刻度標尺斗輪堆取料機定位系統

刻度標尺斗輪堆取料機定位系統

第1章 系統簡介
1.1 目前采用的定位方式
目前堆取料機位置檢測大多采用的是人眼定位、光電編碼器裝置（光碼盤）、激光位移傳感器、行走限位開關、RFID方式。光電編碼器裝置，整套裝置安裝在驅動電機前部的一個金屬殼體內，由盤狀齒輪與定位車齒條嚙合，通過驅動軸驅動編碼器。盤狀齒輪的圓周與定位車驅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、聯軸節驅動，實現定位車的位置檢測。這幾種檢測位置的方式均存在一定缺陷，具體表現如下：
1) 人眼定位受制于眼睛健康狀況和精神狀態，環境影響比較大，作業時間長；
2) 光電編碼器裝置在車輪打滑就會形成累計誤差, 相對定位的機械接觸工作方式；
3) 激光位移傳感器在不潔凈環境會失去作用，軌道沉降導致車輛走行抖動會使反光板靶位不準，亦會導致位置檢測不準；
4) 行走限位開關由于是點定位，對連續性位置檢測存在盲區；
5) RFID方式是無線點定位，存在漏讀現象, 延時較大；
故這幾種傳感器在檢測位置時多數為機械式、靈敏度低、壽命短、故障率高、可靠性低，操作繁鎖，而且存在溜放環節(即失控區)，致使半自動操作難以可靠穩定運行。由于堆取料機是較大的設備，其慣性較大，在啟動和停止時也是硬性的，所以在工作過程中會產生很大的撞擊和震動，噪音污染嚴重，嚴重影響其安全性和有關零部件的壽命，易于損壞設備，由此設備精確位置控制顯得尤為重要。
1.2 本系統采用的定位技術
本系統采用在堆取料機上加裝刻度標尺精確定位系統的檢測技術，實現堆取料機的位置精確檢測。刻度標尺檢測到的堆取料機位置精度高，信號穩定可靠。在車輛狀態良好的情況下，采用全聯機自動運行方式，即只要滿足啟始條件，按下自動啟動按鈕，系統將全部自動運行，中央控制室操作人員只起監控作用，當發生機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 刻度標尺精確定位系統
2.1 刻度標尺系統簡單說明
刻度標尺精確定位系統包括一臺地面電氣柜（含刻度生成儀等）、一臺車載電氣柜（含刻度分析儀等）、刻度標尺以及游尺指針等。其中刻度標尺是由扁平狀的PVC合成材質外殼材料和內部按照格雷碼規律編制的芯線構成，類似一把有刻度的標尺，一般安裝在沿移動機車運行軌道單側邊，或者沿運行軌跡鋪設在地面上，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多長的刻度標尺；游尺指針安裝在機車上，用于識別本機車所在的位置。游尺指針相對刻度標尺平行非接觸移動，游尺指針指向的刻度即是當前位置值，可以在車上或地上得到位移量，無需初始參考點，定位精度5毫米，分辨率2毫米。
2.2 刻度標尺系統原理
刻度標尺精確定位系統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）、刻度標尺以及游尺指針等。其中刻度標尺是由扁平狀的PVC合成材質外殼材料和內部按照格雷碼規律編制的芯線構成，類似一把有刻度的標尺，一般安裝在沿移動機車運行軌道單側邊，或者沿運行軌跡鋪設在地面上，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多長的刻度標尺；游尺指針安裝在機車上，用于識別本機車所在的位置。游尺指針相對刻度標尺平行非接觸移動，游尺指針指向的刻度即是當前位置值，可以在車上或地上得到位移量，無需初始參考點，定位精度5毫米，分辨率2毫米；可以斷續或連續檢測，尤其適用于軌道不平整的大車或環形運動機械位移檢測。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境。
2.3 刻度標尺技術指標
 ? 移動搬運設備地址測量精度：≤5mm，分辨率：2毫米，測量范圍：任意定制；
? 工作環境溫度：系統工作溫度：-25℃～+70℃，
                 刻度標尺工作溫度：-40℃～+85℃，
? 非接觸間隙：200mm±50mm，左右偏擺容差：±80mm；
? 刷新速度：40HZ；
? 輸入電源：220VAC±10%； 耗電：地面電氣柜<50w  車載電氣柜<50w。
? 刻度標尺是PVC合成材質，具有良好的粘結性、防水性、抗老化性，能適應熱漲冷縮、振動等原因而發生的變形。
? 系統采用并行檢測方式，可提高檢測速度，中控室可實時采集檢測數據。
? 系統采用全數字檢測技術，具有較高的靈敏度，頻率分辨力高， 較強的抗干擾能力。
? 設備具有自檢功能，可自動診斷自身工作狀態，可智能（觸屏顯示功能）提供維護參考信息，可實時顯示現場信噪比，及信號強度等信息。
? 在不更換或增加設備的情況下可在車上或地上得到地址數據（車上或地上方式檢測設備相同），方便控制方式和減少備件量。
2.4 刻度標尺功能特點
系統中的刻度生成儀（兼函數信號發生）按一定的周期發出地址載波信號，經游尺指針發射至刻度標尺，地面站的刻度分析儀接收到信號后，解碼還原出機車所處刻度標尺處的絕對地址，經控制器處理后由RS232或者RS485輸出。
 無磨損的非接觸式位置檢測，使用壽命長；
 可以斷續或連續檢測，測距長達2公里，位移檢測長度可以根據需要定制；
 耐污染能力超強，可用在水下、防蒸汽、耐酸堿；
 安裝簡單更換方便（無需改變現場環境），免維護；
 高穩定性、高可靠性、多種信號輸出方式選擇；
 具有反向極性保護功能、防雷擊、防射頻干擾、防靜電；
 無需參考點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系；
 可以用在環形運動機械位置檢測。
 刻度標尺可以埋在水泥地面內，方便安裝和防護，不影響作業環境。
2.5 刻度標尺單套設備結構圖（一維車上檢測）
1) 車載子系統：由游尺指針、車載電氣柜（內含刻度分析儀、開關電源等）。
2) 地面子系統：由地面電氣柜組成（內含刻度生成儀、開關電源、網關、標尺引線轉換器等）。
3) 刻度標尺子系統：由專用刻度標尺、CN箱、EN箱、普通電纜以及各種用于刻度標尺安裝、固定、防護機構組成。
 

第5章 系統實現功能特點
 堆取料機走行位置、裝卸位置精確檢測；
 可實現堆取料機自動走行，自動堆取料；
 實現位置聯鎖，可以防止兩端掉道或碰撞事故；
 與堆取料機小皮帶聯鎖控制，防止混料、錯料、堵料事故；
 可進行鱗狀堆積預混勻作業，以提高原料成分的均勻度、減少粒度偏析；
 實現堆取料機遠程監控功能；
 結合皮帶秤數據對堆場堆存量數字化管理；
 嚴格控制堆料形狀和取料規律，可以大大提高料場的存儲容量，提高料場的利用率；
 變起點定終點工藝可將料堆截面堆成長方形，減少端部料的產生和浪費，也同時減少鏟車進場的作業量。