料場堆取料無人操作系統(tǒng)方案介紹

1、料場 堆取料無人操作系統(tǒng)方案介紹 版本 1.0 聲明：本技術文本及附圖的權益屬宜昌索爾德自動化科技有限公司所有，所含技術信息應予保密，事先未經雙方書面許可， 不得復制、提供或披露給任何第三方，否則追究相關泄密人的法律責任。 宜昌索爾德自動化科技有限公司 致尊敬的用戶致尊敬的用戶 感謝您即將采用本公司生產的多位移檢測產品系統(tǒng)，我們將秉承合作多贏，不給客戶找 麻煩的企業(yè)經營理念，讓客戶切實感受到索爾德到位的服務。 宜昌索爾德自動化科技有限公司是一家致力于移動有軌設備精確位移檢測的專業(yè)創(chuàng)新型 企業(yè)。地處三峽大壩和葛洲壩水利樞紐所在地，是世界水電之都，中國動力心臟。 我公司擁有多名從事現場自動化工作多

2、年，有豐富實踐經驗的高級工程師，還擁有專業(yè) 從事儀器儀表傳感器研究開發(fā)多年的專家級工程師，并在他們的研究領域有著十年以上的工 作經驗，他們正以其一流的專業(yè)技能和追求完美的創(chuàng)新精神為客戶創(chuàng)造著行業(yè)領先的高可靠 產品。 我公司的位移產品主要用于散狀物料處理環(huán)境中的物料搬運設備。如礦山系統(tǒng)、冶金系 統(tǒng)、港口碼頭系統(tǒng)、化工系統(tǒng)、造船系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、水泥系統(tǒng)、鐵路系統(tǒng)、輕工系統(tǒng)、建 材系統(tǒng)、軍工系統(tǒng)、石油系統(tǒng)、機械系統(tǒng)等有軌搬運設備精確定位和自動控制，如：環(huán)形爐 定點加熱、環(huán)冷小車定位（硅鋼廠、燒結廠） ；卸料小車定位（礦山、燒結、球團、原料、 焦化、煉鐵、港口、石灰窯） ；天車定位（冷軋、熱軋、剪切庫

3、、板坯庫、鋼卷庫、成品庫、 原料庫、垃圾發(fā)電廠、礦熱爐車間料罐倒運、垃圾發(fā)電廠） ；推撥車機遷車臺定位（翻車機） ； 船舶下水定位（造船廠梳式滑道絞車同步控制） ；斗輪堆取料機防碰撞定位（原料廠、港口 碼頭） ；門機定位，裝卸船機定位（港口碼頭、水電站） ；高鐵 500 米長鋼軌運轉系統(tǒng)；其它 有軌移動設備的精確定位和集中控制，在多領域取得了良好的經濟效益和社會效益。 公司愿以先進的技術，優(yōu)質的產品和良好的售后服務為各界客戶作貢獻，愿我們合作多 贏 共創(chuàng)未來！ 宜昌索爾德自動化科技有限公司 Yichang sold Automation Technology Co.Ltd. 地址：湖北宜昌市高

4、新技術開發(fā)區(qū)城東大道 10-6-108 號，郵政編碼： 24 小時熱線： 辦公電話：0717- 郵箱： QQ: 群： 網址： 目目 錄錄 第第 1 章章目的和意義目的和意義 .1 第第 2 章章技術原理技術原理.2 第第 3 章章項目的實施方案項目的實施方案.3 第第 4 章章預期目標預期目標.4 第第 5 章章項目效果評價項目效果評價.4 第第 6 章章功能概要功能概要.5 第第 7 章章售后服務售后服務.6 7.1四項制度.6 7.2四項服務.6 第第 1 章章 目的和意義目的和意義 目前，我國的散貨（礦石、煤等）料場主要采取斗輪式取料機進行取料作業(yè)，尤其是在 大型散貨碼頭，原料的大量需求

5、造就了巨型的堆場，這就要求有一定數量的取料設備來進行 生產，同時需配備相應數量的操作司機來駕駛這些設備。因此，如何提高取料效率、改善作 業(yè)環(huán)境、降低勞動強度，降低人工成本、減少人工干預造成的效率降低就成了所有大型散貨 碼頭面臨的共同課題。 散貨取料裝船流程的效率高低，是直接制約港口裝船疏港效率的主要環(huán)節(jié)，智能化取料 研究與應用，就是針對取料機現有的作業(yè)模式和取料工藝進行研究，通過對取料機 PLC 程序 及上位機軟件進行合理優(yōu)化和二次開發(fā)，并借助先進的設備和技術手段以實現取料機機智能 化提高的同時，提高作業(yè)效率，并兼顧人力成本的節(jié)省。 本項目具有以下現實意義： 改善勞動環(huán)境和降低勞動強度 減少人

6、為因素的影響和人力投入 提高堆、取料機的自動化作業(yè)程度并穩(wěn)定生產運行 提高碼頭整體智能化作業(yè)管理水平 保持行業(yè)技術先進性。 第第 2 章章 技術原理技術原理 本項目擬對N臺堆料機和N臺取料機進行無人化的自動控制改造，實現N臺堆、取料機 機無人駕駛的自動堆、取料作業(yè)，對所有堆、取料機的作業(yè)操作在中央控制室內實現，以進 行集中控制并減少人力投入。 為了實現以上目標，需對堆、取料機機上系統(tǒng)、中央控制室進行如下改造： 1）所有堆料機、取料機機上增設卷筒光纜，并連通到中控。 2）所有堆料機上增設超聲波傳感設備或電容式料位計以及激光掃描儀及其配套設施， 實時掃描料場的料堆堆形，并將掃描數據實時傳送到中控進

7、行處理。 3）所有取料機上增設激光掃描儀及其配套設施，實時掃描料場的料堆堆形，并將掃描 數據實時傳送到中控進行處理。 4）在原有堆、取料機機上PLC控制程序的基礎上，開發(fā)單機自動堆料和自動取料PLC 控制程序，實現自動堆料、取料作業(yè)功能。 5）開發(fā)上位機控制系統(tǒng)，主要包括堆料、取料作業(yè)模型生成，料堆掃描三維成像，自 動生產作業(yè)控制等。 6）中控室內增設操作終端，對堆取料作業(yè)進行操作；增設遠程操作盤，配備操作手柄， 作為堆、取料機作業(yè)過程中人工干預的后備手段；增設視頻操作盤，對堆、取料機的作業(yè)場 景進行遠程視頻監(jiān)視。 第第 3 章章 項目的實施方案項目的實施方案 本項目改造后，在無人或少量的人工

8、干預下，堆料機、取料機可在無人駕駛的情況下進 行自動化的堆、取料作業(yè)。 1) 利用工業(yè)通訊模塊、工業(yè)網絡設備，采用光纜方式連接，建立中控與地面堆、取料 機之間工業(yè)以太網及工業(yè)控制網的鏈路，作為雙方各類信息交換的通信平臺。 2) 本地PLC與無人化中控PLC通過網絡連接，用于本地PLC與無人化中控PLC的數據 通訊、無人化中控PLC控制指令的下發(fā)等，本地PLC與中控計算機服務器通過工業(yè) 以太網相連，用于中控計算機服務器與本地PLC的數據通訊、中控操作終端控制指 令的下發(fā)等。 3) 在堆取料機的斗輪左右兩側安裝兩個激光掃描儀用以采集堆型數據，通過專用串口 轉以太網設備將激光掃描儀的標準RS422接

9、口數據轉換成標準以太網數據后直接發(fā) 送到中控無人化圖像服務器中。利用激光掃描設施獲取料堆表面數據，進行空間數 學變換得到料堆三維數據，實現料堆的三維成像。同時利用料堆三維圖像數據，為 料堆每層作業(yè)切入點的確定提供依據，并控制每層取料料堆的邊界。 4) 自動堆料功能。堆料機收到自動堆料指令信息，機上PLC控制堆料機自動完成作業(yè) 定位并自動進行堆料作業(yè)。 5) 自動取料作業(yè)前的準備。自動取料之前，操作人員需手動駕駛取料機對作業(yè)料堆進 行料堆表面的數據采集，以完成作業(yè)料堆的三維數據更新。 6) 自動取料功能。取料機收到來自中控的自動取料指令信息，機上PLC控制取料機自 動完成作業(yè)定位并自動進行取料作

10、業(yè)。 7) 取料流量的恒定控制。取料機在取料過程中，實時采集其取料斗輪的電流，利用斗 輪電流與流量之間的關系，以斗輪電流作為一個控制因素控制堆取料機的機構動作 速度，從而達到控制取料流量的目的。 8) 在取料機的懸臂兩側安裝兩臺防碰撞激光掃描設備，用以取料機之間的防碰撞，防 碰撞激光掃描設備的繼電器信號直接接入堆取取料機本地PLC。 9) 新增多區(qū)域視頻監(jiān)視系統(tǒng)，可以實時監(jiān)測料場工況以及大車位置和設備狀態(tài)信息， 確保堆取取料機無人化作業(yè)的安全性、可靠性。 10)中控室的遠程操作。中控室設置遠程操作手柄，可以直接操作堆、取料車的動作。 第第 4 章章 預期目標預期目標 1)操作工藝的智能化提高；

11、 2)遠程監(jiān)控與遠程操作； 3)智能化無人運行。 第第 5 章章 項目效果評價項目效果評價 碼頭智能取料技術研究與應用實施后，明顯提升港口設備自動化、信息化水平，為全面 建設數字化港口奠定基礎，減少人工干預，提高調度指揮效率，同時可有效降低人工成本， 改善工作環(huán)境，提升安全水平，使各班組作業(yè)效率均接近或達到目前平均水平。 1) 以每艘待載船舶有五個貨艙計，每個貨艙上料兩輪，每個艙每次上料時調度指令由 下發(fā)到執(zhí)行需2分鐘計，則一條船舶所需此類時間為20分鐘。調度流程簡化后，仍 以8月份計，作業(yè)90艘次，則該項可節(jié)約時間1800分鐘約30小時，設備利用率為 52.54%，平均作業(yè)效率為2546t/

12、h，經初步計算，并設每個班組權重為0.25，則每 年增加營業(yè)收入 2546t/h*30h*52.54%*20元/噸*12*0.25=元。 2) 當一臺取料機智能取料技術實現后，仍以2012年8月份作業(yè)情況為計算樣本，裝船 306.4萬噸，三臺裝船機平均作業(yè)臺時為396小時。裝船作業(yè)各班組平均作業(yè)效率為 2546t/h，最高為2616t/h，最低為2473t/h，最高與最低相差5.78%，最低與平均相 差2.95%。 經初步計算，并設每個班組權重為0.25，當作業(yè)效率最低班組提升為平均效率時， 每年增加營業(yè)收入 （2546t/h-2473t/h）*396h*20元/噸*12*0.25=元 3)

13、人工成本方面，2011年取料機司機人力成本分別為元/人，當一臺取料機智能取料技 術實現后，每班組可節(jié)省一名司機，節(jié)約人力成本元。 一年節(jié)約人力成本*4=元 4) 綜合效益計算。 以電氣元件理想使用壽命為 5 年計且未計算新增設備維護保養(yǎng)投入，作業(yè)效率提升幅度 不變，人工成本年均增長 10%，故五年總系數為 6.1051，則共計提升利潤水平為： （+）*5+*6.1051=元，約 2400 萬元。其中調度流程簡化部分 50.92%，效率提高部分占 36.68%，占人力成本部分占 12.40%。 在安全與職業(yè)健康效益方面，避免操作人員因體力、精力下降引發(fā)的安全隱患。該項研 究成功并實施后，取料機機

14、上無需操作人員值守，僅在中央控制室具備遠程干預功能即可， 有效改善員工作業(yè)環(huán)境，員工工作環(huán)境內空氣含粉塵濃度指數由 20mg/標 m3 下降到 10mg/ 標 m3，下降 50%，噪聲指數由 85dB（A）下降到 60dB（A） ，下降 29.41%，降低員工發(fā)生職 業(yè)病的可能。 該項研究與應用將使傳統(tǒng)專業(yè)化煤碼頭發(fā)生革命性的變換，樹立新的行業(yè)標準與作業(yè)方 式，為其他港口的建設提供良好的借鑒價值。 第第 6 章章 功能概要功能概要 1)在操作畫面上顯示料堆的實時三維圖形； 2)在視頻顯示器上顯示操作現場的實時視頻； 3)根據管理計算機下達的料場作業(yè)計劃（或自行編制作業(yè)計劃） ，通過優(yōu)化模型轉化

15、成 堆取料作業(yè)任務； 4)將作業(yè)任務轉換成堆取料機的控制指令，并控制堆取料機進行自動化作業(yè)； 5)設備的運行位置和狀態(tài)監(jiān)視； 6)在中央控制室對堆取料機進行遠程操作； 7)自動堆取料過程中，可以中斷自動控制而進行手工控制； 8)對自動堆取過程的故障進行報警； 9)取料流量的精確控制； 10)自動取料與裝船作業(yè)的協調控制； 11)堆取料機之間的硬件防碰撞保護。 第第 7 章章 售后服務售后服務 我公司是專業(yè)從事物料搬運設備精確定位和控制的民營高科技企業(yè)，我們本著以合作多 贏，不給客戶找麻煩為宗旨，建立完善的售后服務機制，給客戶提供及時全面的一體化服務。 實施產品售前、售中、售后技術服務。為用戶提供技術咨詢、技術資料、方案設計、包裝運 輸、設備點交、安裝指導、技術培訓、回訪服務等，長年優(yōu)惠供應備品、備件，竭誠滿足用 戶對技術服務的要求。真正將客戶未知的，已知的，擔心的問題解決于無形。 7.1 四項制度四項制度 1)30 分鐘內回復制：接到客戶電話起 30 分鐘內做出回應； 2)24 小時到場制：需要現場解決問題的我公司售后技術