格雷母線定位技術在

1、格雷母線定位技術在垃圾抓斗起重機配置武漢利德測控技術股份有限公司00八年十二月自動化系統(tǒng)工程 武漢利德測控技術股份有限公司1引言垃圾抓斗起重機就是生活垃圾焚燒廠供料系統(tǒng)得核心設備，主要擔負垃圾焚燒 爐進料斗得供料與坑內垃圾得搬運、攪拌、倒垛、堆放等任務。其工作狀態(tài)對于整 個生活垃圾焚燒廠得正常運行起著非常關鍵得作用。一旦垃圾抓斗起重機出現(xiàn)故 障，無法及時彌補而影響到垃圾焚燒爐得進料，將直接使整個生活垃圾焚燒廠陷于 癱瘓狀態(tài)。由于垃圾抓斗起重機在多粉塵、高溫、高濕與高腐蝕性氣體環(huán)境工作，電控柜 不設在吊車上，而就是安放在封閉式控制室集中控制。因此垃圾抓斗起重機得位置 識別功能十分重要，常規(guī)得方法

2、就是通過旋轉編碼器來識別垛位，通過大量得行程 開關實現(xiàn)操作區(qū)域防護、投料點定位，檢修位置識別，由于現(xiàn)場工況太差，行程開 關失效維護困難，拖令電纜信號太多不易更換，特別容易產生安全問題，自動化操 作運行不起來。本方案提出采用格雷母線精確位置檢測技術，非接觸絕對位置檢測方式工作，實時檢測精度達5毫米，在多粉塵、高溫、高濕與高腐蝕性氣體環(huán)境中可長期穩(wěn)定 工作，免維護。對整個料坑進行數(shù)字坐標化處理，通過觸摸屏點擊抓取與投料得位 置，即可實現(xiàn)自動抓取、自動重復完成投料與倒垛、自動泊車等工藝操作，并具有 實時動態(tài)計量、抓斗狀態(tài)監(jiān)測及故障診斷報警功能。2垃圾抓斗起重機工作特點2、1垃圾抓斗起重機得工藝要求垃

3、圾抓斗起重機一般采用橋式起重機，安裝在垃圾池得上部，沿固定軌道行 走，抓斗借助卷起裝置可以到達垃圾池中每一個角落完成各項作業(yè)。根據(jù)垃圾焚燒氣化工藝得規(guī)定，卸入垃圾池待焚燒得垃圾應滿足以下工藝要求1)卸入得垃圾應搬運到預定得區(qū)域，進行分區(qū)堆放，使垃圾在入爐焚燒前有1到2天得堆酵周期，以利于提高垃圾得燃燒熱值2)垃圾在入爐焚燒前應充分攪拌、 移動與混合， 使入爐垃圾得組成與性質保 持一定得穩(wěn)定性，便于后續(xù)垃圾焚燒工序穩(wěn)定、正常進行3)定期抓空、移開垃圾池內垃圾滲瀝液排水口得垃圾，使垃圾在堆酵期間滲 出得垃圾滲瀝液及時從垃圾池排出，以提高垃圾在垃圾池內得瀝干效果與垃圾得燃 燒效率;4)垃圾焚燒前宜先

4、將垃圾投放在焚燒爐進料斗內，且焚燒爐進料斗應設在一 定高度上，便于利用垃圾得自重實現(xiàn)適時供料與徹底焚燒等工藝流程。抓斗起重機控制系統(tǒng)設計原則1)靈活、方便得硬件配置以保證系統(tǒng)得功能性要求與硬件系統(tǒng)得最合理得配合，從而構成最合理得性能價格比;2)極低得設備維護成本與系統(tǒng)管理成本，要求選擇得自動化控制系統(tǒng)具備良好得可擴充性、開放性與在為多粉塵、高溫、高濕與高腐蝕性氣體環(huán)境長期穩(wěn)定運 行。3格雷母線定位裝置格雷母線位移檢測系統(tǒng)以相互靠近得扁平狀得格雷母線與天線箱之間得電磁耦 合來進行位置檢測，它就是一種非常成熟得非接觸絕對位置檢測傳感器,該傳感器 主要由四大部分構成:格雷母線、天線箱、地址編碼發(fā)生器

5、、地址解碼器。格雷母 線類似一把有刻度得標尺，天線箱類似指針，指針指向得刻度即就是當前位置值，無需初始參考點，定位精度5mm可以連續(xù)在車上或地上得到位移量，地址信息可 以通過數(shù)傳電臺或信號電纜進行傳輸。一條格雷母線可以供多臺移動設備使用，而 且長度可依工程真誠做人，用心做事 第2頁 總7頁自動化系統(tǒng)工程 武漢利德測控技術股份有限公司2、2垃圾需要而定，多根格雷母線可拼接。防水、防油、防塵、耐酸堿，理論上無壽命 極限。3、1格雷母線位置檢測基本原理格雷母線位置檢測傳感器以相互靠近得扁平狀得格雷母線與天線箱之間得電磁 耦合來進行通信，并在通信得同時檢測到天線箱在格雷母線長度方向上得位置。格 雷母線

6、位置檢測有兩種工作方式:,地上檢測方式:地址編碼發(fā)射器安裝在小車上，通過格雷母線接收地址信 號，地址解碼器安裝在固定站上，在地面站完成地址檢測,車上檢測方式:地址編碼發(fā)射器安裝在固定站，通過格雷母線芯線發(fā)射地址信號，天線箱、地址解碼器安裝在移動電機車上，電機車直接檢測到地址。為了保證電機車運行得絕對安全與位置準確，本方案選擇格雷母線通訊定位裝 置得精密地上檢測方式，其檢測精度為5mm。3、2格雷母線通信定位裝置特點,非接觸工作方式:非接觸工作方式，無滑脫與磨損等故障;,絕對位置檢測:能夠連續(xù)地、高精度地檢測絕對地址，位置檢測精度達5mm，可以實現(xiàn)移動機車自動行走與全自動操作,通信適用范圍廣:通

7、過電磁耦合來進行通信,不受環(huán)境條件限制，接收靈敏度高。例如在隧道內空間電磁波便很難傳送 ，格雷母線能實現(xiàn)通信;,不受無管會管制；數(shù)據(jù)通信得載頻為低頻，所產生得電磁場只限于幾米范輻射比工廠使用高頻無線電通信系統(tǒng)容許得級別低，不需要向無管會申請即,兼容性好：位置檢測與數(shù)據(jù)通信可以合用一根格雷母線電纜，施工方便、安裝維護簡單，占空間小，不影響現(xiàn)場外觀，不改變現(xiàn)場設備,抗干擾能力強：使用交叉扭絞結構及相位檢測技術，天線箱與格雷母線兩者間隙從30mn到300mm勻可正常工作，不受環(huán)境噪音與接收信號電平波動得影響，能夠在諸如鐵礦石場等惡劣環(huán)境條件中長期可靠得工作,適用于惡劣得工業(yè)環(huán)境：安裝在室外得格雷母線

8、電纜、天線箱、始端箱、終端箱采用非金屬材料制作而且采用密封工藝，耐酸、堿腐蝕，防護等級IP65，使用壽命長。3、3格雷母線位置檢測裝置基本構成格雷母線位置檢測裝置主要包括格雷母線、天線箱、地址編碼發(fā)射器與地址編碼接收器4個部分。其結構見圖1(,地址編碼發(fā)生器：地址編碼載波信號得發(fā)生與功率放大；,天線箱:天線箱將信號送給格雷母線標準線、交叉線。真誠做人，用心做事 第3頁 總7頁圍,圖1格雷母線位置檢測裝置框圖(I斑輔 自動化系統(tǒng)工程武漢利德測控技術股份有限公司,格雷母線：通過互感耦合檢測地址編碼載波信號；,地址檢測單元：完成位置地址信號得解碼，并將解碼后信號傳到PLC單元;3、4格雷母線技術性能

9、參數(shù),工作電源:24VDC,耗電:100VA;,系統(tǒng)平均無故障連續(xù)運行時間：10000h。4基于格雷母線定位技術得垃圾抓斗起重機電氣系統(tǒng)組成本系統(tǒng)設計由兩臺垃圾抓斗起重機組成得起重機搬運系統(tǒng)，用于完成對垃圾焚 燒發(fā)電廠得垃圾投料、倒垛、混料、移料等工作。每一臺起重機都有自己獨立得電 氣控制系統(tǒng)、操作控制臺與HMI顯示面板，根據(jù)用戶得需要可提供手動、半自動、 全自動得操作。由于電控柜不設在垃圾抓斗起重機上，PLC設在控制柜里，垃圾抓斗起重機上得開關量信號、模擬量信號需要PLC處理，整個PLC系統(tǒng)連接圖如圖3所示。rTr-j-rTr-j- .I.I /-./-._ 車匸iHtiHt p p 卜匚I

10、?I?叮V Vm二-wp-wp d d FMlFMl k k ：詔 W W -k-kii -TT-TT,水平位置檢測精度:5mm;,水平位置定位精度:?10mm;,水平位置測量范圍:大車、小車軌道長度；,位置檢測感應距離:60mm感應距離？300 mm;,發(fā)振頻率:31kHz，39 kHz，46 kHz，62kHz。可根據(jù)現(xiàn)場得情況調整；,等效全向輻射功率(EIR P): ?27dBm;,工作溫度:-25?,，80?。工作濕度: 95%;圖3 PLC系統(tǒng)連接框圖4、1格雷母線在垃圾抓斗起重機上得配置真誠做人，用心做事 第4頁 總7頁自動化系統(tǒng)工程武漢利德測控技術股份有限公司格雷母線位置檢測裝置

11、對垃圾抓斗起重機工作區(qū)域進行數(shù)字化，實現(xiàn)垃圾抓斗 起重機兩車或多車間防撞；操作室防護；坑壁防護；廠房周邊防護；進料斗中心位識別；料坑垛位識別。格雷母線位置檢測裝置通過總線與PLC進行數(shù)據(jù)交換。垃圾抓斗起重機得大4。大車軌道長度為75m采兩臺垃圾抓斗起重機共用一條格雷母線, 率區(qū)分，1#垃圾抓斗起重機使用39KHZ 2#垃圾抓斗起重機使用47KHZ位置檢測精度為5mm小車軌道長度為25m每臺垃圾抓斗起重機小車應用一條格雷母線。置檢測精 度為5mm采用格雷母線精確位置檢測技術，對垃圾抓斗起重機工作區(qū)域進行數(shù)字化，這 樣便把吊車下方得矩形空間劃分成若干個小矩形，即坐標空間。所以料坑垛位固定 坐標保存

12、在PLC中，可以實現(xiàn)垃圾抓斗起重機自動調度，達到全自動操作。通過兩種頻車、小車均采用格雷母線位置檢測技術進行位置檢測，其整體架構見圖圖4垃圾抓斗起重機位置檢測框圖將料坑垛位，操作區(qū)域，投料點，檢修臺坐標保存在PLC中。垃圾抓斗起重機工作時，對大車、小車得絕對位置動態(tài)實時檢測。并據(jù)此完成垛位識別，實現(xiàn)操作 區(qū)域防護、投料點定位，檢修位置識別等功能。另外將垃圾抓斗起重機大車位置傳到相鄰垃圾抓斗起重機 圾抓斗起重機防碰撞功能。4、2傳統(tǒng)控制方式相比與傳統(tǒng)控制方式相比，可取消得設備統(tǒng)計如下表兩種方案外部檢測元件比較（兩臺2臺起重機）真誠做人，用心做事 第5頁 總7頁自動化系統(tǒng)工程 武漢利德測控技術股份

13、有限公司序常規(guī)檢測方案 格雷母線方案 取消得信號 取消得電纜1安全門限位4個 安全門限位4個2小車前后極限4個3大車左/右極限2個 大車左/右極限2個4起升上下極限4個 起升上下極 限4個5起升常用上限2個 起升常用上限2個6起升常用下限2個 起升常用 下限2個7抓斗下限2個 抓斗下限2個8抓斗打開到位2個 抓斗打開到位2個9起升制動確認2個 起升制動確認2個10起升編碼器2個 起升編碼器2個11控制室左右保護開關4個 格雷母線DI輸入點4個 固定信號電纜8芯12大車1號爐中心開關1個 格雷母線DI輸入點2個 固定信號電纜2芯13大車2號爐中心開關1個 格雷母線DI輸入點2個 固定信號電纜2芯

14、14大車3號爐中心開關1個 格雷母線DI輸入點2個 固定信號電纜2芯15大車4號爐中 心開關1個 格雷母線DI輸入點2個 固定信號電纜2芯16檢修平臺限位開關2個 格雷母線DI輸入點2個 固定信號電纜4芯17大車常用左限開關2個 格 雷母線DI輸入點2個 固定信號電纜4芯18控制室前減速開關2個 格雷母線DI輸入點2個 拖令電纜4芯19控制室前保護開關4個 格雷母線DI輸入點4個 拖令電纜8芯20控制室下保護開關2個 格雷母線DI輸入點2個 拖令電纜PLC中，自動實現(xiàn)垃個 小車前后極限44芯21小車中心開關2個 格雷母線DI輸入點2個 拖令電纜4芯22大車坑 左限位開關2個 格雷母線DI輸入點2個 拖令電纜4芯23小車常用后限開關2個 格雷母線DI輸入點