引言

技术创新和完善促进社会发展，经济可持续发展促进技术进步，由于中国社会经济的可持续发展，相关科技能力水平不断提高，互联网、物联网、自动化技术和智能技术被社会各行各业广泛使用，为社会各行各业的快速发展提供了良好的支持。堆垛机在生产设备中处于重要地位，广泛应用于社会各个领域，特别是堆垛机的应用大大提高了运行效率。然而，与西方发达国家相比，堆垛机自动化控制的应用仍处于不成熟阶段。因此，有必要加强对技术的研究，以实现堆垛机自动化控制为首要目标。

1、堆料机自动控制的特点

（1）准确控制和减少误差，有效实现自动化作业

根据原煤自然流动的特点，堆放的货物形状不规则。利用先进的激光扫描仪对扫描信息的干扰数据进行过滤处理，确保定位误差不大于10cm；堆取料效率大于等于人工效率的95%。堆取料机采用刮板机电流和皮带秤流量在线反馈拟合的控制方法，将量与目标流量的误差控制在±5%以内，瞬时不高于5%，瞬时不高于±10%。

（2）人性化页面设计，操作方便，安全

通过使用CMS监控页面，工作人员可以选择工作场、工作模式、堆放角度等，然后输入工作起点、堆放高度、宽度、材料安息角、堆放距离等信息。信息发送到控制程序后，按下自动操作启动按钮，堆料机可根据预设程序自动执行任务；自动操作时，可通过人工远程或近距离干预操作，自动和手动模式切换。

（3）实时更新数据，处理各种复杂情况

堆放模型的实时更新是创建自动控制操作的基本条件。激光扫描仪用于实时扫描，操作控制系统及时处理扫描数据，实时规划操作路径，充分处理操作过程中堆放形状不固定的各种实际问题；堆放、阶梯堆放、预留出入口等功能成为现实；基于不规则堆放，可扫描堆放信息，自动识别操作路径，充分反映其智能水平。

二、堆料机自动控制的应用

(1)堆料机自动控制在实现堆料识别中的应用

材料场堆的一个主要特点是其形状不固定，材料场环境复杂，只有堆取料机才能具有自动识别堆的功能，自动取料作业才能成为现实。在手动操作阶段，需要人工识别材料堆的形状，以确保进料的准确性。但在自动控制模式下，堆料机需要具备自动识别材料堆的能力，以保证进料操作的顺利进行。因此，在3D激光扫描技术的帮助下，取料机应具有识别料堆形状的能力。3D激光扫描技术可以借助物体表面对激光的反射推断物理距离，通过激光建立激光矩阵，利用X-Y轴旋转形成物体信息，成为数据库，帮助进料机识别堆形状。在采用3D激光扫描技术帮助进料机实现识别材料堆形状的目标时，应注意两点：第一，即使3D激光扫描技术在现阶段的应用相对成熟，其自身的缺点也可能对堆式进料机的运行造成危害。其次，采用3D激光扫描技术，帮助取料机识别料堆形状，需要特定的外部条件，换句话说，堆料机的工作环境也需要满足一定的标准。

(2)堆取料机自动化控制在实现位置识别中的应用

堆料取料时，堆料机应具备识别堆料位置的能力，并根据相关线路实现取料和堆料作业任务。因此，如果堆料机只具有自动识别堆料形状的功能，却无法识别堆料位置，也无法实现取料作业的自动控制。因此，堆料机应采用一定的先进设备和技术手段，具有自动识别位置的功能。首先，旋转/俯仰机构应通过绝对值编码器进行定位识别，然后增加射频定位标签或固定角度校准感应开关自动校准角度信息。为保证堆料机运行中姿态参数的准确性，行走故障/俯仰故障/卷扬制动打滑等异常情况可通过逻辑程序确定。堆料机各机构姿态参数确定后，提供自动控制程序，帮助堆料机顺利完成取料作业。

(3)堆取料机自动控制在自动检测和保护功能中的应用

在堆料机中，安全系统是不可或缺的一部分，对堆料机本身的安全和运行安全起着决定性的作用。因此，堆料机的自动运行必须建立在完整的安全系统的基础上。堆料机安全系统的组成部分是自动检测系统和保护功能系统。首先，将监控摄像头安装在堆料机的关键位置，实现对堆料机运行的实时监控。二是为防止堆料机运行中发生碰撞，应在堆料机悬臂两侧和前后主要部位安装雷达防撞探头。最后，将温度检测和异常振动检测元件安装在主要设备的关键位置，检测堆料机的运行状况，防止运行故障。

(4)堆取料机自动控制在取料流量控制中的应用

通过利用刮板机的电流反馈，控制卷扬进给的闭环控制模式，确保自动进料过程中的流量得到准确控制。基于刮板机在进料机中的进料位置，能准确掌握实时进料量，无测量延迟。因此，借助刮板机获得实时进料流量是最佳选择。在实际使用过程中，通过刮板机电流与进料流量之间的线性关系，充分考虑了作业位置角度、材料密度属性等因素。为了保证控制的准确性，将带秤测量的流量用于验证和修正，并将线性反馈合并为现实，确保比例系数不是一成不变的，可以实时改变。

结束语

总之，堆料机自动化控制是经济快速发展的必然结果，但实现堆料机自动化控制并不容易。目前，我国仍处于自动化发展的第一阶段和第二阶段，即手动运行和半自动运行阶段。要真正实现堆料机的自动化控制，就需要利用相关技术发展的力量，只有具备堆料形状识别、自身位置识别、自检保护功能和完善的中控系统，才能实现堆料机的自动化控制，进一步实现自动化运行。虽然我国在目前阶段对堆料机自动化控制的研究中取得了一些成果，但面对大型料场或多台设备，堆料机自动化控制仍难以系统配合。此外，为了实现堆取料机的自动控制技术，不仅要求整个料场拥有完善的自动化系统，还要建立数字化料场平台，将工艺信息同步为自动化控制的参数和目标。因此，必须优化完善料场自动化控制系统和料场数字化平台，提高料场效率，稳定取料比例，降低操作人员和故障概率。