第1章 系统简介
1.1 现场概述
在散状物料处理的输送系统中将物料卸在不同的料仓之中的过程称之为卸料或布料。布料的关键设备就是卸料小车（又叫卸料车、布料小车、移动式可逆输送机、可逆带式输送机、可逆配仓带式输送机、可逆配仓移动式皮带输送机、梭式布料机），它的作用就是在输料系统中将上料皮带机上的料卸在指定的料仓里，为达到卸料小车能给不同的料仓卸不同的料，卸料小车需要沿着上料皮带机运行方向进行正反方向的往复运行。
在铁前系统中的矿山、原料、烧结、球团、焦化、炼铁以及港口码头都会用到卸料小车来卸料，虽然工艺条件不同，但对卸料小车的位置检测是关键一环，会直接影响产品质量和工作效率。如港口码头是在大型散料仓库上方装设运行轨道安装皮带运输机，当固体颗粒状成品不直接装车时，可通过皮带运输机输送到卸料小车进料口，再由卸料小车沿着运行轨道将固体颗粒成品均匀撒在散料仓库内进行储存；卸料车通过位置控制来实现多点均匀布料，由此提高仓容，创造经济效益。在钢铁生产过程中铁前环节需要将不同料种进行混配，料仓布料的度影响钢铁质量和效益，通过对卸料车的准确自动化控制能够科学达到铁前产品质量要求，并能提高生产效益，改善操作人员工作环境。
1.2 目前采用的定位方式
目前原始的控制是操作人员随小车一起移动现地使用手动控制卸料小车来实现对料仓的卸料，岗位操作人员通过人眼观测每个料仓的料位，根据需要将小车开到合理的料仓卸料。其次对卸料小车的控制大多是通过在每个料仓处安装限位开关，利用其提供的几个点的位置信号在操作室内进行远程控制；对小车到达目标仓位和换仓的判断是基于操作台上的仓位信号灯的指示信号：例如1#-12#共12个仓就在操作台面板上设置对应的12个位置指示灯。指示灯的信号是通过在现场的每个仓旁边装一个或多个接近开关（或限位开关）得到的。当小车经过仓位处的接近开关或限位开关时，开关感应到一个信号，送给中控室，从而对应仓的指示灯亮，操作人员就知道小车到达了目标仓，即按停止按扭进行卸料，当中控室的料位信号指示仓满后操作人员控制小车继续向左或向右运行，直到到达对应的目标仓，信号灯亮后再停下来布料，以此达到换仓的目的。
传统的这种方式所使用的限位开关会出现如下问题：容易失灵，接近开关或限位开关的工作原理决定了其可靠性不佳。其次由于小车制动时发生的溜车现象，停不准。所以一旦小车不能准确停在所安装的限位开关范围内（发生溜车），中控室的操作台上的所有信号灯无一变亮，这样也就出现了我们所说的小车位置丢失，中控人员不知道小车到底在什么位置了，这时就需要派人到现场确认小车位置后告知中控，中控才能继续操作小车运行到达目标位置。上述问题对控制和生产带来的影响总结如下：
卸料小车是直接将料卸到料仓的，由于定位的不准或失灵（特别在发生溜车时如果操作人员责任心不强，未到现场确认位置，晚间值班多易出现）容易导致错仓混料的事故，直接影响到原料成分的稳定性，造成质量不合格；
整个连续的生产过程常被打断，不仅影响了生产效率，而且设备的实际作业率很低，无法实现整个流程的信息化作业；
失灵后需专门派人到现场确认小车位置，派到现场的观察人员与操作室操作人员之间频繁的信息交换主要是通过对讲机来传递的，因为现场噪音干扰严重，受通话质量、现场环境等影响，难以保证信息传递准确性。一来容易引发事故，二来无端耗费大量工作时间；
当操作人员在控制室内操作卸料小车时，现场观察人员的存在始终是一个隐患。如果操作工与现场观察人员之间相互配合出现失误，就有可能发生意外伤亡事件；
卸料现场环境极差，粉尘和噪音严重影响了岗位操作人员的身体健康，不宜长期有人在现场值守；
中控室只能感应到几个点的位置信号，中控室无法实现对现场长量程的监控功能；
因为定位不准，中控室调度需要时刻同岗位操作人员保持联系，以便确定现场的卸料情况，进行全盘计划和调度。中控和现场互相之间的沟通交流就占用了大量的时间，给提高设备的整体作业率带来了许多不便；
限位开关的失灵还可能导致卸料小车两端碰撞或掉道事故。
要完善解决上述问题就必须做到两点：，位置信号要可靠准确，而且要能在现场强粉尘的环境下可靠工作。第二，中控要能把小车的运行轨迹监控下来，非常直观地知道小车目前所处料仓的位置坐标和对应的料仓（如果采用摄相头监控无法指导操作人员对几十米长的一模一样的仓位进行识别）。也就是说如果我们能知道现场小车的连续位置坐标，就能很好地做到这两点。
1.3 本系统采用的定位技术
本系统使用刻度标尺定位技术来检测卸料小车的实时位置，将卸料小车的实时位置信息传送到系统PLC，再到上位机，主控操作人员或岗位人员通过上位机时刻掌握卸料小车的具体位置和每个料仓的仓容情况（结合料位计）来控制卸料小车运行。通过刻度标尺定位系统和控制系统的协同工作，可以实现卸料小车行走位置准确可靠，将皮带机上的料卸在指定的料仓中，防止偏离卸料口，实现定点或多点布料，满足卸料需求。
通过该技术的使用，可以时刻掌握各个料仓的实际料量，了解卸料小车的实时位置，实现自动定点或多点均匀卸料。可提高卸料效率，节约成本；有利于减少工人劳动强度，保护岗位操作人员身体健康；杜绝各类生产事故和混料错仓等质量事故的发生；实现信息的有效收集，有利于提高设备作业率；提高自动化控制水平和信息化管理水平，保障产量和质量，提升企业形象，提高企业产值和竞争力。
第2章 刻度标尺定位系统
2.1 刻度标尺系统简单说明
刻度标尺定位系统包括一台地面电气柜（含刻度分析仪等）、一台车载电气柜（含刻度生成仪等）、刻度标尺以及游尺指针等。其中刻度标尺是由扁平状的PVC合成材质外壳材料和内部按照格雷码规律编制的芯线构成，类似一把有刻度的标尺，一般安装在沿移动机车运行轨道单侧边，或者沿运行轨迹铺设在地面上，亦或安装在轨道旁的栅栏立柱上均可，需要检测多长的位移就铺设多长的刻度标尺；游尺指针安装在机车上，用于识别本机车所在的位置。游尺指针相对刻度标尺平行非接触移动，游尺指针指向的刻度即是当前位置值，可以在车上或地上得到