斗轮取料机无人化取料控制技术研究
发布时间：2021-02-04 07:36
随着火力发电厂、港口码头、水泥、钢铁、矿山等散料输送系统的迅猛发展,斗轮取料机开始向大型化、自动化方向发展。目前,国内大多数港口等使用斗轮取料机的领域还采用人工手动操作的方式进行取料,黄骅港、曹妃甸港、天津港等一些先进港口已经使用无人化取料方式进行作业,但是在使用中经常伴随出现物料建模误差大、碰撞以及取料流量不稳定等问题,因此针对此问题进行了斗轮无人化取料关键控制技术研究,主要包括以下几部分内容:首先,设计了无人化取料系统总体控制方案。主要包括以AB PLC为核心的硬件系统的设计和软件系统架构的设计,实现的功能是对现场信号的采集、处理和取料的自动控制。针对物料建模和三维可视化管理系统问题,物料建模采用在大臂上安装激光扫描仪,实现扫描点云数据处理和三维可视化显示。开发MFC程序,利用SQL Server数据库存储点云数据,调用GDI图形设备接口绘制堆场管理示意图和调用OpenGL实现三维点云数据模型可视化,为取料机进行无人化取料提供模型。其次,对于防碰撞问题,在GPS伪距差分定位的基础上设计底盘轮廓防碰撞算法,对取料机大臂和配重以及底盘建模并选取防碰撞特征点,计算防碰撞特征点的距离与设定...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
斗轮取料机现场图片
第2章无人化取料的总体方案设计-9-传输，并把运算结果输出到现场设备进行控制。中控PLC是获取各取料机PLC的各种位置和状态信息，通过以太网通信共享取料机PLC数据，实现中控PLC逻辑运算。接下来针对取料机PLC和中控PLC的具体功能做一下模块配置。取料机PLC：机架型号1756-A13，电源模块1756-PA75，CPU模块1756-L72，数字量输入模块1756-IB16，数字量输出模块1756-OB16，模拟量输入模块1756-IF8，模拟量输出模块1756-OF4，EtherNet/IP通讯模块1756-EN2T，高速计数器模块1756-HSC，具体配置如下图2-3所示。中控PLC：机架型号1756-A7，电源模块1756-PA75，CPU模块1756-L72，EtherNet/IP通讯模块1756-EN2T。图2-3取料机PLC配置图(2)雷达选型在无人化控制系统中用于测距防碰和测距到边检测功能[39]。但是考虑到现场取料过程中会出现粉尘、烟雾以及经常出现夜晚作业的情况，选用的雷达必须抗干扰性大以及对现场物料颜色反射率大等特点，VEGAPULS69适用于在非常恶劣的过程条件下测量固体介质的物位，具有测量范围大、聚焦性能好和动态范围大的特点。因此最后选用VEGAPULS69型号雷达作为测距雷达。其产品特性与技术指标如下：最大测量范围：120米天线/材料：喇叭口天线/PP；透镜天线/PEEK
燕山大学工程硕士学位论文-10-过程温度：-40℃~+200℃(-40℉~+392℉)过程压力：-1bar~3bar测量偏差：±5mm频率范围：W频段信号输出口：4mA~20mA/HART-两线制；4mA~20mA/HART-四线制；ProfibusPA，FoundationFieldbus，Modbus，Levelmaster协议显示/调整：PLICSCOM；PACTware；VEGADIS81；VEGADIS82雷达不同于激光扫描仪，只是单向测距传感器，斗轮两侧的雷达用于自动取料过程中根据距离检测取料机自动回转取料是否到边，大臂头部和中部的雷达用于与物料堆的防碰撞。大臂雷达安装如图2-4所示。a)大臂左侧b)大臂右侧图2-4大臂安装雷达(3)测速传感器选型测速传感器的作用是测量斗轮转速的大小，测速传感器的测量原理是在斗轮一侧的圆盘上近距离焊接触点，根据接近开关感应触点的个数进行脉冲计数，接近开关通过接线连接到高速计数模块的通道处，脉冲触发高速计数器模块计数，通过该方式传到PLC的CPU中参与逻辑运算，以此来计算斗轮的转速。接近开关选用型号是LJ18A3-8-Z，产品参数如下：外型尺寸：圆柱直径18mm检出方式：电感式检测距离：8mm工作电压：DC6-36V
【参考文献】：
期刊论文
[1]斗轮取料机产能提升的技术改造[J]. 何鸿海. 机械管理开发. 2019(11)
[2]基于WebGL技术三维模型呈现研究[J]. 聂帅,秦爽,麦文. 计算机产品与流通. 2019(07)
[3]基于非均匀划分的机车走行部三维点云精简[J]. 兰渐霞,王泽勇,李金龙,黄潜,高晓蓉. 光电工程. 2019(02)
[4]斗轮堆取料机生产能力提升技术改造探讨[J]. 李晨. 科技创新与应用. 2018(34)
[5]利用三维激光扫描进行建筑物立面测量的精度分析[J]. 袁达. 测绘与空间地理信息. 2018(11)
[6]斗轮堆取料机生产信息优化与共享[J]. 陈晓霁,王细远. 水运工程. 2018(06)
[7]基于OpenGL的海底地形三维渲染方法[J]. 马丹,阳凡林,崔晓东,田会波. 山东科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[8]斗轮堆取料机智能控制系统研究[J]. 陈泽,沈振军. 计量与测试技术. 2017(12)
[9]一种基于OBB矩形碰撞检测算法的堆取料机防碰撞方法[J]. 尹艳艳,吕崇晓. 水运工程. 2017(12)
[10]RFID在斗轮堆取料机行走距离检测上的应用[J]. 刘铁. 中国设备工程. 2017(22)
硕士论文
[1]数字化煤场的斗轮机作业系统集成研究与开发[D]. 赵康.华北电力大学(北京) 2019
[2]港口料堆扫描成像与堆取料中央控制方案设计[D]. 赵晓亮.燕山大学 2014
[3]基于点云的三维重建技术研究[D]. 蔡宽.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3017971
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
斗轮取料机现场图片
第2章无人化取料的总体方案设计-9-传输，并把运算结果输出到现场设备进行控制。中控PLC是获取各取料机PLC的各种位置和状态信息，通过以太网通信共享取料机PLC数据，实现中控PLC逻辑运算。接下来针对取料机PLC和中控PLC的具体功能做一下模块配置。取料机PLC：机架型号1756-A13，电源模块1756-PA75，CPU模块1756-L72，数字量输入模块1756-IB16，数字量输出模块1756-OB16，模拟量输入模块1756-IF8，模拟量输出模块1756-OF4，EtherNet/IP通讯模块1756-EN2T，高速计数器模块1756-HSC，具体配置如下图2-3所示。中控PLC：机架型号1756-A7，电源模块1756-PA75，CPU模块1756-L72，EtherNet/IP通讯模块1756-EN2T。图2-3取料机PLC配置图(2)雷达选型在无人化控制系统中用于测距防碰和测距到边检测功能[39]。但是考虑到现场取料过程中会出现粉尘、烟雾以及经常出现夜晚作业的情况，选用的雷达必须抗干扰性大以及对现场物料颜色反射率大等特点，VEGAPULS69适用于在非常恶劣的过程条件下测量固体介质的物位，具有测量范围大、聚焦性能好和动态范围大的特点。因此最后选用VEGAPULS69型号雷达作为测距雷达。其产品特性与技术指标如下：最大测量范围：120米天线/材料：喇叭口天线/PP；透镜天线/PEEK
燕山大学工程硕士学位论文-10-过程温度：-40℃~+200℃(-40℉~+392℉)过程压力：-1bar~3bar测量偏差：±5mm频率范围：W频段信号输出口：4mA~20mA/HART-两线制；4mA~20mA/HART-四线制；ProfibusPA，FoundationFieldbus，Modbus，Levelmaster协议显示/调整：PLICSCOM；PACTware；VEGADIS81；VEGADIS82雷达不同于激光扫描仪，只是单向测距传感器，斗轮两侧的雷达用于自动取料过程中根据距离检测取料机自动回转取料是否到边，大臂头部和中部的雷达用于与物料堆的防碰撞。大臂雷达安装如图2-4所示。a)大臂左侧b)大臂右侧图2-4大臂安装雷达(3)测速传感器选型测速传感器的作用是测量斗轮转速的大小，测速传感器的测量原理是在斗轮一侧的圆盘上近距离焊接触点，根据接近开关感应触点的个数进行脉冲计数，接近开关通过接线连接到高速计数模块的通道处，脉冲触发高速计数器模块计数，通过该方式传到PLC的CPU中参与逻辑运算，以此来计算斗轮的转速。接近开关选用型号是LJ18A3-8-Z，产品参数如下：外型尺寸：圆柱直径18mm检出方式：电感式检测距离：8mm工作电压：DC6-36V
【参考文献】：
期刊论文
[1]斗轮取料机产能提升的技术改造[J]. 何鸿海. 机械管理开发. 2019(11)
[2]基于WebGL技术三维模型呈现研究[J]. 聂帅,秦爽,麦文. 计算机产品与流通. 2019(07)
[3]基于非均匀划分的机车走行部三维点云精简[J]. 兰渐霞,王泽勇,李金龙,黄潜,高晓蓉. 光电工程. 2019(02)
[4]斗轮堆取料机生产能力提升技术改造探讨[J]. 李晨. 科技创新与应用. 2018(34)
[5]利用三维激光扫描进行建筑物立面测量的精度分析[J]. 袁达. 测绘与空间地理信息. 2018(11)
[6]斗轮堆取料机生产信息优化与共享[J]. 陈晓霁,王细远. 水运工程. 2018(06)
[7]基于OpenGL的海底地形三维渲染方法[J]. 马丹,阳凡林,崔晓东,田会波. 山东科技大学学报(自然科学版). 2018(02)
[8]斗轮堆取料机智能控制系统研究[J]. 陈泽,沈振军. 计量与测试技术. 2017(12)
[9]一种基于OBB矩形碰撞检测算法的堆取料机防碰撞方法[J]. 尹艳艳,吕崇晓. 水运工程. 2017(12)
[10]RFID在斗轮堆取料机行走距离检测上的应用[J]. 刘铁. 中国设备工程. 2017(22)
硕士论文
[1]数字化煤场的斗轮机作业系统集成研究与开发[D]. 赵康.华北电力大学(北京) 2019
[2]港口料堆扫描成像与堆取料中央控制方案设计[D]. 赵晓亮.燕山大学 2014
[3]基于点云的三维重建技术研究[D]. 蔡宽.哈尔滨工业大学 2010
本文编号：3017971
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