CN115034707A - 一种氢氧化铝仓智能仓储系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于智能装备与物流管理信息化技术领域，具体地说，涉及一种氢氧化铝仓智能仓储系统。所述氢氧化铝仓智能仓储系统包括无人驾驶桥式抓斗起重机、识别感知模块、中央控制模块、安全防模块、视频监控模块、智能仓储管理平台。本发明融合信息采集和自动化控制技术，使仓储管理以自动化、智能化的形式得到进一步的快速发展，实现对仓库中不同物料周边的环境进行监测，对物料位置和位移等数据进行监控，实现抓料、移料、上料作业无人化、智能化，减少装置检修时间，极大地改善员工的作业环境，实现24小时连续作业。
Description
技术领域
本发明属于智能装备与物流管理信息化技术领域，具体地说，涉及一种氢氧化铝仓智能仓储系统。
背景技术
氢氧化铝焙烧是氧化铝生产工艺过程中最后一道工序，焙烧的目的就是把氢氧化铝中附着水、结晶水脱除，生成物理和化学性质符合电解要求的氧化铝。氢氧化铝一般通过皮带机运输至料仓，然后通过桥式抓斗起重机搬运到料斗里，再经过料斗下方皮带机输送到焙烧炉。氢氧化铝是一种白色非晶形粉末，因此卸料、上料、倒料过程中不可避免的存在扬尘现象。传统手动驾驶的桥式抓斗行车进行作业时，司机不得不在粉尘环境中高强度工作，存在多种安全隐患和导致职业病的危险。抓斗起重机的利用率也相对较低，整个原料库的生产效率也大大受到影响。
总体来讲，氧化铝厂氢氧化铝仓当前的管理尚处在人工操作、人工装运、人工记录的阶段，原料数据、作业状态、设备参数等有用的信息无法及时准确的传递到系统的各个环节，氢氧化铝仓的运行管理存在以下问题：
(1)抓斗起重机操作工工作时间不连续，工作量不饱和；
(2)抓斗起重机操作工岗位无法被别的岗位取代，导致在工作量不饱和的情况下，依然发生人工成本支出；
(3)料场粉尘较大，人工作业存在职业健康隐患；
(4)人工驾驶抓斗起重机作业存在视野盲区，上料斗旁区域观测不到，存在作业死角；
(5)缺少精确的氢氧化铝料堆数据，无法动态监测及跟踪，不能掌握实时库存。
为此，亟需研发一种氢氧化铝仓智能仓储系统以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种氢氧化铝仓智能仓储系统，融合信息采集和自动化控制技术，使仓储管理以自动化、智能化的形式得到进一步的快速发展，实现对仓库中不同物料周边的环境进行监测，对物料位置和位移等数据进行监控，实现抓料、移料、上料作业无人化、智能化，减少装置检修时间，极大地改善员工的作业环境，实现24小时连续作业。
为了实现上述目的，本申请提出了如下技术方案：
一种氢氧化铝仓智能仓储系统，包括设于所述氢氧化铝仓内的氢氧化铝下料口(这里的氢氧化铝下料口即通过无人驾驶桥式抓斗起重机向外抓取和输送氢氧化铝仓内氢氧化铝的出口)，还包括无人驾驶桥式抓斗起重机、识别感知模块、中央控制模块、安全防护模块、视频监控模块和智能仓储管理平台，所述无人驾驶桥式抓斗起重机、识别感知模块、中央控制模块、安全防护模块、视频监控模块和智能仓储管理平台之间均通过通信单元实现互联互通；
所述无人驾驶桥式抓斗起重机，用于自动抓取、转运、装载氢氧化铝物料；
所述识别感知模块，用于实时扫描氢氧化铝仓内氢氧化铝物料状态、料堆位置、料堆高度和宽度以及氢氧化铝下料口处氢氧化铝物料料堆高度和宽度；
所述中央控制模块，用于控制无人驾驶桥式抓斗起重机进行运动、作业；
所述安全防护模块，用于保障无人驾驶桥式抓斗起重机的安全运行以及实现氢氧化铝仓的人、机隔离；
所述视频监控模块，用于监视无人驾驶桥式抓斗起重机的运行和氢氧化铝仓内卸料位、上料位、混料位、装车位以及整仓的状态；
所述智能仓储管理平台，用于无人驾驶桥式抓斗起重机的路径规划、任务排程、作业调度与状态在线监测，以及氢氧化铝物料入库、出库、实时库存的智能管理。
优选地，所述无人驾驶桥式抓斗起重机采用多圈绝对值编码器、激光测距仪和格雷母线实现抓斗起升、抓斗开闭、大小车运行的定位和变频调速，所述抓斗通过放摇摆装置实现开环防摇摆或闭环防摇摆，这里的放摇摆装置采用本领域的现有技术，不再赘述。
优选地，所述无人驾驶桥式抓斗起重机的主起升开闭变频器和主起升升降变频器之间采用D2D主从通讯方式，主起升开闭变频器作为主变频器设置速度给定，主起升升降变频器作为从变频器设置速度跟随，采用负载分配的模式，实现抓斗的四绳力同步。
优选地，所述识别感知模块包括激光扫描单元和数字高程建模单元；所述激光扫描单元搭载在无人驾驶桥式抓斗起重机的主梁侧，且按固定采样间隔及扫描角度采集氢氧化铝仓内及氢氧化铝下料口处的地面数字高程原始数据，并传输给数字高程建模单元，生成标准网格数字高程模型。
优选地，所述数字高程建模单元以激光扫描单元时间戳为基准，融合无人驾驶桥式抓斗起重机的运动时间及无人驾驶桥式抓斗起重机的坐标原始数据，内插出每个扫描行数据对应的激光扫描单元横向坐标，并按固定网格的分辨率，生成标准网格数字高程模型。
优选地，所述中央控制模块包括PLC控制单元、上位机、工程师站、控制台和遥控手柄，具备智能控制、半自动控制、手动控制三种模式。
优选地，所述安全防护模块包括安全门、电磁安全锁、红外检测传感器和连锁控制单元；所述红外检测传感器检测到人员靠近时发出信号，连锁控制单元控制安全门上的电磁安全锁进行开、闭动作，同时发出信号至中央控制模块，由中央控制模块控制无人驾驶桥式抓斗起重机进行启停动作。无人驾驶桥式抓斗起重机运行时，所述连锁控制单元对其进行短路保护、失压保护、零位保护、行程限位保护、起升限位保护、超速保护、超载保护。
优选地，所述视频监控模块包括摄像头、视频解码单元和视频监控单元；所述视频监控单元分为起重机视频监控部分、地面视频监控部分和中控室视频监控部分；起重机视频监控部分用于远程操控时，操作员以在无人驾驶桥式抓斗起重机的驾驶室的视角看到无人驾驶桥式抓斗起重机下方原料库的情况，远程操控无人驾驶桥式抓斗起重机进行抓取作业；地面视频监控部分用于对氢氧化铝仓内卸料位、上料位、混料位、原料库整仓的状态的视频监控，操作员远程无死角的实时查看整个原料库各个区域的现场实时情况；中控室视频监控部分用于对无人驾驶桥式抓斗起重机和地面的视频信号进行显示、存储和查询。
优选地，所述智能仓储管理平台包括任务排程单元、规划调度单元、设备监测单元、设备管理单元、故障诊断单元和库存管理单元；
所述任务排程单元对接厂区的制造执行系统，根据制造执行系统的日计划，智能生成当天的氢氧化铝物料上料计划，并将计划信息发送给所述规划调度单元；
所述规划调度单元生成上料、移料、装车和物料扫描指令；
所述设备监测单元实时监测无人驾驶桥式抓斗起重机的运行状态；
所述设备管理单元生成所述无人驾驶桥式抓斗起重机的点巡检、维护保养和检修计划；
所述故障诊断单元智能诊断无人驾驶桥式抓斗起重机的故障原因；
所述库存管理单元实时统计氢氧化铝物料出、入库数据以及实时库存数据。
优选地，所述无人驾驶桥式抓斗起重机与所述中央控制模块采用现场总线通讯，所述识别感知模块、安全防护模块、视频监控模块、智能仓储管理平台之间采用工业以太网或无线通讯方式。
本发明还包括能够使该氢氧化铝仓智能仓储系统正常使用的其它设备或组件，这些设备或组件均采用本领域的常规技术手段。另外，本发明中未加限定的装置和组件均采用本领域中的常规技术手段，如本申请中的绝对值编码器、激光测距仪、格雷母线、无人驾驶桥式抓斗起重机的主起升开闭变频器和主起升升降变频器、激光扫描单元、数字高程建模单元、PLC控制单元、上位机、工程师站、控制台、遥控手柄、安全门、电磁安全锁、红外检测传感器、连锁控制单元、摄像头、视频解码单元、视频监控单元、任务排程单元、规划调度单元、设备监测单元、设备管理单元、故障诊断单元和库存管理单元均采用现有技术，本领域的技术人员可根据实际的使用需求来选择其型号、安装方式，明确的了解其具体如何安装与控制，在此不再详细描述。
与现有技术相比，本发明具有以下有效效果：
本申请融合了信息采集和自动化控制技术，可以使仓储管理以自动化、智能化的形式得到进一步的快速发展，实现对仓库中不同物料周边的环境进行监测，对物料位置和位移等数据进行监控，实现抓料、移料、上料作业无人化、智能化，减少装置检修时间，极大地改善员工的作业环境，24小时连续作业。
附图说明
图1为实施例中的本发明的技术架构图。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示，本发明提供了一种氢氧化铝仓智能仓储系统，包括设于所述氢氧化铝仓内的氢氧化铝下料口(这里的氢氧化铝下料口即通过无人驾驶桥式抓斗起重机向外抓取和输送氢氧化铝仓内氢氧化铝的出口)，还包括无人驾驶桥式抓斗起重机1、识别感知模块2、中央控制模块3、安全防护模块4、视频监控模块5、智能仓储管理平台6。无人驾驶桥式抓斗起重机1上设有变频电机1-1、变频器1-2、定位装置1-3和防摇摆装置1-4，变频电机1-1、变频器1-2、定位装置1-3和防摇摆装置1-4均采用现有技术，用于实现无人驾驶桥式抓斗起重机1上大小车运行的定位、变频调速和抓斗的防摇摆，中央控制模块3包括PLC控制单元3-1、上位机3-2、工程师站3-3、控制台3-4和遥控手柄3-5，具备智能控制、半自动控制、手动控制三种模式。智能仓储管理平台6包括任务排程单元6-1、规划调度单元6-2、设备监测单元6-3、设备管理单元6-4、故障诊断单元6-5、库存管理单元6-6及数据库6-7。
规划调度单元6-2接收任务排程单元6-1发出的计划信息，并采集识别感知模块2中的氢氧化铝下料口高度数据，智能生成上料调度指令，发送至中央控制模块3，由中央控制模块3控制无人驾驶桥式抓斗起重机1上料。
规划调度单元6-2定时向识别感知模块2和中央控制模块3发送氢氧化铝仓内物料扫描指令，中央控制模块3控制无人驾驶桥式抓斗起重机1完成氢氧化铝仓内扫描，将地面数字高程原始数据传输给识别感知模块2的数字高程建模单元2-2，并生成标准网格数字高程模型传输给规划调度单元6-2，规划调度单元6-2生成移料指令，发送给中央控制模块3，中央控制模块3控制无人驾驶桥式抓斗起重机1完成移料作业。
规划调度单元6-2接收中央控制模块3发送的装车请求，生成装车指令发送给中央控制模块3和识别感知模块2，中央控制模块3发送行走指令使无人驾驶桥式抓斗起重机1至装车区域，识别感知模块2的激光扫描单元2-1扫描车辆长、宽、高，形成高程数据反馈至规划调度单元6-2，规划调度单元2发送路径、抓斗起升指令至中央控制模块3，中央控制模块3控制无人驾驶桥式抓斗起重机1完成装车作业。
设备监测单元6-3实时监测无人驾驶桥式抓斗起重机1运行状态，无人驾驶桥式抓斗起重机1出现故障时，生成报警指令发送至设备管理单元6-4和故障诊断单元6-5，故障诊断单元6-5诊断故障类型，设备管理单元6-4生产维修任务。
库存管理单元6-6实时统计氢氧化铝物料出、入库数据以及实时库存数据，所有数据存储至数据库6-7。
视频监控模块5包括摄像头5-1、视频解码单元5-2和视频监控单元5-3；视频监控单元5-3分为起重机视频监控部分、地面视频监控部分和中控室视频监控部分；视频监控模块5将现场视频数据传送至智能仓储管理平台6，起重机视频监控部分用于远程操控时，起重机视频监控部分用于远程操控时，操作员以在无人驾驶桥式抓斗起重机的驾驶室的视角看到无人驾驶桥式抓斗起重机下方原料库的情况，远程操控无人驾驶桥式抓斗起重机进行抓取作业；地面视频监控部分用于对氢氧化铝仓内卸料位、上料位、混料位、原料库整仓的状态的视频监控，操作员远程无死角的实时查看整个原料库各个区域的现场实时情况；中控室视频监控部分用于对无人驾驶桥式抓斗起重机和地面的视频信号进行显示、存储和查询。
安全防护模块4包括安全门4-1、电磁安全锁4-2、红外检测传感器4-3和连锁控制单元4-4；红外检测传感器4-3检测到人员靠近时发出信号，连锁控制单元4-4控制安全门4-1上的电磁安全锁4-2进行开、闭动作，同时发出信号至中央控制模块3，由中央控制模块3控制无人驾驶桥式抓斗起重机1启停。无人驾驶桥式抓斗起重机1运行时，连锁控制单元4-4对其进行短路保护、失压保护、零位保护、行程限位保护、起升限位保护、超速保护、超载保护。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种氢氧化铝仓智能仓储系统，包括设于所述氢氧化铝仓内的氢氧化铝下料口，其特征在于：还包括无人驾驶桥式抓斗起重机、识别感知模块、中央控制模块、安全防护模块、视频监控模块和智能仓储管理平台，所述无人驾驶桥式抓斗起重机、识别感知模块、中央控制模块、安全防护模块、视频监控模块和智能仓储管理平台之间均通过通信单元实现互联互通；
所述无人驾驶桥式抓斗起重机，用于自动抓取、转运、装载氢氧化铝物料；
所述识别感知模块，用于实时扫描氢氧化铝仓内氢氧化铝物料状态、料堆位置、料堆高度和宽度以及氢氧化铝下料口处物料料堆高度和宽度；
所述中央控制模块，用于控制无人驾驶桥式抓斗起重机进行运动、作业；
所述安全防护模块，用于保障无人驾驶桥式抓斗起重机的安全运行以及实现氢氧化铝仓的人、机隔离；
所述视频监控模块，用于监视无人驾驶桥式抓斗起重机的运行和氢氧化铝仓内卸料位、上料位、混料位、装车位以及整仓的状态；
所述智能仓储管理平台，用于无人驾驶桥式抓斗起重机的路径规划、任务排程、作业调度与状态在线监测，以及氢氧化铝物料入库、出库、实时库存的智能管理。
2.根据权利要求1所述的氢氧化铝仓智能仓储系统，其特征在于：所述无人驾驶桥式抓斗起重机采用多圈绝对值编码器、激光测距仪和格雷母线实现抓斗起升、抓斗开闭、大小车运行的定位和变频调速。
3.根据权利要求2所述的氢氧化铝仓智能仓储系统，其特征在于：所述无人驾驶桥式抓斗起重机的主起升开闭变频器和主起升升降变频器之间采用D2D主从通讯方式，主起升开闭变频器作为主变频器设置速度给定，主起升升降变频器作为从变频器设置速度跟随，采用负载分配的模式，实现抓斗的四绳力同步。
4.根据权利要求1所述的氢氧化铝仓智能仓储系统，其特征在于：所述识别感知模块包括激光扫描单元和数字高程建模单元；所述激光扫描单元搭载在无人驾驶桥式抓斗起重机的主梁侧，且按固定采样间隔及扫描角度采集氢氧化铝仓内及氢氧化铝下料口处的地面数字高程原始数据，并传输给数字高程建模单元，生成标准网格数字高程模型。
5.根据权利要求4所述的氢氧化铝仓智能仓储系统，其特征在于：所述数字高程建模单元以激光扫描单元时间戳为基准，融合无人驾驶桥式抓斗起重机的运动时间及无人驾驶桥式抓斗起重机的坐标原始数据，内插出每个扫描行数据对应的激光扫描单元横向坐标，并按固定网格的分辨率，生成标准网格数字高程模型。
6.根据权利要求1所述的氢氧化铝仓智能仓储系统，其特征在于：所述中央控制模块包括PLC控制单元、上位机、工程师站、控制台和遥控手柄，具备智能控制、半自动控制、手动控制三种模式。
7.根据权利要求1所述的氢氧化铝仓智能仓储系统，其特征在于：所述安全防护模块包括安全门、电磁安全锁、红外检测传感器和连锁控制单元；所述红外检测传感器检测到人员靠近时发出信号，连锁控制单元控制安全门上的电磁安全锁进行开、闭动作，同时发出信号至中央控制模块，由中央控制模块控制无人驾驶桥式抓斗起重机进行启停动作。
8.根据权利要求1所述的氢氧化铝仓智能仓储系统，其特征在于：所述视频监控模块包括摄像头、视频解码单元和视频监控单元；所述视频监控单元分为起重机视频监控部分、地面视频监控部分和中控室视频监控部分；起重机视频监控部分用于远程操控时，操作员以在无人驾驶桥式抓斗起重机的驾驶室的视角看到无人驾驶桥式抓斗起重机下方原料库的情况，远程操控无人驾驶桥式抓斗起重机进行抓取作业；地面视频监控部分用于对氢氧化铝仓内卸料位、上料位、混料位、原料库整仓的状态的视频监控，操作员远程无死角的实时查看整个原料库各个区域的现场实时情况；中控室视频监控部分用于对无人驾驶桥式抓斗起重机和地面的视频信号进行显示、存储和查询。
9.根据权利要求1所述的氢氧化铝仓智能仓储系统，其特征在于：所述智能仓储管理平台包括任务排程单元、规划调度单元、设备监测单元、设备管理单元、故障诊断单元和库存管理单元；
所述任务排程单元对接厂区的制造执行系统，根据制造执行系统的日计划，智能生成当天的氢氧化铝物料上料计划，并将计划信息发送给所述规划调度单元；
所述规划调度单元生成上料、移料、装车和物料扫描指令；
所述设备监测单元实时监测无人驾驶桥式抓斗起重机的运行状态；
所述设备管理单元生成所述无人驾驶桥式抓斗起重机的点巡检、维护保养和检修计划；
所述故障诊断单元智能诊断无人驾驶桥式抓斗起重机的故障原因；
所述库存管理单元实时统计氢氧化铝物料出、入库数据以及实时库存数据。
10.根据权利要求1所述的氢氧化铝仓智能仓储系统，其特征在于：所述无人驾驶桥式抓斗起重机与所述中央控制模块采用现场总线通讯，所述识别感知模块、安全防护模块、视频监控模块、智能仓储管理平台之间采用工业以太网或无线通讯方式。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202210652083.7A CN115034707A (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 一种氢氧化铝仓智能仓储系统 |
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| CN202210652083.7A CN115034707A (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 一种氢氧化铝仓智能仓储系统 |
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| CN202210652083.7A Pending CN115034707A (zh) | 2022-06-10 | 2022-06-10 | 一种氢氧化铝仓智能仓储系统 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116147697A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-05-23 | 中铝智能科技发展有限公司 | 一种氢氧化铝无人值守监测方法及系统 |
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2022
- 2022-06-10 CN CN202210652083.7A patent/CN115034707A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116147697A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-05-23 | 中铝智能科技发展有限公司 | 一种氢氧化铝无人值守监测方法及系统 |
| CN116147697B (zh) * | 2022-12-30 | 2023-12-15 | 中铝智能科技发展有限公司 | 一种氢氧化铝无人值守监测方法及系统 |
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