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斗轮堆取料机单机全自动化系统的研究与设计

【摘要】:斗轮堆取料机是用于码头、电厂、露天矿场散料转运的一种高效的装卸设备。堆取料机全自动化控制可减少堆取料机的操作人员,提高企业经济效益与综合竞争力。 论文分析了堆取料机全自动化控制的必要性,介绍了斗轮堆取料控制及其相关技术的国内外的发展;介绍了单机全自动化系统的工作原理、系统所要达到的目标、系统的软硬件结构等。 论文对料堆的三维数据获取与建模进行了研究。料堆的三维数据获取是全自动化控制的基础,为自动取料控制提供依据。采用自制云台加二维激光扫描仪的方法实现了料堆三维数据的获取。云台采用步进电机作为转动装置,完成了步进电机的驱动的软硬件设计。本文还对扫描仪获取的庞大的点云数据的进行了优化,在分析了优化算法后,选择基于单元格的算法去除噪声点,精简海量数据,为后续堆取料控制打下基础。本文采用滚球算法实现了除噪、数据精简后的点云数据的建模。 论文研究了单机全自动堆取料控制。分析了堆取料工作工艺及控制特点,自动实现了取料中的切入点的确定、自动对位、恒定取料流量、边界速度的控制等。采用了超声波测距,完成堆料的自动化。论文分析了堆取料过程中可能出现的闷斗、过载、碰撞等异常情况,采用了相应控制策略,防止意外发生。 论文分析了堆取料控制系统网络的实现。以工业计算机(IPC)与PLC为核心,采用了工业以太网技术与PROFIBUS-DP的现场总线的通讯技术,设计了基于SPC3芯片的智能从站,将不具备PROFIBUS-DP通讯能力的现场设备接入网络中,完成整个系统的通讯设计。

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