堆取料机定位技术济南祥控自动化设备有限公司二 0 二 0 年十月三十日目录第 1 章 堆取料机定位系统 31 项目背景 32. 系统介绍 43. 产品优势 7第 1 章 堆取料机定位系统1. 项目背景煤场堆取料机定位技术是近年来自动化技术发展的一个热点，是实现煤场定 点堆取和取料、实现堆取作业连续监控的核心问题当前 国内外的定位技术主 要有旋转编码器位置检测、读携码器编码位置检测、绝对型线性编码器、激光定 位技术、红外定位技术、定位片（条 形码）、格雷母线位置检测等旋转编码器位置检测技术该技术是通过安装在车轮上的旋转编 码器检测机 车位置，是一种相对的接触式定位技术，而堆取料机存在 车轮打滑、长距离往 返行走、频繁制动启动、现场工况恶劣等状况， 所以位置积累误差非常大，无 法供生产控制使用读携码器编器及绝对型线性编码器位置检测技术这两种技术的感应距离要求高，小于40mm，而堆取料机在走行的过程中自身的振动难免，轨道长时间使 用后会出现不平从而导致走行过程中的抖动， 这种振动或抖动一般很容易超出 其 40mm 的感应距离，技术不适合于 堆取料机的定位激光定位技术该技术测距相对短，抗污染能力差，露天环境的 雨、雾对光 线传播都有影响，激光发射头要求的环境清洁度应非常好， 粉尘累积或雨水冲 刷极易造成发射窗口被堵塞，价格高。
红外线定位技术该技术不抗粉尘，怕水蒸汽，不耐高温，怕撞，抗震动较差， 安装精度要求高，使用寿命短，不适合恶劣环境，综合维护量大等条形码位置检测技术该技术通过安装在轨道旁的条形码或信息 按钮检测机 车的位置，是一种绝对定位的工作方式，由于在粉尘、露 天环境里定位片编码 或条码受到污染后失效，所以不耐污染，在工业 应用场合已基本淘汰格雷母线位置检测技术该技术宽容度比较大，可以用在直线或 环形位移检 测，抗电磁干扰、抗污染能力强，防水、油、灰尘、蒸等 汽，但是，地址检测 编码电缆价格昂贵，投资大2. 系统介绍本系统采用在堆取料机上加装刻度标尺精确定位系统的检测技术，实现堆取 料机的位置精确检测刻度标尺检测到的堆取料机位置精度高，信号稳定可靠 在车辆状态良好的情况下，采用全联机自动运行方式，即只要满足启始条件，按 下自动启动按钮，系统将全部自动运行，中央控制室操作人员只起监控作用，当 发生机械故障或意外情况时，按自动停止或急停按钮，解除自动程控操作斗轮堆取料机又称悬臂式堆取料机，是散货料场专用堆取设备它是堆取料 合一的机械，即是一种挖取和堆存煤炭、矿石、砂石等松散物料的高效率机械 它不仅适用于电厂，而且在码头、港口也很适用，大多数的转运煤及松散物料的 码头、港口都采用斗轮堆取料机。
斗轮堆取料机的采用，大大缩短了堆取时间， 提高了工作效率，减轻了工人劳动强度国内最早设计制造的企业有：大连重工 （原大连工矿车辆厂）、哈尔滨重型机器厂、北京起重运输机械研究所等单位斗轮堆取料机类设备包括堆取料机，取料机，堆料机，混匀取料机，混匀堆 料机，门式堆取料机等使用最多的是堆取料机，其原因是此类设备功能较齐全， 可满足大多数条件下的需要上述各种设备的基本功能是向料场堆料，或从料场 取料其中堆取料机具有堆取功能，取料机、堆料机只有取料或堆料功能，混匀 取料机与混匀堆料机除具有取料与堆料功能外还具有均化功能，以满足用户对物 料均化的要求混匀取料机与混匀堆料机顾名思义，既有正常的堆料与取料功能，也有均化 功能，主要用于钢铁企业，水泥行业，电厂的原料进行均化处理如烧结厂铁矿 石原料的均化，水泥厂的石灰石均化，发电厂的煤炭均化等其重要意义在于经 过均化后的原料的化学成份相对稳定，煤炭灰份与燃烧值也相对稳定，可使这些 行业在产品质量控制方面与产品质量方面有较大提高，同时提高了经济效益并 降低了能源消耗混匀取料机通常为桥式或门式结构混匀堆料机通常是摇臂式 结构在具体工作时与普通堆取料机的区别在于混匀堆料机是连续走行堆料，堆 料方式又可分为人字形布料与菱形布料。
当堆料作业结束后再进行混匀取料混 匀取料机取料时为全断面取料，既同时取到整个断面的物料物料是由料耙耙下 来，再由斗轮取到机上皮带机，由机上皮带机送到地面皮带机在实际取料过程 中大车步进运行一个单程，然后堆取料机运行一个单程如此反复运行取料为提高均化作业的效率，设备应具备寻堆认址、定位, 自动确定各层料堆起 点、终点及位置跟踪、终点记忆、料流对中心、电缆保护、整机自动堆取料，从 而实现流畅和高效的堆取料自动作业同时中控室能够对作业过程进行监视所 以有必要对堆取料机位置进行连续跟踪目前堆取料机位置检测大多采用的是人眼定位、光电编码器装置（光码盘）、 激光位移传感器、行走限位开关、RFID方式光电编码器装置，整套装置安装 在驱动电机前部的一个金属壳体内，由盘状齿轮与定位车齿条啮合，通过驱动轴 驱动编码器盘状齿轮的圆周与定位车驱动小齿轮的圆周相同编码器由传动齿 轮自下而上通过减速机、联轴节驱动，实现定位车的位置检测这几种检测位置的方式均存在一定缺陷，具体表现如下：1）人眼定位受制于眼睛健康状况和精神状态，环境影响比较大，作业时间长；2）光电编码器装置在车轮打滑就会形成累计误差 , 相对定位的机械接触工 作方式；3）激光位移传感器在不洁净环境会失去作用，轨道沉降导致车辆走行抖动会使反光板靶位不准，亦会导致位置检测不准；4）行走限位开关由于是点定位，对连续性位置检测存在盲区；5）RFID 方式是无线点定位，存在漏读现象, 延时较大；故这几种传感器在检测位置时多数存在灵敏度低、寿命短、故障率高、可靠 性低，操作繁锁，而且存在溜放环节（即失控区），致使半自动操作难以可靠稳定 运行。
由于堆取料机是较大的设备，其惯性较大，在启动和停止时也是硬性的， 所以在工作过程中会产生很大的撞击和震动，噪音污染严重，严重影响其安全性 和有关零部件的寿命，易于损坏设备，由此设备精确位置控制显得尤为重要该 系统具有以下特点：1、堆取料机走行位置、装卸位置精确检测；2、可实现堆取料机自动走行，自动堆取料；3、 实现位置联锁，可以防止两端掉道或碰撞事故；4、与堆取料机小皮带联锁控制，防止混料、错料、堵料事故；5、可进行鳞状堆积预混匀作业，以提高原料成分的均匀度、减少粒度偏析；6、实现堆取料机远程监控功能；7、结合皮带秤数据对堆场堆存量数字化管理；8、严格控制堆料形状和取料规律，可以大大提高料场的存储容量，提高料 场的利用率；9、变起点定终点工艺可将料堆截面堆成长方形，减少端部料的产生和浪费， 也同时减少铲车进场的作业量主要用于散状物料处理，如矿山系统、冶金系统、港口码头系统、化工系统、 电力系统、水泥系统、铁路系统、轻工系统、军工系统、石油系统、机械系统等 有轨搬运设备精确定位和自动控制，如：大型散货港口、火力发电厂的储煤场、 大型土方工程工地、大型钢铁公司的矿石煤炭原料场、大型焦化厂、大型水泥厂、 轻工化工等部门的储料场，进行挖取堆放煤炭、矿石、砂石、焦炭、食盐等物料 等。
如：数字化综合料场管理系统筒仓安全监测系统由温度监测系统，3. 产品优势我司提供的堆取料机定位系统包括GNSS精确位置检测系统、刻度标尺精确定位系统、APON无线定位测距仪等，根据客户不同的现场需求选择传统堆取料机位置检测大多采用的是人眼定位、光电编码器装置（光码盘）、 激光测距传感器、行走限位开关、RFID方式这几种传感器在检测位置时多数 灵敏度低、寿命短、故障率高、可靠性低，操作繁锁，而且存在溜放环节（即失 控区），致使半自动操作和全自动操作难以可靠稳定运行通常的悬臂空间位置 反馈都是采用行走、旋转、俯仰三个旋转编码器的数值计算得出的，对悬臂的空 间位置计算过程非常复杂，该计算过程需要结合行走、俯仰、旋转三个编码器的 数值进行空间建模，而这三个编码器都有不同程度的误差，这就造成累积误差， 故悬臂空间坐标的准确性不高，无法有效解决同一个场垛中两台堆取料机的防碰 撞以及同时作业的问题我司针对这一棘手问题，研发生产了新一代 GNSS 精确位置检测系统，本系 统进行数据采集和空间几何算法，再将计算结果传给单片机，进行大机精确位置 检测和防碰撞控制的计算与报警，还可以检测悬臂旋转角度及俯仰角度，效果显 著。
不但解决了其它位移传感器检测大机位置不准确的问题，而且节省了检测悬 臂旋转角度及俯仰角度的传感器，消除了数据检测中间转换的误差，提高了数据 精准度同时，计算过程简单、直观，可实现多台堆取料机同场同时作业，实时 检测各个悬臂之间的小距离，防止发生碰撞，提高了安全性和作业效率，可用于 多种类型的堆取料机，提高同场作业效率高达 80％左右，可以实现无人操作。