第1章 系統簡介

1.1 現場概述

翻車機也叫鐵路貨車翻卸機，翻車機卸車線成套設備是以翻車機為主機，配以不同的輔機組成的一條高效低耗機械化卸車作業線。可翻卸鐵路敞車所裝載的散粒物料，廣泛應用于大型火力發電廠，港口，化工廠，水泥廠和冶金企業的燒結廠、焦化廠，以及煤炭行業的洗煤廠，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、煤車或專用敞車。由于我國煤炭和鐵礦石的運輸以鐵路運輸為主，運輸距離長,通用車輛多，因此避免車輛排空，提高運輸效率是運輸部門首要考慮的問題；運輸物料多，卸車工作量大，要由效率高的卸車機械來完成，這是現代企業的需要。翻車機卸車線能很好的滿足上述要求，因而，翻車機卸車線已被卸車工作繁重的企業所選用；翻車機卸車線是提高生產效率，節約勞動力，改善勞動條件以及使卸車作業完全實現機械化和自動化的途徑。

推車機和撥車機是翻車機卸車系統中要求自動化程度比較高的輔機之一，撥車機（重車調車機）用來撥送各種鐵路敞車進入翻車機，并將翻卸完畢的空車推出翻車機；推車機（空車調車機）用來將空車推出遷車臺，并將空車在空車線上集結成整列；遷車臺是用在翻車機卸車線上，將正常卸料的車輛從重車線移送至空車線上的設備。下圖中撥車機從A點到B點、遷車臺從C點到D點和推車機從E點到F點往復運動過程中均需要精確定位控制，只有這些設備實現自動化才能更好提高作業效率。

圖示1：1=撥車機、2=鐵路敞車、3=翻車機、4=遷車臺、5=推車機

1.2 目前采用的定位方式

目前撥車機和推車機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。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，實現定位車的位置控制。這三種檢測位置的方式均存在一定缺陷，具體表現如下：

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

2) 檢測齒輪雖然檢測準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) 行走限位開關由于是點定位，對連續性位置檢測存在盲區；

故這三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。由于翻車機系統均是較大的設備，其慣性較大，在啟動和停止時也是硬性的，所以翻車機系統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。

1.3 本系統采用的定位技術

本系統采用在推車機、撥車機和遷車臺上加裝刻度標尺精確定位系統的檢測技術，實現推車機、撥車機和遷車臺的位置精確檢測。刻度標尺檢測到的推車機、撥車機和遷車臺位置精度高，信號穩定可靠。在車輛狀態良好的情況下，采用翻車機系統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，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。

2.2 刻度標尺系統原理

刻度標尺精確定位系統采用電磁感應原理來檢測移動設備的位移量，當游尺指針線圈中通入交變電流時，在游尺指針附近會產生交變磁場。刻度標尺近似處在一個交變的、均勻分布的磁場中,每對刻度標尺芯線會產生感應電動勢。刻度生成儀信號通過電磁耦合方式傳送到刻度標尺的感應環線上。刻度分析儀對接收到的信號進行相位比較。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”，這樣感應的地址信息是格雷碼排列，由此確定游尺指針在刻度標尺長度方向上的位置。

2.3 刻度標尺技術指標

移動機車地址測量精度：≤5mm，分辨率：2毫米，測量范圍：任意定制；

工作環境溫度：系統工作溫度：-20℃— +70℃，

刻度標尺工作溫度：不加防護套：-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(根據需要可達500毫米)，左右偏擺容差：±50mm；

 重量：刻度標尺重量：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；

 適應速度：≤350M/min；

 標準信號輸出：RS232/RS485，可擴展其它信號；

 信號傳輸距離：≤1200米（485信號輸出）；

 刻度標尺和游尺指針防護等級：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（一維檢測）

1) 車載子系統：由游尺指針、車載電氣柜（內含刻度生成儀、開關電源等）。

2) 地面子系統：由地面電氣柜組成（內含刻度分析儀、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

可以實現推/撥車機/遷車臺位置實時檢測，及半自動控制和全自動操作；

實現數字化、可視化、定位裝卸自動化，大幅度提高翻車機裝卸效率；

減少與車鉤的劇烈碰撞，降低翻車機的維修工作量和費用；

實現行走速度穩定、定位精準、位置檢測無盲區等；

減輕運行人員的勞動強度，杜絕了人為操作事故的發生，節約勞動力，改善勞動條件。

結合變頻器及PLC控制來調節翻車機卸車啟停及快慢速切換時間，可實現電機的軟啟和軟停。使車達到啟動、制動平衡，減少了啟動電流對電機、電網的沖擊，減少對機械設備的磨損，并起到可靠的緩沖作用，延長了機械設備的使用壽命，降低了噪音污染和環境污染，使運行人員的操作環境大為改善，且節電效果非常明顯。

第6章 系統應用領域

主要用于散狀物料處理，如礦山系統、冶金系統、港口碼頭系統、化工系統、電力系統、水泥系統、鐵路系統、輕工系統、軍工系統、石油系統、機械系統等有軌搬運設備精確定位和自動控制，如：大型火力發電廠、港口、化工廠、水泥廠和冶金企業的燒結廠、焦化廠，以及煤炭行業的洗煤廠，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、煤車或專用敞車的翻車機系統。：推撥車機遷車臺位置檢測系統，推撥車機行走定位控制裝置，翻車機系統定位控制裝置，空重調車機位置檢測系統，推撥車機位置檢測系統等。