CN117485929B - 一种基于智能控制的无人化堆取料控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于智能控制的无人化堆取料控制系统及方法，涉及无人化堆取料技术领域，包括设备预设单元和问题记录单元，设备预设单元对监测控制用的仪器设备进行准备，且在仪器设备准备完成后对仪器安装的位置进行规划。本发明通过问题记录单元对产生问题的次数进行记录，当记录的次数达到之前设定的次数阈值时，就会告诉工作人员需要对堆取端和仪器设备进行检测，并把产生的问题传输到设备预设单元，使已经安装仪器设备的位置进行调整，使仪器设备始终保持在最佳的工作状态，避免出现问题不能及时的调节，降低工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及无人化堆取料技术领域，具体为一种基于智能控制的无人化堆取料控制系统及方法。
背景技术
火力发电厂简称火电厂，是利用可燃物作为燃料生产电能的工厂，火力发电厂的基本生产过程是，燃料在燃烧时加热水生成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能，且火力发电厂最重要的就是燃煤，并需要对煤料进行堆积放置。
目前国内外火力发电厂燃煤场大部分采用人工操作堆取料设备，作业效率与安全完全取决于操作人员的熟练程度与操作方式，也有火力发电厂燃煤场采用具有半自动控制功能的堆取料设备，但是在工作过程中不能对各类仪器设备进行优化，且发生异常情况时，不能在第一时间内对三维模型以及监测堆料用的仪器设备进行调整优化，使存在的问题得不到解决，导致整体工作效率低下，甚至因为存在的问题导致安全事故的发生。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于智能控制的无人化堆取料控制系统及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
本发明的目的是通过以下方案实现的：
一种基于智能控制的无人化堆取料控制系统，包括：
设备预设单元，用于对监测控制用的仪器设备进行准备，且在仪器设备准备完成后对仪器安装的位置进行规划，并在安装完成后提前进行模拟演练，演练堆取料的过程中各个仪器采集到的数据情况；
堆取料路径规划单元，用于对取料臂和堆料臂工作过程中移动的路径进行规划，通过路径规划算法中的路径优劣算法进行指导，路径优劣算法具体为：
其中，是从初始状态经由状态/>到目标状态的代价估计，/>是在状态空间中从初始状态到状态/>的实际代价，且/>是耗散函数；/>是从状态/>到目标状态的最佳路径的估计代价，且/>是启发函数；
堆取料三维模型单元，用于通过三维引擎并利用安装的扫描设施获取料堆表面三维数据，进行空间数学变换得到料堆三维数据，实现料堆的三维成像；
堆取料监测单元，用于通过实时的扫描设施把堆取料时料堆变化的数据传输给堆取料三维模型单元，使三维模型对应料堆的变化进行实时的变化；
堆取端单元，用于在堆取料的过程中，通过扫描设备和传感器把堆取料的移动数据进行监测，通过堆取料监测单元把规划的路径传输给堆取端，使堆取端移动工作。
进一步地，所述设备预设单元包括位置划分模块、仪器安装模块和模拟演练模块；通过位置划分模块提前对仪器设备安装的位置进行划分，并在划分的过程中相同的仪器设备采用相同的颜色，并对划分后的位置进行标识，在仪器安装的过程中，提前对仪器设备进行准备；在仪器设备准备完成后，通过仪器安装模块直接把准备好的仪器设备安装到提前划分好的位置；在各类仪器安装完成后，通过模拟演练模块提前进行模拟演练，在演练的过程中，仪器设备产生异常或者反应数据达不到预设的标准时，对各类仪器设备进行调整，依此循环优化直到调到预设的标准。
进一步地，所述堆取料路径规划单元，还用于提前对取料端和堆料端移动的路径进行规划，并在规划的过程中同时预设好若干套路径移动方案，且堆取端单元把堆取端在工作的过程中产生的数据实时地反馈到堆取料路径规划单元内部，并实时地根据反馈的数据对移动路径进行调整，依此循环反馈调整，直到使移动路径始终保持最优的方案。
进一步地，所述堆取料三维模型单元，还用于利用料堆三维图像数据计算出堆料落料点、料堆高度、宽度、长度、取料作业每层切入点、旋臂旋回角度和开层长度数据，用于为实现自动堆和取料功能提供数据依据，且集控控制室、堆取料机机上系统和通讯网络进行如下设置：
一、堆料机上增设微波雷达料位计，将模拟量信号引入堆取料机本地PLC系统内；
二、堆取料机上增设多圈绝对值型编码，将单机相关定位数据通过工业控制网络传入单机PLC控制器，实现各单机精确定位；
三、圆型料场顶平台上增设激光扫描仪，将料堆扫描信号通过以太网网络传入图像服务器，实现料垛三维建模；
四、集控室内增设操作终端面板，配备操作手柄，作为堆取料机作业过程中人工干预的后备手段；
五、堆取料机上增设工业电视监控，并将监控画面传送到集控视频监控服务器；
利用计算机主控软件模块，实现激光扫描系统和精确定位系统、堆和取料机PLC系统、集控自动化PLC系统和人机操作界面软件之间的集成与联动，从激光三维模型软件中提取垛型的边界数据，用于在取料过程中，在对位、开层、换层及取料上具有自动控制功能；以及用于在堆料过程中，实现空场堆垛和补垛功能；且堆取料三维模型单元接收到数据对模型进行调整的同时，直接把问题数据传输到设备预设单元，用于对安装的仪器设备位置进行调整，从而保证仪器设备的位置始终保持最佳的监测位置。
进一步地，所述堆取料监测单元包括料堆监测模块和处理方案预设模块；料堆监测模块在堆料和取料功能主画面设有煤场3D存煤模型显示功能，图形具有可操作性，进行断面切割和颜色分区功能，并能够显示煤场任一点存煤具体参数。
进一步地，所述处理方案预设模块在进行堆取的过程中，提前模拟出在堆取的过程中产生意外情况时采用的应急方案，并把在堆取料过程中产生问题的情况分别列为一级、二级和三级，且应急的方案分别对应一级应急方案、二级应急方案和三级应急方案，对堆取过程中产生的异常判断出异常的级别后，立即启动对应的处理方案进行解决。
进一步地，还包括问题记录单元，所述问题记录单元在堆取料过程中只要产生一次异常问题时，就会被立即记录下来，且记录的数据包括产生异常的时间、堆取料时料堆形状的变化以及产生问题的等级，并提前设定好产生异常次数的阈值，通过阈值提醒进行人工排查，找出产生问题的原因并解决问题；同时把数据反馈到设备预设单元，对已经安装的仪器设备进行调整，使各个仪器设备始终保持最佳的状态，并对设立的阈值设立规定时间，当在规定时间内产生的异常次数过多时，把消息发送给工作人员进行排查，当达到规定次数时，把问题反馈给设备预设单元对仪器设备进行调整。
一种基于如上所述的基于智能控制的无人化堆取料控制系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：利用所述设备预设单元对监测控制用的仪器设备进行准备，在仪器设备准备完成后对仪器安装的位置进行规划，在安装完成后提前进行模拟演练，演练在堆取料的过程中各个仪器采集到的数据情况，仪器设备产生异常或者反应数据达不到预设的标准，则对各类仪器设备进行调整，依此循环优化直到调到预设的标准；并通过堆取料路径规划单元对取料臂和堆料臂工作过程中移动的路径进行规划，通过路径规划算法中的路径优劣算法进行指导，在规划的过程中同时预设若干套路径移动方案；堆取端单元把堆取端在工作的过程中产生的数据实时地反馈到堆取料路径规划单元内部，并根据实时的反馈数据对移动路径进行调整，依此循环反馈调整，直到使移动路径始终保持最优的方案；
步骤二：堆取料三维模型单元利用料堆三维图像数据，计算出堆料落料点、料堆高度、宽度、长度、取料作业每层切入点、旋臂旋回角度和开层长度，用于实现自动堆和取料功能提供数据依据，且集控控制室、堆取料机机上系统和通讯网络进行如下设置：
一、堆料机上增设微波雷达料位计，将模拟量信号引入堆取料机本地PLC系统内；
二、堆取料机上增设多圈绝对值型编码，将单机相关定位数据通过工业控制网络传入单机PLC控制器，实现各单机精确定位；
三、圆型料场顶平台上增设激光扫描仪，将料堆扫描信号通过以太网网络传入图像服务器，实现料垛三维建模；
四、集控室内增设操作终端面板，配备操作手柄，作为堆取料机作业过程中人工干预的后备手段；
五、堆取料机上增设工业电视监控，并将监控画面传送到集控视频监控服务器；
利用计算机主控软件模块，实现激光扫描系统和精确定位系统、堆和取料机PLC系统、集控自动化PLC系统和人机操作界面软件之间的集成与联动；从激光三维模型软件中提取垛型的边界数据，用于在取料过程中，在对位、开层、换层及取料上具有自动控制功能，以及用于在堆料过程中，实现空场堆垛和补垛功能；堆取料三维模型单元接收到数据对模型进行调整的同时，直接把问题数据传输到设备预设单元，用于对安装的仪器设备位置进行调整，从而保证仪器设备的位置始终保持最佳的监测位置；
步骤三：堆取料监测单元的料堆监测模块在堆料和取料功能主画面设有煤场3D存煤模型显示功能，图形具有可操作性，进行断面切割和颜色分区，并能够显示煤场任一点存煤具体参数；堆取料监测单元的处理方案预设模块在进行堆取的过程中，提前模拟出在堆取的过程中产生意外情况时采用的应急方案，并把在堆取料过程中产生问题的情况分别列为一级、二级和三级，且应急的方案分别对应一级应急方案、二级应急方案和三级应急方案，当堆取过程中产生的异常判断到达异常的级别后，立即启动对应的处理方案进行解决；
问题记录单元在堆取料过程中只要产生一次异常问题时，就会被立即记录下来，且记录的数据包括产生异常的时间、堆取料时料堆形状的变化以及产生问题的等级，并提前设定好产生异常次数的阈值，通过阈值提醒需要进行人工排查，找出产生问题的原因并解决问题；同时把数据反馈到设备预设单元，对已经安装的仪器设备进行调整，用于使各个仪器设备始终保持最佳的状态，并对设立的阈值设立规定时间，当在规定时间内产生的异常次数到达阈值，则把消息发送给工作人员进行排查，同时把问题反馈给设备预设单元对仪器设备进行调整。
进一步地，在步骤一中，包括子步骤：在规划的过程中，参考已有本领域或者跨领域的安装经验，以及在安装位置规划过程中获取该领域专业人员参与审定的结果。
本发明的有益效果包括：
本发明通过设备预设单元提前对安装位置进行规划模拟，并在模拟的过程中不停的对安装位置进行优化改进，最终保证达到最佳的安装位置，并通过路径规划算法使堆取端在移动过程中始终保持最佳的移动轨迹，且通过三维建模技术对料堆进行三维建模形成模型，并在堆取料的过程中，使料堆产生的变化实时的发反馈到三维模型，使三维模型根据料堆的变化进行实时的改变，进行远程的监控，并通过堆取料监测单元对料堆进行实时监测的过程中，还会对堆取端进行实时的监测，且堆取端在进行堆取的过程中，任何的异常时就会把数据直接反馈到堆取料路径规划单元，对堆取端的移动路径进行优化，使堆取端的移动路径始终保证最优的状态，避免产生异常不能及时反应，降低堆取端在工作过程中的效率。
本发明同时通过问题记录单元对产生问题的次数进行记录，当记录的次数达到之前设定的次数阈值时，就会告诉工作人员需要对堆取端和仪器设备进行检测，并把产生的问题传输到设备预设单元，使已经安装仪器设备的位置进行调整，使仪器设备始终保持在最佳的工作状态，避免齿出现问题不能及时的调节降低工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供整体系统单元框图；
图2为本发明实施例提供的激光扫描示意图。
图中：1、设备预设单元；2、堆取料路径规划单元；3、堆取料三维模型单元；4、堆取料监测单元；5、堆取端单元；6、问题记录单元。
具体实施方式
本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。
请参阅图1-图2，本发明提供一种技术方案：基于智能控制的无人化堆取料控制系统，包括：
设备预设单元1，设备预设单元1对监测控制用的仪器设备进行准备，且在仪器设备准备完成后对仪器安装的位置进行规划，并在规划的过程中，参考已有本领域或者跨领域的安装经验，以及在安装位置规划过程中请该领域的专业人员参与审定，并在安装完成后提前进行模拟演练，演练堆取料的过程中各个仪器采集到的数据情况。
堆取料路径规划单元2，堆取料路径规划单元2对取料臂和堆料臂工作过程中移动的路径进行规划，通过路径规划算法中的路径优劣算法进行指导，且路径优劣算法具体为：
其中，是从初始状态经由状态/>到目标状态的代价估计，/>是在状态空间中从初始状态到状态/>的实际代价，且/>是耗散函数；/>是从状态/>到目标状态的最佳路径的估计代价，且/>是启发函数。
此外，路径规划算法还包括转角移动算法。
堆取料三维模型单元3，堆取料三维模型单元3通过三维引擎技术，利用安装的扫描设施获取料堆表面三维数据，进行空间数学变换得到料堆三维数据，实现料堆的三维成像。
堆取料监测单元4，堆取料监测单元4通过实时的扫描设施把堆取料时料堆变化的数据传输给堆取料三维模型单元3，使三维模型对应料堆的变化进行实时的变化。
堆取端单元5，堆取端单元5在堆取料的过程中，通过扫描设备和传感器把堆取料的移动数据进行监测，通过堆取料监测单元4把规划的路径传输给堆取端，使堆取端移动工作。
设备预设单元1包括位置划分模块、仪器安装模块和模拟演练模块，通过位置划分模块提前对仪器设备安装的位置进行划分，并在划分的过程中相同的仪器设备采用相同的颜色，并对划分后的位置进行标识，比如红色区域的标识为红一、红二和红三，并在仪器安装的过程中，提前对仪器设备进行准备，且仪器设备包括激光扫描仪、PLC、摄像头、传感器和线缆。通过仪器安装模块在仪器设备准备完成后，直接把准备好的仪器设备安装到提前划分好的位置，且通过模拟演练模块在各类仪器安装完成后，在演练的过程中，通过专业人士进行审定，在审定的过程中仪器设备产生异常或者反应数据达不到预设的标准，就会需要对各类仪器设备进行调整，依此循环优化直到调到预设的标准。
堆取料路径规划单元2提前对取料端和堆料端移动的路径进行规划，并在规划的过程中同时预设好若干套路径移动方案，且堆取端单元5把堆取端在工作的过程中产生的数据实时地反馈到堆取料路径规划单元2内部，并实时地根据反馈的数据对移动路径进行调整，依此循环反馈调整，直到使移动路径始终保持最优的方案。通过在堆料端与取料端悬臂前段两侧各安装高性能激光雷达，实时扫描悬臂附近的物料，并通过相关软件可以设定雷达的安全保护区域。
堆取料三维模型单元3利用料堆三维图像数据，计算出堆料落料点，料堆高度、宽度、长度、取料作业每层切入点、旋臂旋回角度和开层长度数据，为实现自动堆和取料功能提供数据依据，且集控控制室、堆取料机机上系统和通讯网络进行如下设置：
一、堆料机上增设微波雷达料位计，将模拟量信号引入堆取料机本地PLC系统内；
二、堆取料机上增设多圈绝对值型编码，将单机相关定位数据通过工业控制网络传入单机PLC控制器，实现各单机精确定位；
三、圆型料场顶平台上增设激光扫描仪，将料堆扫描信号通过以太网网络传入图像服务器，实现料垛三维建模；
四、集控室内增设操作终端面板，配备操作手柄，作为堆取料机作业过程中人工干预的后备手段；
五、堆取料机上增设工业电视监控，并将监控画面传送到集控视频监控服务器；
利用计算机主控软件模块，实现激光扫描系统和精确定位系统、堆和取料机PLC系统、集控自动化PLC系统和人机操作界面软件之间的集成与联动，从激光三维模型软件中提取垛型的边界数据，从而在取料过程中，在对位、开层、换层及取料上具有自动控制功能；在堆料过程中，实现空场堆垛和补垛功能，且堆取料三维模型单元3接收到数据对模型进行调整的同时，直接把问题数据传输到设备预设单元1，对安装的仪器设备位置进行调整，保证仪器设备的位置始终保持最佳的监测位置。
堆取料监测单元4还包括料堆监测模块和处理方案预设模块，且料堆监测模块在堆料和取料功能主画面有煤场3D存煤模型显示功能，图形具有可操作性，可进行断面切割、颜色分区等功能，并可显示煤场任一点存煤具体参数，比如矿名、热值、重量密度和温度等。处理方案预设模块在进行堆取的过程中，提前模拟出在堆取的过程中，产生意外情况时采用的应急方案，并把在堆取料过程中产生问题的情况分别列为一级、二级和三级，且应急的方案分别对应一级应急方案、二级应急方案和三级应急方案，比如在堆取料的过程中，产生的问题判定为一级则就会立即启动一级应急方案进行处理，依此类推对堆取过程中产生的异常判断出异常的级别后，立即启动对应的处理方案进行解决。问题记录单元6在堆取料过程中只要产生一次异常问题时，就会被立即记录下来且记录的数据，包括产生异常的时间、堆取料时料堆形状的变化以及产生问题的等级，并提前设定好产生异常次数的阈值，比如积累的次数最多为十次，当积累的次数达到十次时，就会告诉工作人员产生的问题过多，需要进行人工排查，找出产生问题的原因并解决问题。同时把数据反馈到设备预设单元1，对已经安装的仪器设备进行调整，使各个仪器设备始终保持最佳的状态，并对设立的阈值设立好时间，当在规定时间内产生的异常次数过多，也会把消息发送给工作人员进行排查，比如一个月五次异常情况的产生，当达到规定次数时，也会把问题反馈给设备预设单元1对仪器设备进行调整。
本发明还提供一种基于智能控制的无人化堆取料控制系统的控制方法，包括以下步骤：
步骤一：设备预设单元1对监测控制用的仪器设备进行准备，且在仪器设备准备完成后对仪器安装的位置进行规划，并在规划的过程中，参考已有本领域或者跨领域的安装经验，以及在安装位置规划过程中获取该领域专业人员参与审定的结果，并在安装完成后提前进行模拟演练，演练堆取料的过程中各个仪器采集到的数据情况，在演练的过程中，通过获取专业人士进行审定的结果，在审定的过程中仪器设备产生异常或者反应数据达不到预设的标准，就需要对各类仪器设备进行调整，依此循环优化直到调到预设的标准，并通过堆取料路径规划单元2对取料臂和堆料臂工作过程中移动的路径进行规划，通过路径规划算法中的路径优劣算法进行指导，并在规划的过程中同时预设好若干套路径移动方案，且堆取端单元5把堆取端在工作的过程中产生的数据实时的反馈到堆取料路径规划单元2内部，并实时地根据反馈的数据对移动路径进行调整，依此循环反馈调整，直到使移动路径始终保持最优的方案；
步骤二：堆取料三维模型单元3利用料堆三维图像数据，计算出堆料落料点，料堆高度、宽度、长度、取料作业每层切入点、旋臂旋回角度和开层长度数据，为实现自动堆和取料功能提供数据依据，且集控控制室、堆取料机机上系统和通讯网络进行如下设置：
一、堆料机上增设微波雷达料位计，将模拟量信号引入堆取料机本地PLC系统内；
二、堆取料机上增设多圈绝对值型编码，将单机相关定位数据通过工业控制网络传入单机PLC控制器，实现各单机精确定位；
三、圆型料场顶平台上增设激光扫描仪，将料堆扫描信号通过以太网网络传入图像服务器，实现料垛三维建模；
四、集控室内增设操作终端面板，配备操作手柄，作为堆取料机作业过程中人工干预的后备手段；
五、堆取料机上增设工业电视监控，并将监控画面传送到集控视频监控服务器；
利用计算机主控软件模块，实现激光扫描系统和精确定位系统、堆和取料机PLC系统、集控自动化PLC系统和人机操作界面软件之间的集成与联动，从激光三维模型软件中提取垛型的边界数据，从而在取料过程中，在对位、开层、换层及取料上具有自动控制功能；在堆料过程中，实现空场堆垛和补垛功能，且堆取料三维模型单元3接收到数据对模型进行调整的同时，直接把问题数据传输到设备预设单元1，对安装的仪器设备位置进行调整，保证仪器设备的位置始终保持最佳的监测位置；
步骤三：堆取料监测单元4包括料堆监测模块和处理方案预设模块，且料堆监测模块在堆料和取料功能主画面设煤场3D存煤模型显示功能，图形具有可操作性，可进行断面切割、颜色分区等功能，并可显示煤场任一点存煤具体参数，比如矿名、热值、重量密度和温度等。处理方案预设模块在进行堆取的过程中，提前模拟出在堆取的过程中，产生意外情况时采用的应急方案，并把在堆取料过程中产生问题的情况分别列为一级、二级和三级，且应急的方案分别对应一级应急方案、二级应急方案和三级应急方案，比如在堆取料的过程中，产生的问题判定为一级则就会立即启动一级应急方案进行处理，依此类推对堆取过程中产生的异常判断出异常的级别后，立即启动对应的处理方案进行解决；问题记录单元6在堆取料过程中只要产生一次异常问题时，就会被立即记录下来且记录的数据，包括产生异常的时间、堆取料时料堆形状的变化以及产生问题的等级，并提前设定好产生异常次数的阈值，比如积累的次数最多为十次，当积累的次数达到十次时，就会告诉工作人员产生的问题过多，需要进行人工排查，找出产生问题的原因并解决问题；同时把数据反馈到设备预设单元1，对已经安装的仪器设备进行调整，使各个仪器设备始终保持最佳的状态，并对设立的阈值设立好时间，当在规定时间内产生的异常次数过多，也会把消息发送给工作人员进行排查，比如一个月五次异常情况的产生，当达到规定次数时，也会把问题反馈给设备预设单元1对仪器设备进行调整。
描述于本发明实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
根据本发明实施例的一个方面，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各种可选实现方式中提供的方法。
作为另一方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该电子设备执行时，使得该电子设备实现上述实施例中所述的方法。
Claims (7)
1.一种基于智能控制的无人化堆取料控制系统，其特征在于，包括：
设备预设单元（1），用于对监测控制用的仪器设备进行准备，且在仪器设备准备完成后对仪器安装的位置进行规划，并在安装完成后提前进行模拟演练，演练堆取料的过程中各个仪器采集到的数据情况；
堆取料路径规划单元（2），用于对取料臂和堆料臂工作过程中移动的路径进行规划，通过路径规划算法中的路径优劣算法进行指导，路径优劣算法具体为：
其中，是从初始状态经由状态/>到目标状态的代价估计，/>是在状态空间中从初始状态到状态/>的实际代价，且/>是耗散函数；/>是从状态/>到目标状态的最佳路径的估计代价，且/>是启发函数；
堆取料三维模型单元（3），用于通过三维引擎并利用安装的扫描设施获取料堆表面三维数据，进行空间数学变换得到料堆三维数据，实现料堆的三维成像；
堆取料监测单元（4），用于通过实时的扫描设施把堆取料时料堆变化的数据传输给堆取料三维模型单元（3），使三维模型对应料堆的变化进行实时的变化；
堆取端单元（5），用于在堆取料的过程中，通过扫描设备和传感器把堆取料的移动数据进行监测，通过堆取料监测单元（4）把规划的路径传输给堆取端，使堆取端移动工作；
所述堆取料三维模型单元（3），还用于利用料堆三维图像数据计算出堆料落料点、料堆高度、宽度、长度、取料作业每层切入点、旋臂旋回角度和开层长度数据，用于为实现自动堆和取料功能提供数据依据，且集控控制室、堆取料机机上系统和通讯网络进行如下设置：
一、堆料机上增设微波雷达料位计，将模拟量信号引入堆取料机本地PLC系统内；
二、堆取料机上增设多圈绝对值型编码，将单机相关定位数据通过工业控制网络传入单机PLC控制器，实现各单机精确定位；
三、圆型料场顶平台上增设激光扫描仪，将料堆扫描信号通过以太网网络传入图像服务器，实现料垛三维建模；
四、集控室内增设操作终端面板，配备操作手柄，作为堆取料机作业过程中人工干预的后备手段；
五、堆取料机上增设工业电视监控，并将监控画面传送到集控视频监控服务器；
利用计算机主控软件模块，实现激光扫描系统和精确定位系统、堆和取料机PLC系统、集控自动化PLC系统和人机操作界面软件之间的集成与联动，从激光三维模型软件中提取垛型的边界数据，用于在取料过程中，在对位、开层、换层及取料上具有自动控制功能；以及用于在堆料过程中，实现空场堆垛和补垛功能；且堆取料三维模型单元（3）接收到数据对模型进行调整的同时，直接把问题数据传输到设备预设单元（1），用于对安装的仪器设备位置进行调整，从而保证仪器设备的位置始终保持最佳的监测位置。
2.根据权利要求1所述的基于智能控制的无人化堆取料控制系统，其特征在于，所述设备预设单元（1）包括位置划分模块、仪器安装模块和模拟演练模块；通过位置划分模块提前对仪器设备安装的位置进行划分，并在划分的过程中相同的仪器设备采用相同的颜色，并对划分后的位置进行标识，在仪器安装的过程中，提前对仪器设备进行准备；在仪器设备准备完成后，通过仪器安装模块直接把准备好的仪器设备安装到提前划分好的位置；在各类仪器安装完成后，通过模拟演练模块提前进行模拟演练，在演练的过程中，仪器设备产生异常或者反应数据达不到预设的标准时，对各类仪器设备进行调整，依此循环优化直到调到预设的标准。
3.根据权利要求1所述的基于智能控制的无人化堆取料控制系统，其特征在于，所述堆取料路径规划单元（2），还用于提前对取料端和堆料端移动的路径进行规划，并在规划的过程中同时预设好若干套路径移动方案，且堆取端单元（5）把堆取端在工作的过程中产生的数据实时地反馈到堆取料路径规划单元（2）内部，并实时地根据反馈的数据对移动路径进行调整，依此循环反馈调整，直到使移动路径始终保持最优的方案。
4.根据权利要求1所述的基于智能控制的无人化堆取料控制系统，其特征在于，所述堆取料监测单元（4）包括料堆监测模块和处理方案预设模块；料堆监测模块在堆料和取料功能主画面设有煤场3D存煤模型显示功能，图形具有可操作性，进行断面切割和颜色分区功能，并能够显示煤场任一点存煤具体参数。
5.根据权利要求4所述的基于智能控制的无人化堆取料控制系统，其特征在于，所述处理方案预设模块在进行堆取的过程中，提前模拟出在堆取的过程中产生意外情况时采用的应急方案，并把在堆取料过程中产生问题的情况分别列为一级、二级和三级，且应急的方案分别对应一级应急方案、二级应急方案和三级应急方案，对堆取过程中产生的异常判断出异常的级别后，立即启动对应的处理方案进行解决。
6.根据权利要求5所述的基于智能控制的无人化堆取料控制系统，其特征在于，还包括问题记录单元（6），所述问题记录单元（6）在堆取料过程中只要产生一次异常问题时，就会被立即记录下来，且记录的数据包括产生异常的时间、堆取料时料堆形状的变化以及产生问题的等级，并提前设定好产生异常次数的阈值，通过阈值提醒进行人工排查，找出产生问题的原因并解决问题；同时把数据反馈到设备预设单元（1），对已经安装的仪器设备进行调整，使各个仪器设备始终保持最佳的状态，并对设立的阈值设立规定时间，当在规定时间内产生的异常次数过多时，把消息发送给工作人员进行排查，当达到规定次数时，把问题反馈给设备预设单元（1）对仪器设备进行调整。
7.一种基于权利要求6所述的基于智能控制的无人化堆取料控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：利用所述设备预设单元（1）对监测控制用的仪器设备进行准备，在仪器设备准备完成后对仪器安装的位置进行规划，在安装完成后提前进行模拟演练，演练在堆取料的过程中各个仪器采集到的数据情况，仪器设备产生异常或者反应数据达不到预设的标准，则对各类仪器设备进行调整，依此循环优化直到调到预设的标准；并通过堆取料路径规划单元（2）对取料臂和堆料臂工作过程中移动的路径进行规划，通过路径规划算法中的路径优劣算法进行指导，在规划的过程中同时预设若干套路径移动方案；堆取端单元（5）把堆取端在工作的过程中产生的数据实时地反馈到堆取料路径规划单元（2）内部，并根据实时的反馈数据对移动路径进行调整，依此循环反馈调整，直到使移动路径始终保持最优的方案；
步骤二：堆取料三维模型单元（3）利用料堆三维图像数据，计算出堆料落料点、料堆高度、宽度、长度、取料作业每层切入点、旋臂旋回角度和开层长度，用于实现自动堆和取料功能提供数据依据，且集控控制室、堆取料机机上系统和通讯网络进行如下设置：
一、堆料机上增设微波雷达料位计，将模拟量信号引入堆取料机本地PLC系统内；
二、堆取料机上增设多圈绝对值型编码，将单机相关定位数据通过工业控制网络传入单机PLC控制器，实现各单机精确定位；
三、圆型料场顶平台上增设激光扫描仪，将料堆扫描信号通过以太网网络传入图像服务器，实现料垛三维建模；
四、集控室内增设操作终端面板，配备操作手柄，作为堆取料机作业过程中人工干预的后备手段；
五、堆取料机上增设工业电视监控，并将监控画面传送到集控视频监控服务器；
利用计算机主控软件模块，实现激光扫描系统和精确定位系统、堆和取料机PLC系统、集控自动化PLC系统和人机操作界面软件之间的集成与联动；从激光三维模型软件中提取垛型的边界数据，用于在取料过程中，在对位、开层、换层及取料上具有自动控制功能，以及用于在堆料过程中，实现空场堆垛和补垛功能；堆取料三维模型单元（3）接收到数据对模型进行调整的同时，直接把问题数据传输到设备预设单元（1），用于对安装的仪器设备位置进行调整，从而保证仪器设备的位置始终保持最佳的监测位置；
步骤三：堆取料监测单元（4）的料堆监测模块在堆料和取料功能主画面设有煤场3D存煤模型显示功能，图形具有可操作性，进行断面切割和颜色分区，并能够显示煤场任一点存煤具体参数；堆取料监测单元（4）的处理方案预设模块在进行堆取的过程中，提前模拟出在堆取的过程中产生意外情况时采用的应急方案，并把在堆取料过程中产生问题的情况分别列为一级、二级和三级，且应急的方案分别对应一级应急方案、二级应急方案和三级应急方案，当堆取过程中产生的异常判断到达异常的级别后，立即启动对应的处理方案进行解决；
问题记录单元（6）在堆取料过程中只要产生一次异常问题时，就会被立即记录下来，且记录的数据包括产生异常的时间、堆取料时料堆形状的变化以及产生问题的等级，并提前设定好产生异常次数的阈值，通过阈值提醒需要进行人工排查，找出产生问题的原因并解决问题；同时把数据反馈到设备预设单元（1），对已经安装的仪器设备进行调整，用于使各个仪器设备始终保持最佳的状态，并对设立的阈值设立规定时间，当在规定时间内产生的异常次数到达阈值，则把消息发送给工作人员进行排查，同时把问题反馈给设备预设单元（1）对仪器设备进行调整。
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