格雷母線斗輪堆取料機(jī)定位系統(tǒng)

第1章系統(tǒng)簡介

1.1現(xiàn)場概述

斗輪堆取料機(jī)又稱懸臂式堆取料機(jī)，是散貨料場專用堆取設(shè)備。它是堆取料合一的機(jī)械，即是一種挖取和堆存煤炭、礦石、砂石等松散物料的高效率機(jī)械。它不僅適用于電廠，而且在碼頭、港口也很適用，大多數(shù)的轉(zhuǎn)運(yùn)煤及松散物料的碼頭、港口都采用斗輪堆取料機(jī)。斗輪堆取料機(jī)的采用，大大縮短了堆取時(shí)間，提高了工作效率，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度。國內(nèi)最早設(shè)計(jì)制造的企業(yè)有：大連重工（原大連工礦車輛廠）、哈爾濱重型機(jī)器廠、北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所等單位。

斗輪堆取料機(jī)類設(shè)備包括堆取料機(jī)，取料機(jī)，堆料機(jī)，混勻取料機(jī)，混勻堆料機(jī)，門式堆取料機(jī)等。使用最多的是堆取料機(jī)，其原因是此類設(shè)備功能較齊全，可滿足大多數(shù)條件下的需要。上述各種設(shè)備的基本功能是向料場堆料，或從料場取料。其中堆取料機(jī)具有堆取功能，取料機(jī)、堆料機(jī)只有取料或堆料功能，混勻取料機(jī)與混勻堆料機(jī)除具有取料與堆料功能外還具有均化功能，以滿足用戶對物料均化的要求。

混勻取料機(jī)與混勻堆料機(jī)顧名思義，既有正常的堆料與取料功能，也有均化功能，主要用于鋼鐵企業(yè)，水泥行業(yè)，電廠的原料進(jìn)行均化處理。如燒結(jié)廠鐵礦石原料的均化，水泥廠的石灰石均化，發(fā)電廠的煤炭均化等。其重要意義在于經(jīng)過均化后的原料的化學(xué)成份相對穩(wěn)定，煤炭灰份與燃燒值也相對穩(wěn)定，可使這些行業(yè)在產(chǎn)品質(zhì)量控制方面與產(chǎn)品質(zhì)量方面有較大提高，同時(shí)提高了經(jīng)濟(jì)效益。并降低了能源消耗?；靹蛉×蠙C(jī)通常為橋式或門式結(jié)構(gòu)?；靹蚨蚜蠙C(jī)通常是搖臂式結(jié)構(gòu)。在具體工作時(shí)與普通堆取料機(jī)的區(qū)別在于混勻堆料機(jī)是連續(xù)走行堆料，堆料方式又可分為人字形布料與菱形布料。當(dāng)堆料作業(yè)結(jié)束后再進(jìn)行混勻取料。混勻取料機(jī)取料時(shí)為全斷面取料，既同時(shí)取到整個(gè)斷面的物料。物料是由料耙耙下來，再由斗輪取到機(jī)上皮帶機(jī)，由機(jī)上皮帶機(jī)送到地面皮帶機(jī)。在實(shí)際取料過程中大車步進(jìn)運(yùn)行一個(gè)單程，然后堆取料機(jī)運(yùn)行一個(gè)單程。如此反復(fù)運(yùn)行取料。

為提高均化作業(yè)的效率，設(shè)備應(yīng)具備尋堆認(rèn)址、定位, 自動(dòng)確定各層料堆起點(diǎn)、終點(diǎn)及位置跟蹤、終點(diǎn)記憶、料流對中心、電纜保護(hù)、整機(jī)自動(dòng)堆取料，從而實(shí)現(xiàn)流暢和高效的堆取料自動(dòng)作業(yè)。同時(shí)中控室能夠?qū)ψ鳂I(yè)過程進(jìn)行監(jiān)視。所以有必要對堆取料機(jī)位置進(jìn)行連續(xù)跟蹤。

1.2目前采用的定位方式

目前堆取料機(jī)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(guān)、RFID方式。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)齒輪自下而上通過減速機(jī)、聯(lián)軸節(jié)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)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(xiàn)如下：

1)人眼定位受制于眼睛健康狀況和*狀態(tài)，環(huán)境影響比較大，作業(yè)時(shí)間長；

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

3)激光位移傳感器在不潔凈環(huán)境會(huì)失去作用，軌道沉降導(dǎo)致車輛走行抖動(dòng)會(huì)使反光板靶位不準(zhǔn)，亦會(huì)導(dǎo)致位置檢測不準(zhǔn)；

4)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)；

5)RFID方式是無線點(diǎn)定位，存在漏讀現(xiàn)象, 延時(shí)較大；

故這幾種傳感器在檢測位置時(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。由于堆取料機(jī)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，所以在工作過程中會(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)采用在堆取料機(jī)上加裝格雷母線定位系統(tǒng)的檢測技術(shù)，實(shí)現(xiàn)堆取料機(jī)的位置精確檢測。格雷母線檢測到的堆取料機(jī)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，中央控制室操作人員只起監(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章格雷母線定位系統(tǒng)

2.1格雷母線系統(tǒng)簡單說明

格雷母線定位系統(tǒng)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）、格雷母線以及游尺指針等。其中格雷母線是由扁平狀的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，需要檢測多長的位移就鋪設(shè)多長的格雷母線；游尺指針安裝在機(jī)車上，用于識別本機(jī)車所在的位置。游尺指針相對格雷母線平行非接觸移動(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，無需初始參考點(diǎn)，定位精度5毫米，分辨率2毫米。

2.2格雷母線系統(tǒng)原理

格雷母線定位系統(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）、格雷母線以及游尺指針等。其中格雷母線是由扁平狀的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，需要檢測多長的位移就鋪設(shè)多長的格雷母線；游尺指針安裝在機(jī)車上，用于識別本機(jī)車所在的位置。游尺指針相對格雷母線平行非接觸移動(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(dòng)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。

2.3格雷母線技術(shù)指標(biāo)

?移動(dòng)搬運(yùn)設(shè)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(huán)境溫度：系統(tǒng)工作溫度：-25℃～+70℃，

                格雷母線工作溫度：-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。

?格雷母線是PVC合成材質(zhì)，具有良好的粘結(jié)性、防水性、抗老化性，能適應(yīng)熱漲冷縮、振動(dòng)等原因而發(fā)生的變形。

?系統(tǒng)采用并行檢測方式，可提高檢測速度，中控室可實(shí)時(shí)采集檢測數(shù)據(jù)。

?系統(tǒng)采用全數(shù)字檢測技術(shù)，具有較高的靈敏度，頻率分辨力高， 較強(qiáng)的抗*能力。

?設(shè)備具有自檢功能，可自動(dòng)診斷自身工作狀態(tài)，可智能（觸屏顯示功能）提供維護(hù)參考信息，可實(shí)時(shí)顯示現(xiàn)場信噪比，及信號強(qiáng)度等信息。

?在不更換或增加設(shè)備的情況下可在車上或地上得到地址數(shù)據(jù)（車上或地上方式檢測設(shè)備相同），方便控制方式和減少備件量。

2.4格雷母線功能特點(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)射至格雷母線，地面站的刻度分析儀接收到信號后，解碼還原出機(jī)車所處格雷母線處的*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*、防靜電；

無需參考點(diǎn)的位移量*型輸出，不怕掉電；

位置的取樣時(shí)間和測量長度沒有關(guān)系；

可以用在環(huán)形運(yùn)動(dòng)機(jī)械位置檢測。

格雷母線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格雷母線單套設(shè)備結(jié)構(gòu)圖（一維車上檢測）

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

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

3)格雷母線子系統(tǒng)：由專用格雷母線、CN箱、EN箱、普通電纜以及各種用于格雷母線安裝、固定、防護(hù)機(jī)構(gòu)組成。