堆取料机的智能化发展思考

堆取料机的智能化发展思考

董海宇

山东省兖矿集团陕西未来能源化工有限公司陕西省榆林市719000

摘要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。随着科技的发展互联网、物联网、自动化技术、智能化技术逐渐渗透到社会中的各个领域，极大的推动了社会各行各业的迅猛发展。堆取料机作为一种重要的生产设备，在社会多个领域都有广泛的用途，尤其是在料场中的应用更是极大的提升了作业效率。但与西方发达国家相比，我国对堆取料机的应用还不够娴熟，因此加大技术的研究力度，实现堆取料机的智能化成为当前的重要任务。本文就堆取料机的智能化发展展开探讨。

关键词：堆取料机；智能化；发展

引言

随着我国改革开放的不断深入，我国的经济得到了快速发展，而相应的，各个行业都处于一个飞速发展的阶段，科学技术也是如此。就煤炭料场行业来说，在科技相对发达的环境下，为了适应经济的快速发展需求，欧美发达国家的大型散料场都是智能化无人运行，这也成为新型经济体系下料场的最基本要求。我国的料场系统目前也在不断向智能化无人运行的方面发展，这也是经济和科技不断发展的基本要求，只有让料场实现智能化无人运行才能够满足时代的发展，所以我们应未雨绸缪，加强对料场智能化全自动方面的研究。

1国外堆取料机智能化发展过程

1.1手动运行方式

机上设司机室，司机手动操作手柄和按钮进行堆取料作业，这是早期堆取料机普遍采用的运行方式，随着技术进步，这种方式将会越来越少。

1.2半自动运行方式

堆取料机的第二个发展阶段是半自动运行方式，该运行方式同样需要司机，但与手动运行方式不同的是司机不需要手动操作，只需要输入运行参数，堆取料机就会按照输入参数的设置自动作业，在作业过程中，司机主要任务就是进行监督，同时需要根据实际情况进行必要的调整。

1.3全自动运行阶段

在堆取料机的全自动运行阶段，使用堆取料机进行取料作业时不再需要人力手动操作，也不需要司机手动输入参数，只需要在中控室中向取料机进行指令作业，取料机就能准确无误地完成取料、放料整个工作。由此可以看出，全自动运行阶段的取料机已经成为一个独立运行、独立作业的单元，使堆取料机能够在无人操作的情况下按照指令独立完成作业。而堆取料机全自动运行的实现需要建立在一个独立的管理系统与传感器装置的基础上，通过传感器与管理系统，堆取料机能自动识别指令，并按照指令完成自我调整，最终完成取料作业。同时在传感器以及管理系统的控制下，堆取料机还具有自我保护的能力，如果在堆取料过程中发生运行故障，它能根据故障的特征完成自我识别与诊断，有效降低故障影响。因此全自动运行模式能最大程度的将人力从堆取料作业中解放出来，降低作业成本，提高作业效率，所以这种全自动的堆取料机将是堆取料机的必然发展方向，也是我国堆取料机的未来发展方向。

2堆取料机的智能化发展途径

2.1料堆形状识别

料场的堆料大部分都是散料，形状不固定，这对于堆取料机的作业来说存在太多不确定的因素，所以要想实现全自动化，首先堆取料机必须得具备料堆识别功能，能够有效识别料堆的形状，然后根据实际情况进行作业。就目前的科技水平来说，能够实现堆取料机识别料堆功能的有效方法就是3D激光扫描技术，这种技术是通过物体表变对激光的反射对物体的距离进行判断，然后采用x-y轴的伺服旋转将各个激光测点组成3D的点阵坐标数据库，从而让堆取料机能够对堆料的形状等情况进行识别。激光扫描3D图像识别系统是目前被大型料场用来测定料堆外形的最常用技术，在生产管理、堆料以及自动化管理中经常被使用。但是堆料点阵坐标数据库数据量非常庞大，在计算机技术有限的情况下不容易实现数据的实时更新，所以我国在这方面的应用比较少，只是盘库等生产管理中有所涉及，直到近年来才在自动化方面有所突破，如2007年的宝钢马迹山项目等。处理料堆形状数据的系统必须是单独的服务器或嵌入式系统，这样就能够在堆料变化的同时进行3D数据信息的处理，能够对堆料信息进行实施掌握。在欧美等发达国家的料场自动化系统中，激光扫描3D图像识别技术是目前效果最好，技术最成熟的图像识别技术。料堆形状识别需要有一定的外部条件，首先不受天气以及环境（如粉尘、料堆种类等）因素的干扰；其次，技术参数需要达到一定的数值：扫描半径≥80m；扫描误差≤20mm；扫描角度180°；响应时间＜20ms。最后，料堆形状识别系统由软硬件俩部分组成，即由激光扫描仪和3D图像识别分析软件。

2.2使用GPS定位测定技术，实现位置识别

在堆料取料作业中，需要堆取料机能测定识别料堆位置，并按照相关路线完成取料与堆料作业，因此如果堆取料机仅具备自动识别料堆形状的功能却不具备自动识别位置的功能，仍旧不能完成智能化的取料作业，因此需要依靠一定的技术，让堆取料机具有自动识别位置的功能。GPS灯位测定系统、编码器、回转仰卧坐标这三种技术可以帮助堆取料机实现智能化测定位置的功能，因此回转仰卧坐标、编码器在应用时存在一定的局限性，因此这里不做详细分析，下面重点探讨GPS定位测定系统在堆取料机智能化控制中的应用。在堆取料的悬臂头部以及固定部位各设置一个GPS定位测定系统，就能通过卫星系统准确识别、测算出堆取料机与料堆的距离以及料堆的具体位置，帮助堆取料机完成取料作业。应用这种技术，不仅能有效避免堆取料机悬臂部位的弹性变形，还能有效消减外力因素对测算系统的影响，因此测算的精准度高、定位准确。

2.3自动检测和保护功能

为了实现堆取料机智能化全自动安全运行，堆取料机必须设置可靠的检测和保护元器件，除了常规连锁保护和限位保护，还需设置下列主要检测和保护元器件。(1)工业电视系统。堆取料机上的物料转载点、电缆卷筒及司机室等关键部位装设工业电视摄像头，监控堆取料机工作情况。工业电视拍摄的所有图像模拟信号均通过光纤传入中控室，中控室可控制机上所有摄像头的动作，并可进行画面切换。其中需要详细观察的部位如斗轮卸料槽处的摄像头为大变焦、大广角，且带可调云台的彩色摄像头，以便于操作人员监控操作。(2)雷达防撞。在堆取料机前后和悬臂两侧设置雷达防撞探头，防止大车与其他物体相撞。(3)消防系统。在电气室，MCC柜以及其他关键部位设置温度和烟感探头，电气室设置自动灭火装置。(4)温度和振动检测。在关键承载旋转部件设置异常振动和温度检测元件，经过数据采集和分析，自动预报该部位轴承的工作故障，及时更换，防止发生事故。

结语

总而言之，堆取料机的智能化发展是我国堆取料机的必然发展方向，为此，我国应加大技术研究力度、完善料场自动化系统，争取早日实现堆取料机的智能化应用。

参考文献

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