抓斗全自动吊运系统.docx

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1、抓斗起重机无人值守定位系统目录1 系统慨述31.1 系统介绍31.2 库区情况及基站配置52 系统架构以及功能描述62.1 系统示意图62.2 系统各单元实现过科描述72.2.1 激光二维定位单元功能72.2.2 吊车行程控制单元72.2.3 吊车自动计量系统错误!未定义书签。3 系统组成93.1 硬件设备93.1.1 库区地面设备93.1.2 定位自控工业显控部分93.1.3 天车全自动系统硬件川能114 应用软件描述121系统柢述1.1系统介绍抓斗车无人值守定位系统是针对大型冶金企业的各个工艺环节所设计的吊车无人管理自动化系统，送系统利用激光测量技术自动检测天车的操作位置，并把送信息与生产

2、下发的天车作业命令一同显示给地面操作人员，实现整个作业区的天车全自动无人作业功能，并将天车操作的实际情况传送给生产管理系统，实现全厂物流的自动控制和统一管理。天车全自动激光定位导航系统能的根据用户的需要完成原料采样曦。并能招确认的操作数据传输到管理系统计算机。可以应用在矿山、炼铁、炼钢等各抻工艺环节。系统提供三维定位、吊车动态导航、通讯管理（包含与生产的接口等）、物料外形识别系统、作业命令处理、信息查讯、数据统计、设备运行状态监控、异常信息处理、报警功能、系统对时功能、系统配置、履历管理等功能。并具有库图，物料、报警和履历等信息的查询功能,可以方便地追述事件，进行事故的查找和分析。我件成熟可靠

3、、界面友好、工作稳定、可扩展性强，方便用户使用和扩充。每部天车都具有多抻取能，根据不同的情况相互切换，来胡同作业共同完成具体的工作。天车上的车教终端负责数据采集，并通过无线局域网完成数据的传输。天车之间能峭彼此通讯，传输数据，从而实现实时性的监视同瞪内两台天车的位置和工作状态，从而有效的实现库存管理信息化。天车全自动控制系统采用P1C、变频调速、WiFi、测距传感、视频监控等技术,实现天车无人远距离全自动控制。测距传感器通过PrifBUS-DP总线将数据传入P1C中，P1C根据测距传感器的位置数据进行采集处理，对数据进行优化处理，计算出天车移动所需要的速度、距离、吊具的高度、物料提升的速度等物

4、理参数，P1C通过变颛器对天车的电机进行控制，从而实现天车精确定位的控制，地面中心控制室对天车下达物料的位置信息和物料库区作业的位置信息及物料的属性信息，天车会自动完成行走、定位、起吊、放下动作，地面人员还可以通过天车的高清全方位提保机进行监控，防止系统出现突发性失控故障。为了实现系统的可靠的紧急处理机制，中控室与天车采取硬接线方式控制电机的电源，以保证天车急停的可靠的可行性,天车的控制电源用用UPS不间断电源作为天车在电源出现I可题时的能够做应急人工处理，同时保证了P1C正常的功能不出问题。为了保证天车系统高安全性、高可靠性P1C控制系统采用双机冗余结构，当主P1C出现异常时，另一台无缝接入

5、控制，从而实现了不间断的连续的可靠控制，系统具有完善的自动识别判断J力能，当传感器、变魏器、控制器、视频信号出现异常时，系统会自动退出自动模式而进入人工干预模式，保证系统始终处于安全可靠的控制状志下。为了保证整个系统的安全性，整个库区和天车具有安全阴护系统。本系统中装置选用先进的无线终端设备和计算机以太网微波通讯技札具有抗震、防尘、耐高温特点，特刖在通讯过程中具有强的抗干扰能力，数据传输快、稳定可靠（32G军用电子硬盘）。天车之间、天车与地面之间通过无线局域网有效的结合在一起，使天车能迅速快捷的接收地面站所发的作业指令，进行有效作业。系统稳定可靠，运行维护方便，充分实现了库区管理的精确I1简单

6、化、自动化。通讯应用先进的直接序列扩展短漕（DSSS.OFDM）技札这保证了足够的带宽和高速的数据通讯。网络通讯呆用EEE802J1bg标准自适应的无线方式。工作城段：2.4102.483GHz（无委会免申请） 通讯协此IEEE802.11bg 工作模式：蜂窝结构，可自动漫游 传送速率：11Mbps-54Mbps160m-500mo本系统在每跨设置的基站，覆盖整个工作区，确保区域内传输速率为24Mbps。并使天车在整个工作区内无通讯盲点，保证通讯的可靠性。1.2现场情况及基站配置现场有抓斗桥式起重机2台，每台起重机有两个抓斗小轧对车用的原料进行采样，两台起重机进行胡同作业，充分利用吊车资源。起

7、重机的工作范围为600米左右，起重机横跨6条火车轨道，利用视觉识别系统获取车Ri所在的道次、车Ri的总数量、第一节车相的位置信息C系统主要分以下几部分:吊车自动行走系统服务器硬件部分吊车防摇摆系恭无线通讯系统前件部分吊车三维定位系统物料自动计量系兼物料外形白描系统吊车防碰撞系统P1C控制部分2系统架构以及功能描述2.1系统示意图据视觉识刖系统运行到第一个采样车厢位置进行采样操作，操作完成后，反馈信号，然后根据谩辑计算确定下一个采样位置，起重机根据程序指令依次完成7次采样操作。采样过程中，二级系统需要记录相关采样数据，例如：采样编码、采样位置、原料批次、原料名称、原料规格、运输班组。2.2系统各

8、单元实现过程描述221激光三维定位单元功能通iix轴激光器以及Z轴旋特编码器进行三维超离检测，从而换算出库区的三维定位图，并快捷、准输的实现三维高精度定位。通过数据转换中心将采集到的数据提供给人机交互单元进行数据处理，并转换成可以直观显示的模版2D图。222吊车行程控制单元通过对吊车P1C控制系统和变牖器在行优化控制，对大小车设备进行接口设置，并且通过工业显控终端与服务端接口作业动作，依靠内置的数据模型发出合理的吊车行走动作控制命令,从而实现吊车自动行走和动作。2.2.3 吊车防摇摆系统该系统通过可编程控制器和变施器，根据操作指令及起重机的实时运行状31计算出能消除教有摇摆的大小车运行速度，再

9、通过变魏器根需所要求的速度驱动大车和小车运行，从而实现消除起重机载荷播摆现黑224无旗通讯系统将车载人机界面接受到的作业指令以及完成的结果通过无线通讯的方式上传或者下行到服务器瑞。设备采用带宽最大为108M的80211bgn的无线通讯技术，具有更好的处理现场大数据量网络交换的条件，以期达到稳定、高效的作业效果。并且配置稳定的车载终端显示设备，方便在设备维护、故障时采取人工操作，并且进行部分定位数据处理，分担服务器压力。2.2.5 矿粉局部外形尺寸打描系统为了准确的识别虚批库位的物料外形信息以及物料的精嫡位置，除了需要高度测量，还需要对物料的实标形状进行打描和识别，我们选用TEKEMAS8210

10、系列激光形状识别器，该系列产品为室外型，可靠的杭干扰性能（通过内部滤波及多重回波），大保护甑离（最远80米的保护区域），内部具有自枪功能等优乳其主要用于矿粉堆轮TEKEMAS8210采用成热的激光-时间飞行原理及多重回波技术，非援俄式枪潸,采用小光点的激此能够较准确的测量物体的尺寸及越离，是识别物料的最佳选择。 可以用于户外恶劣的天气情况 采用多次回波技术 具有自检功能 测量精度Imm-15mm（根据测量也离） 工作范围最远可达80米，白描角度60度 IP67阴护等级 内部集成加热器 采用1级激光 通过以太网实时输出测量数据工作电压：24VDC15%max25w工作温度：储存温度：-3070t

11、/-3580t3系统组成3.1硬件设备311库区地面设备3.1/M服务器（仅供参考，需要根据现场情况选用）3.1.1.2工业电控柜用于封装保P无线基站，防尘防水，根据不同的使用环境可以配装漫露温度监控耨、加热耨等。也可以用于封装为纤端接直、为电收发需等。3.1.2定位自控工业显控部分3.1.2.1工业地面终端工业级车曩终端，皮终端使用操作方便的15英寸敷摸屏，2G内存，32G的军用电子便置，完成定位数据处理以及作业指令的接收、显示等操作。非常适合在纲厂等恶劣的工叱环境中使用，可以在-30t70七的环境温度下正常工作，另外在设备的密封性、防水、防雾、防震、杭碰撞冲击等方面也满足工业要求，使用高分

12、辨率及内置背光彩色XGA-TFT显示屏，面板上可以配置功能健和数字队酎久方便的触腹屏，支持通用软健，K上符合IEEE802.11bg标准的无线网卡可与无线局域网无缝衔接。适应各种恶劣环境要求，符合军用级抗震动、抗冲击和操作环境的高标准要求。外部接口全封闭安装，种类丰富多样。全金属铝锭外壳机身，散热性能好。3.122 淞光定位仪X轴激光定位仪采用相位比较原理进行测量。激光传!T器发射不同频率的可见流光束，接收从被测物返回的散射激性,将接收到的激光信号与参考信号进行比较,最后，用微处理器计算出相应相位偏科所对应的物体IS)M离。适用于任何工业场合。3.123 波光定位仪Y轴多种测量模式，灵活可配置

13、性高；最高的脉冲独率和数据刷新率多利通讯方式：RS232RS4854-20mA量程大，精度高适应恶劣环境。3.124 .4吊车行程模型控制器通过工业控制终端与服务端接口作业动作，并通过内置的数据模型控制吊车自动完成作业任务。该系统具有以下优势：提高生产效率超过50%；提高安全性减少操作人员的工作限度天车的控制参数可以根据天车的所在位置、物料位置、物料的移动终点位置来计算出所需要速度（大车的速度、小车的速度）、M1臧速度、路径等运动参数，控制器根据运动参数来控制变赧器的运行，从而控制电机的运行。吊车间防撞系统当有两个天车距离较近时，系统也会做出避让的控制，避免现车发生碰撞。地面及车上的操控功能系

14、统不但具有自动控制功能，还具有手用操控功能，地面控制人员可以通过地面控M终端控制天车的行走、起吊4应用软件描述系统命令包括自动规划行走路线、回位、飒样等作业，操作人员在管理系统项为成1力后，管理系统指令发送到天车，抓斗起重机能智能定点停车即料。通过联动台按钮/触摸屏选定和料点,起重机一健自动提升抓斗并运行至指定卸料口上方，物料称重传输信号并自动累积至该点对应生产线进料总量并形成数据报表。控制系统自动劄料功能，整个自研程序具备手动切换。抓斗卸料完成后，抓斗自动提升并运行至指定位置。两套抓斗同时运行时,激光器通过距离相向对电防碰撞俄警、控制。手研状态下，起重机具备通过联动台摇杆实现人工倒垛料I力能。控制系统需要具备防止抓斗摆动保护功能。