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斗轮堆取料机的电气自动化设计改造摘要：本文主要研究了斗轮堆取料机自动控制系统的结构和原理，研究设计出斗轮堆取料机系统的原理组成及自动或半自动控制方法的实现，研究设计了关键控制系统的设计原理和模型，本实用新型适用于斗轮式、滑动式等装载机的生产。
适用于设备，可编程控制器，智能传输装置，总线，传感器，激光扫描仪，等等。
实现了斗轮装载机的实时监控与综合控制；在软件方面，利用可编程控制器来实现对软件的控制。
包括斗轮堆取料机的手动、联动和半自动控制程序，可以提高斗轮堆取料机的工作效率，降低人工成本，实现自检，通过系统控制实现数据查询等功能。
关键词：斗轮堆取料机；PLC;远程控制斗式装载机是水泥厂、冶炼厂、火力发电厂、焦化厂、港口等工业企业输送各类碳素原料、矿石和碎石的重要机械装备。
它是一种现代化、高效、连续的大型散装采矿工业设备。
本文提出对斗轮堆取料机的电气自动化进行进一步设计和改造，以开发其生产潜力，降低故障率，这对企业实现新的高产量和成功的第二家企业来说是非常实用的。
1.斗轮堆取料机的研究与应用19世纪30年代，德国开始研究斗轮挖掘机，当时德国是世界上设计和研究斗轮挖土机最古老的国家。
斗轮装载机的前身是斗轮挖掘机，其参数设计和结构设计以斗轮挖掘机为基础。
斗轮挖掘机的发展历史如图1所示。
图 1 斗轮堆取料机发展历程1916年，第一台斗轮挖掘机在德国煤矿投入实际开采。
1919年，斗轮挖掘机首次安装了履带式机器，通过履带式机器运输，这提高了采矿效率，也代表着斗轮挖掘机可以在工业中正式大规模使用的时代。
经过20世纪30年代的研究，柴油发动机被电动机取代，可以使用几种独立的驱动器。
1925年推出了第一台用于煤层条带开采的斗轮堆取料机，斗容量为0.075 m³，其工作形式为煤矿或砂矿。
1931年，英国ATG公司开发并引进了三种不同容量的铲斗旋转转轮设备。
1937年，柏林电气公司在Golepa矿成功引进了一种大型斗轮堆垛机，也是第一个使用六轨道斗轮回收装置的公司。
《机电系统及PLC》综合设计题目：斗轮堆取料机的PLC控制系统设计院系：机械工程学院专业班级：机械1111学生姓名：2014年11月目录目录 (2)第一章课程设计任务 (1)第二章总体方案分析 (2)2.1 分析控制要求 (2)2.2 选择PLC型号 (2)2.3 分配I/O点........................................................................... 错误！未定义书签。
第三章PLC控制系统设计 .. (5)3.1 输入/输出电路设计 (5)3.2 控制程序设计 (6)3.2.1 梯形图设计 (6)3.2.2 指令表 (14)3.3 控制程序分析 ................................................................... 1错误！未定义书签。
第四章课程设计小结 (17)参考文献 (18)第一章课程设计任务在经济发展的过程中，很多地方需要对一些散料进行装卸，随着科技的发展，自动化程度越来越高。
以往的人工操作已经无法满足社会的需求。
斗轮堆取料机是连续输送机的一种，应用它可以将物料在一定的输送路线上，从装载地点以恒定的或变化的速度进行输送。
应用堆取料机还可以形成连续的物流或脉动的物流。
在现代化的港口散货装卸作业中，斗轮堆取料机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线所不可缺少的组成部分。
使用堆取料机，可以与其他连续输送设备组成不同的工艺流程，以满足不同泊位、不同堆场、不同作业点的生产要求。
堆取料机不仅对港口内部散货装卸起重要作用，又对港口外部运输起重要作用。
收集斗轮堆取料机控制系统有关资料的基础上，根据斗轮堆取料机工作原理制定一套斗轮堆取料机控制系统，使其能实现堆取料的工作，大大提高了其运行效率、具有安全可靠、一次性投入低、动力消耗小、操作简单、便于维护、工作人员少和运送效率高等特点。
新型臂式斗轮堆取料机研制摘要：新型臂式斗轮堆取料机是利用斗轮连续取料，是一种大型、连续、高效的散料装卸机械，适用于长方形料场，是目前应用最广最多的一种散料堆取设备。
在保证料场存储能力的同时，料场面积日趋缩小，这将带来整机高度增加、钢结构重量增多、轨道两侧轨下距离增加、斗轮悬臂俯仰角度增大、整机重心偏移较大等一系列技术难题，任何一个参数的改善都会建立在牺牲其它参数的基础上，必须在众多方案中找到一个平衡点，做到结构最优化。
本文就新型臂式斗轮堆取料机研制展开详细的讨论。
关键词：新型臂式斗轮堆取料机；整机重心偏移；钢结构一、研究的必要性1、国内外技术动态1960年，从国外引进的第一批斗轮机是我国对斗轮机应用、研究和开发工作的开始，第一台型号DQ5030的斗轮堆取料机由哈尔滨重型机械厂于1970年研制成功，进入20世纪80年代随着电力工业和钢铁工业的发展，在电力部门的使用数量有很大提高，并且在港口上的使用量剧增。
20世纪90年代国内斗轮堆取料机的事业向着更多、应用更广的方向发展。
截至到目前，应用比较多的机型生产能力已经达到1500TPH～4000TPH。
国内已有为巴西淡水河谷设计10000TPH大型斗轮堆取料机的业绩。
在国外，不少公司和制造单位已经推出大能力的悬臂式斗轮堆取料机。
比如：TAKRAF GmbH官方网站公布的可生产的取料机为：能力500～20000TPH，轨距6～20m，臂长25～60m；UNIVERSAL WORLDWIDE LLC公司公布的最大取料机能力已经达到12000TPH，50m臂长；Ishikawajima Transport Machinery Co.，Ltd.（IUK）给澳大利亚Newcastle，N.S.W.提供了8000TPH，59m悬臂的取料机，给加拿大Westshore Terminals Ltd提供了6，500/4，500 lt/h的堆取料机设备。
公司研制新型臂式斗轮堆取料机是根据华润锦州电厂实际需求而研制的产品。
2016 NO.06SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION信 息 技 术斗轮式堆取料机是一种大型高效的装卸机械,能够实现物料的挖取、堆放、混匀等,在大型散料港口、发电厂、焦化厂、钢铁企业、水泥企业、矿山的散料料场等领域被大量使用。
随着港口、电厂、钢厂等领域对经济发展的重要性日益增加,对提高斗轮式堆取料机的工作效率提出了新的要求。
先进的控制方案在斗轮堆取料机上的应用,将会有效增加其自动化技术含量,提高工作效率[1]。
斗轮堆取料机早期的控制方法是采用接触器和继电器来组成有线控制系统,从而实现系统的开关量控制,这种控制方式能够在一定程度上实现斗轮堆取料机的自动控制,但由于其触点和电缆的使用量过多而导致其控制线路较为复杂、不利于日常维护及检修。
为了解决控制线路复杂、维护维修难的问题,该文设计了一种基于无线网络的斗轮式堆取料机控制系统[2]。
1 控制系统结构从专业化角度出发,斗轮式的堆取料机主要是由尾车伸缩机构、悬臂胶带机、回转机构、电缆卷筒机构、斗轮机构以及变幅机构等组合而成的,相应的附属电气部分又包括照明电气、应急灯与司机室取暖器等。
堆取料机中的悬臂胶带机构运作机制是通过电机驱动以及辊子带动胶带进行转动。
其中的斗轮机构主要包括8个斗齿以及总承,在电机驱动之下开展取料作业。
相应的变幅机构将会借助电机来带动钢丝绳滚筒进行不断转动,然后促进悬臂抬起或者是放下,这种情况下制动器将会采用液压推杆的形式。
堆取料机的回转机构会借助变频器的控制电机在整机前半部分进行左右的旋转,推动堆取料工作的顺利开展。
堆料机中的大车行走机构主要包括六台相同形式的电机驱动滚轮,有助于达到整机行走的目的。
堆取料机中的各个设备在体积上都相对较大,且每个驱动元件、检测元件以及执行元件之间的距离都相对较远,其原控制系统将继电器控制作为运行主体,具体故障发生率相对较高以及维修时间相对较长的特点。
为了在一定程度上确保堆取料作业有序进行,然后对故障进行及时排除,必须要比较频繁地在每个组成机构之间实施数据通信与协调控制。
斗轮堆取料机智能控制系统研究摘要：本文主要介绍了国内斗轮机控制系统的发展以及一种新型的斗轮堆取料机智能远程控制管理系统。
该处理系统通过对执行的任务和反应堆取料机上各种传感器返回的数据进行数据处理。
设备相关自动控制指令经控制系统处理形成后发出，完成斗轮堆取料机自动运行。
关键词:斗轮堆取料机；智能控制系统；研究策略引言：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。
目前大部分斗轮堆取料机采用“驾驶室手动”操作模式，堆取料机精度低，运行管理效率低。
斗轮堆取料机是一种露天储存设备，现场的灰尘会极大地遮挡司机的视线，尤其是在夏季多雨、多雾、夜间等恶劣环境下，容易发生事故。
随着科学技术的发展，数据处理技术和检测技术都有了很大的进步。
基于此，本文提出了一种提高效率和安全性的斗轮堆取料机自动运行控制系统。
一、斗轮堆取料机控制的发展1.1单机手动控制阶段从20世纪60年代到70年代，斗轮堆取料机主要由两组分立的自动继电器、接触器和多芯电缆等组成。
控制管理系统软件中的自动位置检测和自动控制保护开关仍处于初步设计阶段，主要使用简单的机械控制开关，检测操作精度和保护性能水平较低。
斗轮堆取料机的所有监控和操作只能是驾驶室内单个司机的现场监控和操作，不能满足多个系统之间同时联锁操作的要求。
堆取料机和现场监控管理中心通过多芯电缆连接继电器电路实现。
监控管理中心对设备的内部监控操作只能通过传统的监控模拟器和仪表板来实现，信息和数据的传输需要手动实现。
这种控制系统由于电路复杂、体积庞大、自动化程度低，很难完全满足大型自动化设备生产线的要求。
1.2半自动控制阶段该阶段堆取料机的设计中引入了各种可编程控制器和变频器。
由于PLC及变频器的广泛使用，大量减少了接触器、继电器与控制电缆，降低了堆取料机的实际功耗，但其稳定性和工作效率也有了很大提高。
堆取料机的正常运行主要由机车司机手动控制，但同时程控上位机也有一定的自动控制权限。
基于PLC的悬臂式斗轮堆取料机控制系统设计悬臂式斗轮堆取料机属于大型散料装卸设备,广泛应用于港口、火力发电厂、大型焦化厂等行业。
随着经济不断发展,现代工业对斗轮堆取料机的控制系统要求也越来越高。
本文根据现场对设备的要求,设计开发了一种具有高可靠性的悬臂式斗轮堆取料机电气控制系统。
本文分析了悬臂式斗轮堆取料机的发展情况,阐述了课题所设计的悬臂式斗轮堆取料机控制系统的堆取料工艺流程和主要机构,给出了基于PLC的控制系统设计方案。
结合堆取料机的技术参数及工艺流程,本文对各个机构的驱动原理及控制方式进行了设计研究,针对不同机构的不同控制方式,完成了关键电气设备及元件的选型工作。
同时,系统设计了较为完善的检测保护系统,在各机构的关键位置设有多级限位保护开关,并应用了编码器及RFID技术,保证系统安全运行。
控制系统的网络通讯方案,则是通过PROFIBUS-DP现场总线和Ethernet以太网技术来实现的,并采用双CPU冗余技术,设计编写PLC程序,通过程序控制,实现了设备的可靠、稳定运行,提高设备的生产效率。
本书较系统地介绍了斗轮堆取料机总体参数的确定、主要零部件的结构设计，以及斗轮驱动系统传动装置的优化设计，斗轮堆取料机的自动控制、现场通信网络技术、远程通信系统设计，采用计算机视觉技术监控斗轮堆取料机的方法，斗轮堆取料机设计的虚拟样机技术和虚拟现实技术，变幅装置运动学仿真、斗臂架模态分析、CATIA 铲斗三维造型技术和非电量检测技术的应用等内容。
目录第 1 章概述1.1 散料连续装卸机械的特点1.2 斗轮堆取料机和斗轮挖掘机的比较1.3 连续开采工艺和连续散料装卸工艺1.4 斗轮堆取料机国内外发展概况第 2 章散料连续装卸机械的相关术语2.1 散料物料的粒度2.2 有关“堆积”散料的一些概念2.3 堆取料机工艺流程第 3 章斗轮堆取料机概述3.1 斗轮堆取料机的分类3.2 斗轮堆取料机的应用范围3.3 斗轮堆取料机的代号第 4 章斗轮堆取料机总体设计4.1 总体设计概论4.2 切屑形状4.3 斗轮堆取料机的主参数及其确定4.4 斗轮堆取料机的工作性能参数及其确定第 5 章斗轮堆取料机的主要零部件结构设计5.1 斗轮堆取料机构5.2 液力偶合器在斗轮驱动系统中的使用与选用5.3 斗轮驱动系统传动装置的优化设计5.4 销齿传动5.5 带式输送机设计5.6 上车回转机构5.7 俯仰装置及液压系统5.8 配重的安装5.9 动力、控制电缆卷筒装置5.10 行走机构5.11 尾车第 6 章悬臂式斗轮堆取料机6.1 悬臂式斗轮堆取料机的基本结构6.2 悬臂斗轮堆取料机的功能6.3 悬臂式斗轮堆取料机的主要机构第7 章门架式堆取料机7.1 门架式斗轮堆取料机的基本结构7.2 门架式斗轮堆取料机的作业过程7.3 门架式堆取料机的主要参数7.4 主要机构7.5 料斗及斗轮体的CATIA 三维造型第8 章圆形（混匀）堆取料机第9 章堆料机和斗轮取料机9.1 堆料机9.2 斗轮取料机第10 章斗轮堆取料机的自动控制10.1 斗轮堆取料机的控制系统10.2 斗轮堆取料机的现场通信网络10.3 远程通信系统的设计10.4 采用计算机视觉技术监控斗轮堆取料机的自动控制10.5 斗轮堆取料机设计的虚拟样机技术和虚拟现实技术第11 章变幅装置运动学仿真11.1 悬臂式斗轮堆取料机变幅装置运动学特性11.2 变幅装置模型的简化11.3 运动约束11.4 仿真结果11.5 运动学特性分析11.6 变幅装置的静态性能分析第12 章斗臂架模态分析12.1 系统动力方程的建立12.2 固有频率的求解12.3 有限元建模与求解12.4 斗臂架多工位动态性能第13 章斗轮堆取料机的检测和常见故障的处理13.1 轮压、整机重量的测试13.2 整机平面稳定性的测试13.3 生产能力的测定13.4 堆料机带式输送机电动机参数的现场测试和分析13.5 堆料机的带式输送机钢结构振动参数的测试13.6 轨道、车轮安装精度的检测13.7 斗轮堆取料机运行时常见故障及其处理第14 章斗轮堆取料机电气系统供配电设计14.1 高压电源及其保护14.2 交流380V 动力电源14.3 交流220V 和直流24V 控制电源14.4 其他电源14.5 机构主电路设计第15 章其他散料运输机械15.1 转载机15.2 排土机虚拟现实技术及其应用求助编辑百科名片本书全面地介绍了虚拟现实技术的相关理论和研究成果，包括虚拟场景建模、人机交互、虚拟现实开发工具等。
斗轮堆取料机控制系统开发设计的开题报告一、项目概述随着现代化的工业生产的发展，斗轮堆取料机被广泛应用于化工、矿山等领域。
本项目旨在开发设计一套斗轮堆取料机控制系统，实现自动取样、实时监测等功能，提高生产效率和工作安全性。
二、主要内容和任务1.研究斗轮堆取料机的工作原理、结构等方面的知识，了解控制系统的需求和要求。
2.根据现有的控制系统的特点和目标需求，设计斗轮堆取料机控制系统的结构、功能模块、电路原理图等。
3.选用适合的控制器、传感器、执行机构等，进行硬件选型和配合设计，完成系统的硬件部分。
4.针对软件设计目标，设计开发适合斗轮堆取料机的控制模块、通信模块、数据存储模块等功能，并进行编程开发。
5.进行系统集成，进行系统测试和性能测试，发现问题并进行优化改进。
三、预期结果和意义本项目的预期结果是研发出一套稳定可靠、功能完善的斗轮堆取料机控制系统，实现自动取样、实时监测等功能，提高生产效率和工作安全性。
对于相关行业，可以节省人力成本、提高效率，保障工作安全，对工业生产的发展有一定的推动作用。
四、可行性分析本项目的可行性主要表现在以下几方面：1.技术可行性：斗轮堆取料机是现代化的化工、矿山等生产领域中非常重要的设备，其技术成熟、应用广泛。
2.资源可行性：团队组成人员过硬，技术实力强，拥有丰富的设计、开发、测试经验和资源。
3.市场可行性：斗轮堆取料机广泛应用于化工、矿山等领域，在市场上有较好的市场需求。
五、项目进度计划1.第一阶段（10天）：分析斗轮堆取料机的工作原理、结构等方面的知识，确定控制系统的需求和要求。
2.第二阶段（15天）：基于需求分析，设计斗轮堆取料机控制系统的结构、功能模块、电路原理图等。
3.第三阶段（20天）：选用合适的控制器、传感器、执行机构等，进行硬件选型和配合设计，完成系统的硬件部分。
4.第四阶段（30天）：针对软件设计目标，设计开发适合斗轮堆取料机的控制模块、通信模块、数据存储模块等功能，并进行编程开发。
斗轮堆取料机全自动控制系统技术规范1范围本文件规定了斗轮堆取料机全自动控制系统的组成、功能和性能要求等。
本文件适用于火力发电厂、煤炭散货码头等干散货条形料场的臂式堆料机、臂式斗轮取料机、臂式斗轮堆取料机（以下统称为“斗轮堆取料机”）。
其他类型堆取料机可参照本标准执行。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。
GB30574机械安全安全防护的实施准则GB/T32919信息安全技术工业控制系统安全控制应用指南GB/T4208外壳防护等级（IP代码）DL/T183斗轮堆取料机技术条件DL/T283.1电力视频监控系统及接口第1部分：技术要求DL/T2487电力燃煤机械名词术语DL/T5187.3火力发电厂运煤设计技术规程第3部分：运煤自动化CH/T2009全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范3术语和定义DL/T2487中确立的以及下列术语和定义适用于本文件。
3.1斗轮堆取料机全自动控制系统full-automatic control system of bucket-wheel stacker-reclaimer基于斗轮堆取料机本体，利用检测、控制、通讯、物料三维建模、安全防护等技术，实现斗轮堆取料机定位、堆料、取料等作业全自动控制的系统。
3.2带式输送机系统system of belt conveyors由带式输送机及辅助设施组成的，用于运输散料进出料场的输送系统。
3.3斗轮堆取料机本体控制站bucket-wheel stacker-reclaimer body control station已布置于斗轮堆取料机本体、满足DL/T183中有关电气传动和控制要求的控制器，通常是PLC（programmable logic controller，可编程逻辑控制器）设备，可实现斗轮堆取料机的半自动控制。
悬臂式斗轮取料机臂架防碰料堆系统设计及实现摘要：安全生产是我们国家的一项重要政策，也是社会、企业管理的重要内容之一。
秦皇岛港股份有限公司作为重要的煤炭转运枢纽，大型设备众多，危险点复杂，这就需要我们采取有效的安全保护措施，保证设备安全运行。
悬臂式斗轮取料机是秦皇岛港煤炭运输设备中重要的取料设备，其在取料作业时司机通过操控大机臂架反复回转进行扇形取料。
这种作业模式下，由于受料堆垛型和垛距的限制，取料机臂架与料堆是存在碰撞风险的。
为了避免发生此类机损事故，就需要有妥善的臂架防碰系统对臂架进行保护。
本文对悬臂式斗轮取料机臂架防碰料堆系统进行了探索设计，并进行了广泛的使用，实践证明保护效果良好。
关键词：悬臂式；斗轮取料机；臂架防碰料堆系统；悬吊钢丝绳1臂架防碰料堆系统探索设计的必要性取料机臂架碰撞检测系统通常由安装于臂架两侧下沿的防碰拉线绳、拉线绳支架和保护限位开关组成，使用拉线开关作为该保护装置的检测元件。
拉线开关动作范围较小，当臂架将要与煤垛发生接触时，虽然可以立刻检测到碰撞信号，令取料机停止动作，但由于取料机大臂旋转有一定的惯性，碰撞经常造成拉线绳被拉断或拉线绳支架变形。
原有保护形式虽然能够使取料机臂架免于碰撞发生损坏，但却难以“自保”。
防碰装置一旦在作业过程中发生损坏，维修工作会耗费大量的人力、物力和财力。
且修复前的这段时间，取料机臂架是缺乏保护的。
再者，原有保护形式在检测到碰撞时，还需要司机到臂架尾部对拉线开关进行手动复位。
基于以上原因，笔者针对悬臂式斗轮取料机的臂架防碰料堆系统进行了重新设计和改造。
2悬臂式斗轮取料机臂架防碰料堆系统设计2.1原有检测形式原取料机臂架碰撞检测系统主要由负责检测故障的拉线开关以及连接拉线开关的碰撞拉绳和支撑碰撞拉绳的支架三部分组成，通常在生产作业中会出现以下两个问题：（1）在出现臂架碰撞故障之后必需由司机到大臂上手动复位故障才能消除。
（2）碰撞经常造成拉线绳被拉断或拉线绳支架变形导致检测系统无法使用。
浅谈侧式悬臂堆料机桥式斗轮取料机控制系统的设计文章介绍了侧式悬臂堆料机桥式斗轮取料机的基本控制理论，以及西门子有源底板、西门子工业以太网、西门子PROFIBUS-DP、光纤通讯等的应用。
标签：控制理论；PLC；工业以太网1 堆取料机控制系统现状1.1 堆取料机的特点侧式悬臂堆料机桥式斗轮取料机具有占地面积小，物料贮量大等优点是现今应用最广泛的均化设备，在港口、码头、大型电厂、水泥厂、矿山都可以见到它的影子。
随着科学技术的不断发展，PLC功能日渐强大，网络通讯功能的应用，使功能控制更加集中，监测能力更加完备，侧式悬臂堆料机和桥式斗轮取料机控制技术也日臻完善。
1.2 堆取料机的工艺流程侧式悬臂堆料机和桥式斗轮取料机配套使用，侧式悬臂堆料机由堆料臂、配重块、驱动装置、液压系统、主控制室、动力电缆卷盘、控制电缆卷盘和来料小车等部分组成；桥式斗轮取料机由收料皮带、耙车、斗轮、行走小车、动力电缆卷盘及控制电缆卷盘等部分组成。
侧式悬臂堆料机采用往复鳞状堆料的方法，桥式斗轮取料机采用横断面取料方法。
1.3 堆取料机的控制方式侧式悬臂堆料机和桥式斗轮取料机分三种控制方式，自动方式、手动方式、维修方式，其中自动方式又分为机上自动和中控室自动，中控室自动控制实现了设备的远程遥控操作。
1.4 堆取料机动作联锁流程侧式悬臂堆料机和桥式斗轮取料机在同一个料场工作，正常工作时它们是相对独立的个体。
侧式悬臂堆料机自动工作时的起机顺序是首先将悬臂降低至下极限，由中控室或机上发出自动工作命令，堆料机发出起机响铃预警15秒，之后皮带启动，5秒后，行走驱动运行并伴有移动警告，堆料机在堆料区域往返行走，卸料皮带机同时卸下物料，堆料机在远离料场中心一侧的停留点是固定的，称为固定点。
在靠近料场中心一侧的停留点是可变的，即每次回缩一段距离，称为可变点。
为保证堆形，堆料机在固定点、可变点的停留时间是可调的。
每次堆料时，堆料机总是向固定点方向行走，在固定点与可变点之间往返行走进行堆料，直到堆料臂上的料位检测开关触料后液压俯仰系统工作，这时俯仰系统自动上升一段距离，待堆料机达到堆满开关时会向中控室发出堆满停车申请，中控室或机上发出正常停机命令停止堆料皮带和堆料机的运行。
煤港斗轮取料机电气控制系统设计毕业设计目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.1.1 港口装卸机械的国内外发展现状 (1)1.1.2 斗轮取料机的发展概述 (2)1.1.3课题研究背景及意义 (2)1.2 本课题研究的主要内容 (4)第2章悬臂式斗轮取料机 (4)2.1 斗轮取料机概述 (4)2.2 斗轮取料机生产工艺 (4)2.3斗轮取料机的工作原理 (4)2.4 电气控制系统概述 (5)2.5 本章小结 (6)第3章斗轮取料机机械结构设计 (7)3.1 设备基本参数设计 (7)3.2 斗轮取料机传动机构设计 (8)3.2.1 回转电机传动机构设计 (8)3.2.2行走电机传动机构设计 (9)3.2.3 俯仰传动机构设计 (10)3.2.4 皮带传动机构设计 (10)3.2.5 斗轮传动机构设计 (10)3.3 本章小结 (10)第4章斗轮取料机硬件电路设计 (12)4.1 斗轮取料机配电系统设计 (12)4.2 斗轮取料机传动控制系统设计 (15)4.2.1走行机构 (15)4.2.2回转机构 (16)4.2.3俯仰机构 (17)4.2.4皮带机构 (18)4.2.5斗轮机构 (18)4.3斗轮取料机PLC及网络系统设计 (19)4.3.1 PLC控制系统设计 (19)4.3.2斗轮取料机网络系统设计 (20)4.4斗轮取料机检测系统设计 (22)4.4.1位置检测设计 (22)4.4.2保护开关设计 (22)4.5本章小结 (23)第5章斗轮取料机调试程序设计 (24)5.1 程序编制软件 (24)5.2 功能编程 (24)5.3 各机构控制程序设计 (25)5.4 本章小结 (32)第6章斗轮取料机监控系统设计 (33)6.1 监控系统功能说明 (33)6.2监控系统画面设计 (33)6.3 本章小结 (34)结论 (35)参考文献 (36)致谢 (38)附录1 (39)附录2 (45)附录3 (51)附录4 (55)附录5 (81)第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景1.1.1 港口机械的国内外发展现状国际上有代表性的斗轮堆取料机制造厂商主要在欧洲、日本等国家和地区，主要有德国的KRUPP公司，日本的三菱公司，奥地利的奥钢联公司等。
堆取料机（斗轮机）防碰撞定位控制系统中海达定位技术有限公司（编制）2015年5月16日星期六在国内外煤炭码头中，堆料机、取料机是散货堆场作业的核心设备，堆取料机空间防碰撞系统一直是个难题。
设计一种堆取料机空间防碰撞控制系统，其原理是在堆取料机上的大臂和回转中心安装gps 流动站，通过gps的位置信息和空间几何算法，得出两个堆取料机之间的最小距离从而可以判断出堆取料机发生碰撞的可能性，使得工作人员进行相应处理，解决行走编码器不准确、误差累积的问题。
本系统可以实时计算出堆取料机大臂的相对位置和距离，可实现两台甚至多台堆取料机在同一个场垛中安全作业。
1 背景技术堆取料作业过程中，在一个堆场中经常需要使用多个堆取料机进行作业。
避免空间碰撞事故。
在一个堆场中可能有多个堆取料机，沿着行走轨道进行行走作业，在行走过程中，多个堆取料机的大臂之间有可能会发生碰撞。
目前国内没有有效来提前预知堆取料机之间是否将要发生碰撞，堆取料机空间防碰撞是堆取料作业过程中的难题。
具体来说，现有的防碰撞方法中需要结合堆取料机的行走数据，而现有的方法获取的堆取料机的行走数据经常不准，由于堆取料机的行走距离很长，都在1500m以上，而用于获取堆取料机的行走数据的行走编码器都安装在行走轮上，堆取料机的行走轨道与堆取料机的行走轮之间的摩擦力不均，一旦堆取料机的行走轮出现打滑现象，行走数据就会出现不准确的情况，长时间累积会造成误差越来越大，即使通过行走定点校正对编码器进行修正，但不准确因素仍无法彻底克服。
其次，对大臂的空间位置计算过程非常复杂，该计算过程需要结合行走、俯仰、回转3个编码器的数值进行空间建模，而这3个编码器都有不同程度的误差，这就造成累积误差，故大臂空间坐标的准确性不高。
另一种现有的防碰撞方法是根据2个堆取料机是否处于一个场垛进行判断，如果2个堆取料机不在同一个场垛就可以正常作业。
2个堆取料机进入一个场垛进行作业时，就对两个堆取料机都进行锁定，使其不能工作，由此避免堆取料机之间发生碰撞，这严重影响了堆取料机的同场作业。
