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在冶金、電力、港口及大型礦山等散料輸送現(xiàn)場，斗輪堆取料機作為核心裝備，其作業(yè)效率直接決定了整條生產(chǎn)線的周轉(zhuǎn)率。然而，傳統(tǒng)人工操作模式下，堆取料機往往面臨“走行位置找不準(zhǔn)、回轉(zhuǎn)角度瞄不精”的痛點，加之料場多粉塵、重腐蝕、強振動的惡劣環(huán)境，傳統(tǒng)編碼器、激光測距等定位方式極易因車輪打滑產(chǎn)生累計誤差或受環(huán)境影響而失效，成為制約料場實現(xiàn)無人化作業(yè)的最大瓶頸。
針對這一行業(yè)難題，武漢正向科技有限公司基于自主研發(fā)的第三代全數(shù)字化格雷母線定位技術(shù)，推出了堆取料機走行位置和回轉(zhuǎn)角度檢測系統(tǒng)，為智能料場與無人駕駛提供毫米級精準(zhǔn)定位的底層數(shù)據(jù)支撐。
一、公司簡介
武漢正向科技有限公司是一家專注于工業(yè)移動機車無人駕駛和無人操作技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)和銷售的高新技術(shù)企業(yè)，擁有一支從業(yè)長達(dá)20年的技術(shù)團隊。公司已擁有格雷母線、光柵尺和碼盤等多種定位技術(shù)，以及防搖擺技術(shù)和激光掃描三維建模技術(shù)，取得了技術(shù)專利及軟著22項，通過了ISO質(zhì)量、環(huán)境和職業(yè)健康安全三體系認(rèn)證，獲得了特種設(shè)備生產(chǎn)許可證。公司為冶金、化工、鐵路、電力、水泥和港口碼頭等行業(yè)客戶提供產(chǎn)品和服務(wù)，得到了寶鋼、武鋼、柳鋼、馬鞍山鋼鐵、日照鋼鐵、太鋼、首鋼國際、中鋼集團、寶信軟件、中冶南方、中冶賽迪等國內(nèi)外大型企業(yè)的廣泛認(rèn)可。
二、產(chǎn)品概述
本系統(tǒng)是武漢正向科技基于第三代全數(shù)字化格雷母線技術(shù)，專門針對堆取料機走行和回轉(zhuǎn)角度檢測而開發(fā)的高精度定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)可同時覆蓋堆取料機大車走行位移與懸臂回轉(zhuǎn)角度兩個核心維度的精準(zhǔn)檢測，是實現(xiàn)堆取料機遠(yuǎn)程集中控制與全自動無人化作業(yè)的核心基礎(chǔ)。
三、系統(tǒng)構(gòu)成
本系統(tǒng)主要由以下核心硬件部件組成，各組件協(xié)同工作，形成穩(wěn)定可靠的閉環(huán)檢測體系：
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格雷母線（編碼電纜）： 系統(tǒng)感知的“標(biāo)尺”。由芯線、剛性內(nèi)膽、橡膠護套和拉緊鋼絲繩構(gòu)成，沿大車軌道或回轉(zhuǎn)平臺鋪設(shè)。其內(nèi)部編碼序列基于格雷碼原理，確保相鄰位置間僅一位變化，從根本上杜絕誤碼。采用整體熱壓工藝一次成型，基板采用精密數(shù)控加工，穿線卡采用高精度模具制作，確保每個環(huán)路尺寸精度達(dá)到100mm±0.2mm，保障地址檢測精度和線性度。
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天線箱： 系統(tǒng)感知的“指針”。安裝在移動設(shè)備上，與格雷母線保持非接觸平行移動。天線箱采用全玻璃鋼材質(zhì)制作，防護等級達(dá)IP66，適用于粉塵、酸堿、高溫等惡劣工業(yè)環(huán)境，可實時感應(yīng)電磁信號以獲取當(dāng)前位置值。
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地址編碼器與解碼器： 系統(tǒng)的“大腦”。地檢編碼器以導(dǎo)軌式安裝方式，方便拆卸，立體結(jié)構(gòu)造型，節(jié)約空間；車檢編碼器CPU采用32位高性能ARM，運算速度極快。解碼器采用液晶顯示屏，自帶通訊接口，無轉(zhuǎn)接，通訊速度快，用戶可方便設(shè)置參數(shù)及查看通訊狀態(tài)。
四、工作原理
本系統(tǒng)基于電磁感應(yīng)耦合原理。天線箱線圈通入交變電流后，在其周圍產(chǎn)生交變磁場。鋪設(shè)于附近的格雷母線電纜處于該均勻分布的交變磁場中，內(nèi)部交叉扭絞的芯線會感應(yīng)出電動勢。通過檢測感應(yīng)電動勢的相位和幅度差異，地址解碼器即可解析出天線箱在格雷母線上對應(yīng)的精確位置坐標(biāo)，實現(xiàn)全程無盲區(qū)的連續(xù)絕對位置檢測。
五、核心技術(shù)優(yōu)勢
| 優(yōu)勢維度 |
核心價值說明 |
| 第三代全數(shù)字化技術(shù)，精度高達(dá)1mm |
格雷母線定位技術(shù)已發(fā)展到第三代，采用全數(shù)字化檢測方式，定位精度達(dá)1mm，分辨率1mm，集成度更高，系統(tǒng)更穩(wěn)定。采用絕對位置檢測方式，設(shè)備斷電重啟后無需回零操作，從根本上杜絕車輪打滑帶來的累計誤差。 |
| 非接觸工作方式，無磨損免維護 |
天線箱與格雷母線之間采用電磁感應(yīng)原理非接觸工作，無機械滑脫和磨損等故障。電纜護套采用氯丁橡膠等特殊材質(zhì)，具備極強的防油、防塵、防水、耐酸堿腐蝕能力，可在強粉塵、高溫、高濕、酸堿腐蝕等惡劣環(huán)境中長期穩(wěn)定運行，甚至可埋于地下、長期浸泡水中或澆注在水泥混凝土內(nèi)正常工作。 |
| 全方位安全防護 |
系統(tǒng)通過格雷母線精準(zhǔn)定位結(jié)合角度傳感器，實時監(jiān)測大車走行位移與懸臂回轉(zhuǎn)角度。同時利用料位雷達(dá)、防碰撞雷達(dá)、微波開關(guān)防碰撞系統(tǒng)及空間防碰撞系統(tǒng)，當(dāng)設(shè)備臨近料堆邊界或障礙物時，可主動向PLC發(fā)出預(yù)警或聯(lián)鎖停機，有效防止“到邊斷煤”及設(shè)備間剮蹭碰撞事故。 |
| 抗干擾能力強，適用惡劣環(huán)境 |
采用交叉扭絞結(jié)構(gòu)及相位檢測技術(shù)，天線箱與格雷母線間隙從30mm到300mm均可正常工作，不受環(huán)境噪音和接收信號電平波動的影響。格雷母線工作頻率為低頻，產(chǎn)生的電磁場僅限于幾米范圍內(nèi)，無需向無線電管委會申請頻段即可使用。 |
| 靈活部署，兼容性強 |
格雷母線長度可根據(jù)堆取料機軌道及回轉(zhuǎn)半徑任意定制，支持RS485/RS232、PROFIBUS、PROFINET、EtherNet/IP、Modbus、工業(yè)以太網(wǎng)等多種輸出接口，輕松融入現(xiàn)有工業(yè)控制系統(tǒng)，多臺移動車輛可共用一根格雷母線。 |
六、關(guān)鍵性能參數(shù)
| 技術(shù)指標(biāo) |
參數(shù)規(guī)格 |
| 定位精度 |
1mm |
| 分辨率 |
1mm |
| 數(shù)據(jù)刷新時間 |
20ms |
| 測量范圍 |
0～∞（根據(jù)客戶需求定制長度） |
| 非接觸間隙 |
30～300mm（根據(jù)客戶要求） |
| 上下偏擺容差 |
±50mm |
| 系統(tǒng)工作溫度 |
-40℃～+85℃ |
| 適應(yīng)速度 |
≤200m/min |
| 上電初始化時間 |
0.3s，測量時間：0.8ms |
| 防護等級 |
最高IP68（水下） |
| 輸入電源 |
220VAC±10%，50Hz |
| 系統(tǒng)功耗 |
地面站≤100W，車載站≤100W |
| 發(fā)振頻率 |
地檢31KHz、39KHz、46KHz、62KHz；車檢50KHz |
七、應(yīng)用價值
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賦能無人化作業(yè)： 精準(zhǔn)的走行與回轉(zhuǎn)角度數(shù)據(jù)，結(jié)合激光三維掃描建模技術(shù)，可實時構(gòu)建料堆三維模型坐標(biāo)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)堆取料機實現(xiàn)恒流量的自動化精準(zhǔn)堆取料作業(yè)，徹底取代高強度、高風(fēng)險的人工作業(yè)。
-
降低運營成本： 系統(tǒng)一次安裝、長期免維護，大幅減少了因編碼器打滑故障、碰撞事故引發(fā)的停機損失與維修成本。
-
提升管理效率： 系統(tǒng)實時將設(shè)備的位置、速度、工作狀態(tài)等信息傳輸至中央控制系統(tǒng)，結(jié)合物料信息跟蹤管理系統(tǒng)和智能化調(diào)度系統(tǒng)，打破傳統(tǒng)作業(yè)的“信息孤島”，為多臺堆取料機的智能調(diào)度與數(shù)字化料場管理提供堅實的數(shù)據(jù)底座。
八、主要產(chǎn)品與服務(wù)
武漢正向科技基于格雷母線定位技術(shù)，已開發(fā)一系列成熟智能系統(tǒng)，可滿足不同行業(yè)客戶的多樣化需求：
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堆取料機走行位置和回轉(zhuǎn)角度測量系統(tǒng)
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堆取料機無人值守系統(tǒng)
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卸料小車自動布料和遠(yuǎn)程操作系統(tǒng)
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行車位置跟蹤系統(tǒng)及防搖擺系統(tǒng)
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翻車機、撥車機自動定位系統(tǒng)
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鋼水包、鐵水包生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)
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焦?fàn)t機車聯(lián)鎖和無人駕駛系統(tǒng)
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鋼卷庫無人化系統(tǒng)
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庫區(qū)信息化管理系統(tǒng)
九、典型應(yīng)用領(lǐng)域
本系統(tǒng)廣泛適用于港口碼頭、火力發(fā)電、冶金礦山、水泥建材、石油化工等行業(yè)的散狀物料處理場景，特別適用于各類有軌移動設(shè)備的定位與自動控制。
十、合作案例
| 寶武集團鄂城鋼鐵有限公司焦化東區(qū)煤場 |
焦化東區(qū)煤場堆取料機無人化系統(tǒng)
（焦化東區(qū)煤場堆取料機及斗槽可逆皮帶小車遠(yuǎn)程集中控制改造項目EPC總承包工程） |
| 鞍鋼集團礦業(yè)有限公司 |
鞍鋼集團礦業(yè)有限公司東鞍山燒結(jié)廠400萬t/a球團項目無人化智能制造智能料場系統(tǒng) |
| 國能長源漢川發(fā)電有限公司 |
長源電力漢川公司四期2X1000MW擴建工程斗輪機無人值守（2套） |
| 鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司 |
鲅魚圈分公司智能化原料廠項目堆取料機回轉(zhuǎn)定位裝置 |
| 國能（浙江北侖）發(fā)電有限公司北侖電廠 |
北侖1#、3#、7#、8#斗輪機格雷母線 |
| 秦皇島港務(wù)局 |
秦皇島撥車機定位系統(tǒng)改造 |
| 太鋼集團嵐縣礦業(yè)有限公司 |
精礦堆取料機全自動遠(yuǎn)程集中控制設(shè)備采購 |
| 蓬萊電廠 |
蓬萊電廠堆取料機定位系統(tǒng) |
| 國能（浙江北侖）發(fā)電有限公司北侖電廠 |
北侖4#、5#、6#堆取料機格雷母線 |
| 秦皇島港股份有限公司第七港務(wù)分公司 |
門式取料機格雷母線同步檢測系統(tǒng) |
| 日照鋼鐵控股集團有限公司 |
日照京華W9循環(huán)經(jīng)濟部礦渣料場堆取料機無人化改造項目 |
| 秦皇島港股份有限公司 |
秦皇島港煤二期預(yù)留堆場B2DQ堆取料機安裝格雷母線 |
| 日照鋼鐵控股集團有限公司 |
日照京華W9循環(huán)經(jīng)濟部礦渣料場堆取料
機無人化改造項目（補格雷母線2根） |
| 國家能源泰安熱電有限公司 |
泰安電廠堆取料機定位系統(tǒng) |
| 國能（浙江北侖）發(fā)電有限公司北侖電廠 |
北侖一期堆取料機定位系統(tǒng) |
| 太鋼原料廠 |
太鋼原料廠堆取料機定位系統(tǒng) |
| 寶山基地二煉鋼金屬料堆場 |
寶山基地二煉鋼金屬料堆場環(huán)保升級綜
合改造項目（集成件12套） |
| 鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司原料廠 |
鞍鋼鲅魚圈原料場棚化封閉改造項目6#取料機電控配套 |
| 邯鄲鋼鐵集團有限責(zé)任公司 |
邯鋼堆取料機大車走行位置檢測系統(tǒng) |
| 寶武環(huán)科重慶資源利用有限公司 |
重慶高爐礦渣綜合利用（一期）項目 |
| 揚州泰富 |
揚州泰富裝船機格雷母線定位系統(tǒng)2套 |
| 上海紅箭自動化設(shè)備有限公司 |
連云港斗輪堆取料機格雷母線定位系統(tǒng) |
| 武漢鋼鐵有限公司 |
武鋼有限集中煤場（B3）及配套料線環(huán)保改造智能化料場堆取料機走行位置檢測系統(tǒng)設(shè)備清單（2套） |
| 陜西龍門鋼鐵有限責(zé)任公司 |
陜西龍門鋼鐵機械化綜合一次料場貯運系統(tǒng)總包工程堆取料機格雷母線定位裝置 |
| 連云港徐圩港口碼頭有限公司(6號港口煤碳基地) |
連云港斗輪堆取料機格雷母線定位系統(tǒng) |
| 華潤溫州電廠 |
華潤溫州電廠堆取料機定位系統(tǒng) |
| 邯鄲鋼鐵集團有限責(zé)任公司 |
邯鋼翻車機位置檢測系統(tǒng) |
| 秦皇島港股份有限公司第七港務(wù)分公司 |
秦皇島七公司翻車機格雷母線位置檢測系統(tǒng)（3臺） |
| 淮南平玗電廠 |
淮南平玗電廠門式取料機項目 |
| 陽邏貿(mào)易港 (武漢) 有限公司二期碼頭 |
武漢陽邏港二期9臺龍門吊智能化遠(yuǎn)程控制改造項目 (1~8)小車格雷母線定位系統(tǒng)（9套） |
| 馬鋼羅河礦業(yè)有限責(zé)任公司 |
廣州港2臺1000th抓斗卸船機智能化系統(tǒng)代采+羅河行車大小車定位系統(tǒng) |
| 寶武集團鄂城鋼鐵有限公司 |
焦化東區(qū)煤場堆取料機及斗槽可逆皮帶小車布料遠(yuǎn)程集中控制改造EPC總承包一行走、回轉(zhuǎn)及卸料小車定位 |
| 秦皇島港股份有限公司 |
秦皇島港股份有限公司煤二期堆料機/煤四期堆料機/煤二期 1#裝船機2#裝船機更新項目智能化改造設(shè)備 格雷母線系統(tǒng) |
| 鞍鋼集團礦業(yè)有限公司東鞍山燒結(jié)廠 |
鞍鋼集團礦業(yè)有限公司東鞍山燒結(jié)廠400萬t/a球團項目智能制造智能料場系統(tǒng)增補 |
| 秦皇島港股份有限公司第六港務(wù)分公司 |
秦皇島卸船機 |
| 大唐國際發(fā)電股份有限公司陡河熱電分公司 |
大唐國際陡河熱電廠堆取料機回轉(zhuǎn)角度測量系統(tǒng) |
| 湖北宜化磷化工有限公司選礦分公司 |
湖北宜化選礦裝置智慧料場控制系統(tǒng)項目移動操作單元4臺（鄂鋼施工1） |
| 江西豐城電廠 |
江西豐城電廠堆取料機回轉(zhuǎn)角度測量系統(tǒng)（1走行2回轉(zhuǎn)） |
| 秦皇島港股份有限公司 |
秦皇島港股份橋式卸船機無人化作業(yè)技術(shù)研究錨定2套 |
| 山西鋁業(yè)二期 |
山西鋁業(yè)二期堆取料機無人值守自動化控制改造項目 |
| 大唐國際陡河熱電廠 |
大唐國際陡河熱電廠堆取料機回轉(zhuǎn)角度測量系統(tǒng)增補 |
| 中交三航局項目部 |
CMRSR-QS堆取料機用無人自動化及遠(yuǎn)程控制項目 |
| 溫州蒼南電廠 |
溫州蒼南電廠 |
| 廣東大唐國際潮州發(fā)電有限責(zé)任公司（大唐潮州電廠） |
潮州堆取料機 |
| 江西大唐國際撫州發(fā)電有限責(zé)任公司 |
大唐撫州堆取料機 |
| 汕尾華潤電廠 |
汕尾華潤電廠 |
| 國投曹妃甸港口有限公司 |
曹妃甸SL2裝船機伸縮臂格雷母線 |
| 寶鋼湛江鋼鐵有限公司 |
湛江鋼鐵智慧進廠項目-云臺20臺 |
| 武穴港田鎮(zhèn)港區(qū)馬口作業(yè)區(qū)鐵水聯(lián)運工程綜合碼頭 |
武穴港田鎮(zhèn)港區(qū)馬口作業(yè)區(qū)鐵水聯(lián)運工程綜合碼頭項目直線移動式裝船機云臺1臺 |
| 秦皇島港股份有限公司第七港務(wù)分公司 |
秦皇島裝船機格雷母線定位系統(tǒng) |
| 江西大唐國際撫州發(fā)電有限責(zé)任公司 |
大唐撫州堆取料機增補 |
| 日照鋼鐵有限公司 |
日照鋼鐵有限公司廠內(nèi)運輸處機械化料場新增堆取料機及皮帶機改造項目 |
| 國能（浙江北侖）發(fā)電有限公司北侖電廠 |
北侖電廠堆取料機定位系統(tǒng) |
| 江西贛能股份有限公司豐城發(fā)電廠 |
豐城電廠翻車機格雷母線定位系統(tǒng) |
| 河南安鋼周口鋼鐵有限責(zé)任公司 |
河南安鋼周口鋼鐵有限責(zé)任公司 |
| 浙能第二發(fā)電廠 |
浙能第二發(fā)電廠堆取料機定位系統(tǒng)1跨2臺車 |
| 山東鋼鐵集團永鋒臨港有限公司 |
產(chǎn)品深加工項目格雷母線設(shè)備 |
| 湖南湘鋼煉鐵燒結(jié)原料廠 |
湘鋼堆取料機格雷母線 |
| 常熟市龍騰特種鋼有限公司 |
堆取料機精準(zhǔn)定位（ 5#、6#、7#堆取料機箱準(zhǔn)定位改造） |
| 廣東粵電靖海發(fā)電有限公司 |
堆取料機走行及回轉(zhuǎn)位置檢測系統(tǒng) |
| 內(nèi)蒙古大唐國際托克托發(fā)電有限責(zé)任公司 |
堆取料機格雷母線定位系統(tǒng) |
| 杭州集益海豐二期電廠 |
杭州集益海豐二期電廠斗輪機自動化控制系統(tǒng) |
| 國投曹妃甸港口有限公司 |
曹妃甸臂架伸縮格雷母線定位系統(tǒng)-7套 |
| 周口隆達(dá)發(fā)電有限公司 |
周口隆達(dá)公司煤場堆取料機走行及回轉(zhuǎn)格雷母線定位系統(tǒng)（2套） |
| 敬業(yè)(營口)中板有限公司 |
營口中厚板煉鐵廠堆取料機格雷母線定位系統(tǒng) |
| 揚州泰富港務(wù)有限公司 |
揚州泰富裝船機格雷母線-2條（2套） |
| 廣州港新沙港務(wù)有限公司 |
廣州新沙港1臺斗輪堆取料機自動化項目 |
| 武漢港迪電氣有限公司 |
武漢港迪電氣有限公司設(shè)曹妃甸礦儲大機無人化控制系統(tǒng)二維云臺 |
| 防城港中絲路新材料科技有限公司 |
北海綠色生態(tài)鋁智慧料場項目格雷母線定位系統(tǒng)(3套) |
| 大唐濱州發(fā)電有限公司 |
大唐濱州電廠斗輪機改造項目(1套) |
| 廣東省汕尾市廣東紅海灣發(fā)電有限公司 |
汕尾電廠二期5、6號機組(2x1000MW)擴建工程DQL3600/5000·33斗輪堆取料機斗輪堆取料機碼帶定位裝置 |
| 防城港中絲路新材料科技有限公司 |
北海綠色生態(tài)鋁智慧料場項目斗輪機格雷母線（1套走行1套回轉(zhuǎn)） |
| 武漢鋼鐵有限公司 |
武鋼煉鐵廠二原料2#翻車機推車系統(tǒng)改造(1套) |
| 國投曹妃甸港口有限公司 |
國投曹妃甸港起步取料機位置檢測裝置改造項目（4跨8臺） |
| 包頭鋼鐵（集團）有限責(zé)任公司 |
內(nèi)蒙古包頭市包鋼股份煉鐵廠混勻取料機格雷母線定位系統(tǒng)(1套) |
| 常州東方特鋼有限公司 |
堆取料機走行和回轉(zhuǎn)格雷母線定位系統(tǒng)項目 |
| 連云港港連云港區(qū) |
連云港港連云港區(qū)旗臺作業(yè)混礦堆場一期斗輪堆取料機智能化項目 |
| 無錫華東自動化科技有限公司 |
斗輪機格雷母線定位系統(tǒng)設(shè)備(1跨2臺車) |
| 中煤新集（滁州）發(fā)電有限責(zé)任公司 |
堆取料機走行位置檢測系統(tǒng) |
| 上海石化熱電機組清潔提效改造項目 |
走行及回轉(zhuǎn)格雷母線定位系統(tǒng)（1跨1臺車） |
| 江蘇沙鋼集團有限公司 |
沙鋼原料三車間氣膜棚1#、5#堆取料機遠(yuǎn)程自動改造項目 |
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