上的电源应符合高压供电有关规定。3513 堆取料机专用馈电线进线端应设总断路器。总断路器的出线端不应连接与斗轮堆取料机无关的其他设备。3514 供电主滑线应在非导电接触面按规定颜色涂漆，并在适当的位置装置安全标志，或表示带电的指示灯。352 电线及电缆3521 在有机械力损伤的场合、有油脂的地方及司机室内照明线路，导线要敷设于电缆槽或金属管中，不便敷设的地方应设于金属软管中，司机室内的电线管应敷设在壁内。电缆槽或金属管必须有良好的防雨及防腐性。3522 动力电缆不得有中间接头。3523 交流电和直流电及不同电压等级的导线不得敷设在同一保护管内。3524 管内导线不得有中间接头。353 接地3531 堆取料机应设置完整可靠的接地系统，包括工作接地、保护接地、管道及设备的防静电措施。3532 严禁用接地线作载流零线。3533 对地电压超过36 V时，正常不带电的金属外壳和安全照明变压器低压侧应作保护接地。3534 严禁通过回转轴承来实现回转机构上部电气设备的接地。3535 整机的接地可通过轨道来实现(一般情况可认为走行轮与轨道是有效接地的)，轨道需多处重复接地，接地电阻应小于4。3536 当堆取料机电器有接地故障时，应有接地指示信号，以便及时排除。 354 绝缘3541 高压电气设备应有高压产品合格证并在机上作高压耐压及冲击试验，以保证高压绝缘。3542 主回路与控制回路的电源电压不大于500V时，回路的对地绝缘电阻一般不小于2M。3543 司机室及电气室地面应设绝缘垫。355 各种保护3551 堆取料机各机构的电机，按不同运行工作状态必须设有短路、缺相、过流、失压和手柄操作机构零位等常规保护。3552 直流电机应设失磁保护。356 照明与灯标3561 司机室、电气室、走道及各工作部位等均应装设合适的照明。司机室内照明照度不应低于50lx，电气室40lx，斗轮装置30lx，人员巡视经常去的部位15lx，其余处10 lx。3562 照明应设专用电路，当动力电源切断时，照明不应断电。各种照明应设短路保护。3563 堆取料机上应装设示动标志灯，快速行走时亮灯并伴有音响。4 安装与维护41 安装411 钢丝绳4111 领取钢丝绳时，必须检查该钢丝绳的检验合格证，以保证其规格及性能符合设计要求。4112 在放绳安装过程中，应采取必要措施防止钢丝绳打环、扭结、弯折或粘上杂物。 41，13 新更换的钢丝绳一般应与原设计的钢丝绳型号相同，如采用不同型号的，用户应保证新钢丝绳的各项性能均不低于原设计，并与卷筒和滑轮上的槽形相适应。 4114 钢丝绳应按GB 5972的规定进行检验与报废。412 液压系统4121 各种自动控制仪表及联锁或锁紧装置，安装前应进行校验、调节和标定。 4122 当系统发生故障或事故时，禁止在工作条件下进行检查和调整。高压系统内即使发生微小或局部的喷泄现象，应停机修理，不能用手直接去堵塞。 4123 在进行系统试验时，不允许靠近高压管道。413 电气设备4131 斗轮堆取料机的电气设备安装必须符合GBJ 232的有关规定。4132 在安装、维护、调整和使用中不得任意改变电气设备的设计电路。413