隨著火力發(fā)電廠、港口碼頭、水泥、鋼鐵、礦山等散料輸送系統(tǒng)的迅猛發(fā)展,斗輪取料機(jī)開始向大型化、自動(dòng)化方向發(fā)展。目前,國內(nèi)大多數(shù)港口等使用斗輪取料機(jī)的領(lǐng)域還采用人工手動(dòng)操作的方式進(jìn)行取料,黃驊港、曹妃甸港、天津港等一些先進(jìn)港口已經(jīng)使用無人化取料方式進(jìn)行作業(yè),但是在使用中經(jīng)常伴隨出現(xiàn)物料建模誤差大、碰撞以及取料流量不穩(wěn)定等問題,因此針對(duì)此問題進(jìn)行了斗輪無人化取料關(guān)鍵控制技術(shù)研究,主要包括以下幾部分內(nèi)容:首先,設(shè)計(jì)了無人化取料系統(tǒng)總體控制方案。主要包括以AB PLC為核心的硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和軟件系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)的功能是對(duì)現(xiàn)場信號(hào)的采集、處理和取料的自動(dòng)控制。針對(duì)物料建模和三維可視化管理系統(tǒng)問題,物料建模采用在大臂上安裝激光掃描儀,實(shí)現(xiàn)掃描點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理和三維可視化顯示。開發(fā)MFC程序,利用SQL Server數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)點(diǎn)云數(shù)據(jù),調(diào)用GDI圖形設(shè)備接口繪制堆場管理示意圖和調(diào)用OpenGL實(shí)現(xiàn)三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)模型可視化,為取料機(jī)進(jìn)行無人化取料提供模型。其次,對(duì)于防碰撞問題,在GPS偽距差分定位的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)底盤輪廓防碰撞算法,對(duì)取料機(jī)大臂和配重以及底盤建模并選取防碰撞特征點(diǎn),計(jì)算防碰撞特征點(diǎn)的距離與設(shè)定... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

斗輪取料機(jī)現(xiàn)場圖片

第2章無人化取料的總體方案設(shè)計(jì)-9-傳輸，并把運(yùn)算結(jié)果輸出到現(xiàn)場設(shè)備進(jìn)行控制。中控PLC是獲取各取料機(jī)PLC的各種位置和狀態(tài)信息，通過以太網(wǎng)通信共享取料機(jī)PLC數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)中控PLC邏輯運(yùn)算。接下來針對(duì)取料機(jī)PLC和中控PLC的具體功能做一下模塊配置。取料機(jī)PLC：機(jī)架型號(hào)1756-A13，電源模塊1756-PA75，CPU模塊1756-L72，數(shù)字量輸入模塊1756-IB16，數(shù)字量輸出模塊1756-OB16，模擬量輸入模塊1756-IF8，模擬量輸出模塊1756-OF4，EtherNet/IP通訊模塊1756-EN2T，高速計(jì)數(shù)器模塊1756-HSC，具體配置如下圖2-3所示。中控PLC：機(jī)架型號(hào)1756-A7，電源模塊1756-PA75，CPU模塊1756-L72，EtherNet/IP通訊模塊1756-EN2T。圖2-3取料機(jī)PLC配置圖(2)雷達(dá)選型在無人化控制系統(tǒng)中用于測(cè)距防碰和測(cè)距到邊檢測(cè)功能[39]。但是考慮到現(xiàn)場取料過程中會(huì)出現(xiàn)粉塵、煙霧以及經(jīng)常出現(xiàn)夜晚作業(yè)的情況，選用的雷達(dá)必須抗干擾性大以及對(duì)現(xiàn)場物料顏色反射率大等特點(diǎn)，VEGAPULS69適用于在非常惡劣的過程條件下測(cè)量固體介質(zhì)的物位，具有測(cè)量范圍大、聚焦性能好和動(dòng)態(tài)范圍大的特點(diǎn)。因此最后選用VEGAPULS69型號(hào)雷達(dá)作為測(cè)距雷達(dá)。其產(chǎn)品特性與技術(shù)指標(biāo)如下：最大測(cè)量范圍：120米天線/材料：喇叭口天線/PP；透鏡天線/PEEK

燕山大學(xué)工程碩士學(xué)位論文-10-過程溫度：-40℃~+200℃(-40℉~+392℉)過程壓力：-1bar~3bar測(cè)量偏差：±5mm頻率范圍：W頻段信號(hào)輸出口：4mA~20mA/HART-兩線制；4mA~20mA/HART-四線制；ProfibusPA，F(xiàn)oundationFieldbus，Modbus，Levelmaster協(xié)議顯示/調(diào)整：PLICSCOM；PACTware；VEGADIS81；VEGADIS82雷達(dá)不同于激光掃描儀，只是單向測(cè)距傳感器，斗輪兩側(cè)的雷達(dá)用于自動(dòng)取料過程中根據(jù)距離檢測(cè)取料機(jī)自動(dòng)回轉(zhuǎn)取料是否到邊，大臂頭部和中部的雷達(dá)用于與物料堆的防碰撞。大臂雷達(dá)安裝如圖2-4所示。a)大臂左側(cè)b)大臂右側(cè)圖2-4大臂安裝雷達(dá)(3)測(cè)速傳感器選型測(cè)速傳感器的作用是測(cè)量斗輪轉(zhuǎn)速的大小，測(cè)速傳感器的測(cè)量原理是在斗輪一側(cè)的圓盤上近距離焊接觸點(diǎn)，根據(jù)接近開關(guān)感應(yīng)觸點(diǎn)的個(gè)數(shù)進(jìn)行脈沖計(jì)數(shù)，接近開關(guān)通過接線連接到高速計(jì)數(shù)模塊的通道處，脈沖觸發(fā)高速計(jì)數(shù)器模塊計(jì)數(shù)，通過該方式傳到PLC的CPU中參與邏輯運(yùn)算，以此來計(jì)算斗輪的轉(zhuǎn)速。接近開關(guān)選用型號(hào)是LJ18A3-8-Z，產(chǎn)品參數(shù)如下：外型尺寸：圓柱直徑18mm檢出方式：電感式檢測(cè)距離：8mm工作電壓：DC6-36V

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]斗輪取料機(jī)產(chǎn)能提升的技術(shù)改造[J]. 何鴻海.  機(jī)械管理開發(fā). 2019(11)
[2]基于WebGL技術(shù)三維模型呈現(xiàn)研究[J]. 聶帥,秦爽,麥文.  計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通. 2019(07)
[3]基于非均勻劃分的機(jī)車走行部三維點(diǎn)云精簡[J]. 蘭漸霞,王澤勇,李金龍,黃潛,高曉蓉.  光電工程. 2019(02)
[4]斗輪堆取料機(jī)生產(chǎn)能力提升技術(shù)改造探討[J]. 李晨.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2018(34)
[5]利用三維激光掃描進(jìn)行建筑物立面測(cè)量的精度分析[J]. 袁達(dá).  測(cè)繪與空間地理信息. 2018(11)
[6]斗輪堆取料機(jī)生產(chǎn)信息優(yōu)化與共享[J]. 陳曉霽,王細(xì)遠(yuǎn).  水運(yùn)工程. 2018(06)
[7]基于OpenGL的海底地形三維渲染方法[J]. 馬丹,陽凡林,崔曉東,田會(huì)波.  山東科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(02)
[8]斗輪堆取料機(jī)智能控制系統(tǒng)研究[J]. 陳澤,沈振軍.  計(jì)量與測(cè)試技術(shù). 2017(12)
[9]一種基于OBB矩形碰撞檢測(cè)算法的堆取料機(jī)防碰撞方法[J]. 尹艷艷,呂崇曉.  水運(yùn)工程. 2017(12)
[10]RFID在斗輪堆取料機(jī)行走距離檢測(cè)上的應(yīng)用[J]. 劉鐵.  中國設(shè)備工程. 2017(22)

碩士論文
[1]數(shù)字化煤場的斗輪機(jī)作業(yè)系統(tǒng)集成研究與開發(fā)[D]. 趙康.華北電力大學(xué)(北京) 2019
[2]港口料堆掃描成像與堆取料中央控制方案設(shè)計(jì)[D]. 趙曉亮.燕山大學(xué) 2014
[3]基于點(diǎn)云的三維重建技術(shù)研究[D]. 蔡寬.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：3017971