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      所在位置工控博客苑 -- 格雷母线 -- 格雷母线定位之垃圾发电抓斗机

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      饶先生

           学历大学本科
           职称高级工程师
           年龄36岁
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      格雷母线定位之垃圾发电抓斗机

      发表评论1   作者饶生峰    发布时间2011年6月28日  

          1引言
          垃圾抓斗起重机是生活垃圾焚烧厂供料系统的核心设备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其工作状态对于整个生活垃圾焚烧厂的正常运行起着非常关键的作用一旦垃圾抓斗起重机出现故障无法及时弥补而影响到垃圾焚烧炉的进料将直接使整个生活垃圾焚烧厂陷于瘫痪状态
          由于垃圾抓斗起重机在多粉尘高温高湿和高腐蚀性气体环境工作电控柜不设在吊车上而是安放在封闭式控制室集中控制因此垃圾抓斗起重机的位置识别功能十分重要常规的方法是通过旋转编码器来识别垛位通过大量的行程开关实现操作区域防护投料点定位检修位置识别由于现场工况太差行程开关失效维护困难拖令电缆信号太多不易更换特别容易产生安全问题自动化操作运行不起来
          本方案提出采用格雷母线精确位置检测技术非接触绝对位置检测方式工作实时检测精度达5毫米在多粉尘高温高湿和高腐蚀性气体环境中可长期稳定工作免维护对整个料坑进行数字坐标化处理通过触摸屏点击抓取和投料的位置即可实现自动抓取自动重复完成投料和倒垛自动泊车等工艺操作并具有实时动态?#23631;?#25235;斗状态监测及故障诊断报警功能
         
          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
          根据垃圾焚烧气化工艺的规定?#24230;?#22403;圾池待焚烧的垃圾应满足以下工艺要求
          1 ?#24230;?#30340;垃圾应搬运到预定的区域进行分区堆放使垃圾在入炉焚烧前有1到2天的堆酵周期以利于提高垃圾的燃烧热?#25285;?br>    2 垃圾在入炉焚烧前应充分搅拌移动和混合使入炉垃圾的组成和性?#26102;?#25345;一定的稳定性便于后续垃圾焚烧工序稳定正常进行
          3 定期抓空移开垃圾池内垃圾渗沥?#21495;?#27700;口的垃圾使垃圾在堆酵期间渗出的垃圾渗沥液及时从垃圾池排出以提高垃圾在垃圾池内的沥干效果和垃圾的燃烧效率
          4 垃圾焚烧前宜先将垃圾?#26007;?#22312;焚烧炉进料斗内且焚烧炉进料斗应设在一定高度上便于利用垃圾的自重实现适时供料?#32479;?#24213;焚烧等工艺流程
          2.2 垃圾抓斗起重机控制系统设计原则
          1灵活方便的硬件配置以保证系统的功能性要求与硬件系统的最合理的配合从而构成最合理的性能价格比
          2极低的设备维护成本和系统管理成本要求选择的自动化控制系统具备良好的可扩充性开放性和在为多粉尘高温高湿和高腐蚀性气体环境长期稳定运行
         
          3格雷母线定位装置
          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?#26041;?#30721;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?#24357;担?#26080;需初始参考点定位精度5mm可以连续在车上或地?#31995;?#21040;位?#23631;?#22320;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?#39029;?#24230;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?#31995;?#20301;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?#26041;?#30721;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?#26041;?#30721;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?#20219;?mm
         
          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?#21644;?#36807;电磁耦合来进行通信,不受环?#31243;?#20214;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?#25285;?#25152;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?#24335;?#26500;及相位检测技术天线箱与格雷母线两者间隙从30mm到300mm均?#28903;?#24120;工作不受环境噪音和接?#25307;?#21495;电平波动的影响能够在诸如铁矿石场等恶劣环?#31243;?#20214;中长期可靠的工作
           适用于恶劣的工业环?#24120;?#23433;装在室外的格雷母线电缆天线箱?#32423;?#31665;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
           地址编码发生器地址编码载波信号的发生和功率放大
           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?#21644;?#36807;互感耦合检测地址编码载波信号
           地址检测单元?#21644;?#25104;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?#38382;?br>     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?#20498;?#36947;长度
           位置检测感应距离60mm感应距离300 mm
           发振频率31kHz39 kHz46 kHz62kHz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桫80档工作湿度< 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
          本系统设计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?#21830;?#20379;手动半自动全自动的操作
          由于电控柜不设在垃圾抓斗起重机上PLC设在控制柜里垃圾抓斗起重机?#31995;?#24320;关量信号模拟量信号需要PLC处理整个PLC系统连接图如图3所示
         
          图3 PLC系统连接框图
         
          4.1格雷母线在垃圾抓斗起重机?#31995;?#37197;置
          格雷母线位置检测装置对垃圾抓斗起重机工作区域进行数字化实现垃圾抓斗起重机两车或多车间?#38647;?#25805;作室防护坑壁防护厂房周边防护进料斗中心位识别料坑垛位识别
          格雷母线位置检测装置通过总线与PLC进行数据交换垃圾抓斗起重机的大车小车均采用格雷母线位置检测技术进行位置检测其整体架构见图4
         
          图4 垃圾抓斗起重机位置检测框图
          大?#20498;?#36947;长?#20219;?5m采两台垃圾抓斗起重机共用一条格雷母线 通过两种频?#26159;?#20998;1#垃圾抓斗起重机使用39KHz2#垃圾抓斗起重机使用47KHz位置检测精?#20219;?mm
          小?#20498;?#36947;长?#20219;?5m每台垃圾抓斗起重机小车应用一条格雷母线置检测精?#20219;?mm
          采用格雷母线精确位置检测技术对垃圾抓斗起重机工作区域进行数字化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所以料坑垛位固定坐标保存在PLC中可以实现垃圾抓斗起重机自动调度达到全自动操作
          将料坑垛位操作区域投料点检修台坐标保存在PLC中垃圾抓斗起重机工作时对大车小车的绝对位置动态实时检测并据此完成垛位识别实现操作区域防护投料点定位检修位置识别等功能
          另外将垃圾抓斗起重机大车位置传到相邻垃圾抓斗起重机PLC中自动实现垃圾抓斗起重机防碰?#34917;?#33021;
         

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