关于国内外堆取料机现状智能化研究

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摘 要：在现代化国内外经济发展模块中，进行外堆取料机设备的分析是必要的，随着时代的发展，可以得知其伴随着一种智能化的发展趋势。通过对堆取料机智能化模块的分析，更有利于进行其运作条件、运作方式等的分析，满足当下堆取料机智能化的发展需要。

关键词：堆取料机；存在问题；现状；趋势

1 关于国内堆取料机发展模块的分析

随着经济时代的不断发展，连续堆取料工艺不断得到发展，其逐渐取代了一系列的低效率设备，实现了智能化，堆取料机的发展，其在现代散货搬运模块中扮演着重要的角色，其发展趋势是大型化、精细化，影响该模块的因素是非常多的。首先的原因可以归结为经济的推动。比如冶金工业的发展，进一步的推动了堆取料机的发展。又如全球钢铁经济的发展，推动了其钢铁的需求，保证其矿石输送量的提升，实现了其矿石的年贸易量的提升，这也伴随着矿石开采模块、运输模块等的开展而不断发展。

在堆取料机的设备更新过程中，出现了一些著名的设计公司，比如SANDVIK 公司，其取料机的发展水平实现了国际化的标准，进行了更大范围的堆取料机的应用。又如海上运输船舶的发展，其大型化、精细化、设备简易化，也推动了堆取料机大型化的发展。在不同的应用功能模块中，矿石运输业扮演着重要的角色，这与其良好的经济利益是分不开的，比如其船舶的载重量。在现阶段一些比较著名的设备机型包括巴拿马型，好望角型，实现了散货船载性能的提升。目前最大的散货矿砂船载质量已达40万吨。随着船舶载质量的增大，堆取料机的能力也在不断提高。散货船在港停泊时间的长短，不仅影响船舶周转的快慢，而且影响泊位的利用率，以至影响港口通过力的大小，因而直接影响港口的经济效益。一般散货船要求在港停泊时间不超过48h，为满足这一要求，港口散货料场的堆取料机越来越趋于大型化。

随着各种工业功能的提升，料场的工作需要，需要堆取料机具备更加智能化的条件，这是其料场系统的重要一模块。通过对整机工作效率的提升，更有利于提升料场的流程效益，保证其运行效率的提升。根据料场的设备设计需要，各种带式输送机、卸船机器都需要进行智能化自动化的管理，其存在一定的难度。但堆取料机尤其悬臂斗轮堆取料机实现自动化的难度非常大，因此，要实现料场系统的全面自动化，关键是堆取料机的自动化。如果堆取料机能够实现自动化，则整个料场系统的自动化就很容易实现，就可提高料场生产效率，减少污染，降低成本，减少故障率，保证港口料场系统的高效运行。

通过对远程控制方式的优化，更有利于提升其工作效益。这就需要专业作业人员的控制室操作控制，进行指令的发出，按照指令的具体工作需要，进行工作效益的提升。比如进行多元化的控制方法优化，进行堆取料机半自动功能的具备，保证料场系统的控制，进行不同种设备的控制及其优化。如日本北陆电力大田七尾发电所就采用这种方式。全自动方式是一种更智能的模式，在这种模式下堆取料机能自动识别料堆、自动寻址定位、自动作业，操作人员在中控室中通过监视器观察整个料场的设备自动运行情况。德国的汉莎港和荷兰的鹿特丹港都采用这种方式。

2 堆取料机智能化运行模块的优化

通过对堆取料机的操作流程分析，可以得知其操作对象主要是散料，其形状具备不固定性，为了实现其自动化的操作，进行料堆形状的识别是必要的，这是设备全自动运行的重要条件。为了解决这种问题，进行3D激光扫描技术的应用是必要的。该技术需要进行激光束的控制，进行物体距离的控制，从而满足其智能化操作的需要。这种设备运转模式实现了较大范围的推广。目前许多大型料场都采用激光扫描 3D 图像识别系统来测定料堆外形，用于盘库和生产管理及料场自动化控制。但由于料堆点阵坐标数据库数据量巨大，以前由于计算机能力的限制难于实现数据的实时更新，因此这种通用的扫描技术在我国只用于盘库等生产管理，而无法应用于要求实时性的自动控制系统，直到 2007 年才在宝钢马迹山项目得到应用。

料堆形状的数据处理需要进行独立服务器的应用，从而针对物料的变化情况进行数据库的信息管理，这就诞生了3D数据库的信息管理模式。从而进行堆取料机的智能化控制，该种技术实现了发达国家的自动化工作的开展。随着物料的变化情况，进行图像的有效识别。满足当下比较复杂的工作情况。料堆形状识别系统应不受天气、粉尘和物料种类等因素的影响，技术参数要达到以下数值：扫描半径≥80m；扫描误差≤20mm；扫描角度为180°；响应时间

通过对3D图像识别模块的应用，更有利于进行其自身位置的识别。这归结为堆取料机自身所具备的功能。进行精确的位置坐标的测定，保证系统控制模块的正常开展。在该应用模块中，其外形扫描技术存在着局限性，也就是仅能进行盘库管理的应用。这也需要进行位置坐标测定技术的补偿应用，比如进行编码器的检测应用，进行不同测定模式的应用，针对外力的影响需要，进行取料机的有效工作。所以悬臂头部的位置测定数据会有误差；另一种是采用两个GPS定位测定系统，一个装设在堆取料机的固定部分，另一个装设在悬臂头部，从而避免了机械变形对检测数据的影响。GPS定位测定系统利用现有的卫星发射系统，在堆取料机上设置2～3个信号接收仪，整个料场再设置一个基站，通过程序就可实现精确的定位。堆取料机自身位置识别系统的检测误差不大于50mm或0.1°。

在取料机工作模块中，进行中控系统的应用是必要的，这对于中控系统的设备功能提出了更高的要求，比如其需要进行数据处理功能的应用，配合自动化的监控功能进行优化控制，满足料场设备的工作需要，进行料场设备的数据采集模块的应用，保证运算模块、保持模块等的有效开展，更有利于进行料堆 3D 图像的适应。因此，扫描得到的料堆图像应在料堆识别系统中，按照堆取料的工艺和逻辑关系进行分析，并将堆取料机堆料或取料所需到达位置的 3D 坐标（走行位置，回转角度，俯仰角度） 传送给堆取料机的控制系统，再由控制系统按照中控指令进行具体的自动化作业，堆料或取料。

3 结束语

随着时代的发展，我国进行了一系列的智能化尝试工作，并且在工作模块中，得到了应用，比如进行大型堆取料机智能化、自动化模块的开展，提升其工作效益，这需要进行各个工作模块的协调。另外，仅仅单机实现全自动对于整个料场系统意义不大，只有整个料场所有设备都实现全自动并通过中控联网协调运行，才能实现提高料场效率、减少操作人员、降低故障率的目标。

参考文献

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