第1章 系統(tǒng)簡(jiǎn)介
1.1 現(xiàn)場(chǎng)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?？煞惰F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(lái)翻卸裝載原煤、精煤、焦碳、礦石、糧食等散類貨物的高邊敞車、煤車或敞車。由于我國(guó)煤炭和鐵礦石的運(yùn)輸以鐵路運(yùn)輸為主，運(yùn)輸距離長(zhǎng),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(wèn)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(lái)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(dòng)力，改善勞動(dòng)條件以及使卸車作業(yè)*實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)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(dòng)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(lái)?yè)芩透鞣N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(lái)將空車推出遷車臺(tái)，并將空車在空車線上集結(jié)成整列；遷車臺(tái)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(tái)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(dòng)過(guò)程中均需要精確定位控制，只有這些設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(tái)、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(cè)采用的大多是光電編碼器裝置（光碼盤）和檢測(cè)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(dòng)電機(jī)前部的一個(gè)金屬殼體內(nèi)，由盤狀齒輪與定位車齒條嚙合，通過(guò)驅(qū)動(dòng)軸驅(qū)動(dòng)編碼器。盤狀齒輪的圓周與定位車驅(qū)動(dòng)小齒輪的圓周相同。編碼器由傳動(dòng)齒輪自下而上通過(guò)減速機(jī)、聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)定位車的位置控制。這三種檢測(cè)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(huì)形成累計(jì)誤差, 相對(duì)定位的機(jī)械接觸工作方式；
2) 檢測(cè)齒輪雖然檢測(cè)準(zhǔn)確但對(duì)走行輪踏面磨損不超過(guò)5mm，行走齒輪齒厚磨損不大于15%，傳動(dòng)齒輪與齒條副齒相平行的條件，本體要求比較高，否則測(cè)量也存在誤差；
3) 行走限位開關(guān)由于是點(diǎn)定位，對(duì)連續(xù)性位置檢測(cè)存在盲區(qū)；
故這三種傳感器在檢測(cè)位置時(shí)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(dòng)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(dòng)和停止時(shí)也是硬性的，所以翻車機(jī)系統(tǒng)在工作過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的撞擊和震動(dòng)，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(tái)上加裝刻度標(biāo)尺精確定位系統(tǒng)的檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)推車機(jī)、撥車機(jī)和遷車臺(tái)的位置精確檢測(cè)?？潭葮?biāo)尺檢測(cè)到的推車機(jī)、撥車機(jī)和遷車臺(tái)位置精度高，信號(hào)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(dòng)運(yùn)行方式，即只要滿足啟始條件，按下自動(dòng)啟動(dòng)按鈕，系統(tǒng)將全部自動(dòng)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(shí)，按自動(dòng)停止或急停按鈕，解除自動(dòng)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(jiǎn)單說(shuō)明
刻度標(biāo)尺精確定位系統(tǒng)包括一臺(tái)地面電氣柜（含刻度分析儀等）、一臺(tái)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(dòng)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(cè)多長(zhǎng)的位移就鋪設(shè)多長(zhǎng)的刻度標(biāo)尺；游尺指針安裝在機(jī)車上，用于識(shí)別本機(jī)車所在的位置。游尺指針相對(duì)刻度標(biāo)尺平行非接觸移動(dòng)，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(wú)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(cè)，尤其適用于軌道不平整的大車或環(huán)形運(yùn)動(dòng)機(jī)械位移檢測(cè)。防水、防油、防塵、耐酸堿，適用于冶金、礦山、水利、港口碼頭堆場(chǎng)、倉(cāng)儲(chǔ)、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(lái)檢測(cè)移動(dòng)設(shè)備的位移量，當(dāng)游尺指針線圈中通入交變電流時(shí)，在游尺指針附近會(huì)產(chǎn)生交變磁場(chǎng)?？潭葮?biāo)尺近似處在一個(gè)交變的、均勻分布的磁場(chǎng)中,每對(duì)刻度標(biāo)尺芯線會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)?？潭壬蓛x信號(hào)通過(guò)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(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行相位比較。交叉線的信號(hào)相位與平行線的信號(hào)相位相同，地址為“0”；交叉線的信號(hào)相位與平行線的信號(hào)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(zhǎng)度方向上的位置。
2.3 刻度標(biāo)尺技術(shù)指標(biāo)
 移動(dòng)機(jī)車地址測(cè)量精度：≤5mm，分辨率：2毫米，測(cè)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(shí)耐熱時(shí)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(zhǎng)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(hào)輸出：RS232/RS485，可擴(kuò)展其它信號(hào)；
   信號(hào)傳輸距離：≤1200米（485信號(hào)輸出）；
   刻度標(biāo)尺和游尺指針防護(hù)等級(jí)：普通IP67，zui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(hào)發(fā)生）按一定的周期發(fā)出地址載波信號(hào)，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(hào)后，解碼還原出機(jī)車所處刻度標(biāo)尺處的地址，經(jīng)控制器處理后由RS232或者RS485輸出。
 無(wú)磨損的非接觸式位置檢測(cè)，使用壽命長(zhǎng)；
 可以斷續(xù)或連續(xù)檢測(cè)，測(cè)距長(zhǎng)達(dá)2公里，位移檢測(cè)長(zhǎng)度可以根據(jù)需要定制；
 耐污染能力*，可用在水下、防蒸汽、耐酸堿；
 安裝簡(jiǎn)單更換方便（無(wú)需改變現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境），免維護(hù)；
 高穩(wěn)定性、高可靠性、多種信號(hào)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(wú)需參考點(diǎn)的位移量型輸出，不怕掉電；
 位置的取樣時(shí)間和測(cè)量長(zhǎng)度沒有關(guān)系；
 可以用在環(huán)形運(yùn)動(dòng)機(jī)械位置檢測(cè)。
 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(cè)）
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(shí)現(xiàn)功能特點(diǎn)
 可以實(shí)現(xiàn)推/撥車機(jī)/遷車臺(tái)位置實(shí)時(shí)檢測(cè)，及半自動(dòng)控制和全自動(dòng)操作；
 實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、可視化、定位裝卸自動(dòng)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(shí)現(xiàn)行走速度穩(wěn)定、定位精準(zhǔn)、位置檢測(cè)無(wú)盲區(qū)等；
 減輕運(yùn)行人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，杜絕了人為操作事故的發(fā)生，節(jié)約勞動(dòng)力，改善勞動(dòng)條件。
 結(jié)合變頻器及PLC控制來(lái)調(diào)節(jié)翻車機(jī)卸車啟停及快慢速切換時(shí)間，可實(shí)現(xiàn)電機(jī)的軟啟和軟停。使車達(dá)到啟動(dòng)、制動(dòng)平衡，減少了啟動(dòng)電流對(duì)電機(jī)、電網(wǎng)的沖擊，減少對(duì)機(jī)械設(shè)備的磨損，并起到可靠的緩沖作用，延長(zhǎng)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)、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(dòng)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(lái)翻卸裝載原煤、精煤、焦碳、礦石、糧食等散類貨物的高邊敞車、煤車或敞車的翻車機(jī)系統(tǒng)。：推撥車機(jī)遷車臺(tái)位置檢測(cè)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(cè)系統(tǒng)，推撥車機(jī)位置檢測(cè)系統(tǒng)等。