刻度标尺推拨车机位置检测系统

第1章 系统简介
1.1 现场概述
翻车机也叫铁路货车翻卸机，翻车机卸车线成套设备是以翻车机为主机，配以不同的辅机组成的一条高效低耗机械化卸车作业线。可翻卸铁路敞车所装载的散粒物料，广泛应用于大型火力发电厂，港口，化工厂，水泥厂和冶金企业的烧结厂、焦化厂，以及煤炭行业的洗煤厂，用来翻卸装载原煤、精煤、焦碳、矿石、粮食等散类货物的高边敞车、煤车或专用敞车。由于我国煤炭和铁矿石的运输以铁路运输为主，运输距离长,通用车辆多，因此避免车辆排空，提高运输效率是运输部门首要考虑的问题；运输物料多，卸车工作量大，要由效率高的卸车机械来完成，这是现代企业的需要。翻车机卸车线能很好的满足上述要求，因而，翻车机卸车线已被卸车工作繁重的企业所选用；翻车机卸车线是提高生产效率，节约劳动力，改善劳动条件以及使卸车作业完全实现机械化和自动化的途径。
推车机和拨车机是翻车机卸车系统中要求自动化程度比较高的辅机之一，拨车机（重车调车机）用来拨送各种铁路敞车进入翻车机，并将翻卸完毕的空车推出翻车机；推车机（空车调车机）用来将空车推出迁车台，并将空车在空车线上集结成整列；迁车台是用在翻车机卸车线上，将正常卸料的车辆从重车线移送至空车线上的设备。下图中拨车机从A点到B点、迁车台从C点到D点和推车机从E点到F点往复运动过程中均需要精确定位控制，只有这些设备实现自动化才能更好提高作业效率。
图示1：1=拨车机、2=铁路敞车、3=翻车机、4=迁车台、5=推车机
1.2 目前采用的定位方式
目前拨车机和推车机位置检测采用的大多是光电编码器装置（光码盘）和检测齿轮、行走限位开关。光电编码器装置，整套装置安装在驱动电机前部的一个金属壳体内，由盘状齿轮与定位车齿条啮合，通过驱动轴驱动编码器。盘状齿轮的圆周与定位车驱动小齿轮的圆周相同。编码器由传动齿轮自下而上通过减速机、联轴节驱动，实现定位车的位置控制。这三种检测位置的方式均存在一定缺陷，具体表现如下：
1) 光电编码器装置在车轮打滑就会形成累计误差, 相对定位的机械接触工作方式；
2) 检测齿轮虽然检测准确但对走行轮踏面磨损不超过5mm，行走齿轮齿厚磨损不大于15%，传动齿轮与齿条副齿相平行的条件，本体要求比较高，否则测量也存在误差；
3) 行走限位开关由于是点定位，对连续性位置检测存在盲区；
故这三种传感器在检测位置时多数为机械式、灵敏度低、寿命短、故障率高、可靠性低，操作繁锁，而且存在溜放环节(即失控区)，致使半自动操作难以可靠稳定运行。由于翻车机系统均是较大的设备，其惯性较大，在启动和停止时也是硬性的，所以翻车机系统在工作过程中会产生很大的撞击和震动，噪音污染严重，严重影响其安全性和有关零部件的寿命，易于损坏设备，由此设备精确位置控制显得尤为重要。
1.3 本系统采用的定位技术
本系统采用在推车机、拨车机和迁车台上加装刻度标尺精确定位系统的检测技术，实现推车机、拨车机和迁车台的位置精确检测。刻度标尺检测到的推车机、拨车机和迁车台位置精度高，信号稳定可靠。在车辆状态良好的情况下，采用翻车机系统全联机自动运行方式，即只要满足启始条件，按下自动启动按钮，系统将全部自动运行，操作人员只起监控作用，当发生机械故障或意外情况时，按自动停止或急停按钮，解除自动程控操作。
第2章 刻度标尺精确定位系统
2.1 刻度标尺系统简单说明
刻度标尺精确定位系统包括一台地面电气柜（含刻度分析仪等）、一台车载电气柜（含刻度生成仪等）、刻度标尺以及游尺指针等。其中刻度标尺是由扁平状的PVC合成材质外壳材料和内部按照格雷码规律编制的芯线构成，类似一把有刻度的标尺，一般安装在沿移动机车运行轨道单侧边，或者沿运行轨迹铺设在地面上，亦或安装在轨道旁的栅栏立柱上均可，需要检测多长的位移就铺设多长的刻度标尺；游尺指针安装在机车上，用于识别本机车所在的位置。游尺指针相对刻度标尺平行非接触移动，游尺指针指向的刻度即是当前位置值，可以在车上或地上得到位移量，无需初始参考点，定位精度5毫米，分辨率2毫米；可以断续或连续检测，尤其适用于轨道不平整的大车或环形运动机械位移检测。防水、防油、防尘、耐酸碱，适用于冶金、矿山、水利、港口码头堆场、仓储、化工等条件比较恶劣的环境。
2.2 刻度标尺系统原理
刻度标尺精确定位系统采用电磁感应原理来检测移动设备的位移量，当游尺指针线圈中通入交变电流时，在游尺指针附近会产生交变磁场。刻度标尺近似处在一个交变的、均匀分布的磁场中,每对刻度标尺芯线会产生感应电动势。刻度生成仪信号通过电磁耦合方式传送到刻度标尺的感应环线上。刻度分析仪对接收到的信号进行相位比较。交叉线的信号相位与平行线的信号相位相同，地址为“0”；交叉线的信号相位与平行线的信号相位相反，地址为“1”，这样感应的地址信息是格雷码排列，由此确定游尺指针在刻度标尺长度方向上的位置。
2.3 刻度标尺技术指标
 移动机车地址测量精度：≤5mm，分辨率：2毫米，测量范围：任意定制；
 工作环境温度：系统工作温度：-20℃— +70℃，
刻度标尺工作温度：不加防护套：-40℃—+85℃，
加防火套： -40℃—600℃，高温时耐热时间约80秒；
   非接触间隙：150mm±50mm(根据需要可达500毫米)，左右偏摆容差：±50mm；
   重量：刻度标尺重量：1.5Kg/m，外形尺寸：100mm×10mm×长度；
游尺指针重量：≤2.5Kg，外形尺寸：400mm×400mm×30mm（特殊可定制）；
   通信误码率：＜10-7；
   刷新速度：20HZ；
   适应速度：≤350M/min；
   标准信号输出：RS232/RS485，可扩展其它信号；
   信号传输距离：≤1200米（485信号输出）；
   刻度标尺和游尺指针防护等级：普通IP67，最高IP69（水下工作）；
   输入电源：220VAC±10%；
   耗电：地面电气柜<100w  车载电气柜<100w。
2.4 刻度标尺功能特点
系统中的刻度生成仪（兼函数信号发生）按一定的周期发出地址载波信号，经游尺指针发射至刻度标尺，地面站的刻度分析仪接收到信号后，解码还原出机车所处刻度标尺处的绝对地址，经控制器处理后由RS232或者RS485输出。
 无磨损的非接触式位置检测，使用寿命长；
 可以断续或连续检测，测距长达2公里，位移检测长度可以根据需要定制；
 耐污染能力超强，可用在水下、防蒸汽、耐酸碱；
 安装简单更换方便（无需改变现场环境），免维护；
 高稳定性、高可靠性、多种信号输出方式选择；
 具有反向极性保护功能、防雷击、防射频干扰、防静电；
 无需参考点的位移量绝对型输出，不怕掉电；
 位置的取样时间和测量长度没有关系；
 可以用在环形运动机械位置检测。
 刻度标尺可以埋在水泥地面内，方便安装和防护，不影响作业环境。
2.5 刻度标尺单套设备结构图（一维检测）
1) 车载子系统：由游尺指针、车载电气柜（内含刻度生成仪、开关电源等）。
2) 地面子系统：由地面电气柜组成（内含刻度分析仪、开关电源、网关、标尺引线转换器等）。
3) 刻度标尺子系统：由专用刻度标尺、CN箱、EN箱、普通电缆以及各种用于刻度标尺安装、固定、防护机构组成。

第5章 系统实现功能特点
 可以实现推/拨车机/迁车台位置实时检测，及半自动控制和全自动操作；
 实现数字化、可视化、定位装卸自动化，大幅度提高翻车机装卸效率；
 减少与车钩的剧烈碰撞，降低翻车机的维修工作量和费用；
 实现行走速度稳定、定位精准、位置检测无盲区等；
 减轻运行人员的劳动强度，杜绝了人为操作事故的发生，节约劳动力，改善劳动条件。
 结合变频器及PLC控制来调节翻车机卸车启停及快慢速切换时间，可实现电机的软启和软停。使车达到启动、制动平衡，减少了启动电流对电机、电网的冲击，减少对机械设备的磨损，并起到可靠的缓冲作用，延长了机械设备的使用寿命，降低了噪音污染和环境污染，使运行人员的操作环境大为改善，且节电效果非常明显。
第6章 系统应用领域
主要用于散状物料处理，如矿山系统、冶金系统、港口码头系统、化工系统、电力系统、水泥系统、铁路系统、轻工系统、军工系统、石油系统、机械系统等有轨搬运设备精确定位和自动控制，如：大型火力发电厂、港口、化工厂、水泥厂和冶金企业的烧结厂、焦化厂，以及煤炭行业的洗煤厂，用来翻卸装载原煤、精煤、焦碳、矿石、粮食等散类货物的高边敞车、煤车或专用敞车的翻车机系统。：推拨车机迁车台位置检测系统，推拨车机行走定位控制装置，翻车机系统定位控制装置，空重调车机位置检测系统，推拨车机位置检测系统等。

第7章 联系方式
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