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优化编码器的斗轮机应用解决方案

时间:2024-09-27 百科知识 版权反馈
【摘要】:检测堆取料机在轨道上的行走位置一般采用增量型编码器来实现。解码完成后即可得到该校正杆对应的位置值。PLC将其与编码器位置信息比较,从而校正堆取料机的行走位置。另外,斗轮机运输的物料多为粉尘状,且现场环境恶劣,所以我们选用防护等级达到IP68、由环氧树脂制成的载码体。因为对图尔克产品高防护等级和高品质的认可,用户决定使用图尔克接近开关取代传统的机械限位开关。

近年来,随着RFID技术在钢铁厂天车定位应用中取得成功,越来越多的系统集成商把RFID解决方案推向港口、码头和矿场,用于斗轮机定位。斗轮机又名斗轮堆取料机,是现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效设备,目前已经被广泛应用于港口、码头、冶金、水泥厂、钢铁厂、焦化厂、储煤厂、发电厂等散料(矿石、煤、焦炭、砂石等)存储料场的堆取作业。由于斗轮堆取料机的作业有很强的规律性,而且完全自动化运行,为了防止碰撞,必须对其进行定位。

检测堆取料机在轨道上的行走位置一般采用增量型编码器来实现。由于堆取料机制动时会出现滑行,此时编码器不能读取这段数值,这样长期积累,必然导致数据不准确。另外,周围存在干扰时会产生数据跳变,也会使编码器失准。所以,用户曾经考虑使用接近开关矩阵来校准编码器。该解决方案是在堆取料机行走轨道旁边每隔50m安装一个做过8421编码的校正杆。在堆取料机上安装5个接近开关。其中,1个做同步开关使用,而另外4个对校正杆进行8421解码识别。当堆取料机行走经过校正杆时,通过程序检测同步条件,然后对校正杆进行解码。解码完成后即可得到该校正杆对应的位置值。最后将该位置值赋值给计数器,从而完成堆取料机行走位置校正。但是,现有的标志杆是铁的,而如果有铁质物经过检测开关,则会导致检测开关动作,产生错误的校正信息,从而导致输出的行走位置出现错误。

为此,图尔克推荐客户使用RFID(无线射频识别)解决方案来校正编码器——在堆取料机侧下方安装RFID读写头,在皮带机机架上每隔若干米安装一个载码体,每个载码体存储当前具体的位置信息。当读写头经过载码体时,会从载码体内读取出当前位置信息,然后通过PROFIBUS-DP总线接口通信模块将数据传输给S7-400 PLC系统。PLC将其与编码器位置信息比较,从而校正堆取料机的行走位置。通过RFID识别技术,可以大大提高堆取料机行走定位的准确性,为大机防撞和业务部门作业指令下达提供可靠数据。

由于读写设备需要被安装在室外,所以图尔克推荐客户使用基于现场总线IP67防护等级的图尔克BLident RFID系统。该系统的工作温度为-25℃~+70℃,100%防尘,可短时间内在水下1m工作。另外,斗轮机运输的物料多为粉尘状,且现场环境恶劣,所以我们选用防护等级达到IP68、由环氧树脂制成的载码体。该载码体适用于恶劣环境,即使表面有划痕,污渍也不会影响正常识读。此外,载码体还可以被重复使用,很适合这种闭环应用。

随着用户接受图尔克BLident RFID解决方案,他们还高兴地接受了图尔克总线、接插件,以及接近开关、光电开关等产品。这完全依赖于图尔克整体解决方案的优越性能:图尔克总线产品是模块化设计的,除了可以连接RFID模块外,还可以兼容BL67/20平台下的所有产品,包括开关量和模拟量的输入/输出模块、RS232/422/485通信模块、高速计数模块等。

这样一来,现场的所有信号可以通过一个网关传递到上层的控制器中,这既节省了硬件设备、降低了成本,又减少了设备安装空间,并且可以使现场布线整洁美观。现场应用的图尔克预铸线缆都是IP67防护等级,抗震,防油,防干扰,非常适合室外应用。

因为对图尔克产品高防护等级和高品质的认可,用户决定使用图尔克接近开关取代传统的机械限位开关。因为现场恶劣的环境经常使限位开关触点粘连,而且锈蚀、煤尘积聚和雨雪天气也易使限位开关机械部分不灵活。图尔克接近开关具有极长的检测距离和极高的重复精度,完全可以实现对高压电机制动器和行走制动器的精确到位检测。

该项目负责人在谈到BLident RFID产品时说:“图尔克简单型RFID模块简化了程序开发,无须功能块,可以通过I/O位直接控制读写头进行读写操作。每个周期读/写8个字节,不仅完全满足现场应用需要,而且使用起来也非常灵活。每个网关最多连接8个读写头。除此之外,还可以连接其他的数字量和模拟量的输入/输出模块。如果现场需要添加新的点,则只需要增加模块和底板。这样既可以节约网关的成本,又可以减少现场的布线。另外,读写头可以动态读取载码体的位置信息,不会影响堆取料机的运行速度。0~200mm的读写距离,完全符合应用要求;通过LED指示灯可以清楚地看到读写头和RFID模块的工作状态;预铸的线缆减小了安装的难度,并且确保数据能在恶劣的工业环境中安全传输;最重要的是,图尔克的RFID产品支持热插拔。这样可以减少停机时间,从而使设备维修变得快速、简单。”

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