● 摘要
随着现代化机械的大力推广，煤矿的产能日渐增高，同时意味着煤矿及相关企业对煤料装载运输的效率要求也随之增高，对于目前普遍使用的装车站系统来说，装车站的装车效率直接影响着煤矿的经济效益。目前，国内的各大煤矿基本都使用了装车站、装车塔楼来进行火车、汽车的装载操作。装车站装车的大部分过程为人为控制，有无法精确定位车辆、无法快速登记车牌号码及车型等缺陷，造成装车速度慢、系统操作复杂、需要操作人员精神高度集中等问题。由于矿产资源需求量逐渐增大，并且装车系统不仅仅局限于煤炭运输，现有的装车站同时具有粮食运输、铁矿石运输等功能，使得装车站被大力推广，而因人工操作失误造成损失的现象时有发生，严重影响了安全，大大降低了效率，更由于汽车不确定情况较多，如车型、载重等种类多样，这就加大了装车系统提高自动化程度的难度。
本文研究的全自动快速定量装车系统是将激光定位技术、计算机技术、视觉图像处理技术、仪表自动化技术、网络技术、通讯技术和传统装车系统技术等有机结合起来，实现了汽车装车系统的全自动控制及车辆集中调度功能。
针对目前汽车装车站的各种不足以及煤矿的实际需求，本文从分析全自动快速定量汽车装车工艺出发，结合激光定位、视频检测系统、给配料煤流流速控制系统与车辆调度系统，设计了一种新型的全自动汽车装车系统。在本系统中，上位机由组态软件开发而成，可以对各生产参数进行实时监控，下位机采用可编程逻辑控制器，可准确地执行现场控制的指令，从工业控制角度上来说可靠性较高。
本文给出了全自动装车系统的总体设计方案，提出了基于多传感器的车斗识别激光定位技术，运用激光检测车头位置进行粗略定位，通过视觉图像处理技术对车斗进行识别后，将信息发送给PLC控制系统。从处理的结果来看，视频检测系统实现了对车辆车斗的识别提取功能，不论昼夜，都能较好地完成识别任务。并且在分析了多种装车控制方式和闸门控制特性的基础上，研究了定量仓内煤炭的重量与剩余量之间的关系，给出了采用模糊自整定PID参数控制放煤时间、煤量的控制方法，利用该控制器对传统的PID和本系统设计的模糊自整定 PID参数控制进行仿真实验，结果表明，采用模糊自整定PID参数控制后，提高了装车精度，具有较好的动、静态性能，将上述算法应用于装车系统，经过运行检验，证明是有效的和可信的，从而为装车给料控制方法的选择和方案设计提供了决策参考。为了更好地与上位机融合，配合射频识别技术，基于SQL平台，运用VB语言开发了车辆调度系统进行登记并且合理调度控制车辆，极大地简化了目前半自动装车站装车操作，提升了装车的效率与速度，加强了操作人员安全性，为煤矿创造了更高的经济效益。
仿真实验和现场应用证明，系统适用性较强，对比现有国内外装车系统，先进性较强，不论从旧装车系统的改造，还是从新装车系统开发的角度来说，实现自动化装车系统都是可行的、具有重大意义的，并且为进一步优化装车领域的全自动化控制系统提供了思路与借鉴。