【摘要】： 隨著自動化控制和通訊技術(shù)的不斷發(fā)展,各行各業(yè)自動化程度也越來也高。運輸市場激烈的競爭要求企業(yè)不斷提升自身的綜合競爭能力。一方面通過企業(yè)流程再造規(guī)范管理,另一方面改變傳統(tǒng)的工藝模式,提高自動化程度,降低勞動成本,提高企業(yè)效率。在這樣的背景下,寶鋼運輸部決定,在馬跡山港礦石散貨料場中,改變以往人工堆取料作業(yè)的做法,引入自動化的手段,實現(xiàn)堆、取料作業(yè)全過程的自動化,提高港口的自動化水平。 目前國內(nèi)在礦石堆取料機自動堆取料作業(yè)方面尚無實質(zhì)性研究和應(yīng)用。在國外少數(shù)礦石堆場具備了該項技術(shù),但尚無應(yīng)用于礦石中轉(zhuǎn)港的先例。開展此方面的研究,對于填補我國在該行業(yè)內(nèi)的空白具有重要意義。 料場無人化系統(tǒng)是散貨運輸行業(yè)的一項全新技術(shù),它實現(xiàn)了散貨堆場內(nèi)堆取料機的自動堆、取料作業(yè)。本文論述了通過當(dāng)代先進的工業(yè)自動化、檢測、測繪、計算機圖像圖形技術(shù)以及通訊技術(shù),實現(xiàn)堆取料機的自動化堆取料作業(yè)。在本系統(tǒng)中,利用激光掃描技術(shù),對料堆進行動態(tài)實時掃描,并進行仿真處理,形成三維圖像及料堆信息數(shù)據(jù)庫。將堆料、取料作業(yè)計劃自動轉(zhuǎn)化為PLC控制指令,控制堆取料機自動尋址。然后根據(jù)設(shè)定的數(shù)據(jù),如堆形、堆寬、堆高等,進行自動堆料�；蛘吒鶕�(jù)指定的料堆,自動尋找料堆切入點,進行自動取料。 馬跡山港二期料場無人化系統(tǒng)由寶鋼分公司運輸部牽頭研制開發(fā),研發(fā)人員克服沒有現(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)先進操作法轉(zhuǎn)化成為計算機語言進行編程,成功開發(fā)了綜合當(dāng)代先進的多傳感器融合、信息處理、分布式計算、自動化控制及網(wǎng)絡(luò)通訊等技術(shù)的散貨堆、取自動化控制系統(tǒng)。 該系統(tǒng)實現(xiàn)料場管理、中央控制、堆取料機無人控制的一體化。在中央控制計算機發(fā)出的作業(yè)計劃后,系統(tǒng)根據(jù)優(yōu)化作業(yè)模型自動生成作業(yè)指令,再根據(jù)實時掃描生成的三維模型計算作業(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,實施智能化控制和反饋,從而實現(xiàn)了堆、取料全自動作業(yè)。 該系統(tǒng)于2007年10月份投運,并進行為期二個月的功能考核,運行至今系統(tǒng)性能穩(wěn)定、操作便捷、維護方便、安全高效,并符合功能設(shè)計規(guī)格書的要求,其結(jié)果已經(jīng)達到了用戶預(yù)期目標,滿足了用戶業(yè)務(wù)需求。軟件開發(fā)符合驗收標準。 馬跡山港料場散貨堆、取無人化技術(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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：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 度一個測量點）或 720 個距

第 32 頁圖4-6 目標位置直角坐標示意圖Fig.4-6 target location in rectangular coordinates為建立料堆的三維模型，需要將其轉(zhuǎn)化成料場坐標系的坐標值。這需要獲取堆取料機的當(dāng)前運動參數(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，需要進行數(shù)據(jù)的時間匹配。匹配的原則是以激光掃描數(shù)據(jù)的時間為準，用最接近該時間的編碼器數(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，以及堆取料機的尺寸參數(shù)，將測量點坐標從激光傳感器坐標下（局部坐標）轉(zhuǎn)換成料場坐標系下（世界坐標系下）。如圖 4-7。

圖 4-7 坐標變換Fig.4-7 Coordinate transformation當(dāng)有霧時，會對激光產(chǎn)生以下影響，鏡頭凝水，使激光發(fā)生度，同時引起信號衰減。對此選用了具有鏡頭加熱功能的激

【引證文獻】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 李長安;;基于三維激光掃描的煤堆建模系統(tǒng)設(shè)計與實現(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：2777096