第1章 系統(tǒng)簡介
1.1 現(xiàn)場概述
橋式起重機都是以橋形主梁的金屬結(jié)構(gòu)作為主要承載構(gòu)件橫架在車間、倉庫及露天料場固定跨間上方，并可沿軌道移動，取物裝置懸掛在可沿橋架運行的起重小車上，使取物裝置上的重物實現(xiàn)垂直升降和水平移動，以及完成某些特殊工藝操作的起重機，習(xí)慣上叫做“天車”或“行車”。它具有構(gòu)造簡單、操作方便、易于維修、起重量大和不占地面作業(yè)面積等特點，是各企業(yè)中不可缺少的起重機械設(shè)備。
隨著國民經(jīng)濟快速發(fā)展，信息化水平不斷的提高, ERP、MES系統(tǒng)的普及，提高生產(chǎn)效率和安全保障越來越被重視，實現(xiàn)機械自動化是目前常用手段，起重機械作為現(xiàn)代化生產(chǎn)不可缺少的設(shè)備，被廣泛地應(yīng)用于冶金、煤炭、電力等各行業(yè)的各種物料的起重、運輸、裝卸安裝和人員輸送等作業(yè)中，從而大大減輕了體力勞動的強度，提高了勞動生產(chǎn)效率。實現(xiàn)起重機械自動化最基礎(chǔ)的問題就是位移檢測，將檢測到的位置信息送到可編程控制器（PLC），通過PLC控制變頻調(diào)速器，進而控制走行電機的轉(zhuǎn)速，則可達到自動走行、自動定位的目的。
1.2 目前采用的定位方式
目前行車位置檢測大多采用的是光電編碼器裝置（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)動電機前部的一個金屬殼體內(nèi)，由盤狀齒輪與定位車齒條嚙合，通過驅(qū)動軸驅(qū)動編碼器。盤狀齒輪的圓周與定位車驅(qū)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(lián)軸節(jié)驅(qū)動，實現(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) 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) 激光位移傳感器在不潔凈環(huán)境會失去作用，軌道沉降導(dǎo)致車輛走行抖動會使反光板靶位不準，亦會導(dǎo)致位置檢測不準；
3) 行走限位開關(guān)由于是點定位，對連續(xù)性位置檢測存在盲區(qū)；
4) RFID方式是無線點定位，存在漏讀現(xiàn)象, 延時較大；
故這幾種傳感器在檢測位置時多數(shù)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(huán)節(jié)(即失控區(qū))，致使半自動操作難以可靠穩(wěn)定運行。由于行車是較大的設(shè)備，其慣性較大，在啟動和停止時也是硬性的，所以在工作過程中會產(chǎn)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(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)采用在行車上加裝刻度標(biāo)尺精確定位系統(tǒng)的檢測技術(shù)，實現(xiàn)行車的位置精確檢測。刻度標(biāo)尺檢測到的行車位置精度高，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(tǒng)將全部自動運行，中央控制室操作人員只起監(jiān)控作用，當(dāng)發(fā)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(biāo)尺精確定位系統(tǒng)
2.1 刻度標(biāo)尺系統(tǒng)簡單說明
刻度標(biāo)尺精確定位系統(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）、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，一般安裝在沿移動機車運行軌道單側(cè)邊，或者沿運行軌跡鋪設(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)多長的刻度標(biāo)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(biāo)尺平行非接觸移動，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，定位精度5毫米，分辨率2毫米。
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)原理來檢測移動設(shè)備的位移量，當(dāng)游尺指針線圈中通入交變電流時，在游尺指針附近會產(chǎn)生交變磁場?？潭葮?biāo)尺近似處在一個交變的、均勻分布的磁場中,每對刻度標(biāo)尺芯線會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢?？潭壬蓛x信號通過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(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)尺長度方向上的位置。
2.3 刻度標(biāo)尺技術(shù)指標(biāo)
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(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(jù)需要可達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(biāo)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(biāo)尺功能特點
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)射至刻度標(biāo)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(biāo)尺處的絕對地址，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，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；
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(guān)系；
可以用在環(huán)形運動機械位置檢測。
刻度標(biāo)尺可以埋在水泥地面內(nèi)，方便安裝和防護，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) 刻度標(biāo)尺子系統(tǒng)：由專用刻度標(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、防護機構(gòu)組成。
第5章 系統(tǒng)實現(xiàn)功能特點
行車大車走行位置檢測;
行車小車走行位置檢測;
結(jié)合吊具高度檢測，實現(xiàn)行車三維數(shù)據(jù)采集管理;
防止行車發(fā)生啃軌、碰撞、兩端掉道等事故;
根據(jù)實時位置，記錄行車的搬運過程;
可遠程監(jiān)控、在線跟蹤、記錄庫中的物流狀態(tài);
不受環(huán)境的干擾，可提高效率；
結(jié)合ERP、MES系統(tǒng)，實現(xiàn)行車位置跟蹤系統(tǒng)(CLTS)，提高四庫（板坯庫、鋼卷庫、成品庫、原料庫）的信息化管理。
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)、軍工系統(tǒng)、石油系統(tǒng)、機械系統(tǒng)等有軌搬運設(shè)備精確定位和自動控制，如：冶金、煤炭、電力等各行業(yè)的各種物料的起重、運輸、裝卸安裝和人員輸送等作業(yè)中。如：行車位置跟蹤系統(tǒng)、吊車定位及智能導(dǎo)航系統(tǒng)、天車定位導(dǎo)航系統(tǒng)、天車定位庫區(qū)管理控制系統(tǒng)、刻度標(biāo)尺行車位移識別系統(tǒng)、板坯庫天車定位系統(tǒng)、鋼卷庫天車定位系統(tǒng)、成品庫天車定位系統(tǒng)、原料庫天車定位系統(tǒng)、行車防碰撞系統(tǒng)、行車物流管理系統(tǒng)
