CN114279355A - 封闭煤场的盘煤系统及方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种封闭煤场的盘煤系统及方法，所述盘煤系统包括：第一盘煤装置，安装在堆取料机的预设位置，用于获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆煤形数据；第二盘煤装置，安装在棚顶的预设位置，用于获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆煤形数据；处理装置，用于根据悬臂回转范围内外的煤堆煤形数据获取封闭煤场内煤堆的三维模型。本申请将移动扫描和固定扫描相结合，在实现全场扫描的同时，可以提高盘煤精度，还减少棚顶激光扫描仪的使用数量，有利于降低盘煤成本。

Description

封闭煤场的盘煤系统及方法

技术领域

本申请属于燃煤发电技术领域，具体涉及一种封闭煤场的盘煤系统及方法。

背景技术

在智慧电站的建设中，智慧燃料系统始终是最薄弱的一环，而在燃料系统的智慧化建设中，对于煤场盘煤一直是核心问题，而目前随着环保要求提高，大部分露天煤场都是改造成封闭式，这就对封闭煤场盘煤提出了更高的要求。

大部分给出的方案是在煤场顶部加激光扫描仪，但按照此方案，以一个标准200m*160米煤场为例，常规方案最少需要6台激光扫描仪，大大增加工程预算。此外，在煤场顶部设置的激光扫描仪通常扫描距离较远，导致扫描出来的数据易产生较大的误差，不利于最后盘煤的精度。

针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。因此，需要一种较低成本和较高精度的盘煤系统。

发明内容

本申请实施例提供一种封闭煤场的盘煤系统及方法，将移动扫描和固定扫描相结合，利用移动扫描就近获取大部分煤堆煤形数据，可以提高盘煤精度，同时还减少棚顶激光扫描仪的使用数量，有利于降低盘煤成本。

根据本申请实施例的第一方面，提供了一种封闭煤场的盘煤系统，包括：

第一盘煤装置，安装在堆取料机的预设位置，用于获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆煤形数据；

第二盘煤装置，安装在棚顶的预设位置，用于获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆煤形数据；

处理装置，用于根据悬臂回转范围内外的煤堆煤形数据获取封闭煤场内煤堆的三维模型。

可选的，所述第一盘煤装置包括：

第一扫描仪，用于获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的三维信息；

第一定位模块，用于获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的空间信息。

可选的，所述第一定位模块包括：

第一定位单元，用于获取堆取料机的大车位置和悬臂回转角度；

第二定位单元，用于获取堆取料机的悬臂俯仰角度。

可选的，所述第二盘煤装置包括：

第二扫描仪，用于获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的三维信息；

第二定位模块，用于获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的空间信息。

可选的，所述第二定位模块包括：

第三定位单元，用于获取第二扫描仪的旋转角度。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种封闭煤场的盘煤方法，包括：

通过安装在堆取料机预设位置的第一盘煤装置获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆煤形信息；

通过安装在棚顶预设位置的第二盘煤装置获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆煤形信息；

根据悬臂回转范围内外的煤堆煤形信息获取封闭煤场内煤堆的三维模型。

可选的，所述通过安装在堆取料机预设位置的第一盘煤装置获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆煤形信息，包括：

获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的三维信息；

获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的空间信息。

可选的，所述获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的空间信息，包括：

获取堆取料机的大车位置和悬臂回转角度；

获取堆取料机的悬臂俯仰角度。

可选的，所述通过安装在棚顶预设位置的第二盘煤装置获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆煤形信息，包括：

获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的三维信息；

获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的空间信息。

可选的，所述获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的空间信息，包括：

获取第二扫描仪的旋转角度。

本申请实施例的上述技术方案至少具有如下有益的技术效果：

本申请实施例的技术方案将移动扫描和固定扫描相结合，利用移动扫描就近获取大部分煤堆煤形数据，可以提高盘煤精度，同时还减少棚顶激光扫描仪的使用数量，有利于降低盘煤成本。

附图说明

图1是本申请示例性实施例中一种封闭煤场的盘煤系统的结构示意图；

图2是本申请示例性实施例中第一盘煤装置的结构示意图；

图3是本申请示例性实施例中第一定位模块的结构示意图；

图4是本申请示例性实施例中第二盘煤装置的结构示意图；

图5是本申请示例性实施例中第二定位模块的结构示意图；

图6是本申请示例性实施例中一种封闭煤场的盘煤方法的流程图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本申请进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本申请实施例提供了一种封闭煤场的盘煤系统，包括：

第一盘煤装置100，安装在堆取料机的预设位置，用于获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆煤形数据；

第二盘煤装置200，安装在棚顶的预设位置，用于获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆煤形数据；

处理装置300，用于根据悬臂回转范围内外的煤堆煤形数据获取封闭煤场内煤堆的三维模型。

本申请实施例的技术方案将移动扫描和固定扫描相结合，利用移动扫描就近获取大部分煤堆煤形数据，可以提高盘煤精度，利用棚顶激光扫描仪获取悬臂回转盲区的小部分煤堆煤形数据，在实现全场扫描的同时，还减少棚顶激光扫描仪的使用数量，有利于降低盘煤成本。

在一些实施例中，所述第一盘煤装置100包括：

第一扫描仪110，用于获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的三维信息；

第一定位模块120，用于获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的空间信息。

示例性的，所述第一扫描仪110可以是激光扫描仪，安装在取堆取料机的悬臂上，取堆取料机悬臂移动过程中，悬臂可以在取堆取料机悬臂前方向两侧回转，回转角度可以是-110°-110°，因此，第一扫描仪110可以扫描煤场中大部分的煤堆。

其中，第一扫描仪110、第一定位模块120可以使用堆取料机上原有的扫描仪和定位模块，利用原有的扫描仪和定位模块获取三维信息和空间定位信息，从而可以减少对系统的改进，节省预算。

在一些实施例中，所述第一定位模块包括：

第一定位单元121，用于获取堆取料机的大车位置和悬臂回转角度；

第二定位单元122，用于获取堆取料机的悬臂俯仰角度。

示例性的，堆取料机的主要动作包括大机行走、悬臂俯仰和悬臂回转，其中，大机行走和悬臂回转采用格雷母线定位，悬臂俯仰采用倾角仪进行测量，其他动作可以采用编码器定位。例如，第一定位单元121采用格雷母线定位技术对大车位置和悬臂回转角度进行定位，格雷母线信号以工业以太网形式发送到处理装置300；第二定位单元122可以是倾角仪，俯仰角度信号以工业以太网形式发送到处理装置300。

在一些实施例中，所述第二盘煤装置200包括：

第二扫描仪210，用于获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的三维信息；

第二定位模块220，用于获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的空间信息。

示例性的，所述第二扫描仪210可以是激光扫描仪，安装在煤场的棚顶上，位于取堆取料机悬臂的回转盲区上方，因此，第二扫描仪210可以扫描煤场中小部分的煤堆。

在一些实施例中，所述第二定位模块220包括：

第三定位单元221，用于获取第二扫描仪210的旋转角度。

示例性的，所述第三定位单元221包括云台，所述第二扫描仪210设置在云台上，云台可以带动第二扫描仪210旋转，以增加扫描范围，还可以确定第二扫描仪210旋转的旋转角度。

在一些实施例中，所述处理装置300包括：

服务器310，用于接收悬臂回转范围内外的煤堆煤形数据并合成封闭煤场内煤堆的三维模型；

通信模块320，用于将悬臂回转范围内外的煤堆煤形数据传送至服务器310。

示例性的，所述通信模块320包括数据交换机，悬臂回转范围内外的煤堆煤形数据通过数据交换机分别传送至服务器310，服务器310通过算法计算得出封闭煤场内煤堆的三维模型。

在一些实施例中，所述封闭煤场的盘煤系统还包括红外热像装置及报警装置，所述红外热像装置用于获取煤场内煤堆的热像信息，所述处理装置300还用于根据热像信息判断煤场内煤堆的温升或温度是否超过预设值，所述报警装置用于当煤场内煤堆的温升或温度超过预设值发出提示。

优选地，所述处理装置300和报警装置均设置在煤场内堆取料机的驾驶室内，便于运行人员进行实时监控。

另外，所述处理装置300还用于根据盘煤信息判断煤场内煤堆的库存量是否超过预设值，所述报警装置还用于当煤场内煤堆的库存量超过预设值时发出提示。

火力发电厂的煤炭在煤场中大量堆放，煤炭与空气接触发生氧化反应后可能发生自燃，造成设备受损或爆炸事故。利用红外热像装置70获取煤场内煤堆的热像信息，处理装置40根据热像信息判断煤场内煤堆的温升或温度是否超过预设值，若是则报警装置80发出提示，从而使得运行人员能够迅速地作出应对措施，降低事故发生的可能性。

本申请实施例还提供了一种封闭煤场的盘煤方法，包括：

S400、通过安装在堆取料机预设位置的第一盘煤装置100获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆煤形信息；

S500、通过安装在棚顶预设位置的第二盘煤装置200获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆煤形信息；

S600、处理装置300根据悬臂回转范围内外的煤堆煤形信息获取封闭煤场内煤堆的三维模型。

本申请实施例的技术方案将移动扫描和固定扫描相结合，利用移动扫描就近获取大部分煤堆煤形数据，可以提高盘煤精度，利用棚顶激光扫描仪获取悬臂回转盲区的小部分煤堆煤形数据，在实现全场扫描的同时，还减少棚顶激光扫描仪的使用数量，有利于降低盘煤成本。

在一些实施例中，所述通过安装在堆取料机预设位置的第一盘煤装置100获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆煤形信息，包括：

第一扫描仪110获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的三维信息；

第一定位模块120获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的空间信息。

示例性的，所述第一扫描仪110可以是激光扫描仪，安装在取堆取料机的悬臂上，取堆取料机悬臂移动过程中，悬臂可以在取堆取料机悬臂前方向两侧回转，回转角度可以是-110°-110°，因此，第一扫描仪110可以扫描煤场中大部分的煤堆。

其中，第一扫描仪110、第一定位模块120可以使用堆取料机上原有的扫描仪和定位模块，利用原有的扫描仪和定位模块获取三维信息和空间定位信息，从而可以减少对系统的改进，节省预算。

在一些实施例中，所述获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的空间信息，包括：

第一定位单元121获取堆取料机的大车位置和悬臂回转角度；

第二定位单元122获取堆取料机的悬臂俯仰角度。

示例性的，堆取料机的主要动作包括大机行走、悬臂俯仰和悬臂回转，其中，大机行走和悬臂回转采用格雷母线定位，悬臂俯仰采用倾角仪进行测量，其他动作可以采用编码器定位。例如，第一定位单元121采用格雷母线定位技术对大车位置和悬臂回转角度进行定位，格雷母线信号以工业以太网形式发送到处理装置300；第二定位单元122可以是倾角仪，俯仰角度信号以工业以太网形式发送到处理装置300。

在一些实施例中，所述通过安装在棚顶预设位置的第二盘煤装置获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆煤形信息，包括：

第二扫描仪210获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的三维信息；

第二定位模块220获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的空间信息。

示例性的，所述第二扫描仪210可以是激光扫描仪，安装在煤场的棚顶上，位于取堆取料机悬臂的回转盲区上方，因此，第二扫描仪210可以扫描煤场中小部分的煤堆。

在一些实施例中，所述获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的空间信息，包括：第三定位单元221获取第二扫描仪的旋转角度。

示例性的，所述第三定位单元221包括云台，所述第二扫描仪210设置在云台上，云台可以带动第二扫描仪210旋转，以增加扫描范围，还可以确定第二扫描仪210旋转的旋转角度。

在一些实施例中，所述处理装置300根据悬臂回转范围内外的煤堆煤形信息获取封闭煤场内煤堆的三维模型，包括：

通信模块320将悬臂回转范围内外的煤堆煤形数据传送至服务器310；

服务器310接收悬臂回转范围内外的煤堆煤形数据并合成封闭煤场内煤堆的三维模型。

示例性的，所述通信模块320包括数据交换机，悬臂回转范围内外的煤堆煤形数据通过数据交换机分别传送至服务器310，服务器310通过算法计算得出封闭煤场内煤堆的三维模型。

在一些实施例中，所述封闭煤场的盘煤系统还包括红外热像装置及报警装置，所述红外热像装置用于获取煤场内煤堆的热像信息，所述处理装置300还用于根据热像信息判断煤场内煤堆的温升或温度是否超过预设值，所述报警装置用于当煤场内煤堆的温升或温度超过预设值发出提示。

优选地，所述处理装置300和报警装置均设置在煤场内堆取料机的驾驶室内，便于运行人员进行实时监控。

另外，所述处理装置300还用于根据盘煤信息判断煤场内煤堆的库存量是否超过预设值，所述报警装置还用于当煤场内煤堆的库存量超过预设值时发出提示。

火力发电厂的煤炭在煤场中大量堆放，煤炭与空气接触发生氧化反应后可能发生自燃，造成设备受损或爆炸事故。利用红外热像装置70获取煤场内煤堆的热像信息，处理装置40根据热像信息判断煤场内煤堆的温升或温度是否超过预设值，若是则报警装置80发出提示，从而使得运行人员能够迅速地作出应对措施，降低事故发生的可能性。

相较于目前现有的方案，本申请尽可能利用堆取料机现有的扫描仪、定位装置，通过网络将堆取料机扫描数据与棚顶盘煤数据进行融合，减少了激光扫描仪的使用数量，大幅降低了预算。另外，由于堆取料机上的扫描仪安装在悬臂上，所以扫描煤堆时候距离煤层表面更近，降低了棚顶盘煤受到水雾煤尘带来的干扰，提高了盘煤的精度，具有一定的使用价值和工程价值。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种封闭煤场的盘煤系统，其特征在于，包括：

第一盘煤装置，安装在堆取料机的预设位置，用于获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆煤形数据；

第二盘煤装置，安装在棚顶的预设位置，用于获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆煤形数据；

处理装置，用于根据悬臂回转范围内外的煤堆煤形数据获取封闭煤场内煤堆的三维模型。

2.根据权利要求1所述的封闭煤场的盘煤系统，其特征在于，所述第一盘煤装置包括：

第一扫描仪，用于获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的三维信息；

第一定位模块，用于获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的空间信息。

3.根据权利要求2所述的封闭煤场的盘煤系统，其特征在于，所述第一定位模块包括：

第一定位单元，用于获取堆取料机的大车位置和悬臂回转角度；

第二定位单元，用于获取堆取料机的悬臂俯仰角度。

4.根据权利要求1所述的封闭煤场的盘煤系统，其特征在于，所述第二盘煤装置包括：

第二扫描仪，用于获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的三维信息；

第二定位模块，用于获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的空间信息。

5.根据权利要求4所述的封闭煤场的盘煤系统，其特征在于，所述第二定位模块包括：

第三定位单元，用于获取第二扫描仪的旋转角度。

6.一种封闭煤场的盘煤方法，其特征在于，包括：

通过安装在堆取料机预设位置的第一盘煤装置获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆煤形信息；

通过安装在棚顶预设位置的第二盘煤装置获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆煤形信息；

根据悬臂回转范围内外的煤堆煤形信息获取封闭煤场内煤堆的三维模型。

7.根据权利要求6所述的封闭煤场的盘煤方法，其特征在于，所述通过安装在堆取料机预设位置的第一盘煤装置获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆煤形信息，包括：

获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的三维信息；

获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的空间信息。

8.根据权利要求7所述的封闭煤场的盘煤方法，其特征在于，所述获取堆取料机悬臂回转范围内的煤堆的空间信息，包括：

获取堆取料机的大车位置和悬臂回转角度；

获取堆取料机的悬臂俯仰角度。

9.根据权利要求6所述的封闭煤场的盘煤方法，其特征在于，所述通过安装在棚顶预设位置的第二盘煤装置获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆煤形信息，包括：

获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的三维信息；

获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的空间信息。

10.根据权利要求9所述的封闭煤场的盘煤方法，其特征在于，所述获取堆取料机悬臂回转范围外的煤堆的空间信息，包括：

获取第二扫描仪的旋转角度。

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