第1章 系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.1 現(xiàn)場(chǎng)概述

在散狀物料處理的輸送系統(tǒng)中將物料卸在不同的料倉(cāng)之中的過(guò)程稱之為卸料或布料。布料的關(guān)鍵設(shè)備就是卸料小車（又叫卸料車、布料小車、移動(dòng)式可逆輸送機(jī)、可逆帶式輸送機(jī)、可逆配倉(cāng)帶式輸送機(jī)、可逆配倉(cāng)移動(dòng)式皮帶輸送機(jī)、梭式布料機(jī)），它的作用就是在輸料系統(tǒng)中將上料皮帶機(jī)上的料卸在指定的料倉(cāng)里，為達(dá)到卸料小車能給不同的料倉(cāng)卸不同的料，卸料小車需要沿著上料皮帶機(jī)運(yùn)行方向進(jìn)行正反方向的往復(fù)運(yùn)行。

在鐵前系統(tǒng)中的礦山、原料、燒結(jié)、球團(tuán)、焦化、煉鐵以及港口碼頭都會(huì)用到卸料小車來(lái)卸料，雖然工藝條件不同，但對(duì)卸料小車的位置檢測(cè)是關(guān)鍵一環(huán)，會(huì)直接影響產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率。如港口碼頭是在大型散料倉(cāng)庫(kù)上方裝設(shè)運(yùn)行軌道安裝皮帶運(yùn)輸機(jī)，當(dāng)固體顆粒狀成品不直接裝車時(shí)，可通過(guò)皮帶運(yùn)輸機(jī)輸送到卸料小車進(jìn)料口，再由卸料小車沿著運(yùn)行軌道將固體顆粒成品均勻撒在散料倉(cāng)庫(kù)內(nèi)進(jìn)行儲(chǔ)存；卸料車通過(guò)位置控制來(lái)實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)均勻布料，由此提高倉(cāng)容，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。在鋼鐵生產(chǎn)過(guò)程中鐵前環(huán)節(jié)需要將不同料種進(jìn)行混配，料倉(cāng)布料的度影響鋼鐵質(zhì)量和效益，通過(guò)對(duì)卸料車的準(zhǔn)確自動(dòng)化控制能夠科學(xué)達(dá)到鐵前產(chǎn)品質(zhì)量要求，并能提高生產(chǎn)效益，改善操作人員工作環(huán)境。

1.2 目前采用的定位方式

目前原始的控制是操作人員隨小車一起移動(dòng)現(xiàn)地使用手動(dòng)控制卸料小車來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)料倉(cāng)的卸料，崗位操作人員通過(guò)人眼觀測(cè)每個(gè)料倉(cāng)的料位，根據(jù)需要將小車開(kāi)到合理的料倉(cāng)卸料。其次對(duì)卸料小車的控制大多是通過(guò)在每個(gè)料倉(cāng)處安裝限位開(kāi)關(guān)，利用其提供的幾個(gè)點(diǎn)的位置信號(hào)在操作室內(nèi)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；對(duì)小車到達(dá)目標(biāo)倉(cāng)位和換倉(cāng)的判斷是基于操作臺(tái)上的倉(cāng)位信號(hào)燈的指示信號(hào)：例如1#-12#共12個(gè)倉(cāng)就在操作臺(tái)面板上設(shè)置對(duì)應(yīng)的12個(gè)位置指示燈。指示燈的信號(hào)是通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)的每個(gè)倉(cāng)旁邊裝一個(gè)或多個(gè)接近開(kāi)關(guān)（或限位開(kāi)關(guān)）得到的。當(dāng)小車經(jīng)過(guò)倉(cāng)位處的接近開(kāi)關(guān)或限位開(kāi)關(guān)時(shí)，開(kāi)關(guān)感應(yīng)到一個(gè)信號(hào)，送給中控室，從而對(duì)應(yīng)倉(cāng)的指示燈亮，操作人員就知道小車到達(dá)了目標(biāo)倉(cāng)，即按停止按扭進(jìn)行卸料，當(dāng)中控室的料位信號(hào)指示倉(cāng)滿后操作人員控制小車?yán)^續(xù)向左或向右運(yùn)行，直到到達(dá)對(duì)應(yīng)的目標(biāo)倉(cāng)，信號(hào)燈亮后再停下來(lái)布料，以此達(dá)到換倉(cāng)的目的。

傳統(tǒng)的這種方式所使用的限位開(kāi)關(guān)會(huì)出現(xiàn)如下問(wèn)題：容易失靈，接近開(kāi)關(guān)或限位開(kāi)關(guān)的工作原理決定了其可靠性不佳。其次由于小車制動(dòng)時(shí)發(fā)生的溜車現(xiàn)象，停不準(zhǔn)。所以一旦小車不能準(zhǔn)確停在所安裝的限位開(kāi)關(guān)范圍內(nèi)（發(fā)生溜車），中控室的操作臺(tái)上的所有信號(hào)燈無(wú)一變亮，這樣也就出現(xiàn)了我們所說(shuō)的小車位置丟失，中控人員不知道小車到底在什么位置了，這時(shí)就需要派人到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)小車位置后告知中控，中控才能繼續(xù)操作小車運(yùn)行到達(dá)目標(biāo)位置。上述問(wèn)題對(duì)控制和生產(chǎn)帶來(lái)的影響總結(jié)如下：

卸料小車是直接將料卸到料倉(cāng)的，由于定位的不準(zhǔn)或失靈（特別在發(fā)生溜車時(shí)如果操作人員責(zé)任心不強(qiáng)，未到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)位置，晚間值班多易出現(xiàn)）容易導(dǎo)致錯(cuò)倉(cāng)混料的事故，直接影響到原料成分的穩(wěn)定性，造成質(zhì)量不合格；

整個(gè)連續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程常被打斷，不僅影響了生產(chǎn)效率，而且設(shè)備的實(shí)際作業(yè)率很低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)整個(gè)流程的信息化作業(yè)；

失靈后需專門派人到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)小車位置，派到現(xiàn)場(chǎng)的觀察人員與操作室操作人員之間頻繁的信息交換主要是通過(guò)對(duì)講機(jī)來(lái)傳遞的，因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)噪音干擾嚴(yán)重，受通話質(zhì)量、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境等影響，難以保證信息傳遞準(zhǔn)確性。一來(lái)容易引發(fā)事故，二來(lái)無(wú)端耗費(fèi)大量工作時(shí)間；

當(dāng)操作人員在控制室內(nèi)操作卸料小車時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)觀察人員的存在始終是一個(gè)隱患。如果操作工與現(xiàn)場(chǎng)觀察人員之間相互配合出現(xiàn)失誤，就有可能發(fā)生意外傷亡事件；

卸料現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境極差，粉塵和噪音嚴(yán)重影響了崗位操作人員的身體健康，不宜長(zhǎng)期有人在現(xiàn)場(chǎng)值守；

中控室只能感應(yīng)到幾個(gè)點(diǎn)的位置信號(hào)，中控室無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)長(zhǎng)量程的監(jiān)控功能；

因?yàn)槎ㄎ徊粶?zhǔn)，中控室調(diào)度需要時(shí)刻同崗位操作人員保持聯(lián)系，以便確定現(xiàn)場(chǎng)的卸料情況，進(jìn)行全盤計(jì)劃和調(diào)度。中控和現(xiàn)場(chǎng)互相之間的溝通交流就占用了大量的時(shí)間，給提高設(shè)備的整體作業(yè)率帶來(lái)了許多不便；

限位開(kāi)關(guān)的失靈還可能導(dǎo)致卸料小車兩端碰撞或掉道事故。

要完善解決上述問(wèn)題就必須做到兩點(diǎn)：，位置信號(hào)要可靠準(zhǔn)確，而且要能在現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)粉塵的環(huán)境下可靠工作。第二，中控要能把小車的運(yùn)行軌跡監(jiān)控下來(lái)，非常直觀地知道小車目前所處料倉(cāng)的位置坐標(biāo)和對(duì)應(yīng)的料倉(cāng)（如果采用攝相頭監(jiān)控?zé)o法指導(dǎo)操作人員對(duì)幾十米長(zhǎng)的一模一樣的倉(cāng)位進(jìn)行識(shí)別）。也就是說(shuō)如果我們能知道現(xiàn)場(chǎng)小車的連續(xù)位置坐標(biāo)，就能很好地做到這兩點(diǎn)。

1.3 本系統(tǒng)采用的定位技術(shù)

本系統(tǒng)使用刻度標(biāo)尺定位技術(shù)來(lái)檢測(cè)卸料小車的實(shí)時(shí)位置，將卸料小車的實(shí)時(shí)位置信息傳送到系統(tǒng)PLC，再到上位機(jī)，主控操作人員或崗位人員通過(guò)上位機(jī)時(shí)刻掌握卸料小車的具體位置和每個(gè)料倉(cāng)的倉(cāng)容情況（結(jié)合料位計(jì)）來(lái)控制卸料小車運(yùn)行。通過(guò)刻度標(biāo)尺定位系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的協(xié)同工作，可以實(shí)現(xiàn)卸料小車行走位置準(zhǔn)確可靠，將皮帶機(jī)上的料卸在指定的料倉(cāng)中，防止偏離卸料口，實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)或多點(diǎn)布料，滿足卸料需求。

通過(guò)該技術(shù)的使用，可以時(shí)刻掌握各個(gè)料倉(cāng)的實(shí)際料量，了解卸料小車的實(shí)時(shí)位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定點(diǎn)或多點(diǎn)均勻卸料?？商岣咝读闲?，節(jié)約成本；有利于減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保護(hù)崗位操作人員身體健康；杜絕各類生產(chǎn)事故和混料錯(cuò)倉(cāng)等質(zhì)量事故的發(fā)生；實(shí)現(xiàn)信息的有效收集，有利于提高設(shè)備作業(yè)率；提高自動(dòng)化控制水平和信息化管理水平，保障產(chǎn)量和質(zhì)量，提升企業(yè)形象，提高企業(yè)產(chǎn)值和競(jìng)爭(zhēng)力。

第2章 刻度標(biāo)尺定位系統(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