[发明专利]原料场堆取料机无人化控制系统

说明书

本发明提供了一种原料场堆取料机无人化控制系统，包括：三维激光扫描仪单元，用于获取原料场料堆三维模型；中控机，用于根据原料场料堆三维模型以及堆取料策略得到堆取料机的堆取料定位数据；堆取料机自动控制系统，用于根据堆取料机的堆取料定位数据以及堆取料机的运行参数和堆取料策略控制堆取料机进行自动定位和自动堆取料作业；安全防护系统，用于根据料堆三维模型数据、设备定位检测信号和设备动作状态信息进行主动防碰撞演算，保证设备安全运行；视频监控系统，包括安装在每台堆取料机上的多台高清摄像机，用于观察堆取料机关键设备的动作，并将料场视频信息汇总至中控机集中监控。本发明实现堆取料机自动堆取料作业，安全、高效、无人化。

技术领域

本发明属于控制工程领域，具体涉及一种原料场堆取料机无人化控制系统。

背景技术

当前我国钢铁企业自动化、智能化水平不够，生产中存在大量人工干预的现象，导致产品质量不稳定，生产效率低。作为钢铁生产铁前的第一道工序，原料场扮演着重要的角色，是钢铁企业与社会物流衔接的转载接口。原料厂的主要任务是负责全厂大宗散状原料和燃料的受卸、储存、整粒、混匀等，并将经加工处理的各种物料送给炼铁、烧结、球团、焦化等用户，以保证正常连续的生产。

在我国，钢铁原料准备工艺技术比国外起步较晚，早期的原料场均为露天模式。随着环境保护要求的日益严格，大型钢铁企业开始普遍对原料堆场和输送系统胶带机通廊进行封闭改造，从最初的集中或分散的机械除尘设施、带式输送机落料口的密封、露天堆场的洒水到现在的各种类型的封闭料场、全封闭的胶带机通廊、在环保方面已有了长足的进步。但是，原料场中堆满矿渣等粉尘原料，工作环境差，操作流程复杂，危险因素多。原料的卸、堆、取作业仍按照司机操作堆取料机的人工作业方式进行。人工操作堆取料机的方式存在劳动强度大，自动化程度低，作业效率根据司机的疲劳程度、操作水平等起伏较大，容易出现作业质量事故等问题。钢铁企业原料场堆取料机自动堆取料的实现可以为原料场实施自动化技术改进、实现高效优化管理提供坚实的基础。堆取料机的无人化、自动化作业是实现原料场无人化的关键。

近年来，随着检测技术、计算机技术和网络技术的发展，先进控制技术的应用，自动化的范围不断向钢铁企业的管理、生产过程扩展。国内外大型钢铁公司针对已有的成熟工艺开始研究将自动化管理技术应用于堆取料机的自动化堆取料作业中，以实现原料场的无人化管理。为实现自动堆取料，国外的钢铁企业原料场通过在堆取料机悬臂架上安装激光扫描装置实现对料堆的实时扫描，进行精确的料场盘存工作。但是，受限于当时计算机技术的水平，激光扫描仪扫描计算的速度较慢，扫描的时间成本较高。

由于料场环境的恶劣、激光扫描设备价格的昂贵及计算机技术水平的限制，目前钢铁企业原料场的堆取料无人化操作技术仍处于研究与试验阶段，国内仍没有长期用于正常生产的无人化料场控制系统。一些钢铁企业为了节省成本，形成了根据堆料、取料等信息，采用软件编程工具实现了原料场二维料场图的绘制。二维料场图较三维料场图立体效果变差，显示精度降低，不利于堆取料机的自动化操作。与此同时，国内很多钢铁企业也针对该问题也提出了料场无人化的建设目标，但是在进行堆取料机作业时的效率较低，会对钢铁生产后续的作业产生影响。

发明内容

为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种原料场堆取料机无人化控制系统。

本发明提供一种原料场堆取料机无人化控制系统，包括：

三维激光扫描仪单元，用于获取原料场料堆三维模型；

中控机，用于根据原料场料堆三维模型以及堆取料策略得到堆取料机的堆取料定位数据，包括走行位置、回转角度以及俯仰角度，并下发给堆取料机自动控制系统；

堆取料机自动控制系统，用于根据堆取料机的堆取料定位数据以及堆取料机的运行参数和堆取料策略控制堆取料机进行自动定位和自动堆取料作业；