三维数据接口模块!负责三维数据计算模块与计算机主控程序间的通信.计算机主控模块.负责自动堆取料全过程中的控制，包括根据作业任务生产控制指令，堆取料过程中的控制与修正，取料切入点的计算，大车寸动，取料效率的提高等!主控PLC数据通信模块.负责PLC控制系统的定时，事件触发，请求等数据通信！激光扫描仪控制模块!负责驱动激光扫描仪的转动，远程配置等！堆取料机的PLC控制模块！负责接收作业任务，并根据作业任务自动完成堆取料作业，包括堆取料机的自动对位，堆取料过程中的大车寸动，取料过程中的切入点的控制，恒流量控制，软、硬件防碰撞控制，人工远程干预的实现等.

江苏煤场堆取料机无人化

　　利用堆取料机的走行、俯仰、回旋运动，带动安装在堆取料机悬臂前方的激光扫描装置对料堆进行动态扫描，对获得的激光扫描数据进行预处理、坐标转化、网格规范化处理、插值处理后生成规则的三维数据，最终生成整个料场的完整网格数据库，并实时更新数据库内数据内容，从而实现终端显示的三维料场图像实时动态更新！生成的实时三维料堆图像数据，不仅能让作业人员动态掌握料场料堆的堆放情况，更为重要的是通过对料堆形状的实时识别，并实时动态对料堆进行数据化处理保存，为下一步全自动堆取料工艺提供了有力的支撑和保证.

　　堆取料机走行、俯仰、回旋刻度标尺的数据刷新与激光扫描装置的数据刷新两者的数据匹配原则是以激光扫描数据的时间为准，用接近该时间的刻度标尺数据去匹配激光扫描数据，这样每个时刻激光扫描数据都与刻度标尺的信息建立了对应关系！数据坐标化处理过程是，首先以激光扫描装置为原点建立坐标系，某一时刻来自激光扫描装置的距离值和对应的发射角度值放入此坐标系下；随后对应料场建立料场坐标系，沿堆取料机走行轨道方向作为Y轴，平行料场地面并垂直轨道方向为X轴，垂直料场地面方向为Z轴；料场坐标系的原点与堆取料机走行值的原点重合，以堆取料机俯仰轴中心作为相对基点；安装于堆取料机悬臂上的激光扫描装置在当前时刻在料场坐标系下的空间坐标光扫描装置到相对基点的空间距当前时刻俯仰刻度标尺输出的俯仰角度值，回转刻度标尺输出的回转角度值，激光扫描装置在俯仰角度为0度时相对于地面的高度！

　　采用PLC控制系统，变频调速，辅助检测设备（料堆扫描仪、位置检测装置、工控机，皮带检测，摄像头装置等）来实现堆取料机的自动控制；堆取料自动控制中采用现场ControlNet，总线和工业以太网总线方式进行数据交换；三维数据采集模块!负责堆取料机的实时位置信息的采集、激光扫描装置的实时数据的采集，并将采集来的数据进行初步处理，形成料堆表面的三维点云数据.三维数据计算模块。负责接三维采集模块形成的点云数据，根据点云数据重构料堆的三维模型数据库等！

　　并实时更新数据库内数据内容，同时数据库数据内容的变化触发三维成像控件从数据库读取一次数据，从而实现终端显示的三维料场图像实时动态更新!具体的说：数据预处理的过程是，堆取料机实时运动状态数据是通过堆取料机的走行、俯仰、回旋刻度标尺输出的走行值、俯仰角度、回旋角度获得，堆取料机悬臂的动作反应在俯仰角度、回旋角度的变化上；激光扫描装置采集的数据是发射光心在0到180度范围内，周期性的以每0!5度或0！25度发射角度间隔发射光束，通过测量发射光束与料堆表面反射光束的时间差得出激光扫描装置发射光心到料堆反射表面空间距离；激光扫描装置安装相对位置数据是激光扫描装置到俯仰轴的距离，俯仰角度在零度时激光扫描装置相对于地面的高度；堆取料机实时运动状态数据与激光扫描装置采集的数据在时间上实现同步匹配。

　　系统优点料堆激光测量系统具有精度高，稳定性好，扩展能力强等优点.激光测量属于非接触式测量方案，在测量过程中与被测物没有直接物理接触，测量系统因此也不会因摩擦而带来误差！测量系统中使用多个激光扫描仪配置，大大提高了系统的测量点密度，消除测量死角。同时也为系统功能的扩展提供了非常有利的条件.堆取料机自动控制系统，主要是指在堆取料机作业时，在保证充分发挥堆取料机的堆取料能力和其它功能基础上，堆取料机司机室内没有操作人员进行操作和监视，控制室内也不需要操作人员进行全程的控制操作.

　　目前，我国的散货（矿石、煤等）料场主要采取斗轮式取料机进行取料作业，尤其是在大型散货码头，原料的大量需求造就了巨型的堆场，这就要求有一定数量的取料设备来进行生产，同时需配备相应数量的操作司机来驾驶这些设备.因此，如何提高取料效率、改善作业环境、降低劳动强度，降低人工成本、减少人工干预造成的效率降低就成了所有大型散货码头面临的共同课题。散货取料装船流程的效率高低，是直接制约港口装船疏港效率的主要环节，智能化取料研究与应用，就是针对取料机现有的作业模式和取料工艺进行研究，通过对取料机PLC程序及上位机软件进行合理优化和二次开发，并借助前沿的设备和技术手段以实现取料机机智能化提高的同时，提高作业效率，并兼顾人力成本的节省！