第1章 系统简介
1.1 现场概述
在散状物料处理的输送系统中将物料卸在不同的料仓之中的过程称之为卸料或布料。布料的关键设备就是卸料小车（又叫卸料车、布料小车、移动式可逆输送机、可逆带式输送机、可逆配仓带式输送机、可逆配仓移动式皮带输送机、梭式布料机），它的作用就是在输料系统中将上料皮带机上的料卸在指定的料仓里，为达到卸料小车能给不同的料仓卸不同的料，卸料小车需要沿着上料皮带机运行方向进行正反方向的往复运行。
在铁前系统中的矿山、原料、烧结、球团、焦化、炼铁以及港口码头都会用到卸料小车来卸料，虽然工艺条件不同，但对卸料小车的位置检测是关键一环，会直接影响产品质量和工作效率。如港口码头是在大型散料仓库上方装设运行轨道安装皮带运输机，当固体颗粒状成品不直接装车时，可通过皮带运输机输送到卸料小车进料口，再由卸料小车沿着运行轨道将固体颗粒成品均匀撒在散料仓库内进行储存；卸料车通过精确位置控制来实现多点均匀布料，由此提高仓容，创造经济效益。在钢铁生产过程中铁前环节需要将不同料种进行混配，料仓布料的精确度影响钢铁质量和效益，通过对卸料车的高效准确自动化控制能够科学达到铁前产品质量要求，并能提高生产效益，改善操作人员工作环境。
1.2 目前采用的定位方式
目前最原始的控制是操作人员随小车一起移动现地使用手动控制卸料小车来实现对料仓的卸料，岗位操作人员通过人眼观测每个料仓的料位，根据需要将小车开到合理的料仓卸料。其次对卸料小车的控制大多是通过在每个料仓处安装限位开关，利用其提供的几个点的位置信号在操作室内进行远程控制；对小车到达目标仓位和换仓的判断是基于操作台上的仓位信号灯的指示信号：例如1#-12#共12个仓就在操作台面板上设置对应的12个位置指示灯。指示灯的信号是通过在现场的每个仓旁边装一个或多个接近开关（或限位开关）得到的。当小车经过仓位处的接近开关或限位开关时，开关感应到一个信号，送给中控室，从而对应仓的指示灯亮，操作人员就知道小车到达了目标仓，即按停止按扭进行卸料，当中控室的料位信号指示仓满后操作人员控制小车继续向左或向右运行，直到到达对应的目标仓，信号灯亮后再停下来布料，以此达到换仓的目的。
传统的这种方式所使用的限位开关会出现如下问题：第一容易失灵，接近开关或限位开关的工作原理决定了其可靠性不佳。其次由于小车制动时发生的“溜车”现象，停不准。所以一旦小车不能准确停在所安装的限位开关范围内（发生溜车），中控室的操作台上的所有信号灯无一变亮，这样也就出现了我们所说的“小车位置丢失”，中控人员不知道小车到底在什么位置了，这时就需要派人到现场确认小车位置后告知中控，中控才能继续操作小车运行到达目标位置。上述问题对控制和生产带来的影响总结如下：
卸料小车是直接将料卸到料仓的，由于定位的不准或失灵（特别在发生溜车时如果操作人员责任心不强，未到现场确认位置，晚间值班多易出现）容易导致错仓混料的事故，直接影响到原料成分的稳定性，造成质量不合格；
整个连续的生产过程常被打断，不仅影响了生产效率，而且设备的实际作业率很低，无法实现整个流程的信息化高效作业；
失灵后需专门派人到现场确认小车位置，派到现场的观察人员与操作室操作人员之间频繁的信息交换主要是通过对讲机来传递的，因为现场噪音干扰严重，受通话质量、现场环境等影响，难以保证信息传递准确性。一来容易引发事故，二来无端耗费大量工作时间；
当操作人员在控制室内操作卸料小车时，现场观察人员的存在始终是一个安全隐患。如果操作工与现场观察人员之间相互配合出现失误，就有可能发生意外伤亡事件；
卸料现场环境极差，粉尘和噪音严重影响了岗位操作人员的身体健康，不宜长期有人在现场值守；
中控室只能感应到几个点的位置信号，中控室无法实现对现场长量程的监控功能；
因为定位不准，中控室调度需要时刻同岗位操作人员保持联系，以便确定现场的卸料情况，进行全盘计划和调度。中控和现场互相之间的沟通交流就占用了大量的时间，给提高设备的整体作业率带来了许多不便；
限位开关的失灵还可能导致卸料小车两端碰撞或掉道事故。
要完善解决上述问题就必须做到两点：第一，位置信号要可靠准确，而且要能在现场强粉尘的环境下可靠工作。第二，中控要能把小车的运行轨迹跟踪监控下来，非常直观地知道小车目前所处料仓的位置坐标和对应的料仓（如果采用摄相头监控无法指导操作人员对几十米长的一模一样的仓位进行识别）。也就是说如果我们能知道现场小车的连续绝对位置坐标，就能很好地做到这两点。
1.3 本系统采用的定位技术
本系统使用刻度标尺精确定位技术来检测卸料小车的实时位置，将卸料小车的实时位置信息传送到系统PLC，再到上位机，主控操作人员或岗位人员通过上位机时刻掌握卸料小车的具体位置和每个料仓的仓容情况（结合料位计）来控制卸料小车运行。通过刻度标尺精确定位系统和控制系统的协同工作，可以实现卸料小车行走位置准确可靠，将皮带机上的料卸在指定的料仓中，防止偏离卸料口，实现定点或多点布料，满足卸料需求。
通过该技术的使用，可以时刻掌握各个料仓的实际料量，了解卸料小车的实时位置，实现自动定点或多点均匀卸料。可提高卸料效率，节约成本；有利于减少工人劳动强度，保护岗位操作人员身体健康；杜绝各类生产安全事故和混料错仓等质量事故的发生；实现信息的有效收集，有利于提高设备作业率；提高自动化控制水平和信息化管理水平，保障产量和质量，提升企业形象，提高企业产值和竞争力。
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

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

系统实现功能效果
　　使用本系统后，进行数据采集和空间几何算法，再将计算结果传给PLC，进行大机精确位置检测和防碰撞控制的计算与报警，还可以检测悬臂旋转角度及俯仰角度，效果显著。不但解决了其它位移传感器检测大机位置不准确的问题，而且节省了检测悬臂旋转角度及俯仰角度的传感器，消除了数据检测中间转换的误差，提高了数据精准度。同时，计算过程简单、直观，可实现多台堆取料机同场同时作业，实时检测各个悬臂之间的最小距离，防止发生碰撞，提高了安全性和作业效率，可用于多种类型的堆取料机，提高同场作业效率达到80％左右，可以实现无人操作。
* 堆取料机走行位置、装卸位置精确检测；
* 可实现堆取料机自动走行，自动堆取料；
* 实现位置联锁，可以防止两端掉道或碰撞事故；
* 与堆取料机小皮带联锁控制，防止混料、错料、堵料事故；
* 可进行鳞状堆积预混匀作业，以提高原料成分的均匀度、减少粒度偏析；
* 实现堆取料机远程监控功能；
* 结合皮带秤数据对堆场堆存量数字化管理；
* 严格控制堆料形状和取料规律，可以大大提高料场的存储容量，提高料场的利用率;
* 变起点定终点工艺可将料堆截面堆成长方形，减少端部料的产生和浪费，也同时减少铲车进场的作业量。

宜昌索尔德自动化是一家多年专业从事以先进技术的移动有轨搬运设备精确位移检测的公司，公司刻度标尺产品已经广泛运用到水利、钢铁、港口、煤矿等多个行业，相对市场是目前采用的定位方式，如广电编码装置、激光位移传感器、行走限位开关，刻度标尺这种技术避免了他们的可靠性低、检测位置不准、操作繁琐等缺陷，而且还实现了自动化的功能和人力物力的节约，更多的是直接让企业的经济利益更大化。
刻度标尺精确定位系统操作简单，包括一台地面电气柜、一台车载电气柜、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，不用改变之前的工作环境，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。
在自动化日益凸显的发展社会，它对于很多企业来说必不可少，那刻度标尺精确定位系统 就发挥了它特有的优势，将带给公司不可估量的效益，另外我司秉持着共赢长期发展的目标，给广大客户提供24小时优质的售前、售中、售后的终身技术服务。

我司是专业从事有轨搬运设备精确位移检测，公司有船舶下水斜架车同步平衡控制系统、斗轮堆取料机定位系统、堆取料机GNSS精确位置检测及智能防碰撞系统、料罐智能化倒运自动控制系统、推拨车机位置检测系统、卸料小车定位系统、行车定位系统、刻度标尺精确定位系统等各类精确定位产品，可以满足水利、钢铁、港口、煤矿等多个行业，

矿热炉车间料罐倒运自动控制系统，实现无论上料、下料、到位都由系统自动，完成，运行过程中无需人为干预，只需在初始步时，操作人员正确选择现场状态，如加入哪个料仓、再按下自动启动即可，整个过程实现自动控制。

现如今自动化发展的越来越快了，在很多公司或者工业型工厂发挥了很大的作用，发挥的作用绝不是一般的。

系统实现功能特点
* 斜架车非接触绝对实时位置检测；
* 同步位置纠偏控制；
* 可指定任意台斜架车联合运行；
* 可实现远程操作、全程工作记录、监控、过载保护、自锁、互锁、互控启动；
* 可进行远程、手动和自动功能切换，具有防止误操作功能；
* 可大大提高船舶上下水的管理水平，在控制台上就可实时监控船体上下水的现场情况；
* 可自动控制卷扬机负荷的运行速度，能及时调整卷扬机钢丝绳的长度；
* 可以调整整个船体的平衡水平，确保各类船体安全、可靠、平稳地上下水；
* 可在水下长期稳定运行；
* 操作简单、可靠，节省劳动力特点。
第5章 系统应用领域
　　船舶下水斜架车同步平衡控制系统主要用于梳式滑道机械化船舶下水控制，修船厂上排装置。

宜昌索尔德自动化科技有限公司
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