论文综述提纲

1、论文综述提纲论文综述提纲论文提纲散货全自动装船机控制策略的探究一 探究的背景全球贸易一体化的发展促进了全球范围内对散料运输的需求, 从大类商品 来看, 铁矿石、煤、粮食等散货的海运量上升呈快速增长的态势。根据相关资料 统计, 2005 年世界干散货运量增长 5 % , 特别是 5 大主要散货增长 8 % , 其中 铁矿石增长 13 %。从地区来看, 亚洲增幅最大, 达到 19 % , 而中国内地进口量 增幅高达 24 %。伴随这一发展的是远洋散货运输船舶的不断更新, 大型专业化 铁矿石等码头向 1530 万 t 发展。随之而来的，是对大型、高效的散货自动装 卸船机的需求。散货系统的装卸设备不仅

2、要求各单体设备品质优良，更要求各设 备之间的接口衔接完美，中央控制系统的指挥严谨有效。针对此需求，国内外对 装船自动化的研制开发一直没有停止过， 主要技术特征是不断追求专业化、 大型、 高效、环保、人文化、控制自动化, 满足不同行业大宗散料集散的专业化、大型 化、 高效的物流需求。 但分析以往的装船机全自动系统， 大多侧重于单机的考虑， 对中控系统的信息资源利用不多， 且在物料检测手段上， 或多或少存在一些问题。 上港集团、港机重工、上海交通大学和同济大学共同开展产学研合作，依托 上海港罗径二期工程，重点在散货物流与装备集成技术方面进行创新。课题研制 了世界上第一台全自动的装船机，采用了船舱位

3、置和物料分布的自动检测技术， 实现了装船作业的无人自动化操作;研制了世界上第一台全自动的卸船机，采用 自动控制及检测技术，通过对物料流量及船舱内物料高度的实时检测，实现装船 作业的自动均匀配载;创新研制了一种新型散货装卸工艺系统，实现了散货堆场 的无人自动化操作;在国内首次将虚拟样机技术和虚拟现实技术协同仿真引入港 口机械设计，努力建成国内第一个全自动散货码头。 与人工作业相比，卸船机、装船机、斗轮堆取料机自动作业的综合能力提高 超过 5%。经测试，散货装各运行状态远程实时监控系统具有故障诊断和维护管 理，以及实时数据采集与交流等功能。二探究的目标及意义本文旨在提出一种新型的装船机全自动控制模

4、式。 由码头地面中控室配合现 场总线网络实现对装船机的远程控制的手段，采用设定的控制规则，实现装船机 的作业自动化。同时以传感检测技术和图像处理技术为核心，并设计了一套用于 自动装船机的物位自动检测系统。 本文的最终目的在于研究散货全自动装船机控制策略，最终实现装船机的作 业自动化（机上无人操作） 。三. 散货装船机的现状及发展趋势全球贸易一体化的发展促进了全球范围内对散料运输的要求，散货船型 的加大也为散货装卸船设备的设计和制造提出新的挑战。散货装船机的主要 技术特征是不断追求专业化、大型、高效、环保、人文化、控制自动化。 ? a、大型化 目前世界上最大的矿石装船机生产率高达 20000t/

5、h， 适用于 32 万 t 船型。我国目前最大的装船机为 6000t/h， 适应 10 万 t 船型。 秦皇岛煤码头五期已提 出生产率 8000t/h，适应 15 万 t 船型的装船机。 ? b、专业化 输送物料的不同使装船机的设计越来越专业化。如海螺集团的装船码头 基本是输送水泥或水泥熟料的专业码头。 ? c、环保化 为了适应日益严格的环保要求，追求与环境和谐，需要不断加强对设备 的防尘、防腐、低噪音、无污染等方面的技术开发力度。如：采用管式输送 机、斜槽输送、防尘溜筒等。 ? d、设计标准的发展 我国的起重机设计规范 （GB/T3811-2008）中至今缺乏散料设备设计 部分有关规范，我们

6、通常采用欧洲搬运协会 FEM 标准。 ? e、控制系统技术 采用 PLC 控制可实现设备的控制、 数据监测、 数据处理、 数据传送功能， 在电气室、司机室和系统中央控制室内显示工作状态、装船数据、故障信息 等，实现装船系统的信息管理，朝码头无人化发展。 ? f、人文化设计 人文化设计是设计发展的标志，设备的主要部件满足安装、操作、维护 的简易、快捷的要求，不但保证其内在性能，也同时考虑外观简洁、美观， 考虑设备、部件的色彩搭配，使设备符合时代审美观。设备成为一个景点， 一个标志。四. 全自动装船机控制方案4.1 目前的状况、任务目标 目前装船机的电气控制结构、方案等已形成，具备了装船机手动控制

7、软硬件 条件。任务目标是在目前的手动控制软硬件基础上，不改变原有硬件布局， 实现全自动装船机控制。 4.2 解决思路 1）有利因素： 现有装船机手动控制软硬件是自动控制的基础，免去了现场软硬件调试之 苦；自动控制所需的检测数据已经存在：装船机大车、溜筒位置，装载速度、装 载量等参数均可用现有控制系统具有自动控制接口。 2）全自动装船机控制结构 手动控制装船操作的控制量主要是：溜筒三维控制（大车移动、溜筒前后移 动、溜筒升降） ，装载控制（包括皮带机的起/停） 。 自动控制程序需要根据装载步序和装载机实时位置、状态自动生成溜筒三维 控制和装载控制信号，即命令溜筒移动到何位置，装载多少。3）装载步

8、序 装载步序的数据结构：步序号、坐标、装载量、落差。 如：5000 吨以下 步序号 1 2 3 4 5 6 7 坐标 （5，5） （15，5） （25，5） （35，5） （30，5） （20，5） （10，5） 装载量 800 800 800 800 400 400 400 落差 2 2 2 2 2 2 2作业中 HMI 以图形显示装载进程。当人工干预（人工操作优先）自动中断后，系 统仍然记录位置、载货量等信息。当需要恢复自动时，可根据实际情况通过 HMI 指定从某步序号重新开始自动作业。4）控制指令的生成 不考虑落差控制，自动控制程序根据步序（方向、距离、大车和溜筒设计速 度等） ，计算大车溜筒移动方向、速度，可实现溜筒按理想轨迹移动。当前溜筒位置 大车移动：方向、速度 X 溜筒理想轨迹 Y 溜筒移动：方向、 速度 目标溜筒位置（x1,y1）（x2,y2）5）装载步序的生成 考虑到船舶类型、装载工艺、停靠方向等的变化，装载步序应实时（作业前） 生成，生成软件由组态软件编程。通过组态软件建立船型、工艺数据库，以便于