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机械防碰撞

    堆取料机是一种新型高效率连续装卸机械,主要用于散货专业码头、钢铁厂、大型火力发电厂和矿山等的散料堆场装卸铁矿石(砂)、煤炭、砂子等。而随着矿石等原料成本的不断上涨,有效降低人工成本、最大限度改善工作环境、稳定生产率、减少人工干预造成的减产已经成为所有大型散货码头面临的共同课题。
    该课题关键技术的难点在于如何在无人操作的环境下,使堆取料机全自动运行,并确保安全生产,既不会与协同作业的相邻堆取料机发生碰撞,又能提高作业效率。运用GNSS的高精度定位定向数据可以实时获取当前堆取料机的三维定位数据、回转角度、俯仰角度,通过计算与相邻堆取料机的距离,判断此距离是否达到预警条件,并通过主调度室PLC来控制作业区的相应堆取料机的正常行进、减速、停止操作(这些操作又分为前进、后退、左转、右转、上仰、下俯6种),最终可以实现堆取料机的半自动控制甚至全自动控制模式。正是基于这种情况,中海达防碰撞系统孕育而生。

     中海达防碰撞系统总共分为基准站系统、堆取料机系统监控中心系统等三大部分组成。
    基准站系统
    基准站系统给各台堆取料机提供差分数据,是整个系统的控制部分。其工作原理是基准站接收机将自己获取的高精度定位数据,通过电台或GPRS方式将差分数据发送到堆取料机的接收机上;接收机通过将自身的定位数据和基准站的差分数据进行差分解算,最后得到厘米级定位数据。
    基准站差分系统主要包括基准站GNSS接收机和差分数据电台。基准站作为整个系统的基准,必须建立在一个干扰少,基础稳定的位置,以便保证整个系统的定位精度以及全天候使用。一般来说,基准站系统建立空旷的房屋楼顶上,单必须做好防雷措施。
    堆取料机系统
    根据堆取料机的特点以及设计要求,将在堆料机上安装两台GNSS接收机。其中两台GNSS接收机天线分别安放在臂吊中间位置和臂吊最高处。如下图:方法

    在堆取料机上安装的定位、定向GNSS接收机数据,通过堆取料机自身的光纤,将数据传回到监控中心。
   
    监控中心系统
    监控中心系统是整个系统的核心,堆取料机的数据回传到监控中心之后,将碰撞点坐标、方位角、俯仰角等必要的信息传输到PLC系统里。方法

    如上图所示,从天空俯视地面,某一时刻机车臂吊与轨道之间的夹角则为当前夹角。假设0点为臂吊的旋转的支点,以0点建立直角坐标系,X轴为正北方向,Y轴为正东方向。AB两点分别代表定位和定向GNSS接收机。在T时刻,机车吊臂和轨道车间的夹角为0;在T1时刻,机车臂吊与轨道之间的夹角为∠X0Y - ∠X0B = ∠B0Y。换个

    如上图所示,以吊臂作为剖面,某一时刻机车臂吊与轨道的夹角则为当前俯仰角。假设0点为臂吊的旋转的支点,以0点建立直角坐标系,Z轴为高层方向,Y轴为正东方向。AB两点分别代表定位和定向GNSS接收机。在T时刻,机车吊臂和轨道车间的夹角为0;在T1时刻,机车臂吊与轨道之间的夹角为∠Z0Y - ∠ZOB = ∠B0Y。
    PLC
    PLC:Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器,一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
    PLC的基本结构包括电源、中央处理单元CPU、存储器、输入输出接口电路、功能模块(如计数、定位灯功能模块)、通信模块(如以太网、RS485、RS422、RS232、Profibus-DP等)。都是


    成功案例
    神华黄骅港煤炭码头堆取料机防碰撞监测系统


 

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