一种刮板取料机的自动控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种刮板取料机的自动控制系统，包括激光扫描系统、视频监控系统、定位系统、PLC控制系统、上位机，定位系统安装在刮板取料机上、并用于获取刮板取料机的定位数据，PLC控制系统用于控制刮板取料机，上位机分别信息连接激光扫描系统、视频监控系统、PLC控制系统，PLC控制系统信息连接激光扫描系统和定位系统。本系统具有远程控制刮板取料机进行高效作业的效果，从而实现了料场的无人化管理，避免作业人员暴露于料场的粉尘环境中。避免作业人员暴露于料场的粉尘环境中。避免作业人员暴露于料场的粉尘环境中。

【技术实现步骤摘要】
一种刮板取料机的自动控制系统


[0001]本专利申请属于冶金行业取料机
，更具体地说，是涉及一种刮板取料机的自动控制系统，用于无人值守操作。

技术介绍

[0002]刮板取料机运行方式主要分为两类:1、就地单动控制：就地手动控制指的是操作人员在刮板取料机驾驶室内对单台设备进行现场操作，就地操作模式下，设备的自动化程度低，操作人员工作强度高，与中控系统只有简单的控制连锁。中控系统主控室内的工作人员不了解现场设备的工作情况和设备的运行参数，控制室内也没有设备的报警信号及相关参数。
[0003]2、就地连锁控制：操作人员在就地司机室控制刮板取料机取料作业，同时刮板取料机的刮板取料机构与地面皮带组成控制联锁，地面皮带停止，刮板取料机自动停止。
[0004]目前刮板取料机的控制方式主要还是通过操作人员在司机室进行就地操作，但是刮板取料机一般应用在封闭料场，料场环境比较恶劣，且操作人员工作强度大，料场之间由挡墙隔开，刮板取料机在取料作业时，刮板取料机容易与挡墙发生碰撞，而且操作人员经常会出现误操作，对设备造成损伤。同时中控系统的操作人员对于料场料量，刮板取料机运行情况不清楚，与刮板取料机沟通只能通过对讲机，所以生产过程中经常出现误操作或者误报警影响生产效率。
[0005]因此，刮板取料机实现自动控制成为本领域需要解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术需要解决的技术问题是提供一种刮板取料机的自动控制系统，实现自动控制以及无人值守操作。
[0007]为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种刮板取料机的自动控制系统，用于实现刮板取料机的远程操控，其包括激光扫描系统、视频监控系统、定位系统、PLC控制系统、上位机，定位系统安装在刮板取料机上、并用于获取刮板取料机的定位数据，PLC控制系统用于控制刮板取料机，上位机分别信息连接激光扫描系统、视频监控系统、PLC控制系统，PLC控制系统信息连接激光扫描系统和定位系统；上位机与刮板取料机之间通过无线通讯系统进行信息传输，无线通讯系统包括交换机和无线通讯电台，刮板取料机上通过车上交换机网线到无线通信电台从站，由地面无线通讯电台主站接收信号，所接收的信号再通过工业级光电口交换机由光缆到PLC控制系统，再将信息传输到中控室的上位机。
[0008]该自动控制系统通过激光扫描系统扫描成像并在中控室内的上位机中显示物料3D模型，结合定位系统获取的刮板取料机的定位数据，确定刮板取料机的启停临界数据和平料、取料作业方案；并且通过源程序的修改，利用无线通讯系统和视频监控系统实时监
控，从而实现刮板取料机的远程自动控制，确保生产安全运行。
[0009]本专利技术技术方案的进一步改进在于：激光扫描系统包括3D激光扫描仪和激光扫描服务器，3D激光扫描仪为两台、分别安装在刮板取料机悬臂平台顶端和大臂的中间部位；两台3D激光扫描仪与激光扫描服务器信息连接，激光扫描服务器信息连接上位机和PLC控制系统。
[0010]本专利技术技术方案的进一步改进在于：料场料堆的数据信息包括料堆的体积、重量、边界的一种或多种。
[0011]本专利技术技术方案的进一步改进在于：视频监控系统包括多个摄像头，多个摄像头分别安装在刮板取料机的不同位置，实现刮板取料机全覆盖监控，多个摄像头信息连接上位机。
[0012]本专利技术技术方案的进一步改进在于：摄像头为六个，六个摄像头分别安装在刮板取料机的行走端主侧、行走辅助侧前进方向、行走辅助侧返回方向、料堆处、下料漏斗处和地面皮带处。
[0013]本专利技术技术方案的进一步改进在于：定位系统包括安装在刮板取料机上的大车编码器和卷扬编码器，大车编码器和卷扬编码器均与PLC控制系统信息连接。
[0014]本专利技术技术方案的进一步改进在于：刮板取料机上还设有保护限位，保护限位为2套超声波传感器、其安装于距离悬臂头部1/3处的两侧。
[0015]本专利技术技术方案的进一步改进在于：该自动控制系统包括如下使用步骤，S1、对料场进行测绘，建立料场坐标系，并确定料场的坐标原点和刮板取料机在坐标系中的位置，同时将刮板取料机的定位数据和料场坐标系进行统一，此处的定位数据是指从大车编码器和卷扬编码器获取的定位数据；S2、在刮板取料机的刮板两侧安装3D激光扫描仪，并根据刮板取料机结构图纸确定3D激光扫描仪的安装位置数据，同时建立刮板取料机与中控室的上位机和激光扫描服务器的无线通讯；S3、建立料场的标准数据库，确保上位机和激光扫描服务器可以读取数据库；S4、扫描作业时，激光扫描服务器将需要取料的区间坐标发送给PLC控制系统，刮板取料机的两台3D激光扫描仪在此区间对料场进行扫描，激光扫描服务器将采集上来的料场数据信息进行数据计算、对比分析、特征提取，计算出料堆的体积、重量、边界数据存储到相应料场的数据库中；S5、自动取料作业时，通过上位机读取物料种类的状态字来选择料场，从而读取相应料场数据库的料堆数据，刮板取料机自动选择料场后，激光扫描系统会给出该料场下相应料堆的边界数据、作业切入点和刮板下放角度，并发送给PLC控制系统，刮板取料机接收到PLC控制系统发送过来的边界数据、作业切入点和刮板下放角度后，控制刮板取料机进行自动取料作业；全程通过视频监控系统查看操作画面；S6、取料完毕后，刮板自动升起到最高位；S7、自动平料作业时，同步骤S5一样，依然是通过激光扫描系统对选择料堆进行自动扫描，控制刮板取料机进行自动平料作业；全程通过视频监控系统查看操作画面；S8、平料完毕后，刮板自动升起到最高位。
[0016]本专利技术技术方案的进一步改进在于：安装在刮板取料机悬臂平台顶端的中间部位
的3D激光扫描仪对料堆全方位扫描，安装在刮板取料机悬臂平台大臂的中间部位的3D激光扫描仪对边界处的料堆进行扫描。
[0017]由于采用了上述技术方案，本专利技术取得的有益效果是：通过激光扫描技术实现对于刮板取料机的远程自动控制，降低操作人员的工作强度，改善操作人员的工作环境，确保刮板取料机稳定运行。具有显著的社会和经济效益，有效地解决了
技术介绍
中存在的上述问题。
[0018]本专利技术通过实现刮板取料机远程自动控制，可以大大降低操作人员的工作强度，改善操作人员的工作环境，可以实现一人同时控制多台设备，大大降低了人工成本，同时规范了刮板取料机的作业流程，很好的降低了刮板取料机因人为因素所带来的设备损害，降低了设备的维修率，激光扫描系统还建立了完备的料场信息数据库，助力实现自动盘库，相比于人工盘库，基于激光扫描的刮板取料机控制系统可以做到实时盘库，及时计算等优点。
附图说明
[0019]图1为本专利技术的总体结构示意图；图2为本专利技术的刮板取料机控制系统采集图；图3为本专利技术的操作流程图。
具体实施方式
[0020]下面结合实施例对本专利技术做进一步详细说明。
[0021]本专利技术公开了一种刮板取料机的自动控制系统，先介绍一下刮板取料机，刮板取料机是常见的机器，包括行走机构、卷扬起升机构、刮板取料机构、司机室、电气室，具体结构不再本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种刮板取料机的自动控制系统，其特征在于：用于实现刮板取料机的远程操控，包括激光扫描系统、视频监控系统、定位系统、PLC控制系统、上位机，定位系统安装在刮板取料机上、并用于获取刮板取料机的定位数据，PLC控制系统用于控制刮板取料机，上位机分别信息连接激光扫描系统、视频监控系统、PLC控制系统，PLC控制系统信息连接激光扫描系统和定位系统；该自动控制系统通过激光扫描系统扫描成像并在上位机中显示物料3D模型，结合定位系统获取的刮板取料机的定位数据，确定刮板取料机的启停临界数据和平料、取料作业方案，并通过视频监控系统，实时监控，从而实现远程自动控制，确保生产安全运行。2.根据权利要求1所述的一种刮板取料机的自动控制系统，其特征在于：激光扫描系统包括3D激光扫描仪和激光扫描服务器，3D激光扫描仪为两台、分别安装在刮板取料机悬臂平台顶端和大臂的中间部位；两台3D激光扫描仪与激光扫描服务器信息连接，激光扫描服务器信息连接上位机和PLC控制系统。3.根据权利要求1所述的一种刮板取料机的自动控制系统，其特征在于：视频监控系统包括多个摄像头，多个摄像头分别安装在刮板取料机的不同位置，实现刮板取料机全覆盖监控。4.根据权利要求3所述的一种刮板取料机的自动控制系统，其特征在于：摄像头为六个，六个摄像头分别安装在刮板取料机的行走端主侧、行走辅助侧前进方向、行走辅助侧返回方向、料堆处、下料漏斗处和地面皮带处。5.根据权利要求1所述的一种刮板取料机的自动控制系统，其特征在于：定位系统包括安装在刮板取料机上的大车编码器和卷扬编码器，大车编码器和卷扬编码器均与PLC控制系统信息连接。6.根据权利要求1所述的一种刮板取料机的自动控制系统，其特征在于：刮板取料机上还设有保护限位，保护限位为2套超声波传感器、其安装于距离悬臂头部1/3处...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘催，程钢，梁刚，王文良，童胜云，王建新，侯艳民，
申请(专利权)人：河钢股份有限公司邯郸分公司，
类型：发明
国别省市：