一、立项背景

斗轮堆取料机作为一种新型高效、连续装卸生产设备，主要用于散货码头、钢铁厂和矿山等散货物料堆场装卸铁矿石、煤炭、砂子等，且料场工况复杂。传统斗轮取料机主要采用手动操作方式，人员只能长时间固定在现场设备上操控堆取料机，工作强度大，如果天气恶劣还会影响堆取料的工作，现场煤矿噪声等恶劣工作环境对人员职业健康也有很大影响，导致人工成本增加。为加快提升干散货堆场智能化水平，公司以堆取料机为突破口，提出干散货堆取料机自动化作业研究与应用项目，旨在实现设备作业智能化、高效化。

二.具体实施做法

自动化作业的基本实现原理

堆取料机通过料堆激光扫描装置对料场状况进行实时扫描，将料堆信息经工业网络传输至工控机，单机自动化控制PLC可以根据生产信息、堆场扫描信息形成控制堆取料机动作的指令，从而通过回转动作、俯仰动作、行走动作完成作业控制；同时，堆取料机还装有工业视频监控装置和各类传感设备，采集堆取料机各机构状态和故障信息，将信息送入远程处理单元。

远程处理单元对各堆取料机传回的堆型扫描数据进行处理，生成堆场的电子图形数据、对堆场堆取作业进行优化计算及堆场作业的过程监控；中控处理单元接收各堆取料机主要状态、故障信息，并发出过程控制指令控制各堆取料机和发出相关警示；中控室设置的远控控制台，通过视频监控、人机界面、操作手柄等手段远程控制堆取料机。

三、成果亮点和值得学习借鉴之处

一是通过优化机械结构设计，解决各机构控制定位误差大，自动化控制程度低的问题，实现尾车升降、物料机构、三大（行走、旋转、俯仰）机构位置的精准控制，为自动化作业奠定了硬件基础。

二是通过建立臂架与堆场物料的防撞系统、行走台车的防撞系统、增加电动自动防风锚固装置、构建视频监控系统多种类型的安全技术防护设施，解决了传统安全防护设施设备性能差、可靠性低、防护范围小等弊端，保证了自动化作业设备的安全可靠、平稳运行。

三是通过布置在线检测、实时扫描检测装置，解决了货垛垛形不规则、定位误差大的难题，实现了堆场货垛、设备等信息数据采集处理，确保定位精度误差≤10cm。

四是通过开发程序实现了流量的精准控制，适应了堆取料机的卸船堆料、混矿堆料、不规则垛型堆取料、钢厂供料、混矿取料等不同工况的自动化作业，其中首创采用斗轮电流、皮带秤流量在线反馈拟合的控制方法，确保流量与目标流量的误差在±5%以内，换向、换层时的瞬时偏差不超过±10，确保堆取料流平稳，提高企业作业效率。

值得学习借鉴之处：针对双尾车结构模式堆取料机在作业模式转换，尾车升降过程中，需地面皮带机张紧系统进行松皮带或紧皮带操作，同时堆取料司机与皮带机操作工配合作业，仅仅依靠对讲机联系，影响作业效率的问题，自主研究了一种带式输送机张紧与堆取料机尾车自动同步控制方法，不仅实现尾车升降精准定位，而且实现皮带输送机前后驱动张紧装置小车、装置油缸的位置控制以及张紧远程自动控制及网络数据传输，大大提高生产作业效率，确保作业安全。

四、实施应用前后效果对比

项目实施前：采用人工取料模式，由于人工操作技术参差不齐，易造成料流不稳定，一般堆取料机取料流量与目标流量误差在5%~10%之间。

项目实施后：按照每台车减少司机1人，公司现为四班运转制，1台车可减少4人，每名司机每年人工费按照15万元计算，两年可减少人工成本360万元。

五、可推广应用范围

干散货堆取料机自动化作业研究与应用项目，不仅可以改善职工的劳动环境，能够有效减少司机和巡视人员的劳动强度和数量，提高职业健康和安全水平。同时自动化的生产控制具有可控性、标准化、智能化特点，能够提高大型机械的自动化作业程度并稳定生产运行，防止不规范操作，延长设备寿命；减少人员主观因素影响作业效率、减少天气客观条件影响作业效率。对港口及同行业单位，能够借鉴推广，提高干散货码头整体智能化作业管理水平有重要的推广价值。