数字盘煤系统

数字盘煤系统

初步设计方案-硬件部分

第一节概述

本系统在设计、规划上，力求快速、准确地测量、计算、显示煤场的煤堆信息，为电厂燃料管理提供准确、有效、真实的数据。并定制通用数据接口（具体接口和燃料综合管理系统对接），以使本系测量的数据能在其他业务平台上得到有效共享、使用。

系统设计力求简洁、经济、实用、稳定，在测量仪器选型上充分考虑现场环境、温度等影响，选用抗噪、抗震、抗电磁干扰等性能好的高精密测量仪器。在选型设计上同时兼顾煤场采煤现有设备，充分利用现有设备，力求实施快速推进、成本降至最低。

第二节系统功能

系统从功能上分为现场测量、远程监控测量两部分。具体功能如下：

2.1现场测量（为主）

现场测量由可视化显示设备及数据采集、计算、输入输出的集成电路组成。提供可视化界面，可以进行参数标定，显示计算测量结果。同时生成的数据文件可以通过网络、U盘等媒介移储数据，可以方便的将现场数据存储备份到其他业务系统。

系统采用嵌入式xp系统，操作方便、稳定。同时可以开启远程桌面，在监控室可以方便到登陆到现场系统进行测量。

系统采用多线程方式，一边进行数据采集，一边进行数据实时计算，这把繁琐复杂的计算分散到采集过程中，大大降低了采集、盘煤的时间，能有效地提高工作效率。

2.2监控室远程测量

通过无线网络，接受采集设备采集的实时数据，并通过图形界面实时展现。

本系统主要分为以下几个功能模块：

1、系统登录认证模块（现场、远程，主板和软件机器码绑定；时间限制如：

一年）

提供用户名密码和硬件关联两种结合的方式进行系统登录认定。系统参数标定

提供可视化界面，方便标定测量需要的系统参数，比如煤堆的密度、距地高度。煤的密度可以按照立体空间来设置，比如所处场地的位置，煤堆的高度。可以按照不同的高度的煤堆分别设定其每个高度段的密度（压力不同一米一个密度值-等高密度输入）。这样能降低因煤质、煤堆大小不同而带来的计算误差。

2、同步标定（底煤高度、煤场宽度）

为了使提高工作人员的工作效率、减少重复性操作，系统采用无线网络同步，将现场监控系统标定好的参数同步到监控室；同样也可以将监控室的标定同步到现场监控设备中。

3、三维显示

将采集的数据，通过数字图像处理，以三维立体图的方式进行显示。操操作员可以通过任意视角对查看三维图片，从而全方位了解煤堆信息。无论横向、纵向，在三维立体图形上都可添加横纵方向的标高、标宽的网格线(该功能可屏蔽)。可在三维立体图形剖面上用随意颜色标注煤堆颜色。

4、煤堆纵横切割

可从横向、纵向两个方向随意切割盘点得到的三维图，得到随意所选到的区域的相关信息。剖面上用随意颜色标注煤堆颜色。

5、打印报表

操作简单方便，并提供WORD及EXCEL两种格式，报表上附有本次盘点的三维图、体积、密度、行走长度、电厂名称、盘点部门、人员、日期等。

电厂人员可以自行修改从横向、纵向两个方向随意切割盘点得到的三维图，得到随意所选到的区域的相关信息。在上述输出信息的范围内，电场人员可以自行更改报表根式。

6、信息共享及数据接口

定制开放式数据接口，可使本系统采集的数据方便的被其他系统共享。本系统提供web服务，其他系统认证后，可以方便便捷的获取数据。同时系统提供数据导出功能，即便物理网络不具备的情况下，也可以方便的共享数据。

7、其他功能点

1)远程端可同时打开多个软件对不同煤场进行实时进行盘点。

2)盘点数据存储在1个单独的文件里，名称采取年月日分秒的形式。可

以设定默认存储文件夹。

3)盘点过程中出现两个界面，一个为实时煤堆的剖面图，一个为已盘点

过的煤堆三维图，可同步显示实时盘点结果，包括已行走距离、已测煤堆的体积、乘以密度后的重量等。注：由于计算量较大，煤堆三维图的显示会滞后1分钟左右具体需要根据实际的计算量来确定。

4)提供数据修正模块，可修改盘点过的行走距离、体积、密度、标高、

堆底体积等数据。具体可分为两种操作形式：

（1）可为盘点后一次性修改总数。

（2）可在盘点过程中累加或递减数据。

理论上可以，具体需要进一步详细调查。

第三节系统构成（硬件部分）

系统构成主要分为四部分：采集传感器组及信号装换器、现场控制设备、监控室设备、无线网络设备等。如图1所示。在传感器选型上，充分考虑硬件的工作温度、抗震、抗磁、防尘等性能，以提高系统的稳定性。

图1

注1：如果煤场宽度大，可以使用两个激光扫描仪协同扫描

注2：俯仰角传感器，用在斗轮机上，龙门吊盘煤时不需要

3.1行程传感器

方案1：采用在行走齿轮箱内加装接近开关数齿的方式来计算行走距离。（现场有应用案例）费用估算：500元。

缺点：齿距大精度低，需要定期清理齿接近开关表面。

方案2：配备激光测距仪，比如LMS30高速激光测距。采用激光测距仪的优点在于能单独测量任意位置的煤堆，而且能规避滚轮传感器的缺陷。（没有实际应用案例）费用估算：6万元。

缺点：该设备比较昂贵，另外施工上需要专用反射板。

3.2旋转传感器

旋转传感器负责采集斗轮机大臂旋转角度数据。以便准确定位激光扫描仪的物理位置。

方案1：采用在旋转齿轮箱内加装接近开关数齿的方式来计算旋转角度。（现场有应用案例）费用估算：500元。

缺点：齿距大精度低，需要定期清理齿接近开关表面。

3.3俯仰角传感器(斗轮机自带)

俯仰角传感器（直线位移传感器）负责采集斗轮机大臂的抬高角度，结合旋转传感器可以更精确地定位激光扫描仪的物理位置。这样扫描测量时，斗轮机大臂可以抬起任意角度进行工作。

3.4激光扫描仪（两台）

激光扫描仪负责采集煤堆个点与激光扫描仪的距离及方位，是整个测量系统的核心采集设备。费用估算：12万元。