專利名稱：散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及倉儲(chǔ)物流技術(shù)，尤其涉及散貨料場(chǎng)自動(dòng)化控制堆取工 藝。本發(fā)明不但可以應(yīng)用于大型的港口碼頭、貨車車站、露天倉庫， 還可以廣泛應(yīng)用于各類大型的礦山堆場(chǎng)、鋼鐵企業(yè)等的原料場(chǎng)。本發(fā) 明還適用于大型的散貨(如礦石、煤炭、小碎石、黃沙等)堆料場(chǎng)。
(二)
背景技術(shù)：
大型的散貨(如礦石、煤炭、小碎石、黃沙等)堆料場(chǎng)主要遍布 于礦山、能源倉儲(chǔ)庫、碼頭、貨車車站等，尤其對(duì)于分布在倉儲(chǔ)庫、 碼頭的礦石、煤炭等散貨料場(chǎng)，其作業(yè)工藝流程模式完全依賴人工進(jìn) 行信息傳遞、計(jì)劃、處理、操作、堆取策略、管理等。高大的堆取料 機(jī)設(shè)備在廣闊的散貨料堆場(chǎng)里起的作用只是充當(dāng)了人工鍬伊或一臺(tái)抓 斗、鏟車等裝卸"工具"， 一切控制和操作過程都離不開人。堆取料機(jī) 操作司機(jī)根據(jù)作業(yè)計(jì)劃單或口頭任務(wù)指令，移動(dòng)堆取料機(jī)至指定料堆， 根據(jù)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)設(shè)定堆或取的控制策略。作業(yè)完成后，再等待下一個(gè) 指令。由于散礦料的堆場(chǎng)往往都是露天作業(yè)，受各種情況影響在作業(yè) 時(shí)常常是塵埃滿天，工作環(huán)境非常惡劣，在堆場(chǎng)作業(yè)的員工常年在這 種環(huán)境下健康也大大地受到影響。此外，場(chǎng)地內(nèi)散料堆的合理布置、 料位管理、計(jì)量信息、故障信息、計(jì)劃信息、作業(yè)信息、堆場(chǎng)地的合 理利用以及各類作業(yè)指令的協(xié)同性、及時(shí)性、正確性等一直無法改觀， 效率無法提升。圖1所示的是現(xiàn)有堆取料機(jī)在大型散貨料堆場(chǎng)的作業(yè) 模式。
由于大型堆料場(chǎng)沒有實(shí)現(xiàn)整體自動(dòng)化，各種堆料似一堆堆小山重 疊迷彰，場(chǎng)地料堆之間礦料種類不同、料堆的高度體積不同、不同的 氣候下堆取料作業(yè)方式不同、各料堆的堆取流向不同、計(jì)劃和業(yè)務(wù)之 間不同等，使得料場(chǎng)的堆取料機(jī)必需配備大量的操作司機(jī)和管理者來
駕駛、協(xié)調(diào)這些設(shè)備進(jìn)行作業(yè)，其工作效率已難以進(jìn)一步大范圍地提 高，生產(chǎn)成本居高不下。
中國專利200310113433. x公開了《一種散料裝卸方法及牽引式斗 輪堆取料機(jī)》，它闡述了一種專為散貨堆場(chǎng)裝卸作業(yè)的大型機(jī)械設(shè)備， 但在整個(gè)堆料場(chǎng)只能是一套大型的裝卸"工具"而已，無法充當(dāng)智能 化無人處理的角色?，F(xiàn)有的大型散貨堆料場(chǎng)裝卸設(shè)備都離不開人工干 預(yù)，每臺(tái)堆取料機(jī)設(shè)備的作業(yè)效率最大化離不開操作司機(jī)對(duì)整個(gè)堆取 料作業(yè)過程的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累，培養(yǎng)一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的堆取料機(jī)司機(jī)成本 較高，時(shí)間周期較長(zhǎng)。
散礦料堆場(chǎng)的場(chǎng)地內(nèi)，每堆堆料的總量離不開目測(cè)度量，計(jì)算也 難以正確，堆料場(chǎng)的場(chǎng)地得不到合理、最大的利用，造成場(chǎng)地資源浪 費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，該堆取工 藝可以實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)無操作司機(jī)的情況下全過程自動(dòng)堆取作 業(yè)，在堆取料過程中，中控室人員可以通過監(jiān)控終端和工業(yè)電視視頻 終端實(shí)時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過程，特殊情況時(shí)可以通過位于中控室的操作 盤對(duì)堆、取料作業(yè)進(jìn)行手動(dòng)操作。從而克服了現(xiàn)有的散貨料場(chǎng)自動(dòng)化 程度低、操作者勞動(dòng)強(qiáng)度高、作業(yè)效率低的缺陷。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的 一種散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其步驟是:
第一步，首先將現(xiàn)有的信息建立數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫包含料場(chǎng)、堆取料機(jī)、 作業(yè)貨種、料堆、堆料策略和取料策略，堆料或取料實(shí)際作業(yè)量通過
地面物料傳輸皮帶秤稱量；
第二步，將包含作業(yè)貨種、計(jì)劃作業(yè)量的相關(guān)作業(yè)內(nèi)容送入中控處理 單元，中控處理單元根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的堆料策略和取料策略生成 作業(yè)指令、自動(dòng)堆取料作業(yè)模式和準(zhǔn)備進(jìn)行自動(dòng)堆取料作業(yè)過程控制
指令；
第三步，對(duì)自動(dòng)堆取料作業(yè)模式進(jìn)行選擇，并對(duì)作業(yè)過程控制進(jìn)行自 動(dòng)或手動(dòng)選擇；
第四步，將選擇結(jié)果送入中控PLC;
第五步，由中控PLC經(jīng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將指令傳遞給對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)的 PLC，并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
第六步，本地PLC控制堆取料機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、走行機(jī)構(gòu)工 作，完成本地作業(yè)控制；同時(shí)通過料堆激光掃描裝置對(duì)料場(chǎng)狀況進(jìn)行 實(shí)時(shí)掃描，將料堆信息經(jīng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳輸至中控處理單元；現(xiàn)場(chǎng)還裝有 工業(yè)視頻監(jiān)控裝置和各類傳感設(shè)備，采集堆取料機(jī)各機(jī)構(gòu)狀態(tài)和故障 信息，將信息送入本地PLC和中控處理單元；
第七步，中控處理單元接收各堆取料機(jī)主要狀態(tài)、故障信息，并發(fā)出
過程控制指令控制各堆取料機(jī)和發(fā)出相關(guān)警示；
第八步，中控處理單元實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的堆型掃描數(shù)據(jù)的處理，生成料 堆特性數(shù)據(jù)、對(duì)料堆堆取優(yōu)化計(jì)算及堆場(chǎng)作業(yè)過程監(jiān)控，并及時(shí)將指
令發(fā)給對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)PLC;
第九步，中控PLC同時(shí)負(fù)責(zé)防沖撞演算、各堆取料機(jī)之間協(xié)同作業(yè)及 邏輯控制；
第十步，中控室設(shè)置的手柄操作盤在特殊情況下作為手動(dòng)操作的備用 手段，手柄操作盤通過中控PLC連接本地堆取料機(jī)PLC，控制對(duì)應(yīng)堆取 料機(jī)。
本發(fā)明散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝可以讓大型散貨料堆場(chǎng)全面實(shí)現(xiàn) 堆取料機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)無操作司機(jī)的情況下全過程自動(dòng)堆取作業(yè)。堆取料自 動(dòng)控制工藝主要是指在堆取料機(jī)作業(yè)時(shí)，在充分保證料場(chǎng)利用率、發(fā) 揮堆取料機(jī)的堆取料能力和其它功能基礎(chǔ)上，堆取料機(jī)司機(jī)室內(nèi)無操 作司機(jī)進(jìn)行操作和監(jiān)視，中控室內(nèi)也不需要人員進(jìn)行全程的控制操作。 中控處理單元從管理系統(tǒng)獲得作業(yè)任務(wù)后，根據(jù)料場(chǎng)情況和堆取料機(jī) 狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算和安全性檢驗(yàn)，自動(dòng)產(chǎn)生相關(guān)堆或取模式信息，隨 后系統(tǒng)自動(dòng)將相關(guān)控制指令發(fā)送到對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)PLC，由堆取料 機(jī)進(jìn)行全過程無人駕駛的自動(dòng)堆、取料作業(yè)。在堆取料過程中，中控 室人員可以通過監(jiān)控終端和工業(yè)電視視頻終端實(shí)時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過 程，特殊情況時(shí)可以通過位于中央控制室的手柄操作盤對(duì)堆、取料作 業(yè)進(jìn)行手動(dòng)操作。從而克服了現(xiàn)有的散貨料場(chǎng)自動(dòng)化程度低、操作者
勞動(dòng)強(qiáng)度高、作業(yè)效率低和場(chǎng)地利用率低的缺陷。
(四)


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1為現(xiàn)有堆取料機(jī)在大型散貨料堆場(chǎng)的作業(yè)模式示意圖； 圖2為本發(fā)明散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝示意圖； 圖3為料堆激光掃描成像處理過程示意圖； 圖4為堆取料機(jī)堆料控制過程示意圖； 圖5為堆取料機(jī)取料控制過程示意圖。
(五)
具體實(shí)施例方式
參見圖2， 一種散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其步驟是
第一步，首先將現(xiàn)有的信息建立數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫包含料場(chǎng)、堆取料機(jī)、 作業(yè)貨種、料堆、堆料策略和取料策略，堆料或取料實(shí)際作業(yè)量通過
地面物料傳輸皮帶秤稱量；
第二步，將包含作業(yè)貨種、計(jì)劃作業(yè)量的相關(guān)作業(yè)內(nèi)容送入中控處理 單元，中控處理單元根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的堆料策略和取料策略生成 作業(yè)指令、自動(dòng)堆取料作業(yè)模式和準(zhǔn)備進(jìn)行自動(dòng)堆取料作業(yè)過程控制 指令；
第三步，對(duì)自動(dòng)堆取料作業(yè)模式進(jìn)行選擇，并對(duì)作業(yè)過程控制進(jìn)行自 動(dòng)或手動(dòng)選擇；
第四步，將選擇結(jié)果送入中控PLC;
第五步，由中控PLC經(jīng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將指令傳遞給對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)的 PLC,并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；
第六步，本地PLC控制堆取料機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、走行機(jī)構(gòu)工 作，完成本地作業(yè)控制；同時(shí)通過料堆激光掃描裝置對(duì)料場(chǎng)狀況進(jìn)行 實(shí)時(shí)掃描，將料堆信息經(jīng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳輸至中控處理單元；現(xiàn)場(chǎng)還裝有 工業(yè)視頻監(jiān)控裝置和各類傳感設(shè)備，采集堆取料機(jī)各機(jī)構(gòu)狀態(tài)和故障 信息，將信息送入本地PLC和中控處理單元；
第七步，中控處理單元接收各堆取料機(jī)主要狀態(tài)、故障信息，并發(fā)出
過程控制指令控制各堆取料機(jī)和發(fā)出相關(guān)警示；
第八步，中控處理單元實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的堆型掃描數(shù)據(jù)的處理，生成料 堆特性數(shù)據(jù)、對(duì)料堆堆取優(yōu)化計(jì)算及堆場(chǎng)作業(yè)過程監(jiān)控，并及時(shí)將指 令發(fā)給對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)PLC;
第九步，中控PLC同時(shí)負(fù)責(zé)防沖撞演算、各堆取料機(jī)之間協(xié)同作業(yè)及
邏輯控制；
第十步，中控室設(shè)置的手柄操作盤在特殊情況下作為手動(dòng)操作的備用
手段，手柄操作盤通過中控PLC連接本地堆取料機(jī)PLC，控制對(duì)應(yīng)堆取 料機(jī)。
散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝分本地堆取料機(jī)控制過程和中控室內(nèi)中 央控制過程兩部分。
堆取料機(jī)上包括的設(shè)備有堆取料機(jī)PLC、料堆激光掃描裝置、現(xiàn)場(chǎng) 視頻監(jiān)控裝置、各類傳感設(shè)備等，主要完成堆取料機(jī)的本地作業(yè)控制、 堆型掃描、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控視頻傳遞等。每臺(tái)堆取料機(jī)PLC實(shí)現(xiàn)堆取料作業(yè) 的控制邏輯，以及堆取料機(jī)各機(jī)構(gòu)信息的采集，堆取料機(jī)PLC與中控 PLC通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接。每臺(tái)堆取料機(jī)上安裝兩套激光掃描裝置采集料 堆堆型數(shù)據(jù)，然后通過工業(yè)以太網(wǎng)的方式傳輸數(shù)據(jù)送中控系統(tǒng)。
中央控制系統(tǒng)包括中控處理單元(即數(shù)據(jù)處理服務(wù)器)、自動(dòng)化操 作監(jiān)控設(shè)備、中控PLC、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)(網(wǎng)絡(luò)通訊交換)以及遠(yuǎn)程操作盤等 設(shè)備。中央控制系統(tǒng)主要完成自動(dòng)化作業(yè)指令的生成、自動(dòng)堆取料作 業(yè)模式生成、自動(dòng)堆取料作業(yè)過程控制；各堆取料機(jī)主要狀態(tài)、故障 信息的采集，并警示；實(shí)現(xiàn)料堆堆型掃描數(shù)據(jù)的處理、料堆特性數(shù)據(jù) 生成、料堆堆取優(yōu)化計(jì)算及堆場(chǎng)作業(yè)過程監(jiān)控；中控PLC負(fù)責(zé)防沖撞 演算、各堆取料機(jī)之間協(xié)同作業(yè)及邏輯控制；中控室設(shè)置的手柄操作 盤在特殊情況下作為手動(dòng)操作的備用手段，手柄操作盤通過中控PLC 連接堆取料機(jī)PLC。中央控制系統(tǒng)與各堆取料機(jī)之間采用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)方式 連接通訊，中央控制系統(tǒng)內(nèi)部釆用工業(yè)以太網(wǎng)方式連接。
參見圖3，散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝的實(shí)施前提和基礎(chǔ)是釆集料場(chǎng) 料堆信息。在料堆信息采集方面選擇己成熟的激光掃描技術(shù)，激光掃 描技術(shù)實(shí)時(shí)性高，數(shù)據(jù)采集周期短。料堆激光掃描裝置包括激光掃描
設(shè)備、控制單元、各機(jī)構(gòu)編碼器以及數(shù)據(jù)通訊設(shè)備等，可以是數(shù)據(jù)采 集卡或無線通信設(shè)備。激光掃描設(shè)備安裝在堆取料機(jī)懸臂兩端，在堆 取料作業(yè)前后和作業(yè)過程中，激光掃描設(shè)備實(shí)時(shí)對(duì)料堆進(jìn)行高速連續(xù) 掃描，根據(jù)激光測(cè)距的原理，獲取料堆表面上各點(diǎn)的三維位置信息。 在料堆掃描時(shí)，將激光掃描設(shè)備所獲得的被測(cè)料堆空間距離信息通過 通訊網(wǎng)絡(luò)設(shè)備送中控處理單元。在中央控制系統(tǒng)中，圖像處理模塊將 來自堆取料機(jī)的大車走行、懸臂回轉(zhuǎn)、懸臂俯仰位置信息，利用坐標(biāo) 變換和三維重建算法構(gòu)建成料堆的三維立體模型數(shù)據(jù)。
料堆信息包括料堆的品種、位置、形狀、體積、比重、重量等， 料堆位置、形狀及體積信息由掃描得到，品種、比重可通過計(jì)劃信息 中得到。其中重量信息可通過貨種的比重和體積得出，也可利用堆取 料過程中地面物料傳輸皮帶秤的合計(jì)稱量得出。料堆的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù) 即為堆取料機(jī)提供控制條件，又為整個(gè)料場(chǎng)生成實(shí)態(tài)信息。料場(chǎng)、料 堆信息均以數(shù)據(jù)庫方式保存。
堆料和取料作業(yè)
斗輪堆取料機(jī)主要包括三種基本動(dòng)作，即堆取料機(jī)大車走行、懸 臂回轉(zhuǎn)、懸臂俯仰。通過這三種動(dòng)作的協(xié)調(diào)配合完成堆料或取料作業(yè)。 在堆取料機(jī)的懸臂俯仰機(jī)構(gòu)、懸臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、大車走行機(jī)構(gòu)上均安裝 絕對(duì)值編碼器，通過編碼器發(fā)出的二進(jìn)制編碼信號(hào)能精確得到以上機(jī) 構(gòu)的運(yùn)行位置，即大車走行位置、懸臂回轉(zhuǎn)角度、懸臂俯仰角度。
中央控制系統(tǒng)首先需建立包含料場(chǎng)、堆取料機(jī)、作業(yè)貨種、料堆 等若干基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫，為產(chǎn)生自動(dòng)堆、取作業(yè)模式提供支撐。堆料 或取料作業(yè)量來自于地面物料傳輸皮帶秤稱量。
參見圖4，堆料作業(yè)步驟是 第一步，中控處理單元收到包含作業(yè)貨種、計(jì)劃作業(yè)量作業(yè)內(nèi)容后， 根據(jù)作業(yè)貨種在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中查出對(duì)應(yīng)堆比重、堆積角度信息，運(yùn)用 存放在數(shù)據(jù)庫內(nèi)的堆料策略確定堆積方式；
第二步，中控處理單元根據(jù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)料場(chǎng)當(dāng)前使用狀態(tài)信息，確定作 業(yè)機(jī)械、堆積地址范圍、料堆堆高，生成作業(yè)計(jì)劃和作業(yè)模式；
第三步，將堆積方式、作業(yè)計(jì)劃和作業(yè)模式作為作業(yè)指令通過工業(yè)網(wǎng)
絡(luò)傳送到本地堆取料機(jī)PLC;同時(shí)地面物料傳輸皮帶流程啟動(dòng)；
第四步，本地堆取料機(jī)PLC收到指令后，送入位置計(jì)算程序模塊，進(jìn) 行計(jì)算，得出合適的懸臂俯仰、懸臂回轉(zhuǎn)及大車行走的起始位置信息；
第五步，自動(dòng)定位程序，將計(jì)算結(jié)果與裝在堆取料機(jī)的懸臂俯仰機(jī)構(gòu)、 懸臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、大車走行機(jī)構(gòu)上的絕對(duì)值編碼器測(cè)量出來的位置信息 進(jìn)行比較，根據(jù)比較的差值，本地堆取料機(jī)PLC按預(yù)先設(shè)定好的數(shù)據(jù)， 對(duì)相應(yīng)機(jī)構(gòu)的電機(jī)發(fā)出旋轉(zhuǎn)方向及速度給定指令，使相應(yīng)機(jī)構(gòu)以合適 的速度和方向運(yùn)行，直至編碼器測(cè)量反饋的實(shí)際位置信號(hào)與給定位置 吻合，電機(jī)停止運(yùn)行，定位完成；
第六步，執(zhí)行堆料策略， 一種是碼頭卸船機(jī)開始卸料作業(yè)，物料經(jīng)過 地面物料輸送皮帶，通過堆取料機(jī)懸臂輸送皮帶卸至料場(chǎng)進(jìn)行堆積； 另一種是從另一料堆經(jīng)取料作業(yè)后，物料經(jīng)過地面物料輸送皮帶，通 過堆取料機(jī)懸臂輸送皮帶卸至料場(chǎng)進(jìn)行堆積，即實(shí)現(xiàn)將處于一處的料 堆轉(zhuǎn)移到另一處的料堆。
第七步，激光掃描裝置檢測(cè)到堆料高度達(dá)到設(shè)定堆積的高度時(shí)，利用
已置于數(shù)據(jù)庫內(nèi)的自動(dòng)堆料程序計(jì)算出各機(jī)構(gòu)下一步的動(dòng)作方向；
第八步，再啟用第五步的自動(dòng)定位程序，驅(qū)動(dòng)各機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)至下一堆料 點(diǎn)繼續(xù)堆料；
第九步，重復(fù)第四步至第八步，直到堆料完成，自動(dòng)堆料作業(yè)結(jié)束； 第十步，中控處理單元利用激光掃描裝置實(shí)時(shí)記錄料堆堆型的變化， 并保存于數(shù)據(jù)庫中。
參見圖5，取料作業(yè)分為在散貨料場(chǎng)的一料堆取料和取料后將散貨 料輸送到貨船上這兩類。
在散貨料場(chǎng)的一料堆取料作業(yè)步驟是 第一步，中控處理單元收到包含作業(yè)貨種、計(jì)劃作業(yè)量的取料作業(yè)內(nèi) 容后，按照貨種、料場(chǎng)實(shí)際堆料情況對(duì)堆取料機(jī)編排取料作業(yè)指令； 第二步，中控處理單元產(chǎn)生以下堆取料機(jī)取料初始控制信息 a)中控處理單元根據(jù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)料場(chǎng)當(dāng)前料堆堆型狀態(tài)以及堆取料機(jī)本 身的條件確定第一次取料切入點(diǎn)，即堆取料機(jī)初始走行位置、懸臂初 始回轉(zhuǎn)角度、俯仰角度；
b) 通過作業(yè)貨種的比重、計(jì)劃作業(yè)料堆的形狀、取料計(jì)劃作業(yè)量信息 確定料堆取料開層長(zhǎng)度；
c) 根據(jù)作業(yè)貨種的比重來確定取料時(shí)堆取料機(jī)每次寸動(dòng)的距離； 第三步，將以上信息傳送到本地堆取料機(jī)PLC，同時(shí)啟動(dòng)地面物料傳 輸皮帶流程；
第四步，本地堆取料機(jī)PLC收到信息后，將其中走行、回轉(zhuǎn)、俯仰機(jī) 構(gòu)的初始作業(yè)位置信息送入自動(dòng)定位程序，完成各機(jī)構(gòu)的自動(dòng)定位； 使得斗輪以合適的角度和深度切入料堆，作業(yè)準(zhǔn)備就緒，取料開始； 第五步，斗輪堆取料機(jī)利用懸臂回轉(zhuǎn)、斗輪旋轉(zhuǎn)對(duì)料堆進(jìn)行分層取料， 取料步驟為
五一，取料堆頂層料，堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)每回轉(zhuǎn)一個(gè)取料單程后 大車向前寸動(dòng)一定距離，然后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)向反方向回轉(zhuǎn)繼續(xù)取料，如此 反復(fù)直到大車走行距離達(dá)到中控處理單元傳送的取料開層長(zhǎng)度為止； 堆取料機(jī)大車開始后退，即向取料寸動(dòng)相反的方向運(yùn)行進(jìn)行換層取料；
五二，根據(jù)中控處理單元傳送的取第二層料時(shí)堆取料機(jī)斗輪取料 切入點(diǎn)的信息，大車后退到指定位置，然后調(diào)整俯仰角度開始取第二 層料，取料過程與取頂層料相同；
五三，如此反復(fù)直到取最底層料。
取料過程中，取料流量的恒定控制是通過控制堆取料機(jī)的寸動(dòng)距 離及懸臂回旋速度來實(shí)現(xiàn)；根據(jù)作業(yè)貨種的比重不同確定不同的寸動(dòng) 距離，懸臂回旋速度的確定依據(jù)斗輪電流的變化，建立斗輪電流與取 料流量之間的數(shù)學(xué)模型，通過斗輪電流可得出對(duì)應(yīng)取料流量；堆取料 機(jī)實(shí)時(shí)采集斗輪電流，并將其加入控制懸臂的回旋速度的回路中，從 而可恒定控制取料流量。
在每層進(jìn)行取料時(shí)，對(duì)每一次回轉(zhuǎn)取料單程中取料邊界的確定方 法是首先中控處理單元對(duì)取料料堆堆型進(jìn)行預(yù)分析，然后根據(jù)堆取 料機(jī)取料時(shí)的走行位置、回轉(zhuǎn)角度、俯仰角度信息，估算出每次回轉(zhuǎn) 角度的范圍；堆取料機(jī)每次發(fā)生一次取料寸動(dòng)時(shí)代表一次新的回轉(zhuǎn)取 料開始，并及時(shí)反饋至中控處理單元；中控處理單元根據(jù)堆取料機(jī)上 激光掃描設(shè)備返回的料堆信息及堆取料機(jī)的相關(guān)狀態(tài)信息計(jì)算出在此
處取料時(shí)懸臂回轉(zhuǎn)角度的范圍，即回轉(zhuǎn)角度最大值和最小值，并將計(jì) 算出的回轉(zhuǎn)角度范圍下發(fā)到對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)PLC;本地堆取料機(jī) PLC根據(jù)回轉(zhuǎn)最大值和回轉(zhuǎn)最小值控制懸臂回轉(zhuǎn)角度，確定料堆取料 邊界。
從散貨料場(chǎng)的一料堆取料后將散貨料輸送到貨船上，其取料作業(yè) 是要根據(jù)貨船裝船情況的反饋信息來控制取料作業(yè)，其取料作業(yè)步驟 是
第一步，中控處理單元收到包含作業(yè)貨種、計(jì)劃作業(yè)量的取料作業(yè)內(nèi) 容及裝船作業(yè)船舶配載信息后，按照裝船作業(yè)船舶配載信息中要求的 裝船順序、貨種、裝船量以及料場(chǎng)實(shí)際堆料情況等內(nèi)容重新對(duì)堆取料 機(jī)編排詳細(xì)取料作業(yè)指令；
第二步至第五步與在散貨料場(chǎng)的一料堆取料作業(yè)步驟相同； 第六步，取料作業(yè)取料后將散貨料通過輸送皮帶輸送到貨船上，因此 取料作業(yè)作為裝船作業(yè)的上道工序，必須與裝船作業(yè)中的每個(gè)作業(yè)環(huán) 節(jié)配合默契；裝船作業(yè)過程中需頻繁進(jìn)行移艙，在移艙過程中堆取料 機(jī)取料應(yīng)停止，即斗輪停止運(yùn)轉(zhuǎn)；中控處理單元利用船舶配載信息， 即裝船移艙的順序及每次作業(yè)量，以及裝船作業(yè)發(fā)出的移艙信號(hào)控制 堆取料機(jī)自動(dòng)取料作業(yè)的暫停和重新開始；當(dāng)取料實(shí)際作業(yè)量達(dá)到計(jì) 劃作業(yè)量時(shí)，自動(dòng)取料停止；
調(diào)整水尺是裝船作業(yè)的最后一道工序，通過調(diào)整水尺來保持船舶 船體平衡；此階段取料作業(yè)由中控室內(nèi)的人員根據(jù)船體情況預(yù)設(shè)定水 尺調(diào)整的取料作業(yè)量，隨后堆取料機(jī)再次開始自動(dòng)取料，當(dāng)實(shí)際取料 量達(dá)到預(yù)設(shè)定量時(shí)，堆取料機(jī)停止作業(yè)，完成全部取料作業(yè)。
自動(dòng)堆取料過程中的中斷處理，在堆料或取料過程中，如出現(xiàn)流 程避讓或等待船舶排水等情況時(shí)，中控室人員可中斷此次作業(yè)，中控 處理單元自動(dòng)記錄保存此時(shí)堆取料機(jī)的各機(jī)構(gòu)位置、狀態(tài)信息及作業(yè) 信息；當(dāng)流程避讓結(jié)束，中控室人員發(fā)出重新作業(yè)指令，堆取料機(jī)恢 復(fù)到中斷前的狀態(tài)，重新開始自動(dòng)堆料或取料作業(yè)。
手動(dòng)控制堆料或取料，特殊情況下，中控處理單元允許人工遠(yuǎn)程 手動(dòng)操作，在中控室內(nèi)設(shè)置手柄操作盤，直接連接到中控PLC的I/O 端口上，中控室人員在中控室通過操作手柄遠(yuǎn)程控制堆取料機(jī)進(jìn)行生 產(chǎn)作業(yè)。在作業(yè)時(shí)，中控室人員觀察遠(yuǎn)程監(jiān)控畫面和工業(yè)電視畫面來 操縱操作手柄，控制堆取料機(jī)的大車行走、懸臂回轉(zhuǎn)、懸臂俯仰到達(dá) 指定的位置，然后進(jìn)行堆料或取料作業(yè)；操作手柄根據(jù)中控人員操作 的方向和位置，發(fā)出相應(yīng)的編碼信號(hào)，送中控PLC;隨后中控PLC將 信號(hào)通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)送到對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)PLC進(jìn)行處理，控制堆取料 機(jī)各機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行作業(yè)。
防碰撞策略，在堆料或取料作業(yè)過程中，堆取料機(jī)斗輪、懸臂與 料堆或與相鄰堆取料機(jī)的斗輪、懸臂可能會(huì)發(fā)生碰撞問題。為防止此 類碰撞，在斗輪和懸臂處裝有測(cè)距傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)斗輪、懸臂與料 堆的相對(duì)位置；當(dāng)有碰撞發(fā)生時(shí)，要及時(shí)提請(qǐng)堆取料機(jī)PLC避讓或停 止作業(yè)，并警告中控人員。同時(shí)中控處理單元的防碰撞模塊實(shí)時(shí)采集 各堆取料機(jī)的相對(duì)位置、懸臂角度和回轉(zhuǎn)角度，并及時(shí)計(jì)算出存在碰 撞可能性的位置狀態(tài)信息，協(xié)調(diào)各堆取料機(jī)之間的作業(yè)，確保相鄰堆 取料機(jī)之間保持安全距離。
作業(yè)進(jìn)程信息反饋，在堆料或取料作業(yè)進(jìn)程中，各類作業(yè)信息將 及時(shí)反饋中央控制室，并顯示在中控室的畫面上，例如中控處理單元 實(shí)時(shí)采集各堆取料機(jī)PLC中各機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)信息、通過激光掃描裝 置采集料堆形狀的變化信息以及通過地面物料輸送帶掌握物料流動(dòng)的 情況等。
故障自動(dòng)檢測(cè)，在作業(yè)過程中，中央控制系統(tǒng)利用各堆取料機(jī)PLC 實(shí)時(shí)采集設(shè)備關(guān)鍵部位的狀態(tài)及故障信息，同時(shí)將堆取料機(jī)發(fā)生的設(shè) 備異常信息提示中控人員。在中控操作盤上設(shè)有警停按鈕，在緊急情 況下，可停止自動(dòng)堆取料作業(yè)和地面物料傳輸皮帶流程。
現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)控，在作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)安裝有現(xiàn)場(chǎng)視頻監(jiān)視設(shè)備，通過工業(yè) 網(wǎng)絡(luò)送視頻信號(hào)到中控室視頻服務(wù)器，中控人員可實(shí)時(shí)査看現(xiàn)場(chǎng)作業(yè) 情況，還可通過專用端口進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
作業(yè)報(bào)表輸出，中控系統(tǒng)可以隨時(shí)對(duì)作業(yè)相關(guān)信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，并 以報(bào)表方式輸出。
本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)在現(xiàn)場(chǎng)無操作司機(jī)的情況下全過程自動(dòng)
堆取作業(yè)，在堆或取料過程中，中控室人員可以通過監(jiān)控終端和工業(yè) 電視視頻終端實(shí)時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)過程，特殊情況時(shí)可以通過位于中控 室的操作盤對(duì)堆、取料作業(yè)進(jìn)行手動(dòng)操作。
本發(fā)明不但可以應(yīng)用于大型的港口碼頭、貨車車站、露天倉庫， 還可以廣泛應(yīng)用各類大型的礦山堆場(chǎng)、鋼鐵企業(yè)等的原料場(chǎng)，應(yīng)用前 景廣闊。
權(quán)利要求
1.一種散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，包括以下步驟第一步，首先將現(xiàn)有的信息建立數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫包含料場(chǎng)、堆取料機(jī)、作業(yè)貨種、料堆、堆料策略和取料策略，堆料或取料實(shí)際作業(yè)量通過地面物料傳輸皮帶秤稱量；第二步，將包含作業(yè)貨種、計(jì)劃作業(yè)量的相關(guān)作業(yè)內(nèi)容送入中控處理單元，中控處理單元根據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫中的堆料策略和取料策略生成作業(yè)指令、自動(dòng)堆取料作業(yè)模式和準(zhǔn)備進(jìn)行自動(dòng)堆取料作業(yè)過程控制指令；第三步，對(duì)自動(dòng)堆取料作業(yè)模式進(jìn)行選擇，并對(duì)作業(yè)過程控制進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)選擇；第四步，將選擇結(jié)果送入中控PLC；第五步，由中控PLC經(jīng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)將指令傳遞給對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)的PLC，并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；第六步，本地PLC控制堆取料機(jī)的回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、俯仰機(jī)構(gòu)、走行機(jī)構(gòu)工作，完成本地作業(yè)控制；同時(shí)通過料堆激光掃描裝置對(duì)料場(chǎng)狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)掃描，將料堆信息經(jīng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳輸至中控處理單元；現(xiàn)場(chǎng)還裝有工業(yè)視頻監(jiān)控裝置和各類傳感設(shè)備，采集堆取料機(jī)各機(jī)構(gòu)狀態(tài)和故障信息，將信息送入本地PLC和中控處理單元；第七步，中控處理單元接收各堆取料機(jī)主要狀態(tài)、故障信息，并發(fā)出過程控制指令控制各堆取料機(jī)和發(fā)出相關(guān)警示；第八步，中控處理單元實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的堆型掃描數(shù)據(jù)的處理，生成料堆特性數(shù)據(jù)、對(duì)料堆堆取優(yōu)化計(jì)算及堆場(chǎng)作業(yè)過程監(jiān)控，并及時(shí)將指令發(fā)給對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)PLC；第九步，中控PLC同時(shí)負(fù)責(zé)防沖撞演算、各堆取料機(jī)之間協(xié)同作業(yè)及邏輯控制；第十步，中控室設(shè)置的手柄操作盤在特殊情況下作為手動(dòng)操作的備用手段，手柄操作盤通過中控PLC連接本地堆取料機(jī)PLC，控制對(duì)應(yīng)堆取料機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其特征是 料堆激光掃描裝置對(duì)料場(chǎng)狀況進(jìn)行高速連續(xù)掃描，獲得料堆表面的三 維信息，將料堆的實(shí)時(shí)信息傳輸至中控處理單元，中控處理單元的圖 像處理模塊將來自堆取料機(jī)的大車走行、懸臂回轉(zhuǎn)、懸臂俯仰位置信 息，運(yùn)用坐標(biāo)變換和三維重建算法構(gòu)建成料堆的三維立體模型數(shù)據(jù)， 并儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其特征是料堆激光掃描設(shè)備安裝在堆取料機(jī)懸臂兩端。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其特征是 堆料作業(yè)步驟是第一步，中控處理單元收到包含作業(yè)貨種、計(jì)劃作業(yè)量作業(yè)內(nèi)容后， 根據(jù)作業(yè)貨種在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫中査出對(duì)應(yīng)堆比重、堆積角度信息，運(yùn)用 存放在數(shù)據(jù)庫內(nèi)的堆料策略確定堆積方式；第二步，中控處理單元根據(jù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)料場(chǎng)當(dāng)前使用狀態(tài)信息，確定作 業(yè)機(jī)械、堆積地址范圍、料堆堆高，生成作業(yè)計(jì)劃和作業(yè)模式；第三步，將堆積方式、作業(yè)計(jì)劃和作業(yè)模式作為作業(yè)指令通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳送到本地堆取料機(jī)PLC;同時(shí)地面物料傳輸皮帶流程啟動(dòng)； 第四步，本地堆取料機(jī)PLC收到指令后，送入位置計(jì)算程序模塊，進(jìn) 行計(jì)算，得出合適的懸臂俯仰、懸臂回轉(zhuǎn)及大車行走的起始位置信息； 第五步，自動(dòng)定位程序，將計(jì)算結(jié)果與裝在堆取料機(jī)的懸臂俯仰機(jī)構(gòu)、 懸臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、大車走行機(jī)構(gòu)上的絕對(duì)值編碼器測(cè)量出來的位置信息 進(jìn)行比較，根據(jù)比較的差值，本地堆取料機(jī)PLC按預(yù)先設(shè)定好的數(shù)據(jù)， 對(duì)相應(yīng)機(jī)構(gòu)的電機(jī)發(fā)出旋轉(zhuǎn)方向及速度給定指令，使相應(yīng)機(jī)構(gòu)以合適 的速度和方向運(yùn)行，直至編碼器測(cè)量反饋的實(shí)際位置信號(hào)與給定位置 吻合，電機(jī)停止運(yùn)行，定位完成；第六步，執(zhí)行堆料策略， 一種是碼頭卸船機(jī)開始卸料作業(yè)，物料經(jīng)過 地面物料輸送皮帶，通過堆取料機(jī)懸臂輸送皮帶卸至料場(chǎng)進(jìn)行堆積； 另一種是從另一料堆經(jīng)取料作業(yè)后，物料經(jīng)過地面物料輸送皮帶，通 過堆取料機(jī)懸臂輸送皮帶卸至料場(chǎng)進(jìn)行堆積；第七步，激光掃描裝置檢測(cè)到堆料高度達(dá)到設(shè)定堆積的高度時(shí)，利用 已置于數(shù)據(jù)庫內(nèi)的自動(dòng)堆料程序計(jì)算出各機(jī)構(gòu)下一步的動(dòng)作方向；第八步，再啟用第五步的自動(dòng)定位程序，驅(qū)動(dòng)各機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)至下一堆料點(diǎn)繼續(xù)堆料；第九步，重復(fù)第四步至第八步，直到堆料完成，自動(dòng)堆料作業(yè)結(jié)束； 第十步，中控處理單元利用激光掃描裝置實(shí)時(shí)記錄料堆堆型的變化， 并保存于數(shù)據(jù)庫中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其特征是 在散貨料場(chǎng)的一料堆取料作業(yè)步驟是第一步，中控處理單元收到包含作業(yè)貨種、計(jì)劃作業(yè)量的取料作業(yè)內(nèi) 容后，按照貨種、料場(chǎng)實(shí)際堆料情況對(duì)堆取料機(jī)編排取料作業(yè)指令； 第二步，中控處理單元產(chǎn)生以下堆取料機(jī)取料初始控制信息a) 中控處理單元根據(jù)數(shù)據(jù)庫內(nèi)料場(chǎng)當(dāng)前料堆堆型狀態(tài)以及堆取料機(jī)本身的條件確定第一次取料切入點(diǎn)，即堆取料機(jī)初始走行位置、懸臂初始回轉(zhuǎn)角度、俯仰角度；b) 通過作業(yè)貨種的比重、計(jì)劃作業(yè)料堆的形狀、取料計(jì)劃作業(yè)量信息確定料堆取料開層長(zhǎng)度；C)根據(jù)作業(yè)貨種的比重來確定取料時(shí)堆取料機(jī)每次寸動(dòng)的距離； 第三步，將以上信息傳送到本地堆取料機(jī)PLC,同時(shí)啟動(dòng)地面物料傳 輸皮帶流程；第四步，本地堆取料機(jī)PLC收到信息后，將其中走行、回轉(zhuǎn)、俯仰機(jī) 構(gòu)的初始作業(yè)位置信息送入自動(dòng)定位程序，完成各機(jī)構(gòu)的自動(dòng)定位； 使得斗輪以合適的角度和深度切入料堆，作業(yè)準(zhǔn)備就緒，取料開始； 第五步，斗輪堆取料機(jī)利用懸臂回轉(zhuǎn)、斗輪旋轉(zhuǎn)對(duì)料堆進(jìn)行分層取料， 取料步驟為五一，取料堆頂層料，堆取料機(jī)回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)每回轉(zhuǎn)一個(gè)取料單程后 大車向前寸動(dòng)一定距離，然后回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)向反方向回轉(zhuǎn)繼續(xù)取料，如此 反復(fù)直到大車走行距離達(dá)到中控處理單元傳送的取料開層長(zhǎng)度為止； 堆取料機(jī)大車開始后退，即向取料寸動(dòng)相反的方向運(yùn)行進(jìn)行換層取料;五二，根據(jù)中控處理單元傳送的取第二層料時(shí)堆取料機(jī)斗輪取料 切入點(diǎn)的信息，大車后退到指定位置，然后調(diào)整俯仰角度開始取第二 層料，取料過程與取頂層料相同；五三，如此反復(fù)直到取最底層料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其特征是取料過程中，取料流量的恒定控制是通過控制堆取料機(jī)的寸動(dòng)距離及懸臂回旋速度來實(shí)現(xiàn)；根據(jù)作業(yè)貨種的比重不同確定不同的寸動(dòng)距離， 懸臂回旋速度的確定依據(jù)斗輪電流的變化，建立斗輪電流與取料流量 之間的數(shù)學(xué)模型，通過斗輪電流可得出對(duì)應(yīng)取料流量；堆取料機(jī)實(shí)時(shí) 采集斗輪電流，并將其加入控制懸臂的回旋速度的回路中，從而可恒 定控制取料流量。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其特征是 在每層進(jìn)行取料時(shí)，對(duì)每一次回轉(zhuǎn)取料單程中取料邊界的確定方法是 首先中控處理單元對(duì)取料料堆堆型進(jìn)行預(yù)分析，然后根據(jù)堆取料機(jī)取 料時(shí)的走行位置、回轉(zhuǎn)角度、俯仰角度信息，估算出每次回轉(zhuǎn)角度的 范圍；堆取料機(jī)每次發(fā)生一次取料寸動(dòng)時(shí)代表一次新的回轉(zhuǎn)取料開始， 并及時(shí)反饋至中控處理單元；中控處理單元根據(jù)堆取料機(jī)上激光掃描 設(shè)備返回的料堆信息及堆取料機(jī)的相關(guān)狀態(tài)信息計(jì)算出在此處取料時(shí) 懸臂回轉(zhuǎn)角度的范圍，即回轉(zhuǎn)角度最大值和最小值，并將計(jì)算出的回 轉(zhuǎn)角度范圍下發(fā)到對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)PLC;本地堆取料機(jī)PLC根據(jù)回 轉(zhuǎn)角度最大值和最小值控制懸臂回轉(zhuǎn)角度，確定料堆取料邊界。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5或6或7所述的散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其 特征是從散貨料場(chǎng)的一料堆取料后將散貨料輸送到貨船上，其取料作業(yè)步驟是第一步，中控處理單元收到包含作業(yè)貨種、計(jì)劃作業(yè)量的取料作業(yè)內(nèi) 容及裝船作業(yè)船舶配載信息后，按照裝船作業(yè)船舶配載信息中要求的 裝船順序、貨種、裝船量以及料場(chǎng)實(shí)際堆料情況重新對(duì)堆取料機(jī)編排詳細(xì)取料作業(yè)指令；第二步，進(jìn)行在散貨料場(chǎng)的一料堆取料作業(yè)；第三步，取料作業(yè)作為裝船作業(yè)的上道工序，必須與裝船作業(yè)中的每 個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)配合默契；裝船作業(yè)過程中需頻繁進(jìn)行移艙，在移艙過程 中堆取料機(jī)取料應(yīng)停止，即斗輪停止運(yùn)轉(zhuǎn)；中控處理單元利用船舶配 載信息，即裝船移艙的順序及每次作業(yè)量，以及裝船作業(yè)發(fā)出的移艙 信號(hào)控制堆取料機(jī)自動(dòng)取料作業(yè)的暫停和重新開始；當(dāng)取料實(shí)際作業(yè) 量達(dá)到計(jì)劃作業(yè)量時(shí)，自動(dòng)取料停止。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其特征是 調(diào)整水尺是裝船作業(yè)的最后一道工序，通過調(diào)整水尺來保持船舶船體 平衡；此階段取料作業(yè)由中控室內(nèi)的人員根據(jù)船體情況預(yù)設(shè)定水尺調(diào) 整的取料作業(yè)量，隨后堆取料機(jī)再次開始自動(dòng)取料，當(dāng)實(shí)際取料量達(dá) 到預(yù)設(shè)定量時(shí)，堆取料機(jī)停止作業(yè)，完成全部取料作業(yè)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其特征是: 自動(dòng)堆取料過程中的中斷處理，在堆料或取料過程中出現(xiàn)流程避讓或 等待船舶排水情況時(shí)，中控室人員可中斷此次作業(yè)，中控處理單元自 動(dòng)記錄保存此時(shí)堆取料機(jī)的各機(jī)構(gòu)位置、狀態(tài)信息及作業(yè)信息；當(dāng)流 程避讓結(jié)束，中控室人員發(fā)出重新作業(yè)指令，堆取料機(jī)恢復(fù)到中斷前 的狀態(tài)，重新開始自動(dòng)堆料或取料作業(yè)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其特征是: 手動(dòng)控制堆料或取料，中控處理單元允許人工遠(yuǎn)程手動(dòng)操作，在中控 室內(nèi)設(shè)置手柄操作盤，直接連接到中控PLC的I/0端口上，中控室人 員在中控室通過操作手柄遠(yuǎn)程控制堆取料機(jī)進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)，在作業(yè)時(shí)， 中控室人員觀察遠(yuǎn)程監(jiān)控畫面和工業(yè)電視畫面來操縱操作手柄，控制 堆取料機(jī)的大車行走、懸臂回轉(zhuǎn)、懸臂俯仰到達(dá)指定的位置，然后進(jìn) 行堆料或取料作業(yè)；操作手柄根據(jù)中控人員操作的方向和位置，發(fā)出 相應(yīng)的編碼信號(hào)，送中控PLC;隨后中控PLC將信號(hào)通過工業(yè)網(wǎng)絡(luò)送 到對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)PLC進(jìn)行處理，控制堆取料機(jī)各機(jī)構(gòu)運(yùn)轉(zhuǎn)進(jìn)行作 業(yè)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，其特征是: 防碰撞策略，在斗輪和懸臂處裝有測(cè)距傳感器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)斗輪、懸臂與料堆的相對(duì)位置；同時(shí)中控處理單元的防碰撞模塊實(shí)時(shí)釆集各堆取 料機(jī)的相對(duì)位置、懸臂角度和回轉(zhuǎn)角度，并及時(shí)計(jì)算出存在碰撞可能 性的位置狀態(tài)信息，協(xié)調(diào)各堆取料機(jī)之間的作業(yè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及港口倉儲(chǔ)物流技術(shù)。一種散貨料場(chǎng)無人化堆取工藝，第一，建立數(shù)據(jù)庫；第二，根據(jù)輸入的作業(yè)貨種、計(jì)劃作業(yè)量生成作業(yè)指令、自動(dòng)堆取料作業(yè)模式和準(zhǔn)備進(jìn)行自動(dòng)堆取料作業(yè)過程控制指令；第三，將相關(guān)指令送入中控PLC并經(jīng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳遞給對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)PLC；第四，本地PLC控制堆取料機(jī)各部件工作，完成本地作業(yè)控制；同時(shí)通過料堆激光掃描裝置對(duì)料場(chǎng)狀況進(jìn)行掃描并經(jīng)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)傳輸至中控處理單元；第五，中控處理單元實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的堆型掃描數(shù)據(jù)處理，生成新指令發(fā)給對(duì)應(yīng)本地堆取料機(jī)PLC；第六，中控室設(shè)置的手柄操作盤在特殊情況下作為手動(dòng)操作的備用手段。本發(fā)明可應(yīng)用于大型的港口碼頭、露天倉庫、礦山堆場(chǎng)、鋼鐵企業(yè)等原料場(chǎng)。
文檔編號(hào)B65G65/28GK101104480SQ20061002896
公開日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者吉同祥, 剛 吳, 孔利明, 張子才, 張逸國, 施明星, 王健華, 蘇 肖, 胡玉良, 云 金, 陳在根, 顧奕華 申請(qǐng)人:寶山鋼鐵股份有限公司;上海寶信軟件股份有限公司