基于格雷母线定位技术的垃圾抓斗起重机自动化控制系统.doc

格雷母线定位技术在 垃圾抓斗起重机 武汉利德测控技术股份有限公司 二00八年十二月  1引言 垃圾抓斗起重机是生活垃圾主要担负垃圾焚烧炉进料斗的供料和坑内垃圾的搬运、搅拌、倒垛、堆放等任务。垃圾垃圾多粉尘、高温、高湿和高腐蚀性气体环境电控柜不设在吊车上，而是安放在封闭式控制室集中控制。垛，多粉尘、高温、高湿和高腐蚀性气体环境。2垃圾抓斗起重机工作特点2.1垃圾抓斗起重机的工艺要求 垃圾抓斗起重机一般采用桥式起重机，安装在垃圾池的上部，沿固定轨道行走，抓斗借助卷起装置可以到达垃圾池中每一个角落完成各项作业。系统为多粉尘、高温、高湿和高腐蚀性气体环境 格雷母线位移检测系统以相互靠近的扁平状的格雷母线和天线箱之间的电磁耦合来进行位置检测，它是一种非常成熟的非接触绝对位置检测传感器, 该传感器主要由四大部分构成：格雷母线、天线箱、地址编码发生器、地址解码器。格雷母线类似一把有刻度的标尺，天线箱类似指针，指针指向的刻度即是当前位置值，无需初始参考点，定位精度5mm，可以连续在车上或地上得到位移量，地址信息可以通过数传电台或信号电缆进行传输。一条格雷母线可以供多台移动设备使用，而且长度可依工程需要而定，多根格雷母线可拼接。防水、防油、防尘、耐酸碱，理论上无寿命极限。 3.1格雷母线位置检测基本原理 格雷母线位置检测传感器以相互靠近的扁平状的格雷母线和天线箱之间的电磁耦合来进行通信，并在通信的同时检测到天线箱在格雷母线长度方向上的位置。格雷母线位置检测有两种工作方式： 地上检测方式：地址编码发射器安装在小车上，通过格雷母线接收地址信号，地址解码器安装在固定站上，在地面站完成地址检测； 车上检测方式：地址编码发射器安装在固定站，通过格雷母线芯线发射地址信号，天线箱、地址解码器安装在移动电机车上，电机车直接检测到地址。 为了保证电机车运行的绝对安全和位置准确，本方案选择格雷母线通讯定位装置的精密地上检测方式，其检测精度为5mm。 3.2格雷母线通信定位装置特点 非接触工作方式：非接触工作方式，无滑脱和磨损等故障； 绝对位置检测：能够连续地、高精度地检测绝对地址，位置检测精度达5mm，可以实现移动机车自动行走和全自动操作； 通信适用范围广：通过电磁耦合来进行通信,不受环境条件限制，接收灵敏度高。例如在隧道内空间电磁波便很难传送 ，格雷母线能实现通信； 不受无管会管制；数据通信的载频为低频，所产生的电磁场只限于几米范围，辐射比工厂使用高频无线电通信系统容许的级别低，不需要向无管会申请即可使用； 兼容性好：位置检测和数据通信可以合用一根格雷母线电缆，施工方便、安装维护简单，占空间小，不影响现场外观，不改变现场设备； 抗干扰能力强：使用交叉扭绞结构及相位检测技术，天线箱与格雷母线两者间隙从30mm到300mm均可正常工作，不受环境噪音和接收信号电平波动的影响，能够在诸如铁矿石场等恶劣环境条件中长期可靠的工作； 适用于恶劣的工业环境：安装在室外的格雷母线电缆、天线箱、始端箱、终端箱采用非金属材料制作而且采用密封工艺，耐酸、碱腐蚀，防护等级IP65，使用寿命长。 3.3格雷母线位置检测装置基本构成 格雷母线位置检测装置主要包括格雷母线、天线箱、地址编码发射器和地址编码接收器4个部分。其结构见图1． 图1 格雷母线位置检测装置框图 天线箱：天线箱将信号送给格雷母线标准线、交叉线。 格雷母线：通过互感耦合检测地址编码载波信号； 地址检测单元：完成位置地址信号的解码，并将解码后信号传到PLC单元； 3.4 格雷母线技术性能参数 水平位置检测精度：5mm； 水平位置定位精度：≤10mm； 水平位置测量范围：大车、小车轨道长度； 位置检测感应距离：60mm≤感应距离≤300 mm； 发振频率：31kHz，39 kHz，46 kHz，62kHz。可根据现场的情况调整； 等效全向辐射功率（EIRP）: ≤27dBm； 工作温度：-25℃～＋80℃。工作湿度： 95%； 工作电源：24VDC, 耗电：100VA； 系统平均无故障连续运行时间：10000h。 4基于格雷母线定位技术的垃圾抓斗起重机电气系统组成　　由两台垃圾抓斗起重机组成的起重机搬运系统，用于完成对垃圾焚烧发电厂的垃圾投料、倒垛、混料、移料等工作。每一台起重机都有自己独立的电气控制系统、操作控制台和HMI显示面板，根据用户的需要可提供手动、半自动、自动的。由于电控柜不设在垃圾抓斗起重机上，设在控制柜里垃圾抓斗起重机上的开关量信号、模拟量信号需要PLC处理，连接图如图所示。　　连接框图，垛框图采用，，这样便把吊车下方的矩形空间划分成若干个小矩形，即坐标空间。垛垛大车、小车。垛。 两种方案外部检测元件比较（两台2台起重机） 序号 常规检测方案 格雷母线