CN211626614U

CN211626614U - 焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置

Info

Publication number: CN211626614U
Application number: CN201922383480.5U
Authority: CN
Inventors: 顾维; 孙元华; 武荣阳; 陈宏宇; 张静; 李明岩; 姜金涛; 白岩
Original assignee: DALIAN HUARUI HEAVY INDUSTRY COKE OVEN VEHICLE EQUIPMENT CO LTD; Dalian Huarui Heavy Industry Group Co Ltd
Current assignee: DALIAN HUARUI HEAVY INDUSTRY COKE OVEN VEHICLE EQUIPMENT CO LTD; Dalian Huarui Heavy Industry Group Co Ltd
Priority date: 2019-12-26
Filing date: 2019-12-26
Publication date: 2020-10-02
Anticipated expiration: 2029-12-26

Abstract

本实用新型提供一种焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置，包括：炉号定位系统、车上可编程控制器PLC、服务器、激光雷达扫描仪以及数据服务器；激光雷达扫描仪扫描采集地面头尾焦斗内部余焦状态；服务器接收激光雷达扫描仪传送的头尾焦斗料位的采集数据，并将其数据信息处理整合成完整的3D图形；车上可编程控制器PLC接收服务器传送的头尾焦斗料位的采集数据，炉号定位系统与车上可编程控制器PLC通过数据交换提供炉号和走行距离数据给推焦车，并将该数据与头尾焦斗料位采集数据相结合，形成具体位置的头尾焦斗的状态信息；数据服务器通过车上和地面上的无线通讯设备接收具体位置的头尾焦斗的状态信息进行存储，并传输给叉车调度系统。

Description

焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置

技术领域

本实用新型涉及大型焦炉机械推焦机及地面头尾焦斗技术领域，具体而言，尤其涉及一种焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置。

背景技术

焦炉地面头尾焦斗是否满料的检测一直是焦炉机械无人化实现难以攻克的一个制约因素。以往技术都是通过人工核实头尾焦斗料满后通知运输车辆将头尾焦斗进行清空再放回原位，并通知大车设备可以向此头尾焦斗再次放余焦，此种方法效率低下，无法实现现代设备高度自动化的需求，因此急需设计一种焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置。

实用新型内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置及方法。本实用新型通过安装在推焦车上的激光雷达扫描仪检测地面头尾焦斗的料位情况，炉号定位系统与车上可编程控制器PLC通过数据交换提供给推焦车炉号和走行距离数据，并将该数据与头尾焦斗料位采集数据相结合，形成具体位置的头尾焦斗的状态信息，将结果发送给中控的数据服务器存储调用，更合理的将计划分配给下一环节系统，提高效率和生产自动化水平，从而给企业带来巨大的经济效益。

本实用新型采用的技术手段如下：

焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置，包括：炉号定位系统、车上可编程控制器PLC、服务器、激光雷达扫描仪以及数据服务器；所述车上可编程控制器PLC通过硬线连接炉号定位系统、服务器以及激光雷达扫描仪；所述车上可编程控制器PLC通过车上和地面上的无线通讯设备连接数据服务器；

所述激光雷达扫描仪安装于推焦车底部正对地面头尾焦斗；用于扫描采集地面头尾焦斗内部余焦状态；

所述服务器用于接收所述激光雷达扫描仪传送的头尾焦斗料位的采集数据，并将其数据信息处理整合成完整的3D图形；

所述车上可编程控制器PLC接收所述服务器传送的头尾焦斗料位的采集数据，所述炉号定位系统与车上可编程控制器PLC通过数据交换提供给推焦车炉号和走行距离数据，并将该数据与头尾焦斗料位采集数据相结合，形成具体位置的头尾焦斗的状态信息；

所述数据服务器通过车上和地面上的无线通讯设备接收具体位置的头尾焦斗的状态信息进行存储，并传输给叉车调度系统。

进一步地，所述激光雷达扫描仪、炉号定位系统、车上可编程控制器PLC均由DC24V电源供电。

进一步地，所述车上可编程控制器PLC包括I/O分站、电源、CPU以及高速计数模块，所述I/O分站通过PN总线连接CPU。

进一步地，所述检测系统还包括编码器，所述编码器连接所述高速计数模块。

进一步地，所述激光雷达扫描仪可以为单线激光雷达扫描仪。

较现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1、本实用新型提供的检测装置应用于焦炉移动设备推焦机上，可以检测地面头尾焦斗的料位情况，提供给运余焦系统关键数据，提高了整个生产环节的自动化水平。因此，该控制装置的使用将显著提升产品的市场竞争力，带来的经济效益不可估量。

2、根据本实用新型装置检测出的地面头尾焦斗料位情况，再结合先进的生产管理调度系统。进而让生产得到如下提升：1)减员增效；2)提高生产效率；3)便于以后无人化生产的实现。

基于上述理由本实用新型可在大型焦炉机械推焦机及地面头尾焦斗等领域广泛推广。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型装置结构示意图；

图2是本实用新型装置接线图。

图3是本实用新型装置布置图；

图4是本实用新型装置的检测流程图；

图中：1、激光雷达扫描仪；2、服务器；3、车上可编程控制器PLC；4、炉号定位系统；5、编码器；6、车上和地面上的无线通讯设备；7、数据服务器；8、DC24V电源。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本实用新型的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任向具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

如图1所示，本实用新型提供了焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置，包括：定位系统4、车上可编程控制器PLC3、服务器2、激光雷达扫描仪1以及数据服务器7；车上可编程控制器PLC3通过硬线连接炉号定位系统4、服务器2以及单线激光雷达扫描仪1；车上可编程控制器PLC3通过车上和地面上的无线通讯设备6连接数据服务器7；

进一步的，作为本实用新型优选的实施方式，如图2所示，激光雷达扫描仪1、定位系统4、车上可编程控制器PLC3均由DC24V电源8供电。激光雷达扫描仪1可以为单线激光雷达扫描仪，车上可编程控制器PLC包括I/O分站、电源、CPU以及高速计数模块，I/O分站通过PN总线连接CPU。

进一步的，作为本实用新型优选的实施方式，所述检测系统还包括编码器，编码器5连接高速计数模块。

将本实用新型装置应用于宝钢湛江7米推焦机及后续大型顶装煤推焦机设备上：

具体实施时，激光雷达扫描仪1安装于推焦车底部正对地面头尾焦斗；用于扫描采集地面头尾焦斗内部余焦状态；服务器2接收激光雷达扫描仪1传送的头尾焦斗料位的采集数据，并将其数据信息处理整合成完整的3D图形；车上可编程控制器PLC3接收服务器2传送的头尾焦斗料位的采集数据，炉号定位系统4与车上可编程控制器PLC3通过数据交换提供给推焦车炉号和走行距离数据，并将该数据与头尾焦斗料位采集数据相结合，形成具体位置的头尾焦斗的状态信息；数据服务器7通过车上和地面上的无线通讯设备6接收具体位置的头尾焦斗的状态信息进行存储，并传输给叉车调度系统。如图3所示，其中的定位系统4和激光雷达扫描仪1安装在现场，车上可编程控制器PLC3和服务器2设置在大车电气室，数据服务器7设置在中控机房。

基于上述焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置，以下为该检测装置的检测方法，如图4所示，包括如下步骤：

S1、通过安装于推焦车底部正对地面头尾焦斗的激光雷达扫描仪1扫描采集地面头尾焦斗内部余焦状态；

S2、通过服务器2接收所述激光雷达扫描仪1传送的头尾焦斗料位的采集数据，并将其数据信息处理整合成完整的3D图形；

S3、通过车上可编程控制器PLC3接收所述服务器2传送的头尾焦斗料位的采集数据，炉号定位系统4与车上可编程控制器PLC3通过数据交换提供给推焦车炉号和走行距离数据，并将该数据与头尾焦斗料位采集数据相结合，形成具体位置的头尾焦斗的状态信息；

S4、数据服务器7通过车上和地面上的无线通讯设备6接收具体位置的头尾焦斗的状态信息进行存储，并传输给叉车调度系统。此处描述的叉车调度系统为现有技术，故在此处不做赘述。

具体的工作原理如下：

第一阶段：激光雷达扫描仪1随着推焦车的移动，持续的扫描地面经过的头尾焦斗，并将扫描的结果经过服务器2处理整合成完整的3D图形。具体实施时，单线激光雷达扫描仪1扫描出的为N个单面形状画面，将该单面形状画面整合成3D图形形状，由于车辆是在不同速度移动的，这就要求扫描仪两个扫描周期形成的图形的距离越小越好，但是设备的速度为了满足生产是不能降低的，这就要求扫描仪扫描周期的时间越短越好，根据公式S＝V_maxt，其中V_max＝1500mm/s(推焦车最大速度)，t是扫描仪扫描周期的时间，选取10ms～40ms计算，两平面间隔距离为15mm～60mm，形成的3D效果图基本能绘制出头尾焦斗的整体3D形状。(需要注意的是此处涉及到的算法并非本实用新型保护的内容)本实施例使用的是单线激光雷达，也可以使用多线激光雷达实现。

第二阶段：通过车上可编程控制器PLC3接收服务器2传送的头尾焦斗料位的采集数据，并将炉号定位系统4记录的实时位置信息与头尾焦斗料位采集数据相结合，形成具体位置的头尾焦斗的状态信息，可以精确判断出哪个编号的焦斗的料位情况。

第三阶段：通过车上和地面上的无线通讯设备6接收具体位置的头尾焦斗的状态信息，将其信息存储于数据服务器7，并传输给叉车调度系统。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置，其特征在于，包括：炉号定位系统、车上可编程控制器PLC、服务器、激光雷达扫描仪以及数据服务器；所述车上可编程控制器PLC通过硬线连接炉号定位系统、服务器以及激光雷达扫描仪；所述车上可编程控制器PLC通过车上和地面上的无线通讯设备连接数据服务器；

2.根据权利要求1所述的焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置，其特征在于，所述激光雷达扫描仪、炉号定位系统、车上可编程控制器PLC均由DC24V电源供电。

3.根据权利要求1所述的焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置，其特征在于，所述车上可编程控制器PLC包括I/O分站、电源、CPU以及高速计数模块，所述I/O分站通过PN总线连接CPU。

4.根据权利要求3所述的焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置，其特征在于，所述检测装置还包括编码器，所述编码器连接所述高速计数模块。

5.根据权利要求1所述的焦炉地面头尾焦斗料位的检测装置，其特征在于，所述激光雷达扫描仪为单线激光雷达扫描仪。