梅钢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 系统各单元实现过程描述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73 系统组成83.1 硬件设备83.1.1 库区地面设备83.1.2 定位自控工业显控部分93.1.3 天车全自动系卸放件功能144 应用就件描述151系统柢述1.1系统介与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段计的吊车无人管理自动化系统，该系统利用激光测量技术自动检测天车的操作位置，并把该信息与生产下发的天车作业命令

2、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，实现全物流的自动控制和统一管理。天车全自动激光定位导肮系统能够根据用户的需要完成上料、料、倒料等不同功能,同时可以处理临时的一些非正常指令和无指令倒库Ifif1并能符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、炼的等各种工艺环节O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、信息查询、数据统计、段备运行状态监控、异常信息处理、报警J力能、系统对时功能、系统SE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

3、以方便地追述事件，进行事故的查找和分析。软件成熟可靠、界面友好、工作稳定、可扩展性强，方便用户使用和扩充。每部天车那具有多抻取能，根据不同的情况相互切换，来协同作业共同完成具体的工作。天车上的车载终端负责数据采集，并通过无线局域网完成数据的传输。天车之间能明彼此通讯，传输数据，从而实现实时性的监视同聆内各个天车的位置和工作状态，从而有效的实现库存管理信息化。针对冶金行业的天车全自动控制系统采用P1C、变一调速、WiFi、网曲传感、视颛监控等技术，实现天车无人远葩离全自动控制。测防传感器通过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

4、，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摄像机进行监控，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，W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，天车的控制电源采用UPS不间断电源作为天车在电源出现问题时的能峭做应急人工处理，同时保证了P1CiE常的可能不出I问题。为了保证天车系统高安全性、高可靠性

5、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刖判断I能，当传感器、变颛器、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防护系统，此安全系统遵8欣洲A、B、C三类安全防护标准中最高安全等级标准。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术，具有抗震、防尘、耐高温特点，特别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

6、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化、简单化、自动化。通讯应用先进的直接序列扩展频谓（DSSSsOFDM）技札这保证了足的的带宽和高速的数据通讯。网络通讯采用EEE802J1bg标准自适应的无线方式。 工作频段：2.4102.483GHz（无委会免申请） 通讯梆-：IEEE802.11bg 工作模式：蟀窝结构，可自动漫游 传送速率：11MbPS-54MbPS/160m-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

7、.2库区情况及基站配置库区情况分卷IhIi1共2台抓斗起重机序号EM天车数（台）长度（M）宽度（M）备注01上料我11台基站现场有上料抓斗桥式起重机1台,供卡车停留的物流通道,吊车具备称重J力能。系统主要分以下几部分:2系统架构以及功能描述2.1系统示意图2.2系统各单元实现过程描述221激光三维定位单元功能通过X/Y轴激光器以及Z轴旋转编码器进疗三维他岗检心从而换算出库区的三维定位图，并快捷、准确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大机交互单元通行数据处理，并转换成可以直观显示的模II12D图。1.1 .2吊车行程控制单元通过对吊车P1C控制系统和变颍器进行优化控制，对

8、大小车段备进行接口段置，并且通过工业显控终端与服务端接口作业动作，依亮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。2.23 吊车自动计量系统通过对吊车计量设备的重量信号采集，配合天车的作业流程，对每台天翎及每次上料的重量也行统比在原有人工计量的基砒上，提高了作业效率，并且有效的降Bn人力统计带来的数据嵇确等网题。1.1.1 车防摇摆系统垓系赞通过可编程控制器和变颛器，根据操作指令及起重机的实时运行状况计算出能消除载荷摇摆的大小车运行速度,再通过变IO根据所要求的速度驱动大车和小车运行,从而实现消除起重机莪荷摇摆现象。2.2.5 无线通讯系统将车载人机界面按受到的作

9、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下服务器瑞。段备采用带宽最大为108M的80211bgn的无线通讯技札具有更好的处理现场大数据是网络交换的条件，以期达到稳定、高效的作业效果。并且!置稳定的车栽终端显示我备，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。2.2.6 夹具改造部分需对夹具进行重量以及夹取信号等功能进行改造。2.2.7 矿粉局部外形尺寸打描系统为了雄硝的识别虚Jf1库位的物料外形信息以及物料的精礴位置,除了需要高度测量，还需要对物料的实麻形状进行自描和识别,我们选用TEKEMAS8210系列激卷形状识别器，该系列产品为室外型，可靠的抗

10、干扰性能（通过内部滤波及多重回波），大保护即岗（最远80米的保护区域），内部具有自救J力能等优点。其主要用于粉堆轮廊正描。TEKEMAS8210采用成熟的激光-时间飞彳j原理及多重同能技末，非接触式检测，采用小光点的激光,能够较格端的测量物体的尺寸及他离，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（根据测量能离） 工作范围最远可达80米，闩描角度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%max.25w 工作温度：俯存温度：-3070七/-35。80七3系统组成3

11、.1硬件设备3/M库区地面设备3.1.1.1 服务器（仅供参考，需要根据现场情根选用）产品名称HPM1110G7E3-1240处理器四核Inte1XeonE3-1240(3.30GHz4-core8MB80W,1333)8MB内置智能爆存内存标置4GB(2x2GB)PC3-10600E(无援冲内存)内存,最大可扩充至16GB硬盘说明集成HPSmartArrayB110iSATARAID控制一(支集RAID0,1,10)；最多支持4块热插拔3.5SATA硬盘显卡64Mb共享内存，分辨率1600*1200扩展植共4个PCI-E2.0KIg,1个PCI-Expressx1Gen1全高全长插全,2个P

12、CI-Expressx4全高全长插槽,1个PCI-Expressx16Gen2全高全长插槽网络控制集成2个NC112i千兆以太网卡电源类型标窗处理器高速援存8Mb英特尔智能高速频存其他标配i103远程管理端口；16倍速SATADVD-RoM驱动器;10个USB2.0端口;350W电源，塔式(4U)；3.1.1.2 工业电控柜TEKEMAS2490QQC用于封装保护无线基站，防尘防水，根据不同的使用环境可以配装凝也可以用于封装光纤端接意、光电收发器等。室外型480(H)450(W)210(T)mm2*三座16AC65N-2P-C6AIP54露温度监控器、加热器等。技术规格 类型： 尺寸： 内置收

13、标插座： 内置空气开关： 防护等级：3.1.2定位自控工业显控部分3.1.2.1 工业地面终端TEKEMAS8615选用英国TEKEMAS公司生产的TEKEMAS8615工业级车载终端，该终端使用操作方便的15英寸触摸屏，2G内存，32G的军用电子硬盘，完成定位数据处理以及作业指令的接收、显示等操作。TEKEMAS8615非常适合在钢厂等恶劣的工业环境中使用，可以在-30七703的环境温度下正常工作，另外在设备的密封性、防水、防霁、防震、抗碰撞冲击等方面也满足工业要求，使用高分辨率及内置背光彩色XGA-TFT显示屏，面板上可以配置I力能St和数字维，耐久方便的触摸屏，支持通用软筵,配上符合EE

14、E802.11bg标准的无线网卡可与无线局域网无缝的接。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。全金属铝镁外壳机身，散热性能好。技术煽格类型：工业车载式COmPUter型号：TEKEMAS8615CPU:Inte11.6GHzatonmCPU内存：RAM2GB外存：32GB军用电子硬盘显示：15TXGA1024x768分辨率,触摸屏接口：2xRS232,1XEthernetRJ45,2x2.0USB,1xPS2工作电源：DC24V-48Vn30W外壳材料：高限度铝镁尺寸：319(w)x262(h)x99mm(d)重量：9.7kg防

15、护等级:IP66温度：-30Cto70湿度:1090%,无凝露抗冲击抗振:1EC60721-3-5-c1ass5M2操作系统：WindowsXP中文版操作方式：触摸式3.122激光定位仪X1jTEKEMAS品牌激光定位仪采用相位比较原理进I1iSo激光传感器发射不同频率的可见激光束，接收从被测物返回的敢射激光，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移所对应的物体间距离。适用于任何工业场合0.16s测量时间激光发散角0.6mrad激光等级C1ass1级,符合DINEN60825-1:2001-11(EC825-1)C1mW(红色)-30t-60cC工作温度存械温度-40t-70X数据接口RS232RS422(可能换)波特率9600可设置濡量功能选择、单位、测量时间、输出网