行吊位置跟踪系统。

第一章系统介绍。

1.1现场概述。

行吊是以桥形主梁的金属结构为主要承载构件，跨越车间、仓库、露天堆场的固定跨度，并能沿轨道移动的起重机。捡拾装置悬挂在可沿桥运行的升降小车上，使捡拾装置上的重物可以垂直和水平移动，完成一些特殊的工艺操作。传统上称之为“天车”或“行吊”。它具有结构简单、操作方便、易于维护、起重能力大、不占用地面作业区域等特点。它是所有企业不可缺少的起重机械设备。

随着国民经济的快速发展，信息化水平的不断提高，ERP和MES系统的普及，以及对提高生产效率和安全性的日益重视，实现机械自动化是目前常用的手段。起重机械作为现代生产不可缺少的设备，广泛应用于冶金、煤炭、电力等行业各种物料的提升、运输、装卸、安装和人员运输，大大降低了人工劳动强度，提高了劳动生产效率。实现起重机械自动化最基本的问题是位移检测。通过将检测到的位置信息发送给可编程控制器(PLC)，PLC可以控制变频调速器，进而控制行走电机的速度，从而达到自动行走和自动定位的目的。

1.2目前的定位方法。

目前，对行吊位置的检测多采用光电编码器装置(光码盘)、激光位移传感器、行程限位开关和RFID方式。整套光电编码器装置安装在驱动电机前面的金属外壳内。盘形齿轮与定位车的齿条啮合，编码器由驱动轴驱动。盘形齿轮的周长与定位车主动小齿轮的周长相同。编码器由传动齿轮自下而上通过减速器和联轴器驱动，实现定位车的位置检测。这些位置检测方法存在如下缺陷:

1)当车轮打滑时，光电编码器装置会形成累积误差和相对定位的机械接触工作模式；

2)激光位移传感器在不干净的环境中会失去作用，轨道沉降引起的车辆晃动会使反射镜的目标位置不准确，也会导致位置检测不准确；

3)由于行程限位开关是点定位，存在连续位置检测盲区；

4)RFID模式为无线点定位，存在漏读、延时大的现象；

因此，这些传感器大多是机械式的、灵敏度低、寿命短、故障率高、可靠性低、操作复杂，并且具有滑动和掉落环节(即失控区域)，这使得半自动操作难以可靠和稳定地操作。由于行吊是大型设备，惯性大，启停困难，因此在工作过程中会产生很大的冲击和振动，噪声污染严重，严重影响其安全性和相关零部件的寿命，容易损坏设备，因此设备的精确位置控制尤为重要。

1.3本系统使用的定位技术。

该系统采用在行吊上安装标定标尺精确定位系统的检测技术，实现行吊位置的精确检测。秤检测行吊位置精度高，信号稳定可靠。在车辆状态良好的情况下，采用全线自动运行模式，即只要满足启动条件，系统按下自动启动按钮自动运行，中控室的操作人员只起监控作用。在机械故障或意外情况下，按下自动停止或紧急停止按钮，自动程序控制操作将被取消。

第二章秤的精密定位系统。

2.1秤系统简介。

标尺的精确定位系统包括一个地面电气柜(包括标尺分析仪等)。)，一个车载电气柜(包括水垢发生器等。)，标尺和游标指针等。其中，秤由扁平的PVC复合外壳材料和按照格雷码定律编制的芯线组成，类似于带秤的秤，一般安装在移动机车运行轨道的一侧，或沿运行轨道铺设在地面上，或安装在轨道旁的栅栏柱上。需要检测位移有多长。游标指针安装在机车上，以识别机车的位置。游标指针相对于刻度尺平行非接触移动，游标指针所指向的刻度尺为当前位置值，这样就可以在车辆上或地面上获得位移，无需初始参考点，定位精度为5mm，分辨率为2mm；可间歇或连续检测，特别适用于轨道不平的大型汽车或圆周运动机械的位移检测。防水、防油、防尘、耐酸碱。适用于冶金、矿山、水利、港口堆场、仓储、化工等恶劣环境。

2.2标度系统的原理。

校准秤精确定位系统采用法拉第电磁感应定律(磁力线传导原理)检测移动搬运设备的位移。当交流电流引入游标指针的线圈时，游标指针附近会产生交变磁场。标尺近似处于交变均匀分布的磁场中，每对标尺芯都会产生感应电动势。标尺发生器的信号通过电磁耦合传输到标尺的感应回路。校准分析仪比较接收信号的相位。交叉线的信号相位与平行线的信号相位相同，地址为“0”；交叉线的信号相位与平行线的信号相位相反，地址为“1”，因此感应的地址信息通过数字编码排列，从而确定游标指针在标尺长度方向上的位置，该位置对应于移动搬运设备的运行位置。

2.3规模技术指标。

• 移动搬运设备测量精度地址:≤5mm，分辨率:2mm，测量范围:任意定制；
  
• 工作环境温度:系统工作温度:-25℃~+70℃，
  
• 秤的工作温度:-40℃~+85℃，
  
• 非接触间隙:200mm±50mm，左右偏航公差:80mm；
  
• 刷新率:40HZ；
  
• 输入电源:220伏交流电10%；用电量:地面电气柜<50w车载电气柜<50w。
  
• 该秤采用PVC制成，具有良好的附着力、耐水性和耐老化性，能适应热膨胀、冷缩和振动引起的变形。
  
• 系统采用并行检测方式，提高了检测速度，中央控制室可以实时采集检测数据。
  
• 该系统采用全数字检测技术，灵敏度高、频率分辨率高、抗干扰能力强。
  
• 设备具有自检功能，可自动诊断其工作状态，智能(触摸屏显示功能)提供维修参考信息，实时显示现场信噪比、信号强度等信息。
  
• 无需更换或增加设备(车上或地上的检测设备相同)，就可以在车上或地上获取地址数据，方便了控制方式，减少了备件数量。
  
  

2.4量表的功能特点。

系统中的标尺发生器(和函数信号发生器)按一定周期发出地址载波信号，通过游标指针传到标尺上。地面站的衡器收到信号后，解码还原机车所在衡器的绝对地址，经控制器处理后通过RS232或RS485输出。

• 非接触式位置检测，无磨损，使用寿命长；
  
• 可间歇或连续检测，范围可达2公里，位移检测长度可根据需要定制；
  
• 超强抗污染，可水下使用，耐蒸汽，耐酸碱；
  
• 易于安装和更换(不改变现场环境)，免维护；
  
• 高稳定性、高可靠性、多种信号输出模式；
  
• 具有反极性保护功能，防雷、防射频干扰、防静电；
  
• 绝对输出无参考点位移，不怕停电；
  
• 位置的采样时间与测量长度无关。
  
• 可用于检测圆周运动机器位置。
  
• 秤可以埋在水泥地面，安装保护方便，不影响工作环境。
  
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2.5校准秤单台设备结构图(一维车载检查)

1)车载子系统:由一个游标指针和一个车载电气柜(包括衡器、开关电源等)组成。)。

2)接地子系统:由接地电气柜(包括秤发电机、开关电源、网关、秤引线转换器等)组成。)。

3)秤秤子系统:由专用秤秤、CN箱、EN箱、普通电缆和各种秤秤安装、固定和保护机构组成。

第五章:系统实现的特点。

• 行吊小车运行位置的检测；
  
• 行吊小车运行位置的检测；
  
• 结合吊具高度检测，实现行吊三维数据采集和管理；
  
• 防止行吊两端啃轨、碰撞、掉道等事故；
  
• 根据实时位置，记录起重机的搬运过程；
  
• 图书馆物流状态的远程监控、在线跟踪和记录；
  
• 没有环境干扰，可以提高效率；
  
• 结合企业资源规划和制造执行系统，实现了起重机的自动化。