第1章 系統簡介
1.1 現場概述
橋式起重機都是以橋形主梁的金屬結構作為主要承載構件橫架在車間、倉庫及露天料場固定跨間上方，并可沿軌道移動，取物裝置懸掛在可沿橋架運行的起重小車上，使取物裝置上的重物實現垂直升降和水平移動，以及完成某些特殊工藝操作的起重機，習慣上叫做“天車”或“行車”。它具有構造簡單、操作方便、易于維修、起重量大和不占地面作業面積等特點，是各企業中不可缺少的起重機械設備。
隨著國民經濟快速發展，信息化水平不斷的提高， ERP、MES系統的普及，提高生產效率和安全保障越來越被重視，實現機械自動化是目前常用手段，起重機械作為現代化生產不可缺少的設備，被廣泛地應用于冶金、煤炭、電力等各行業的各種物料的起重、運輸、裝卸安裝和人員輸送等作業中，從而大大減輕了體力勞動的強度，提高了勞動生產效率。實現起重機械自動化最基礎的問題就是位移檢測，將檢測到的位置信息送到可編程控制器（PLC），通過PLC控制變頻調速器，進而控制走行電機的轉速，則可達到自動走行、自動定位的目的。 
1.2 目前采用的定位方式
目前行車位置檢測大多采用的是光電編碼器裝置（光碼盤）、激光位移傳感器、行走限位開關、RFID方式。光電編碼器裝置，整套裝置安裝在驅動電機前部的一個金屬殼體內，由盤狀齒輪與定位車齒條嚙合，通過驅動軸驅動編碼器。盤狀齒輪的圓周與定位車驅動小齒輪的圓周相同。編碼器由傳動齒輪自下而上通過減速機、聯軸節驅動，實現定位車的位置檢測。這幾種檢測位置的方式均存在一定缺陷，具體表現如下：
1) 光電編碼器裝置在車輪打滑就會形成累計誤差， 相對定位的機械接觸工作方式；
2) 激光位移傳感器在不潔凈環境會失去作用，軌道沉降導致車輛走行抖動會使反光板靶位不準，亦會導致位置檢測不準；
3) 行走限位開關由于是點定位，對連續性位置檢測存在盲區；
4) RFID方式是無線點定位，存在漏讀現象， 延時較大；
故這幾種傳感器在檢測位置時多數為機械式、靈敏度低、壽命短、故障率高、可靠性低，操作繁鎖，而且存在溜放環節(即失控區)，致使半自動操作難以可靠穩定運行。由于行車是較大的設備，其慣性較大，在啟動和停止時也是硬性的，所以在工作過程中會產生很大的撞擊和震動，噪音污染嚴重，嚴重影響其安全性和有關零部件的壽命，易于損壞設備，由此設備精確位置控制顯得尤為重要。
1.3 本系統采用的定位技術
本系統采用在行車上加裝刻度標尺精確定位系統的檢測技術，實現行車的位置精確檢測。刻度標尺檢測到的行車位置精度高，信號穩定可靠。在車輛狀態良好的情況下，采用全聯機自動運行方式，即只要滿足啟始條件，按下自動啟動按鈕，系統將全部自動運行，中央控制室操作人員只起監控作用，當發生機械故障或意外情況時，按自動停止或急停按鈕，解除自動程控操作。
第2章 刻度標尺精確定位系統
2.1 刻度標尺系統簡單說明
刻度標尺精確定位系統包括一臺地面電氣柜（含刻度生成儀等）、一臺車載電氣柜（含刻度分析儀等）、刻度標尺以及游尺指針等。其中刻度標尺是由扁平狀的PVC合成材質外殼材料和內部按照格雷碼規律編制的芯線構成，類似一把有刻度的標尺，一般安裝在沿移動機車運行軌道單側邊，或者沿運行軌跡鋪設在地面上，亦或安裝在軌道旁的柵欄立柱上均可，需要檢測多長的位移就鋪設多長的刻度標尺；游尺指針安裝在機車上，用于識別本機車所在的位置。游尺指針相對刻度標尺平行非接觸移動，游尺指針指向的刻度即是當前位置值，可以在車上或地上得到位移量，無需初始參考點，定位精度5毫米，分辨率2毫米。
2.2 刻度標尺系統原理
刻度標尺精確定位系統采用電磁感應原理來檢測移動設備的位移量，當游尺指針線圈中通入交變電流時，在游尺指針附近會產生交變磁場。刻度標尺近似處在一個交變的、均勻分布的磁場中，每對刻度標尺芯線會產生感應電動勢。刻度生成儀信號通過電磁耦合方式傳送到刻度標尺的感應環線上。刻度分析儀對接收到的信號進行相位比較。交叉線的信號相位與平行線的信號相位相同，地址為“0”；交叉線的信號相位與平行線的信號相位相反，地址為“1”，這樣感應的地址信息是格雷碼排列，由此確定游尺指針在刻度標尺長度方向上的位置。
2.3 刻度標尺技術指標
移動機車地址測量精度：≤5mm，分辨率：2毫米，測量范圍：任意定制；
工作環境溫度：系統工作溫度：-20℃— +70℃，
刻度標尺工作溫度：不加防護套：-40℃—+85℃，
加防火套： -40℃—600℃，高溫時耐熱時間約80秒；
  非接觸間隙：150mm±50mm(根據需要可達500毫米)，左右偏擺容差：±50mm；
  重量：刻度標尺重量：1.5Kg/m，外形尺寸：100mm×10mm×長度；
游尺指針重量：≤2.5Kg，外形尺寸：400mm×400mm×30mm（特殊可定制）；
  通信誤碼率：＜10-7；
  刷新速度：20HZ；
  適應速度：≤350M/min；
  標準信號輸出：RS232/RS485，可擴展其它信號；
  信號傳輸距離：≤1200米（485信號輸出）；
  刻度標尺和游尺指針防護等級：普通IP67，最高IP69（水下工作）；
  輸入電源：220VAC±10%；
  耗電：地面電氣柜< 100w   車載電氣柜< 100w。
2.4 刻度標尺功能特點
系統中的刻度生成儀（兼函數信號發生）按一定的周期發出地址載波信號，經游尺指針發射至刻度標尺，地面站的刻度分析儀接收到信號后，解碼還原出機車所處刻度標尺處的絕對地址，經控制器處理后由RS232或者RS485輸出。
無磨損的非接觸式位置檢測，使用壽命長；
可以斷續或連續檢測，測距長達2公里，位移檢測長度可以根據需要定制；
耐污染能力超強，可用在水下、防蒸汽、耐酸堿；
安裝簡單更換方便（無需改變現場環境），免維護；
高穩定性、高可靠性、多種信號輸出方式選擇；
具有反向極性保護功能、防雷擊、防射頻干擾、防靜電；
無需參考點的位移量絕對型輸出，不怕掉電；
位置的取樣時間和測量長度沒有關系；
可以用在環形運動機械位置檢測。
刻度標尺可以埋在水泥地面內，方便安裝和防護，不影響作業環境。
2.5 刻度標尺單套設備結構圖（一維車上檢測）
1) 車載子系統：由游尺指針、車載電氣柜（內含刻度分析儀、開關電源等）。
2) 地面子系統：由地面電氣柜組成（內含刻度生成儀、開關電源、網關、標尺引線轉換器等）。
3) 刻度標尺子系統：由專用刻度標尺、CN箱、EN箱、普通電纜以及各種用于刻度標尺安裝、固定、防護機構組成。
 


第5章 系統實現功能特點
行車大車走行位置檢測
行車小車走行位置檢測
結合吊具高度檢測，實現行車三維數據采集管理
防止行車發生啃軌、碰撞、兩端掉道等事故
根據實時位置，記錄行車的搬運過程
可遠程監控、在線跟蹤、記錄庫中的物流狀態
不受環境的干擾，可提高效率；
結合ERP、MES系統，實現行車位置跟蹤系統(CLTS)，提高四庫（板坯庫、鋼卷庫、成品庫、原料庫）的信息化管理。
第6章 系統應用領域
主要用于散狀物料處理，如礦山系統、冶金系統、港口碼頭系統、化工系統、電力系統、水泥系統、鐵路系統、輕工系統、軍工系統、石油系統、機械系統等有軌搬運設備精確定位和自動控制，如：冶金、煤炭、電力等各行業的各種物料的起重、運輸、裝卸安裝和人員輸送等作業中。如：行車位置跟蹤系統、吊車定位及智能導航系統、天車定位導航系統、天車定位庫區管理控制系統、刻度標尺行車位移識別系統、板坯庫天車定位系統、鋼卷庫天車定位系統、成品庫天車定位系統、原料庫天車定位系統、行車防碰撞系統、行車物流管理系統