專利名稱：一種散貨自動化場地堆取料系統(tǒng)及其堆取料方法
技術領域：
本發(fā)明涉及港口設備，特別涉及一種散貨自動化場地堆取料系統(tǒng) 及其堆取料方法。
背景技術：
目前，港口散貨碼頭的場地堆取料作業(yè)均采用人工操作方式，其 各個環(huán)節(jié)和機構運動全部由司機來操作控制，效率和質(zhì)量很大程度受
到人為因素的影響。隨著港口逐步自動化、數(shù)字化、智能化的發(fā)展趨 勢，散貨碼頭的全自動化勢在必行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供一種散貨自動化場地堆取料系統(tǒng)，該系 統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)堆料位置和尺寸的自動檢測，從而替代司機的手動設置和 操作，實現(xiàn)全自動化場地堆取料功能，達到提高作業(yè)效率和保障安全 性能的目的。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是 一種散貨自動化場地 堆取料系統(tǒng)，該系統(tǒng)與堆取料機連接，其特征在于它包括本地主控制 器，與本地主控制器連接的多傳動單元，本地主控制器與掃描單元連 接，本地主控制器與行走編碼器連接，本地主控制器與回轉(zhuǎn)編碼器連 接，本地主控制器與俯仰編碼器連接，本地主控制器與其它控制單元 連接。本地主控制器與本地工作站連接，本地主控制器與工業(yè)攝像機 連接，工業(yè)攝像機與本地工作站連接。本地主控制器還與中央控制單 元連接。中央控制單元包括與多個本地主控制器連接的遠程主控制 器，與遠程主控制器連接的遠程服務器，與遠程主控制器連接的遠程 控制臺，遠程服務器與多個遠程終端連接，遠程服務器還與多個本地 工作站連接。
本發(fā)明的另一目的是提供一種散貨自動化場地堆取料方法，該方 法能夠?qū)崿F(xiàn)堆料位置和尺寸的自動檢測，從而替代司機的手動設置和 操作，實現(xiàn)全自動化場地堆取料功能，達到提高作業(yè)效率和保障安全 性能的目的。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案是 一種散貨自動化場地 堆取料方法，包括以下步驟A、操作人員在遠程控制臺設定作業(yè)參 數(shù)，遠程主控制器接收到該作業(yè)參數(shù)后，將控制指令發(fā)送給本地主控
制器；B、本地主控制器接收到控制指令后，本地主控制器經(jīng)由多傳 動單元控制堆取料機行駛到作業(yè)開始位置并在該位置停下來；C、操 作人員在遠程控制臺發(fā)出確定指令，遠程主控制器發(fā)出工作命令；D、 掃描單元掃描料堆得到料堆相對堆取料機懸臂的相對位置數(shù)據(jù)，行走 編碼器檢測堆取料機大車的位置數(shù)據(jù)，回轉(zhuǎn)編碼器檢測堆取料機懸臂 的回轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)，俯仰編碼器檢測堆取料機懸臂的俯仰位置數(shù)據(jù)，本 地主控制器根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算出料堆的絕對位置，并根據(jù)該料堆絕對 位置計算出堆取料路徑，并經(jīng)由多傳動單元控制堆取料機進行自動堆 取料；E、作業(yè)完畢后，堆取料機停止工作，等待遠程主控制器發(fā)出
遠程主控制器將控制指令下達給堆取料機后，堆取料機將自動行 駛到作業(yè)開始位置并在這個位置停下來。此時，遠程控制臺的操作人 員可以通過與工業(yè)攝像機連接的工業(yè)電視系統(tǒng)檢査現(xiàn)場情況，經(jīng)指令 確認后，堆取料機開始作業(yè)，如果沒有其他影響和干涉，堆取料機直 到設置的終點位置作業(yè)方可結束。本發(fā)明的優(yōu)點在于它能實現(xiàn)全自動 化場地堆取料功能，達到提高作業(yè)效率和保障安全性能的目的。


圖1為本發(fā)明一實施例的系統(tǒng)框圖 圖2為中央控制單元的連接框圖具體實施方式
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下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步的描述。 一種散貨自動化場地堆取料系統(tǒng)，該系統(tǒng)與堆取料機連接，其特
征在于它包括本地主控制器l，本地主控制器1與多傳動單元2連接， 本地主控制器1與掃描單元3連接，本地主控制器1與行走編碼器4 連接，本地主控制器1與回轉(zhuǎn)編碼器5連接，本地主控制器1與俯仰 編碼器6連接，本地主控制器1與其它控制單元7連接。本地主控制 器1與本地工作站8連接，本地主控制器1與工業(yè)攝像機9連接，工 業(yè)攝像機9與本地工作站8連接。工業(yè)攝像機9與遠程監(jiān)控系統(tǒng)(圖 中未示出)以及工業(yè)電視系統(tǒng)(圖中未示出)連接。本地主控制器l 還與中央控制單元14連接。中央控制單元包括與多個本地主控制器 連接1的遠程主控制器IO，與遠程主控制器IO連接的遠程服務器11， 與遠程主控制器10連接的遠程控制臺12，遠程服務器11與多個遠 程終端13連接，遠程服務器13還與多個本地工作站8連接。
自動化無人堆取料作業(yè)時，司機室無需操作人員，操作人員在遠 程控制臺12內(nèi)通過自動化操作臺設定作業(yè)參數(shù)，包括作業(yè)種類、作 業(yè)區(qū)域、料堆的參數(shù)等等。設定的作業(yè)參數(shù)信息發(fā)送到遠程主控制器 PLC IO，遠程主控制器PLC IO將產(chǎn)生滿足安全連鎖條件的控制指令， 以及皮帶機、灑水設備等相關設備的連鎖控制指令，并發(fā)送到堆取料
機的本地主控制器l，以及及相關的設備的控制器。
遠程主控制器10將控制指令下達給堆取料機的本地主控制器1
后，堆取料機將自動行駛到作業(yè)開始位置并在這個位置停下來。此時，
遠程控制臺12的操作人員可以通過與工業(yè)攝像機9連接的工業(yè)電視 系統(tǒng)(圖中未示出)檢查現(xiàn)場情況，經(jīng)指令確認后，堆取料機開始作 業(yè)，如果沒有其他影響和干涉，堆取料機直到設置的終點位置作業(yè)方
可結束。
掃描單元3采用國外先進的目標位置傳感器TPS，采用TPS掃 描料堆時，需要TPS的絕對位置來確定料堆的絕對位置。TPS安裝 在堆取料機主梁上，確定TPS的位置需要采用傳感器檢測堆取料機 大車的絕對位置和懸臂回轉(zhuǎn)和俯仰的位置。檢測堆取料機大車位置的 行走編碼器4采用絕對值編碼器，同時沿軌道鋪設感應塊進行同步。 感應塊沿軌道均勻分布，感應塊的識別通過軟件實現(xiàn)，根據(jù)絕對值編 碼器的當前值確定觸發(fā)的感應塊編號，用該感應塊對應的絕對位置同 步絕對值編碼器。檢測懸臂俯仰和回轉(zhuǎn)位置的俯仰編碼器6和回轉(zhuǎn)編 碼器5均采用絕對值編碼器?；剞D(zhuǎn)編碼器5可以安裝在的齒輪箱上， 俯仰編碼器6可以安裝在巻筒上。
多傳動系統(tǒng)2分別與堆取料機的各個執(zhí)行機構如俯仰控制單元， 回轉(zhuǎn)控制單元，大車控制單元等連接，用于執(zhí)行堆取料機各機構電機 的驅(qū)動控制。
一種散貨自動化場地堆取料方法，包括以下步驟A、操作人員 在遠程控制臺12設定作業(yè)參數(shù)，遠程主控制器10接收到該作業(yè)參數(shù) 后，將控制指令發(fā)送給本地主控制器1; B、本地主控制器1接收到 控制指令后，本地主控制器1經(jīng)由多傳動單元2控制堆取料機行駛到 作業(yè)開始位置并在該位置停下來；C、操作人員在遠程控制臺12發(fā)出 確定指令，遠程主控制器10發(fā)出工作命令；D、掃描單元3掃描料堆 得到料堆相對堆取料機懸臂的相對位置數(shù)據(jù)，行走編碼器4檢測堆取 料機大車的位置數(shù)據(jù)，回轉(zhuǎn)編碼器5檢測堆取料機懸臂的回轉(zhuǎn)位置數(shù) 據(jù)，俯仰編碼器6檢測堆取料機懸臂的俯仰位置數(shù)據(jù)，本地主控制器 1根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算出料堆的絕對位置，并根據(jù)該料堆絕對位置計算 出堆取料路徑，并經(jīng)由多傳動單元2控制堆取料機進行自動堆取料； E、作業(yè)完畢后，堆取料機停止工作，等待遠程主控制器10發(fā)出指令。
在自動化作業(yè)過程中，遠程控制臺12的操作人員可以通過與工 業(yè)攝像機9連接的遠程監(jiān)控系統(tǒng)以及工業(yè)電視系統(tǒng)監(jiān)視作業(yè)現(xiàn)場的 情況，必要時通過手動操作對堆取料機及相關設備進行干涉和調(diào)整。 在沒有操作人員干涉的情況下，堆取料機將自動進行堆取料作業(yè)直至 完成。
權利要求
1、 一種散貨自動化場地堆取料系統(tǒng)，該系統(tǒng)與堆取料機連接， 其特征在于它包括本地主控制器，與本地主控制器連接的多傳動單 元，本地主控制器與掃描單元連接，本地主控制器與行走編碼器連接， 本地主控制器與回轉(zhuǎn)編碼器連接，本地主控制器與俯仰編碼器連接， 本地主控制器與其它控制單元連接。
2、 如權利要求1所述的散貨自動化場地堆取料系統(tǒng)，其特征在 于本地主控制器與本地工作站連接，本地主控制器與工業(yè)攝像機連 接，工業(yè)攝像機與本地工作站連接。
3、 如權利要求1或2所述的散貨自動化場地堆取料系統(tǒng)，其特 征在于本地主控制器還與中央控制單元連接。
4、 如權利要求3所述的散貨自動化場地堆取料系統(tǒng)，其特征在 于中央控制單元包括與多個本地主控制器連接的遠程主控制器，與遠 程主控制器連接的遠程服務器，與遠程主控制器連接的遠程控制臺， 遠程服務器與多個遠程終端連接，遠程服務器還與多個本地工作站連 接。
5、 如權利要求4所述的散貨自動化場地堆取料系統(tǒng)，其特征在 于掃描單元采用目標位置傳感器，該目標位置傳感器安裝在堆取料機 主梁。
6、 一種散貨自動化場地堆取料方法，包括以下步驟A、操作人 員在遠程控制臺設定作業(yè)參數(shù)，遠程主控制器接收到該作業(yè)參數(shù)后， 將控制指令發(fā)送給本地主控制器；B、本地主控制器接收到控制指令 后，本地主控制器經(jīng)由多傳動單元控制堆取料機行駛到作業(yè)開始位置 并在該位置停下來；C、操作人員在遠程控制臺發(fā)出確定指令，遠程 主控制器發(fā)出工作命令；D、掃描單元掃描料堆得到料堆相對堆取料 機懸臂的相對位置數(shù)據(jù)，行走編碼器檢測堆取料機大車的位置數(shù)據(jù)， 回轉(zhuǎn)編碼器檢測堆取料機懸臂的回轉(zhuǎn)位置數(shù)據(jù)，俯仰編碼器檢測堆取 料機懸臂的俯仰位置數(shù)據(jù)，本地主控制器根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算出料堆的 絕對位置，并根據(jù)該料堆絕對位置計算出堆取料路徑，并經(jīng)由多傳動 單元控制堆取料機進行自動堆取料；E、作業(yè)完畢后，堆取料機停止 工作，等待遠程主控制器發(fā)出指令。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種散貨自動化場地堆取料系統(tǒng)，該系統(tǒng)與堆取料機連接，其特征在于它包括本地主控制器，與本地主控制器連接的多傳動單元，本地主控制器與掃描單元連接，本地主控制器與行走編碼器連接，本地主控制器與回轉(zhuǎn)編碼器連接，本地主控制器與俯仰編碼器連接，本地主控制器與其它控制單元連接。本地主控制器還與中央控制單元連接。中央控制單元包括與多個本地主控制連接的遠程主控制器，遠程主控制器與遠程服務器連接，遠程主控制器與遠程控制臺連接，遠程服務器與多個遠程終端連接，遠程服務器還與多個本地工作站連接。本發(fā)明的優(yōu)點在于它能實現(xiàn)全自動化場地堆取料功能，達到提高作業(yè)效率和保障安全性能的目的。
文檔編號G05B19/418GK101121469SQ20061002993
公開日2008年2月13日 申請日期2006年8月10日 優(yōu)先權日2006年8月10日
發(fā)明者包起帆 申請人:包起帆