料場(chǎng)堆取料無人操作系統(tǒng)方案介紹

1、1 / 9 文檔可自由編輯打印料場(chǎng)堆取料無人操作系統(tǒng)方案介紹版本 1.0聲明：本技術(shù)文本及附圖的權(quán)益屬宜昌索爾德自動(dòng)化科技有限公司所有，所含技術(shù)信息應(yīng)予保密，事先未經(jīng)雙方書面許可，不得復(fù)制、提供或披露給任何第三方，否則追究相關(guān)泄密人的法律責(zé)任。宜昌索爾德自動(dòng)化科技有限公司2 / 9 文檔可自由編輯打印致尊敬的用戶致尊敬的用戶感謝您即將采用本公司生產(chǎn)的多位移檢測(cè)產(chǎn)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(jīng)營理念，讓客戶切實(shí)感受到索爾德到位的服務(wù)。宜昌索爾德自動(dòng)化科技有限公司是一家致力于移動(dòng)有軌設(shè)備精確位移檢測(cè)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(dòng)力心

2、臟。 我公司擁有多名從事現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化工作多年，有豐富實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)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(jí)工程師，并在他們的研究領(lǐng)域有著十年以上的工作經(jīng)驗(yàn)，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(lǐng)先的高可靠產(chǎn)品。 我公司的位移產(chǎn)品主要用于散狀物料處理環(huán)境中的物料搬運(yùn)設(shè)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(jī)械系統(tǒng)等有軌搬運(yùn)設(shè)備精確定位和自動(dòng)控制，如：環(huán)形爐定點(diǎn)加熱、環(huán)冷小車定位（硅鋼廠、燒結(jié)廠） ；卸料小車定位（礦山、燒結(jié)、球團(tuán)、原料、焦化、煉鐵、港口、石灰窯） ；天

3、車定位（冷軋、熱軋、剪切庫、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(yùn)、垃圾發(fā)電廠） ；推撥車機(jī)遷車臺(tái)定位（翻車機(jī)） ；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(jī)防碰撞定位（原料廠、港口碼頭） ；門機(jī)定位，裝卸船機(jī)定位（港口碼頭、水電站） ；高鐵 500 米長鋼軌運(yùn)轉(zhuǎn)系統(tǒng)；其它有軌移動(dòng)設(shè)備的精確定位和集中控制，在多領(lǐng)域取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。 公司愿以先進(jìn)的技術(shù)，優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品和良好的售后服務(wù)為各界客戶作貢獻(xiàn)，愿我們合作多贏 共創(chuàng)未來！宜昌索爾德自動(dòng)化科技有限公司Yichang sold Automation Technology Co.Ltd.地址：湖

4、北宜昌市高新技術(shù)開發(fā)區(qū)城東大道 10-6-108 號(hào)，郵政編碼：44300024 小時(shí)熱線辦公電話箱： QQ:984977709 群：292452310網(wǎng)址：3 / 9 文檔可自由編輯打印目目 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(shù)原理技術(shù)原理.2第第 3 章章項(xiàng)目的實(shí)施方案項(xiàng)目的實(shí)施方案.3第第 4 章章預(yù)期目標(biāo)預(yù)期目標(biāo).4第第 5 章章項(xiàng)目效果評(píng)價(jià)項(xiàng)目效果評(píng)價(jià).4第第 6 章章功能概要功能概要.5第第 7 章章售后服務(wù)售后服務(wù).67.1四項(xiàng)制度.67.2四項(xiàng)服務(wù).61 / 9 文檔可自由編輯打印第第 1 章章 目

5、的和意義目的和意義目前，我國的散貨（礦石、煤等）料場(chǎng)主要采取斗輪式取料機(jī)進(jìn)行取料作業(yè)，尤其是在大型散貨碼頭，原料的大量需求造就了巨型的堆場(chǎng)，這就要求有一定數(shù)量的取料設(shè)備來進(jìn)行生產(chǎn)，同時(shí)需配備相應(yīng)數(shù)量的操作司機(jī)來駕駛這些設(shè)備。因此，如何提高取料效率、改善作業(yè)環(huán)境、降低勞動(dòng)強(qiáng)度，降低人工成本、減少人工干預(yù)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(yīng)用，就是針對(duì)取料機(jī)現(xiàn)有的作業(yè)模式和取料工藝進(jìn)行研究，通過對(duì)取料機(jī) PLC 程序及上位機(jī)軟件進(jìn)行合理優(yōu)化和二次開發(fā)，并借助先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)手段以實(shí)現(xiàn)取料機(jī)機(jī)智能化提

6、高的同時(shí)，提高作業(yè)效率，并兼顧人力成本的節(jié)省。本項(xiàng)目具有以下現(xiàn)實(shí)意義：改善勞動(dòng)環(huán)境和降低勞動(dòng)強(qiáng)度減少人為因素的影響和人力投入提高堆、取料機(jī)的自動(dòng)化作業(yè)程度并穩(wěn)定生產(chǎn)運(yùn)行提高碼頭整體智能化作業(yè)管理水平保持行業(yè)技術(shù)先進(jìn)性。2 / 9 文檔可自由編輯打印第第 2 章章 技術(shù)原理技術(shù)原理本項(xiàng)目擬對(duì)N臺(tái)堆料機(jī)和N臺(tái)取料機(jī)進(jìn)行無人化的自動(dòng)控制改造，實(shí)現(xiàn)N臺(tái)堆、取料機(jī)機(jī)無人駕駛的自動(dòng)堆、取料作業(yè)，對(duì)所有堆、取料機(jī)的作業(yè)操作在中央控制室內(nèi)實(shí)現(xiàn)，以進(jìn)行集中控制并減少人力投入。為了實(shí)現(xiàn)以上目標(biāo)，需對(duì)堆、取料機(jī)機(jī)上系統(tǒng)、中央控制室進(jìn)行如下改造： 1）所有堆料機(jī)、取料機(jī)機(jī)上增設(shè)卷筒光纜，并連通到中控。2）所有堆料機(jī)上

7、增設(shè)超聲波傳感設(shè)備或電容式料位計(jì)以及激光掃描儀及其配套設(shè)施，實(shí)時(shí)掃描料場(chǎng)的料堆堆形，并將掃描數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到中控進(jìn)行處理。3）所有取料機(jī)上增設(shè)激光掃描儀及其配套設(shè)施，實(shí)時(shí)掃描料場(chǎng)的料堆堆形，并將掃描數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到中控進(jìn)行處理。4）在原有堆、取料機(jī)機(jī)上PLC控制程序的基礎(chǔ)上，開發(fā)單機(jī)自動(dòng)堆料和自動(dòng)取料PLC3 / 9 文檔可自由編輯打印控制程序，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)堆料、取料作業(yè)功能。5）開發(fā)上位機(jī)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(dòng)生產(chǎn)作業(yè)控制等。6）中控室內(nèi)增設(shè)操作終端，對(duì)堆取料作業(yè)進(jìn)行操作；增設(shè)遠(yuǎn)程操作盤，配備操作手柄，作為堆、取料機(jī)作業(yè)過程中人工干預(yù)的后備手段；增設(shè)視頻操作

8、盤，對(duì)堆、取料機(jī)的作業(yè)場(chǎng)景進(jìn)行遠(yuǎn)程視頻監(jiān)視。第第 3 章章 項(xiàng)目的實(shí)施方案項(xiàng)目的實(shí)施方案本項(xiàng)目改造后，在無人或少量的人工干預(yù)下，堆料機(jī)、取料機(jī)可在無人駕駛的情況下進(jìn)行自動(dòng)化的堆、取料作業(yè)。1) 利用工業(yè)通訊模塊、工業(yè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，采用光纜方式連接，建立中控與地面堆、取料機(jī)之間工業(yè)以太網(wǎng)及工業(yè)控制網(wǎng)的鏈路，作為雙方各類信息交換的通信平臺(tái)。2) 本地PLC與無人化中控PLC通過網(wǎng)絡(luò)連接，用于本地PLC與無人化中控PLC的數(shù)據(jù)通訊、無人化中控PLC控制指令的下發(fā)等，本地PLC與中控計(jì)算機(jī)服務(wù)器通過工業(yè)以太網(wǎng)相連，用于中控計(jì)算機(jī)服務(wù)器與本地PLC的數(shù)據(jù)通訊、中控操作終端控制指令的下發(fā)等。3) 在堆取料機(jī)的

9、斗輪左右兩側(cè)安裝兩個(gè)激光掃描儀用以采集堆型數(shù)據(jù)，通過專用串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)設(shè)備將激光掃描儀的標(biāo)準(zhǔn)RS422接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)后直接發(fā)送到中控?zé)o人化圖像服務(wù)器中。利用激光掃描設(shè)施獲取料堆表面數(shù)據(jù)，進(jìn)行空間數(shù)學(xué)變換得到料堆三維數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)料堆的三維成像。同時(shí)利用料堆三維圖像數(shù)據(jù)，為料堆每層作業(yè)切入點(diǎn)的確定提供依據(jù)，并控制每層取料料堆的邊界。4) 自動(dòng)堆料功能。堆料機(jī)收到自動(dòng)堆料指令信息，機(jī)上PLC控制堆料機(jī)自動(dòng)完成作業(yè)定位并自動(dòng)進(jìn)行堆料作業(yè)。5) 自動(dòng)取料作業(yè)前的準(zhǔn)備。自動(dòng)取料之前，操作人員需手動(dòng)駕駛?cè)×蠙C(jī)對(duì)作業(yè)料堆進(jìn)行料堆表面的數(shù)據(jù)采集，以完成作業(yè)料堆的三維數(shù)據(jù)更新。6) 自動(dòng)取料功能。取料機(jī)

10、收到來自中控的自動(dòng)取料指令信息，機(jī)上PLC控制取料機(jī)自動(dòng)完成作業(yè)定位并自動(dòng)進(jìn)行取料作業(yè)。7) 取料流量的恒定控制。取料機(jī)在取料過程中，實(shí)時(shí)采集其取料斗輪的電流，利用斗4 / 9 文檔可自由編輯打印輪電流與流量之間的關(guān)系，以斗輪電流作為一個(gè)控制因素控制堆取料機(jī)的機(jī)構(gòu)動(dòng)作速度，從而達(dá)到控制取料流量的目的。8) 在取料機(jī)的懸臂兩側(cè)安裝兩臺(tái)防碰撞激光掃描設(shè)備，用以取料機(jī)之間的防碰撞，防碰撞激光掃描設(shè)備的繼電器信號(hào)直接接入堆取取料機(jī)本地PLC。9) 新增多區(qū)域視頻監(jiān)視系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)料場(chǎng)工況以及大車位置和設(shè)備狀態(tài)信息，確保堆取取料機(jī)無人化作業(yè)的安全性、可靠性。10)中控室的遠(yuǎn)程操作。中控室設(shè)置遠(yuǎn)程操作

11、手柄，可以直接操作堆、取料車的動(dòng)作。第第 4 章章 預(yù)期目標(biāo)預(yù)期目標(biāo)1)操作工藝的智能化提高；2)遠(yuǎn)程監(jiān)控與遠(yuǎn)程操作；3)智能化無人運(yùn)行。第第 5 章章 項(xiàng)目效果評(píng)價(jià)項(xiàng)目效果評(píng)價(jià)碼頭智能取料技術(shù)研究與應(yīng)用實(shí)施后，明顯提升港口設(shè)備自動(dòng)化、信息化水平，為全面建設(shè)數(shù)字化港口奠定基礎(chǔ)，減少人工干預(yù)，提高調(diào)度指揮效率，同時(shí)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(dá)到目前平均水平。1) 以每艘待載船舶有五個(gè)貨艙計(jì)，每個(gè)貨艙上料兩輪，每個(gè)艙每次上料時(shí)調(diào)度指令由下發(fā)到執(zhí)行需2分鐘計(jì)，則一條船舶所需此類時(shí)間為20分鐘。調(diào)度流程簡化后，仍以8月份計(jì)，作業(yè)90艘次，則該項(xiàng)可節(jié)約時(shí)間1

12、800分鐘約30小時(shí)，設(shè)備利用率為52.54%，平均作業(yè)效率為2546t/h，經(jīng)初步計(jì)算，并設(shè)每個(gè)班組權(quán)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=2407803元。2) 當(dāng)一臺(tái)取料機(jī)智能取料技術(shù)實(shí)現(xiàn)后，仍以2012年8月份作業(yè)情況為計(jì)算樣本，裝船306.4萬噸，三臺(tái)裝船機(jī)平均作業(yè)臺(tái)時(shí)為396小時(shí)。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(jīng)初步計(jì)算，并設(shè)每個(gè)班組權(quán)重為0.25，當(dāng)作業(yè)效率最低班組提升為平均效率時(shí)，每年增加營業(yè)收入（2546t

13、/h-2473t/h）*396h*20元/噸*12*0.25=1734480元5 / 9 文檔可自由編輯打印3) 人工成本方面，2011年取料機(jī)司機(jī)人力成本分別為120000元/人，當(dāng)一臺(tái)取料機(jī)智能取料技術(shù)實(shí)現(xiàn)后，每班組可節(jié)省一名司機(jī)，節(jié)約人力成本120000元。一年節(jié)約人力成本120000*4=480000元4) 綜合效益計(jì)算。以電氣元件理想使用壽命為 5 年計(jì)且未計(jì)算新增設(shè)備維護(hù)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(shù)為 6.1051，則共計(jì)提升利潤水平為：（2407803+1734480）*5+480000*6.1051=23641863 元，約 2400

14、萬元。其中調(diào)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(xiàng)研究成功并實(shí)施后，取料機(jī)機(jī)上無需操作人員值守，僅在中央控制室具備遠(yuǎn)程干預(yù)功能即可，有效改善員工作業(yè)環(huán)境，員工工作環(huán)境內(nèi)空氣含粉塵濃度指數(shù)由 20mg/標(biāo) m3 下降到 10mg/標(biāo) m3，下降 50%，噪聲指數(shù)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(xiàng)研究與應(yīng)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(biāo)準(zhǔn)與作業(yè)方式，為其他港口的建設(shè)提供良好的借鑒價(jià)值。第第

15、6 章章 功能概要功能概要1)在操作畫面上顯示料堆的實(shí)時(shí)三維圖形；2)在視頻顯示器上顯示操作現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)視頻；3)根據(jù)管理計(jì)算機(jī)下達(dá)的料場(chǎng)作業(yè)計(jì)劃（或自行編制作業(yè)計(jì)劃） ，通過優(yōu)化模型轉(zhuǎn)化成堆取料作業(yè)任務(wù)；4)將作業(yè)任務(wù)轉(zhuǎn)換成堆取料機(jī)的控制指令，并控制堆取料機(jī)進(jìn)行自動(dòng)化作業(yè)；5)設(shè)備的運(yùn)行位置和狀態(tài)監(jiān)視；6)在中央控制室對(duì)堆取料機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程操作；7)自動(dòng)堆取料過程中，可以中斷自動(dòng)控制而進(jìn)行手工控制；8)對(duì)自動(dòng)堆取過程的故障進(jìn)行報(bào)警；9)取料流量的精確控制；10)自動(dòng)取料與裝船作業(yè)的協(xié)調(diào)控制；11)堆取料機(jī)之間的硬件防碰撞保護(hù)。6 / 9 文檔可自由編輯打印第第 7 章章 售后服務(wù)售后服務(wù)我公司是專業(yè)從事物料搬運(yùn)設(shè)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(wù)機(jī)制，給客戶提供及時(shí)全面的一體化服務(wù)。實(shí)施產(chǎn)品售前、售中、售后技術(shù)服務(wù)。為用戶提供技術(shù)咨詢、技術(shù)資料、方案設(shè)計(jì)、包裝運(yùn)輸、設(shè)備點(diǎn)交、安裝指導(dǎo)、技術(shù)培訓(xùn)、回訪服務(wù)等，長年優(yōu)惠供應(yīng)備品、備件，竭誠滿足用戶對(duì)技術(shù)服務(wù)的要求。真正將客戶未知的，已知的，擔(dān)心的問題解決于無形。7.1 四項(xiàng)制度四項(xiàng)制度1)30 分鐘內(nèi)回復(fù)制：接到客戶電話起 30 分鐘內(nèi)做出回應(yīng)；2)24 小時(shí)到場(chǎng)制：需要現(xiàn)場(chǎng)