2023火電廠煤堆取料機(jī)的全自動(dòng)控制應(yīng)用

火電廠煤堆取料機(jī)的全自動(dòng)控制應(yīng)用2023目錄堆取全動(dòng)能作系統(tǒng)述 1堆取全動(dòng)能作系的術(shù)勢(shì)析 33取全動(dòng)能作業(yè)統(tǒng)案置技特點(diǎn) 74取全動(dòng)能作業(yè)統(tǒng)用例研堆取料機(jī)的全自動(dòng)控制應(yīng)用調(diào)研報(bào)告堆取料機(jī)的全自動(dòng)控制應(yīng)用調(diào)研報(bào)告PAGEPAGE10堆取料機(jī)全自動(dòng)智能化作業(yè)系統(tǒng)概述目前燃煤電廠的煤場(chǎng)主要有條形煤場(chǎng)和圓形封閉煤場(chǎng)（除皮帶直接來(lái)煤和筒倉(cāng)外配置斗輪堆取料機(jī)和圓形煤場(chǎng)堆取料機(jī)。1.1控制室實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)方手動(dòng)、半自動(dòng)和全自動(dòng)堆料、取料操作。取料全自動(dòng)工作方式。就地駕駛室司機(jī)手動(dòng)操作：保留，作為后備。遠(yuǎn)程手動(dòng)操作：包括遠(yuǎn)程硬手動(dòng)操作和遠(yuǎn)程軟手動(dòng)操作（應(yīng)用不多；后（如起始位置角度、終止角度、機(jī)構(gòu)動(dòng)作角度等，控制設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)堆取作業(yè)，在堆料/取料方式和邊界識(shí)別等需要人工選擇和確認(rèn)；（人工錄入提供自動(dòng)堆料過(guò)程完全由控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。保證作業(yè)正?！，F(xiàn)堆取料的手自動(dòng)無(wú)擾切換及駕駛室的就地手自動(dòng)無(wú)擾切換，提高作業(yè)效率和系統(tǒng)安全性。按鈕等控制元件來(lái)操作堆取料機(jī)進(jìn)行作業(yè)，垛型的反饋主要靠目測(cè)。圖1.2手動(dòng)作業(yè)手動(dòng)作業(yè)。圖1.3機(jī)上半自動(dòng)作業(yè)歸零還是需要遠(yuǎn)程手動(dòng)控制，在遠(yuǎn)程操作臺(tái)上通過(guò)手柄結(jié)合攝像頭信息反饋進(jìn)行控制。人工干預(yù)。圖1.4遠(yuǎn)程全自動(dòng)/半自動(dòng)操作界面堆取料全自動(dòng)智能化作業(yè)系統(tǒng)主要包括：堆取料機(jī)識(shí)址系統(tǒng)、安全防撞系統(tǒng)、三維建模系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、遠(yuǎn)程操作中心及中央控制站，如下表所示：表1智能化作業(yè)系統(tǒng)各子系統(tǒng)功能子系統(tǒng)功能概述堆取料機(jī)識(shí)址系統(tǒng)UWB無(wú)線識(shí)址。安全防撞系統(tǒng)達(dá)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和一套UWB極限安全防護(hù)系統(tǒng)。三維建模與分析系統(tǒng)控制指令。流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)不接觸式的懸膠皮帶流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，恒流量取料和過(guò)載監(jiān)測(cè)。通訊裝置提供冗余的通訊方式（），纜通訊相結(jié)合的方式。遠(yuǎn)程操作中心提供自動(dòng)過(guò)程中的可干預(yù)操作，提供干預(yù)手柄、急停按鈕等。中央控制站提供整套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析、濾波、模型分析、自動(dòng)化控制以及設(shè)備測(cè)點(diǎn)監(jiān)控與報(bào)警等軟硬件功能與設(shè)備。堆取料機(jī)全自動(dòng)智能化作業(yè)系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)分析目前堆取料機(jī)作業(yè)的現(xiàn)狀和問(wèn)題目前國(guó)內(nèi)燃煤電廠的煤場(chǎng)管理環(huán)節(jié)現(xiàn)狀和問(wèn)題：場(chǎng)接卸的手段大多也只能依靠人工。煤場(chǎng)接卸驗(yàn)收環(huán)節(jié)不能實(shí)現(xiàn)驗(yàn)收考核信息自動(dòng)傳輸。煤場(chǎng)分區(qū)域計(jì)量煤量。無(wú)法實(shí)現(xiàn)不同煤種存煤數(shù)量、質(zhì)量、價(jià)格、存煤時(shí)間等信息的實(shí)時(shí)監(jiān)控。煤場(chǎng)數(shù)字化計(jì)量實(shí)現(xiàn)困難。實(shí)等。隨著形勢(shì)變化，電力行業(yè)出現(xiàn)了供應(yīng)過(guò)剩的局面，年發(fā)電小時(shí)數(shù)逐年降低，而電煤也有火力發(fā)電廠燃煤場(chǎng)采用具有半自動(dòng)控制功能的堆取料設(shè)備。大的現(xiàn)實(shí)意義。人工操作堆取料設(shè)備存在以下的問(wèn)題：CH4CO流通不足以及粉塵大，長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)危害人身健康。人工效率高，單位噸煤能耗偏高：人工作業(yè)取煤流量不穩(wěn)定，平均取煤量一般在額69%44%疲勞，尤其是在夜間或霧天作業(yè)強(qiáng)度更大。發(fā)揮摻配燒的經(jīng)濟(jì)性。堆場(chǎng)信息實(shí)時(shí)性差：目前大多數(shù)燃煤電廠的堆場(chǎng)管理以人工管理為主，每天進(jìn)出數(shù)量巨大，僅憑人工管理很難實(shí)時(shí)掌握煤場(chǎng)的動(dòng)態(tài)變化情況。圖2人工堆取料作業(yè)存在的問(wèn)題表2堆取料機(jī)各種作業(yè)方式對(duì)比表國(guó)內(nèi)外行業(yè)操作模式煤堆模型煤堆防碰撞空間防碰撞配煤控制是否全天候作業(yè)效率工作環(huán)境安全性人均控制機(jī)器數(shù)國(guó)內(nèi)大部分企業(yè)機(jī)上手動(dòng)無(wú)拉繩初級(jí)人工手動(dòng)，穩(wěn)定是根據(jù)工人水平起伏惡劣差，依靠人工0.5-1機(jī)上半自動(dòng)無(wú)拉繩初級(jí)半自動(dòng)，穩(wěn)定性中是高惡劣差，依靠人工1少部分企業(yè)遠(yuǎn)程半自動(dòng)無(wú)拉繩及激光初級(jí)半自動(dòng)，穩(wěn)定性中否低好差，依靠人工1-2少部分企業(yè)全自動(dòng)3d數(shù)學(xué)模型三重防護(hù)精密防碰撞自動(dòng)控制，穩(wěn)定是高好高3-6堆取料機(jī)全自動(dòng)智能化作業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和意義（維坐標(biāo)位置尋跡功能能化、智慧電廠、智能碼頭建設(shè)奠定基礎(chǔ)。步的智能燃料系統(tǒng)開(kāi)發(fā)建設(shè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。率，分流優(yōu)化投入，縮短輸煤運(yùn)行時(shí)間。摻配，為精細(xì)化摻燒提供基礎(chǔ)支持，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益?？亍，F(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的接觸，提升安全預(yù)警能力和效率，最大幅度的降低安全和環(huán)保管理效率和水平。工維護(hù)費(fèi)用。塵等現(xiàn)象。降低輸料單耗：恒流取料大幅提高取料效率，降低整個(gè)輸料系統(tǒng)單耗。20%。低人工成本。免維護(hù)，安全可靠。撒料。人工料量穩(wěn)效率低 (b)自取料量定效高(c)工料堆角多，倒塌 (d)取料外殘少不倒塌(e)人工堆料波峰大，自動(dòng)堆料平整，平均提高可用庫(kù)容約13%圖3堆取料機(jī)人工和全自動(dòng)作業(yè)效果對(duì)比降耗。圖4建設(shè)效果堆取料全自動(dòng)智能化作業(yè)系統(tǒng)方案配置和技術(shù)特點(diǎn)統(tǒng)、三維建模與分析系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)等。識(shí)址定位系統(tǒng)，堆取料機(jī)堆取料機(jī)、回傳、俯仰的精準(zhǔn)定位系統(tǒng)：由定位系統(tǒng)檢測(cè)UWB碼定位等多種方式相互協(xié)作，提供設(shè)備的精確定位，宜采用絕對(duì)值型編碼器和UWB或格雷碼相結(jié)合的定位方式。防撞預(yù)警和安全保護(hù)系統(tǒng)應(yīng)能根據(jù)堆取料機(jī)位置信息、煤堆三維位置信息的比較分析，實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)作業(yè)過(guò)程中的防撞預(yù)報(bào)警。應(yīng)采用三重防碰撞系統(tǒng)，第一重為雷達(dá)或激光防護(hù)，大臂防碰撞可采用在大臂兩側(cè)各裝一臺(tái)激光掃描儀，此外在大臂前端兩側(cè)各安裝兩臺(tái)激光雷達(dá)（共四臺(tái)）或安裝四臺(tái)雷達(dá)測(cè)距儀（共八臺(tái)），堆取料機(jī)行走防撞可采用超聲波雷達(dá)；第二重為模型算法防護(hù)；第三重為拉繩開(kāi)關(guān)防護(hù)。皮帶煤流量的實(shí)時(shí)反饋。由煤流量檢測(cè)采集系統(tǒng)中的激光掃描設(shè)備對(duì)堆取料機(jī)堆取時(shí)皮帶上的煤流量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，經(jīng)過(guò)軟件分析計(jì)算后用于實(shí)時(shí)控制，通過(guò)調(diào)節(jié)系統(tǒng)能達(dá)到綜合工況下（含皮帶啟停、切換空載時(shí)間、堆取料機(jī)調(diào)車(chē)時(shí)間、卸樣時(shí)間等）取煤量不低于1500T/h的目標(biāo)。訊方式，無(wú)線通訊宜采用5G網(wǎng)絡(luò)。據(jù)，對(duì)作業(yè)面進(jìn)行分析并形成控制指令。堆取料機(jī)設(shè)備及煤場(chǎng)的高清視頻監(jiān)控系統(tǒng)：通過(guò)合理增加視頻監(jiān)控設(shè)備，對(duì)堆取料機(jī)堆取料過(guò)程中的設(shè)備狀態(tài)、煤場(chǎng)動(dòng)態(tài)能進(jìn)行實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到無(wú)人值守目的。應(yīng)提供整套系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析、濾波、模型分析、自動(dòng)化控制以及設(shè)備測(cè)點(diǎn)監(jiān)控與報(bào)警等軟硬件功能與設(shè)備。煤場(chǎng)三維建模系統(tǒng)配置方案激光掃描設(shè)備是煤場(chǎng)主要的檢測(cè)傳感器。通過(guò)對(duì)煤場(chǎng)的實(shí)時(shí)掃描，獲得煤場(chǎng)的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。將信號(hào)傳入中控室服務(wù)器，來(lái)控制系統(tǒng)的堆料、取料操作。累積誤差進(jìn)行修正。系統(tǒng)運(yùn)行平臺(tái)，完成數(shù)據(jù)處理、三維重構(gòu)、可視化及測(cè)量結(jié)果的輸出等功能。雷達(dá)與激光掃描的三維建模對(duì)比：三維激光掃描建模：建模精度較高，可達(dá)厘米級(jí)。作業(yè)過(guò)程中無(wú)法建模，需要單獨(dú)時(shí)間掃描。受天氣一環(huán)境因素影響大，無(wú)法實(shí)現(xiàn)全天候。雷達(dá)數(shù)學(xué)模擬計(jì)算建模：建模精度略低，可以滿足使用。塌垛、推煤機(jī)推煤等導(dǎo)致料堆模型變化大時(shí)，無(wú)法實(shí)時(shí)修改模型，只能手動(dòng)修正。實(shí)現(xiàn)自動(dòng)作業(yè)的實(shí)時(shí)建模。作業(yè)過(guò)程實(shí)時(shí)建模，不需要單獨(dú)時(shí)間不受天氣影響，可以實(shí)現(xiàn)全天候無(wú)掃描儀費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用。可以手工修改，適應(yīng)性強(qiáng)?？梢詫⒗走_(dá)數(shù)學(xué)模擬建模及三維激光掃描融合的三維建模技術(shù)，獲取堆場(chǎng)料垛的三維模型。圖2.4三維建模效果圖的煤場(chǎng)表面圖形。下面分別對(duì)激光盤(pán)煤儀的各種安裝方式進(jìn)行介紹。3D情況選擇不同的方案，從而獲得較為精確的煤場(chǎng)表面圖形。堆取料機(jī)大臂前端推桿及可拆卸安裝斗輪堆取料機(jī)、取料機(jī)、堆料機(jī)、混勻堆料機(jī)形式接近，激光成像系統(tǒng)的安裝方式相同。僅以斗輪堆取料機(jī)為例，在大臂前部安裝2臺(tái)帶高精度云臺(tái)的激光掃描設(shè)備，設(shè)備頂部高處安裝2臺(tái)帶高精度云臺(tái)過(guò)程中的煤堆信息。圖2.5激光成像系統(tǒng)安裝位置示意圖圖2.6堆取料機(jī)大臂前端激光掃描儀示意圖將激光掃描儀安裝在堆取料機(jī)大臂前端。尾車(chē)部分有部分的掃描盲區(qū)，甚至在煤場(chǎng)高度過(guò)高時(shí)無(wú)法完成盤(pán)煤。堆取料機(jī)門(mén)架頂端安裝臂頭部激光掃描設(shè)備對(duì)工作區(qū)域進(jìn)行掃描成像，精確得到工作區(qū)域的料堆狀態(tài)。首次工作時(shí)，需要通過(guò)設(shè)備在煤場(chǎng)上行走一遍得到煤場(chǎng)的原始數(shù)據(jù)三維模型。工作過(guò)程中，成像掃描。成像數(shù)據(jù)通過(guò)無(wú)人值守通信系統(tǒng)傳送至遠(yuǎn)端中控室內(nèi)。圖2.7堆取料機(jī)門(mén)架頂端安裝示意圖360險(xiǎn)性。煤棚頂部固定式多點(diǎn)安裝方式統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：激光探頭、探頭防護(hù)罩、旋轉(zhuǎn)云臺(tái)、安裝支架、探頭控制箱。圖2.8煤棚頂部高塔式多點(diǎn)固定安裝方式示意圖和安裝維護(hù)成本高。（煤80m,26060圖2.9條形煤場(chǎng)盤(pán)煤儀掃描范圍示意圖120軟件自動(dòng)進(jìn)行點(diǎn)云規(guī)格化及點(diǎn)云拼接。圖2.10圓形煤場(chǎng)頂部固定式安裝（三臺(tái)盤(pán)煤儀）煤棚頂部滑軌安裝方式鋁合金軌道，通過(guò)軌道機(jī)器人帶動(dòng)激光掃描儀在煤棚頂部行走完成整個(gè)煤場(chǎng)的掃描。合金軌道上，與掃描儀一起運(yùn)行。描。堆料臂或者取料臂的遮擋?；壒╇娛叫铍姵毓╇娛綀D2.11圓形煤場(chǎng)軌道式安裝方式安裝方式固定式多點(diǎn)安裝安裝方式固定式多點(diǎn)安裝軌道式機(jī)器人投資預(yù)算和煤場(chǎng)面積和形狀有關(guān)，圓形煤場(chǎng)，軌道式略高；條形煤場(chǎng)，投資相當(dāng)。煤實(shí)時(shí)性3-5分鐘10~26分鐘左右（條形煤場(chǎng)）5~15分鐘左右（圓形煤場(chǎng)）業(yè)績(jī)情況較多業(yè)績(jī)不多，能夠生產(chǎn)的廠家較少檢修維護(hù)便捷性維護(hù)方便，可以通過(guò)煤棚現(xiàn)有馬道進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)，無(wú)需其它設(shè)備輔助借助馬道進(jìn)行維護(hù)，但只能在檢修平臺(tái)處進(jìn)行維護(hù)。可靠性固定安裝，只有云臺(tái)是運(yùn)動(dòng)部件，云臺(tái)防護(hù)等級(jí)高，故障率較低。由于機(jī)器人整體需要在軌道上先需要平整度維修等。先進(jìn)性很先進(jìn)，整個(gè)盤(pán)點(diǎn)在中控室一鍵完成，無(wú)需人為干預(yù)，自動(dòng)化程度高。4.0盤(pán)點(diǎn)。擴(kuò)展性無(wú)可增加傳感器如氣體監(jiān)測(cè)、紅外測(cè)溫等設(shè)備的集成準(zhǔn)確性較高，盡管有多個(gè)掃描儀相互補(bǔ)償，但極端情況下還是會(huì)產(chǎn)最高，完全俯視斷面式掃描，無(wú)機(jī)械盲區(qū)。但掃描穩(wěn)定性依賴軌道水平度穩(wěn)定性不如固定式。與數(shù)字化煤場(chǎng)及堆取料機(jī)無(wú)值守的應(yīng)用無(wú)法調(diào)整自身位置，無(wú)法躲避堆料臂或者取料臂的遮擋，所以沒(méi)有巡護(hù)功能。可以通過(guò)數(shù)字化煤場(chǎng)實(shí)現(xiàn)盤(pán)點(diǎn)，可通過(guò)接口將實(shí)時(shí)盤(pán)點(diǎn)數(shù)據(jù)反饋給堆取料機(jī)無(wú)人值守系統(tǒng)，數(shù)據(jù)刷新頻率高控當(dāng)前作業(yè)面，及時(shí)反饋踏垛情況，防止碰撞危險(xiǎn)通過(guò)接口將實(shí)時(shí)盤(pán)點(diǎn)數(shù)據(jù)反饋給頻率較慢。此外，目前還有采用無(wú)人機(jī)進(jìn)行盤(pán)煤，但還沒(méi)有應(yīng)用到堆取料機(jī)無(wú)人值守，本報(bào)告不再介紹。3.2視頻監(jiān)控系統(tǒng)配置方案以條形煤場(chǎng)為例，在條形煤場(chǎng)棚架南北兩面的墻面上，每隔70米，安裝配云臺(tái)高清攝像服務(wù)器，防止設(shè)備自身、或者設(shè)備和其他人員、車(chē)輛碰撞，保證操作環(huán)境的安全性。圖2.13高清攝像頭安裝位置示意在堆取料機(jī)上安裝高清攝像儀，對(duì)斗輪堆取料機(jī)的行走作業(yè)進(jìn)行全方位監(jiān)控。圖2.14堆取料機(jī)視頻監(jiān)控安裝示意圖處的視屏信息，在中控室大屏幕上醒目處理（窗口放大等）移動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)配置方案圖2.15移動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)示意圖1803.4定位系統(tǒng)配置方案為實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無(wú)人值守控制，對(duì)運(yùn)行設(shè)備的定位要求較高。故采用絕對(duì)值型編碼器、掃碼定位系統(tǒng)、射頻定位系統(tǒng)、激光定位、UWB圖2.16斗輪堆取料機(jī)定位系統(tǒng)整套系統(tǒng)采用以絕對(duì)值型編碼器定位為主，掃碼定位、射頻定位系統(tǒng)為輔的定位方式。在射頻定位數(shù)據(jù)來(lái)重新校核編碼器。圖2.17識(shí)別碼安裝位置絕對(duì)值型編碼器PLCPLC方便中控室對(duì)堆取料機(jī)運(yùn)行情況進(jìn)行控制和觀察。圖2.18絕對(duì)值型編碼器如下圖。圖2.19行走編碼器安裝位置示意圖圖2.20設(shè)備回轉(zhuǎn)和俯仰編碼器暗轉(zhuǎn)位置示意圖對(duì)絕對(duì)值編碼器進(jìn)行校核。以此來(lái)獲取移動(dòng)皮帶的位置。2.21掃碼定位基于絕對(duì)位置測(cè)量，無(wú)需參考點(diǎn)，不受斷點(diǎn)影響。定位精度達(dá)到±0.1mm。掃碼定位系統(tǒng)主要由碼帶、讀碼器和傳輸電纜三部分組成。圖2.22掃碼定位系統(tǒng)助編碼器確定俯仰角度和回轉(zhuǎn)角度。安裝如下圖所示。圖2.23掃碼定位安裝示意圖射頻識(shí)別系統(tǒng)定位PLC也可用來(lái)校核絕對(duì)值編碼器的誤差。側(cè)面安裝。圖2.24射頻定位系統(tǒng)安裝UWB定位UWB（超寬帶）技術(shù)是近年來(lái)新興的一項(xiàng)全新的、與傳統(tǒng)通信技術(shù)有極大差異的通信無(wú)線3.1~10.6GHzTDOAUWBUWBUWBUWB理單元進(jìn)行測(cè)距定位計(jì)算分析。圖2.25UWB定位結(jié)構(gòu)UWB定位優(yōu)勢(shì)：測(cè)距精度高，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)測(cè)距精度為分米級(jí)，定位精度為亞米級(jí)。相比于其它精準(zhǔn)定位方案，綜合成本大大降低，系統(tǒng)性價(jià)比高。（同一設(shè)備可以在不同角色間動(dòng)態(tài)切換。設(shè)備運(yùn)行所需的主要參數(shù)可以通過(guò)外部開(kāi)關(guān)或者遠(yuǎn)程命令的方式靈活配置。系統(tǒng)成熟度高，可以長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定工作，免托管、免維護(hù)。UWB以一個(gè)長(zhǎng)400m，寬50m的煤場(chǎng)為例，而標(biāo)簽到信標(biāo)的最長(zhǎng)距離約為200米，在大棚兩側(cè)224V側(cè)終端的兩個(gè)信標(biāo)未在下圖中體現(xiàn)。圖2.26UWB系統(tǒng)安裝位置示意圖料位監(jiān)測(cè)系統(tǒng)配置方案方和下方料堆的距離。圖2.27料位系統(tǒng)安裝示意圖防碰撞系統(tǒng)配置方案撞系統(tǒng)，第一重為雷達(dá)、激光防護(hù)，第二重為模型算法防護(hù)，第三重為拉繩開(kāi)關(guān)防護(hù)。圖2.28重防碰撞系統(tǒng)配置示意圖型等軟件等防碰撞裝置和系統(tǒng)。下面對(duì)激光防護(hù)進(jìn)行介紹。激光防碰撞系統(tǒng)采用兩臺(tái)激光掃描儀，安裝在懸臂前部左右兩側(cè)，形成防護(hù)區(qū)域。安裝的速度已經(jīng)很低，運(yùn)動(dòng)慣性很小，能真正做到馬上停止。下圖為激光掃描儀大致安裝位置。圖2.29激光防碰撞設(shè)備安裝示意圖智能控制優(yōu)化系統(tǒng)配置方案PLC性導(dǎo)致無(wú)法滿足無(wú)人值守的控制要求。同一煤場(chǎng)有多個(gè)設(shè)備作業(yè)時(shí)，需要對(duì)每臺(tái)設(shè)備的PLC設(shè)備的維護(hù)成本。以達(dá)到協(xié)同作業(yè)目的。PLCPLC其他輔助系統(tǒng)配置方案無(wú)人值守通訊及供電系統(tǒng)設(shè)備無(wú)人控制的準(zhǔn)確性、安全性?，F(xiàn)場(chǎng)需要提供設(shè)備與中控室的光纖或者無(wú)線通訊系統(tǒng)。高精度云臺(tái)系統(tǒng)0.01得到高精度料堆數(shù)據(jù)。智能平衡控制系統(tǒng)進(jìn)而提高了無(wú)人值守作業(yè)的安全性。激光掃描儀外殼保護(hù)系統(tǒng)儀防護(hù)等級(jí)IP67務(wù)周期。堆取料機(jī)全自動(dòng)智能化作業(yè)系統(tǒng)應(yīng)用案例調(diào)研情況國(guó)能諫壁電廠概況國(guó)家能源集團(tuán)諫壁發(fā)電廠位于江蘇省鎮(zhèn)江市東南約15km，在長(zhǎng)江南岸，處于蘇南電網(wǎng)中2×330MW（#11、#12、2×1000MW（#13#14機(jī)組2660MW。圖4.1諫壁發(fā)電廠煤場(chǎng)分為#4#5#6#7A#7B#7C56（7C正在建設(shè)中）#7A#7B93由長(zhǎng)春發(fā)電設(shè)備有限責(zé)任公司于2010年建成并投入運(yùn)行。均為額定堆料3000t/h,取料1500t/h7B7B20205圖4.2#7B圓形煤場(chǎng)及卸煤碼頭項(xiàng)目調(diào)研過(guò)程調(diào)研內(nèi)容20208387420208385687考察了#7B圖4.3#7B圓形煤場(chǎng)堆取料機(jī)圖4.4諫壁電廠數(shù)字化煤場(chǎng)管控中心圖4.5煤場(chǎng)三維界面該項(xiàng)目結(jié)合#7BUWBPLC煤場(chǎng)動(dòng)態(tài)智能管控的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了堆取料機(jī)無(wú)人值守全自動(dòng)化運(yùn)行。圖4.6堆取料作業(yè)操作界面（堆料/取料/分流DCSDCSSIS激光掃描子系統(tǒng)配置：共享，知道無(wú)人作業(yè)。固定式激光雷達(dá)參數(shù)：10%反射率：≥100角分辨率：0.0225-0.09°，掃描角度：≥90°掃描頻率：20Hz/40Hz工作溫度：-50到50℃堆取料機(jī)防撞避撞智能傳感器系統(tǒng)：（可自行設(shè)置PLC（可自行設(shè)置時(shí)，PLC堆點(diǎn)云的距離，當(dāng)距離過(guò)近時(shí)報(bào)警提示。作，切斷電源。同時(shí)，故障報(bào)警器響起，此時(shí)表示機(jī)構(gòu)已經(jīng)達(dá)到極限狀態(tài)。圖4.7堆取料機(jī)前后毫米波防撞圖4.8大臂毫米波防撞毫米波雷達(dá)參數(shù)：雷達(dá)工作頻段：77GHz~79GHz有效探測(cè)距離：≥60米測(cè)距精度：0.2m測(cè)速范圍：-210km/h~+210km/h測(cè)速精度：±0.3km/h工作電壓范圍：9V~30V溫度范圍：-40℃~+85℃防護(hù)等級(jí)：IP67堆取料機(jī)料堆料位智能傳感器：加裝雷達(dá)波料位計(jì)用以測(cè)量在堆料時(shí)煤堆的高度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)堆料。中心料倉(cāng)高精度料位傳感器：加裝雷達(dá)波料位計(jì)用以測(cè)量中心料倉(cāng)內(nèi)料位的高度，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)智能加倉(cāng)。RFIDRFID精度定位。大車(chē)采取絕對(duì)值編碼器定位+RFID校驗(yàn)，俯仰采用絕對(duì)值編碼器定位+傾角儀，旋轉(zhuǎn)采用絕對(duì)值編碼器+RFIDRFID器為主，RFID為輔檢測(cè)和校驗(yàn)旋轉(zhuǎn)角度。圖4.9現(xiàn)場(chǎng)編碼器安裝圖料流量子系統(tǒng)：（立方/秒）和總流量，結(jié)合密度算出重量。4.1010%0.520米角分辨率0.06-0.25°掃描角度≥180°工作溫度-40到50℃，三維動(dòng)態(tài)測(cè)控系統(tǒng)：在堆料臂兩側(cè)加裝激光掃描裝置，實(shí)現(xiàn)整個(gè)煤場(chǎng)包括附屬建筑物8）實(shí)時(shí)監(jiān)控堆取料機(jī)的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工況。本調(diào)研工程堆取料機(jī)無(wú)人值守系統(tǒng)的工業(yè)電視(ITV)11（換按鈕可以同時(shí)同步切出堆料、取料多個(gè)視頻監(jiān)控。視屏監(jiān)控主畫(huà)面如下：圖4.11視頻監(jiān)控系統(tǒng)視屏監(jiān)控主畫(huà)面每臺(tái)堆取料機(jī)的11臺(tái)攝像機(jī)，具體如下：1：半固定攝像機(jī)監(jiān)控斗輪部分（立桿安裝）2：室內(nèi)半球攝像機(jī)監(jiān)控司機(jī)室3：一體化云臺(tái)攝像機(jī)監(jiān)控全局4：室內(nèi)半球攝像機(jī)監(jiān)控電氣室5：半固定攝像機(jī)監(jiān)控上部落料區(qū)域6：半固定攝像機(jī)監(jiān)控大臂下方斗輪區(qū)域7：半固定攝像機(jī)監(jiān)控大機(jī)前進(jìn)軌道區(qū)域8：半固定攝像機(jī)監(jiān)控下部落料區(qū)域攝像機(jī)9：半固定攝像機(jī)監(jiān)控尾車(chē)皮帶攝像機(jī)10：半固定攝像機(jī)監(jiān)控大機(jī)后退軌道區(qū)域攝像機(jī)11：室內(nèi)半球攝像機(jī)監(jiān)控配電室智能測(cè)溫測(cè)振測(cè)聲系統(tǒng)：在堆取料機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部分安裝測(cè)溫裝置并實(shí)時(shí)采集顯示于系統(tǒng)界5G光纖通信。通信通道分為控制和視頻兩路通道。 無(wú)線網(wǎng)橋產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)安裝圖圖4.12現(xiàn)場(chǎng)無(wú)線網(wǎng)橋及現(xiàn)場(chǎng)安裝圖其中采用的無(wú)線網(wǎng)橋參數(shù)如下：最大吞吐量：550Mbps以上，物理層速率866Mbps無(wú)線協(xié)議：WIFI互聯(lián)MIMO和調(diào)制方式：2x2：2MIMOOFDM，最高到256-QAMGPSSync模式：4900-6200MHz最大發(fā)射功率：27dBmPOE供電被動(dòng)式POE12-56V千兆網(wǎng)口:10/100/1000-BASE-T多用戶MIMO:設(shè)備采用波束賦形技術(shù)，同時(shí)向多個(gè)用戶發(fā)送室外防護(hù)等級(jí)：IP67工作溫度:-40℃-+55℃工作濕度:5100%冷凝RoHSUL/EC/EN、FCCPart15.407andPart90Y,ICRSS210CE,ETSI301893/302502PLCPLC強(qiáng)；核心“心跳”控制算法，保障系統(tǒng)整體穩(wěn)定運(yùn)行。圖4.13改造后PLC遠(yuǎn)程通信子系統(tǒng)出煤場(chǎng)信息，實(shí)現(xiàn)煤場(chǎng)人員安全管控。UWBUWB定位及場(chǎng)內(nèi)管控。經(jīng)調(diào)研，通過(guò)上述各項(xiàng)智能化改造，諫壁電廠#7B圓形煤場(chǎng)實(shí)現(xiàn)了符合生產(chǎn)實(shí)際的堆取料機(jī)全自動(dòng)無(wú)人作業(yè)控