格雷母线定位技术在

1、格雷母线定位技术在垃圾抓斗起重机配置武汉利德测控技术股份有限公司00八年十二月自动化系统工程 武汉利德测控技术股份有限公司1引言垃圾抓斗起重机就是生活垃圾焚烧厂供料系统得核心设备，主要担负垃圾焚烧 炉进料斗得供料与坑内垃圾得搬运、搅拌、倒垛、堆放等任务。其工作状态对于整 个生活垃圾焚烧厂得正常运行起着非常关键得作用。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得进料，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、高湿与高腐蚀性气体环境工作，电控柜 不设在吊车上，而就是安放在封闭式控制室集中控制。因此垃圾抓斗起重机得位置 识别功能十分重要，常规得方法

2、就是通过旋转编码器来识别垛位，通过大量得行程 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、高湿与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与投料得位 置，即可实现自动抓取、自动重复完成投料与倒垛、自动泊车等工艺操作，并具有 实时动态计量、抓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垃圾抓斗起重机得工艺要求垃

3、圾抓斗起重机一般采用桥式起重机，安装在垃圾池得上部，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得规定，卸入垃圾池待焚烧得垃圾应满足以下工艺要求1)卸入得垃圾应搬运到预定得区域，进行分区堆放，使垃圾在入炉焚烧前有1到2天得堆酵周期，以利于提高垃圾得燃烧热值2)垃圾在入炉焚烧前应充分搅拌、 移动与混合， 使入炉垃圾得组成与性质保 持一定得稳定性，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液排水口得垃圾，使垃圾在堆酵期间渗 出得垃圾渗沥液及时从垃圾池排出，以提高垃圾在垃圾池内得沥干效果与垃圾得燃 烧效率;4)垃圾焚烧前宜先

4、将垃圾投放在焚烧炉进料斗内，且焚烧炉进料斗应设在一 定高度上，便于利用垃圾得自重实现适时供料与彻底焚烧等工艺流程。抓斗起重机控制系统设计原则1)灵活、方便得硬件配置以保证系统得功能性要求与硬件系统得最合理得配合，从而构成最合理得性能价格比;2)极低得设备维护成本与系统管理成本，要求选择得自动化控制系统具备良好得可扩充性、开放性与在为多粉尘、高温、高湿与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得扁平状得格雷母线与天线箱之间得电磁耦 合来进行位置检测，它就是一种非常成熟得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

5、、地址解码器。格雷母 线类似一把有刻度得标尺，天线箱类似指针，指针指向得刻度即就是当前位置值，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 且长度可依工程真诚做人，用心做事 第2页 总7页自动化系统工程 武汉利德测控技术股份有限公司2、2垃圾需要而定，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得扁平状得格雷母线与天线箱之间得电磁 耦合来进行通信，并在通信得同时检测到天线箱在格雷母线长度方向上得位置。格 雷母线

6、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得绝对安全与位置准确，本方案选择格雷母线通讯定位装 置得精密地上检测方式，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，无滑脱与磨损等故障;,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与全自动操作,通信适用范围广:通

7、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；数据通信得载频为低频，所产生得电磁场只限于几米范辐射比工厂使用高频无线电通信系统容许得级别低，不需要向无管会申请即,兼容性好：位置检测与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30mn到300mm匀可正常工作，不受环境噪音与接收信号电平波动得影响，能够在诸如铁矿石场等恶劣环境条件中长期可靠得工作,适用于恶劣得工业环境：安装在室外得格雷母线

8、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、地址编码发射器与地址编码接收器4个部分。其结构见图1(,地址编码发生器：地址编码载波信号得发生与功率放大；,天线箱:天线箱将信号送给格雷母线标准线、交叉线。真诚做人，用心做事 第3页 总7页围,图1格雷母线位置检测装置框图(I斑辅 自动化系统工程武汉利德测控技术股份有限公司,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：完成位置地址信号得解码，并将解码后信号传到PLC单元;3、4格雷母线技术性能

9、参数,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得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得起重机搬运系统，用于完成对垃圾焚 烧发电厂得垃圾投料、倒垛、混料、移料等工作。每一台起重机都有自己独立得电 气控制系统、操作控制台与HMI显示面板，根据用户得需要可提供手动、半自动、 全自动得操作。由于电控柜不设在垃圾抓斗起重机上，PLC设在控制柜里，垃圾抓斗起重机上得开关量信号、模拟量信号需要PLC处理，整个PLC系统连接图如图3所示。rTr-j-rTr-j- .I.I /-./-._ 车匸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。可根据现场得情况调整；,等效全向辐射功率(EIR P): ?27dBm;,工作温度:-25?,，80?。工作湿度: 95%;图3 PLC系统连接框图4、1格雷母线在垃圾抓斗起重机上得配置真诚做人，用心做事 第4页 总7页自动化系统工程武汉利德测控技术股份有限公司格雷母线位置检测装置

11、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防撞；操作室防护；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。垃圾抓斗起重机得大4。大车轨道长度为75m采两台垃圾抓斗起重机共用一条格雷母线, 率区分，1#垃圾抓斗起重机使用39KHZ 2#垃圾抓斗起重机使用47KHZ位置检测精度为5mm小车轨道长度为25m每台垃圾抓斗起重机小车应用一条格雷母线。置检测精 度为5mm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 样便把吊车下方得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

12、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。通过两种频车、小车均采用格雷母线位置检测技术进行位置检测，其整体架构见图图4垃圾抓斗起重机位置检测框图将料坑垛位，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、小车得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 圾抓斗起重机防碰撞功能。4、2传统控制方式相比与传统控制方式相比，可取消得设备统计如下表两种方案外部检测元件比较（两台2台起重机）真诚做人，用心做事 第5页 总7页自动化系统工程 武汉利德测控技术股份

13、有限公司序常规检测方案 格雷母线方案 取消得信号 取消得电缆1安全门限位4个 安全门限位4个2小车前后极限4个3大车左/右极限2个 大车左/右极限2个4起升上下极限4个 起升上下极 限4个5起升常用上限2个 起升常用上限2个6起升常用下限2个 起升常用 下限2个7抓斗下限2个 抓斗下限2个8抓斗打开到位2个 抓斗打开到位2个9起升制动确认2个 起升制动确认2个10起升编码器2个 起升编码器2个11控制室左右保护开关4个 格雷母线DI输入点4个 固定信号电缆8芯12大车1号炉中心开关1个 格雷母线DI输入点2个 固定信号电缆2芯13大车2号炉中心开关1个 格雷母线DI输入点2个 固定信号电缆2芯

14、14大车3号炉中心开关1个 格雷母线DI输入点2个 固定信号电缆2芯15大车4号炉中 心开关1个 格雷母线DI输入点2个 固定信号电缆2芯16检修平台限位开关2个 格雷母线DI输入点2个 固定信号电缆4芯17大车常用左限开关2个 格 雷母线DI输入点2个 固定信号电缆4芯18控制室前减速开关2个 格雷母线DI输入点2个 拖令电缆4芯19控制室前保护开关4个 格雷母线DI输入点4个 拖令电缆8芯20控制室下保护开关2个 格雷母线DI输入点2个 拖令电缆PLC中，自动实现垃个 小车前后极限44芯21小车中心开关2个 格雷母线DI输入点2个 拖令电缆4芯22大车坑 左限位开关2个 格雷母线DI输入点2个 拖令电缆4芯23小车常用后限开关2个 格雷母线DI输入点