第1章 系統(tǒng)簡介

1.1 現(xiàn)場概述

翻車機(jī)也叫鐵路貨車翻卸機(jī)，翻車機(jī)卸車線成套設(shè)備是以翻車機(jī)為主機(jī)，配以不同的輔機(jī)組成的一條高效低耗機(jī)械化卸車作業(yè)線。可翻卸鐵路敞車所裝載的散粒物料，廣泛應(yīng)用于大型火力發(fā)電廠，港口，化工廠，水泥廠和冶金企業(yè)的燒結(jié)廠、焦化廠，以及煤炭行業(yè)的洗煤廠，用來翻卸裝載原煤、精煤、焦碳、礦石、糧食等散類貨物的高邊敞車、煤車或?qū)Ｓ贸ㄜ?。由于我國煤炭和鐵礦石的運(yùn)輸以鐵路運(yùn)輸為主，運(yùn)輸距離長,通用車輛多，因此避免車輛排空，提高運(yùn)輸效率是運(yùn)輸部門首要考慮的問題；運(yùn)輸物料多，卸車工作量大，要由效率高的卸車機(jī)械來完成，這是現(xiàn)代企業(yè)的需要。翻車機(jī)卸車線能很好的滿足上述要求，因而，翻車機(jī)卸車線已被卸車工作繁重的企業(yè)所選用；翻車機(jī)卸車線是提高生產(chǎn)效率，節(jié)約勞動力，改善勞動條件以及使卸車作業(yè)完全實現(xiàn)機(jī)械化和自動化的途徑。

推車機(jī)和撥車機(jī)是翻車機(jī)卸車系統(tǒng)中要求自動化程度比較高的輔機(jī)之一，撥車機(jī)（重車調(diào)車機(jī)）用來撥送各種鐵路敞車進(jìn)入翻車機(jī)，并將翻卸完畢的空車推出翻車機(jī)；推車機(jī)（空車調(diào)車機(jī)）用來將空車推出遷車臺，并將空車在空車線上集結(jié)成整列；遷車臺是用在翻車機(jī)卸車線上，將正常卸料的車輛從重車線移送至空車線上的設(shè)備。下圖中撥車機(jī)從A點(diǎn)到B點(diǎn)、遷車臺從C點(diǎn)到D點(diǎn)和推車機(jī)從E點(diǎn)到F點(diǎn)往復(fù)運(yùn)動過程中均需要精確定位控制，只有這些設(shè)備實現(xiàn)自動化才能更好提高作業(yè)效率。

圖示1：1=撥車機(jī)、2=鐵路敞車、3=翻車機(jī)、4=遷車臺、5=推車機(jī)

1.2 目前采用的定位方式

目前撥車機(jī)和推車機(jī)位置檢測采用的大多是光電編碼器裝置（光碼盤）和檢測齒輪、行走限位開關(guān)。光電編碼器裝置，整套裝置安裝在驅(qū)動電機(jī)前部的一個金屬殼體內(nèi)，由盤狀齒輪與定位車齒條嚙合，通過驅(qū)動軸驅(qū)動編碼器。盤狀齒輪的圓周與定位車驅(qū)動小齒輪的圓周相同。編碼器由傳動齒輪自下而上通過減速機(jī)、聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動，實現(xiàn)定位車的位置控制。這三種檢測位置的方式均存在一定缺陷，具體表現(xiàn)如下：

1) 光電編碼器裝置在車輪打滑就會形成累計誤差, 相對定位的機(jī)械接觸工作方式；

2) 檢測齒輪雖然檢測準(zhǔn)確但對走行輪踏面磨損不超過5mm，行走齒輪齒厚磨損不大于15%，傳動齒輪與齒條副齒相平行的條件，本體要求比較高，否則測量也存在誤差；

3) 行走限位開關(guān)由于是點(diǎn)定位，對連續(xù)性位置檢測存在盲區(qū)；

故這三種傳感器在檢測位置時多數(shù)為機(jī)械式、靈敏度低、壽命短、故障率高、可靠性低，操作繁鎖，而且存在溜放環(huán)節(jié)(即失控區(qū))，致使半自動操作難以可靠穩(wěn)定運(yùn)行。由于翻車機(jī)系統(tǒng)均是較大的設(shè)備，其慣性較大，在啟動和停止時也是硬性的，所以翻車機(jī)系統(tǒng)在工作過程中會產(chǎn)生很大的撞擊和震動，噪音污染嚴(yán)重，嚴(yán)重影響其安全性和有關(guān)零部件的壽命，易于損壞設(shè)備，由此設(shè)備精確位置控制顯得尤為重要。

1.3 本系統(tǒng)采用的定位技術(shù)

本系統(tǒng)采用在推車機(jī)、撥車機(jī)和遷車臺上加裝刻度標(biāo)尺精確定位系統(tǒng)的檢測技術(shù)，實現(xiàn)推車機(jī)、撥車機(jī)和遷車臺的位置精確檢測?？潭葮?biāo)尺檢測到的推車機(jī)、撥車機(jī)和遷車臺位置精度高，信號穩(wěn)定可靠。在車輛狀態(tài)良好的情況下，采用翻車機(jī)系統(tǒng)全聯(lián)機(jī)自動運(yùn)行方式，即只要滿足啟始條件，按下自動啟動按鈕，系統(tǒng)將全部自動運(yùn)行，操作人員只起監(jiān)控作用，當(dāng)發(fā)生機(jī)械故障或意外情況時，按自動停止或急停按鈕，解除自動程控操作。

第2章 刻度標(biāo)尺精確定位系統(tǒng)

2.1 刻度標(biāo)尺系統(tǒng)簡單說明

刻度標(biāo)尺精確定位系統(tǒng)包括一臺地面電氣柜（含刻度分析儀等）、一臺車載電氣柜（含刻度生成儀等）、刻度標(biāo)尺以及游尺指針等。其中刻度標(biāo)尺是由扁平狀的PVC合成材質(zhì)外殼材料和內(nèi)部按照格雷碼規(guī)律編制的芯線構(gòu)成，類似一把有刻度的標(biāo)尺，一般安裝在沿移動機(jī)車運(yùn)行軌道單側(cè)邊，或者沿運(yùn)行軌跡鋪設(shè)在地面上，亦或安裝在軌道旁的柵欄立柱上均可，需要檢測多長的位移就鋪設(shè)多長的刻度標(biāo)尺；游尺指針安裝在機(jī)車上，用于識別本機(jī)車所在的位置。游尺指針相對刻度標(biāo)尺平行非接觸移動，游尺指針指向的刻度即是當(dāng)前位置值，可以在車上或地上得到位移量，無需初始參考點(diǎn)，定位精度5毫米，分辨率2毫米；可以斷續(xù)或連續(xù)檢測，尤其適用于軌道不平整的大車或環(huán)形運(yùn)動機(jī)械位移檢測。防水、防油、防塵、耐酸堿，適用于冶金、礦山、水利、港口碼頭堆場、倉儲、化工等條件比較惡劣的環(huán)境。

2.2 刻度標(biāo)尺系統(tǒng)原理

刻度標(biāo)尺精確定位系統(tǒng)采用電磁感應(yīng)原理來檢測移動設(shè)備的位移量，當(dāng)游尺指針線圈中通入交變電流時，在游尺指針附近會產(chǎn)生交變磁場?？潭葮?biāo)尺近似處在一個交變的、均勻分布的磁場中,每對刻度標(biāo)尺芯線會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢?？潭壬蓛x信號通過電磁耦合方式傳送到刻度標(biāo)尺的感應(yīng)環(huán)線上?？潭确治鰞x對接收到的信號進(jìn)行相位比較。交叉線的信號相位與平行線的信號相位相同，地址為“0”；交叉線的信號相位與平行線的信號相位相反，地址為“1”，這樣感應(yīng)的地址信息是格雷碼排列，由此確定游尺指針在刻度標(biāo)尺長度方向上的位置。

2.3 刻度標(biāo)尺技術(shù)指標(biāo)

移動機(jī)車地址測量精度：≤5mm，分辨率：2毫米，測量范圍：任意定制；

工作環(huán)境溫度：系統(tǒng)工作溫度：-20℃— +70℃，

刻度標(biāo)尺工作溫度：不加防護(hù)套：-40℃—+85℃，

加防火套： -40℃—600℃，高溫時耐熱時間約80秒；

 非接觸間隙：150mm±50mm(根據(jù)需要可達(dá)500毫米)，左右偏擺容差：±50mm；

 重量：刻度標(biāo)尺重量：1.5Kg/m，外形尺寸：100mm×10mm×長度；

游尺指針重量：≤2.5Kg，外形尺寸：400mm×400mm×30mm（特殊可定制）；

 通信誤碼率：＜10-7；

 刷新速度：20HZ；

 適應(yīng)速度：≤350M/min；

 標(biāo)準(zhǔn)信號輸出：RS232/RS485，可擴(kuò)展其它信號；

 信號傳輸距離：≤1200米（485信號輸出）；

 刻度標(biāo)尺和游尺指針防護(hù)等級：普通IP67，最高IP69（水下工作）；

 輸入電源：220VAC±10%；

 耗電：地面電氣柜<100w  車載電氣柜<100w。

2.4 刻度標(biāo)尺功能特點(diǎn)

系統(tǒng)中的刻度生成儀（兼函數(shù)信號發(fā)生）按一定的周期發(fā)出地址載波信號，經(jīng)游尺指針發(fā)射至刻度標(biāo)尺，地面站的刻度分析儀接收到信號后，解碼還原出機(jī)車所處刻度標(biāo)尺處的絕對地址，經(jīng)控制器處理后由RS232或者RS485輸出。

無磨損的非接觸式位置檢測，使用壽命長；

可以斷續(xù)或連續(xù)檢測，測距長達(dá)2公里，位移檢測長度可以根據(jù)需要定制；

耐污染能力超強(qiáng)，可用在水下、防蒸汽、耐酸堿；

安裝簡單更換方便（無需改變現(xiàn)場環(huán)境），免維護(hù)；

高穩(wěn)定性、高可靠性、多種信號輸出方式選擇；

具有反向極性保護(hù)功能、防雷擊、防射頻干擾、防靜電；

無需參考點(diǎn)的位移量絕對型輸出，不怕掉電；

位置的取樣時間和測量長度沒有關(guān)系；

可以用在環(huán)形運(yùn)動機(jī)械位置檢測。

刻度標(biāo)尺可以埋在水泥地面內(nèi)，方便安裝和防護(hù)，不影響作業(yè)環(huán)境。

2.5 刻度標(biāo)尺單套設(shè)備結(jié)構(gòu)圖（一維檢測）

1) 車載子系統(tǒng)：由游尺指針、車載電氣柜（內(nèi)含刻度生成儀、開關(guān)電源等）。

2) 地面子系統(tǒng)：由地面電氣柜組成（內(nèi)含刻度分析儀、開關(guān)電源、網(wǎng)關(guān)、標(biāo)尺引線轉(zhuǎn)換器等）。

3) 刻度標(biāo)尺子系統(tǒng)：由專用刻度標(biāo)尺、CN箱、EN箱、普通電纜以及各種用于刻度標(biāo)尺安裝、固定、防護(hù)機(jī)構(gòu)組成。

 

第5章 系統(tǒng)實現(xiàn)功能特點(diǎn)

可以實現(xiàn)推/撥車機(jī)/遷車臺位置實時檢測，及半自動控制和全自動操作；

實現(xiàn)數(shù)字化、可視化、定位裝卸自動化，大幅度提高翻車機(jī)裝卸效率；

減少與車鉤的劇烈碰撞，降低翻車機(jī)的維修工作量和費(fèi)用；

實現(xiàn)行走速度穩(wěn)定、定位精準(zhǔn)、位置檢測無盲區(qū)等；

減輕運(yùn)行人員的勞動強(qiáng)度，杜絕了人為操作事故的發(fā)生，節(jié)約勞動力，改善勞動條件。

結(jié)合變頻器及PLC控制來調(diào)節(jié)翻車機(jī)卸車啟停及快慢速切換時間，可實現(xiàn)電機(jī)的軟啟和軟停。使車達(dá)到啟動、制動平衡，減少了啟動電流對電機(jī)、電網(wǎng)的沖擊，減少對機(jī)械設(shè)備的磨損，并起到可靠的緩沖作用，延長了機(jī)械設(shè)備的使用壽命，降低了噪音污染和環(huán)境污染，使運(yùn)行人員的操作環(huán)境大為改善，且節(jié)電效果非常明顯。

第6章 系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域

主要用于散狀物料處理，如礦山系統(tǒng)、冶金系統(tǒng)、港口碼頭系統(tǒng)、化工系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、水泥系統(tǒng)、鐵路系統(tǒng)、輕工系統(tǒng)、軍工系統(tǒng)、石油系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)等有軌搬運(yùn)設(shè)備精確定位和自動控制，如：大型火力發(fā)電廠、港口、化工廠、水泥廠和冶金企業(yè)的燒結(jié)廠、焦化廠，以及煤炭行業(yè)的洗煤廠，用來翻卸裝載原煤、精煤、焦碳、礦石、糧食等散類貨物的高邊敞車、煤車或?qū)Ｓ贸ㄜ嚨姆嚈C(jī)系統(tǒng)。：推撥車機(jī)遷車臺位置檢測系統(tǒng)，推撥車機(jī)行走定位控制裝置，翻車機(jī)系統(tǒng)定位控制裝置，空重調(diào)車機(jī)位置檢測系統(tǒng)，推撥車機(jī)位置檢測系統(tǒng)等。