专利名称：自动定量装车系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种自动定量装车系统及方法，适用于铁路车皮装运煤炭、矿石等 散装物料。
背景技术：
很多散装物料如煤炭、矿石等都是通过铁路车皮进行运输的，现在的装车系统 大多是人工监视装车过程，装车时通过轨道衡计量，这样的装车系统效率低下，装车速 度慢，物料在车厢内分布不均勻。
中国专利文献CN1061755A公开了一种《全自动定量装车的方法与装置》，其 特征是用皮带秤称出物料的重量，装车的过程中用调节皮带运输机速度或调节下料口的 大小方法来调节装车速度，并用激光、超声、红外等信号检测车轮或车厢。这种方法以 皮带秤作为装车量依据，受皮带秤精度影响较大，而皮带秤的计量数据也不能作为与客 户结算的依据。
中国专利文献CN2510452Y公开了一种《新型快速自动定量装车装置》，其 特征是由塔架、安装在塔架中的缓冲仓、定量仓、和缓冲仓下端控制卸料的液压平板闸 门、定量仓下端装车的液压装车间门装置、以及称量传感器、砝码校正装置、液压控制 装置、电脑监控装置、三级取样装置等组成，定量仓通过称量传感器安装在塔架上，形 成独立称量仓体，液压平板闸门为双翼式密封结构，各卸料处设置了密封装置，并采用 了三级取样装置，整个装车过程在电脑监控下通过液压控制装置实现。这种装置实现了 车皮快速定量装车，但投资大，适合新建的大型装车站。发明内容
本发明针对现有自动定量装车系统存在的问题和局限性，提出一种构造简单、 适用范围广、投资低、装车精度及效率高的自动定量装车系统及方法。该自动定量装车 系统及方法可方便地安装在现有装车站上，不需要改变装车站布局，通过对现有装车系 统进行改造，运用本发明的自动定量装车系统及方法，可大幅度提高装车效率。
本发明的自动定量装车系统组成见图1，由轨道衡、测位矩阵、调度绞车、PLC 控制柜、上位计算机构成。PLC控制柜按照装车系统设备组成由事先编制好的控制程序 实现所有设备的集中开停，并对所有设备配备相应的保护功能。随着装车过程的进行， 车皮上物料逐渐增加，通过PLC模拟量输入模块采集轨道衡的称重数据。测位矩阵由对 射式光电传感器组成，通过PLC数字量量输入模块采集车皮位置信号，由PLC控制调度 绞车拖动车皮。上位计算机与PLC通讯，可实时显示装车情况，必要时干预系统运行。
本发明的自动定量装车方法是，对于不同规格的车皮，根据装运物料的规格和 所需装载的总重量，在上位计算机上预先设定好装车方案，确定该物料在车皮上要装多 少堆，如图1中1-2所示，由此确定测位矩阵的布置。测位矩阵中对射式光电传感器沿车 皮高度方向可布置在高于车厢下部低于车厢上部的任意位置，如图1中1-1所示。测位矩阵中对射式光电传感器沿车皮长度方向按图1中1-2在车皮上要装多少堆物料确定，布 置情况如图2所示，沿车皮长度方向，车厢开始位置布置布置对射式光电传感器AS，车 厢结束位置布置对射式光电传感器AE，如有几种不同规格的车皮，可在车厢结束位置增 加布置对射式光电传感器AEl、AE2等，根据车皮上要装多少堆物料，对应在物料堆最 高位置处沿车皮长度方向布置对射式光电传感器Al、A2、A3等，如图2所示。测位矩 阵中没有车皮时，各对射式光电传感器导通，数值为1。当车皮由调度绞车拖动逐节进入 测位矩阵，AS数值由1变为0时，表示车皮到达预定确定规格的位置，同时由PLC判断 AE、AEU AE2等哪个数值由0变为1，从而确定车皮规格。上位计算机和PLC根据车 皮规格自动确定装车方案。调度绞车继续牵引车皮向前，当Al数值由1变为0时，车皮 到达第一个装车位置，PLC停止调度绞车运行，并启动装车系统中如给料机、皮带机、 装车簸箕等设备开始装车，装车过程中PLC模拟量输入模块采集轨道衡的称重数据，到 达额定值时启动调度绞车，车皮向前运行，当A2由数值由0变为1时，停调度绞车，称 重数据到达额定值时启动调度绞车，依次A3、A4等数值由0变为1，车皮上各物料堆装 到预定高度。由于两节车皮间都存在一定间距的换长，第一节车皮装完后，第一和第二 节车皮间换长处于测位矩阵中AS位置，AS值由0变为1，当AS值再次由1变为0时， 表示第二节车皮到达预定确定规格的位置，系统将重复第一节车皮的装车方式对第二节 车皮进行装车，直至装完整列车皮。
本发明的自动定量装车系统和方法可实现车皮的自动定量装车，采用测位矩阵 自动判断车皮规格，系统以PLC为控制核心，按照预先设定好的装车方案装车，车皮 所处的位置由测位矩阵定位，物料沿车皮长度方向可实现均勻装载，通过轨道衡反馈给 PLC的称重信号，使车皮上的每堆物料既不会多装也不会少装，避免了人工装车时物料 在车皮上前多后少或物料装满撒到车皮外面的情况发生。
图1是系统构成图。图中1-1: 1、轨道衡，2、测位矩阵，系统的其他组成部 分调度绞车、PLC控制柜、上位计算机没有在图中画出。图中1-2表达了物料装载到车 皮上形成的物料堆情况。
图2是测位矩阵布置图。图中表达了由对射式光电传感器组成的测位矩阵与物 料堆及车皮开始和结束位置的对应关系。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明的自动定量装车系统和方法由轨道衡、测位矩阵、调 度绞车、PLC控制柜、上位计算机构成。根据已知的进入装车站车皮规格按图2所示布 置测位矩阵中对射式光电传感器AS和AE、AEU AE2等，根据要装载的物料规格和性 质通过上位计算机设计计算出物料堆情况，由此布置测位矩阵中对射式光电传感器Al、 A.2、A.3 ο
当车皮由调度绞车拖动逐节进入测位矩阵，AS数值由1变为0时，表示车皮到 达预定确定规格的位置，同时由PLC判断AE、AEU AE2等哪个数值由0变为1，从而 确定车皮规格。调度绞车继续牵引车皮向前，当Al数值由1变为0时，车皮到达第一个装车位置，PLC停止调度绞车运行，并启动装车系统中如给料机、皮带机、装车簸箕 等设备开始装车，装车过程中PLC模拟量输入模块采集轨道衡的称重数据，到达额定值 时启动调度绞车，车皮向前运行，当A2由数值由0变为1时，停调度绞车，称重数据到 达额定值时启动调度绞车，依次A3、A4等数值由0变为1，车皮上各物料堆装到预定高 度。当AS值再次由1变为0时，表示第二节车皮到达预定确定规格的位置，系统将重复 第一节车皮的装车方式对第二节车皮进行装车，直至装完整列车皮。
本发明具有以下特点1、可方便地对现有装车系统进行改造，实现自动定量装车。投资少，适用范围广。
2、可大幅度提高装车效率，优化散装物料装车方式。
3、系统以PLC为控制核心，通过采集轨道衡的称重数据控制每个物料堆高度， 采用测位矩阵实现车皮规格识别和定位，运行可靠。
权利要求
1.一种自动定量装车系统和方法，由轨道衡、测位矩阵、调度绞车、PLC控制柜、 上位计算机构成。
2.根据权利要求1所述的自动定量装车系统和方法，其特征在于对于不同规格 的车皮，根据装运物料的规格和所需装载的总重量，在上位计算机上预先设定好装车方 案，确定该物料在车皮上要装多少堆。
3.根据权利要求1所述的自动定量装车系统和方法，其特征在于通过PLC模拟量 输入模块采集轨道衡的称重数据，从而控制车皮上每个物料堆高度。
4.根据权利要求1所述的自动定量装车系统和方法，其特征在于采用测位矩阵实 现车皮规格识别和定位。
5.根据权利要求1所述的自动定量装车系统和方法，其特征在于测位矩阵由对射 式光电传感器组成。
6.根据权利要求1所述的自动定量装车系统和方法，其特征在于测位矩阵中对射 式光电传感器沿车皮高度方向可布置在高于车厢下部低于车厢上部的任意位置。
7.根据权利要求1所述的自动定量装车系统和方法，其特征在于测位矩阵中对射 式光电传感器沿车皮长度方向按图1中1-2在车皮上要装多少堆物料确定，布置情况如图 2所示。
8.根据权利要求1所述的自动定量装车系统和方法，其特征在于沿车皮长度方 向，车厢开始位置布置布置对射式光电传感器AS，车厢结束位置布置对射式光电传感 器AE，如有几种不同规格的车皮，可在车厢结束位置增加布置对射式光电传感器AEl、 AE2 等。
9.根据权利要求1所述的自动定量装车系统和方法，其特征在于根据车皮上要装 多少堆物料，对应在物料堆最高位置处沿车皮长度方向布置对射式光电传感器Al、A2、 A3等。
全文摘要
一种自动定量装车系统及方法，由轨道衡、测位矩阵、调度绞车、PLC控制柜、上位计算机构成，适用于铁路车皮装运煤炭、矿石等散装物料。对于不同规格的车皮，根据装运物料的规格和所需装载的总重量，在上位计算机上预先设定好装车方案，确定该物料在车皮上要装多少堆。系统以PLC为控制核心，通过采集轨道衡的称重数据控制每个物料堆高度，采用测位矩阵实现车皮规格识别和定位，从而实现自动定量装车。
文档编号B65G67/04GK102020121SQ20101025594
公开日2011年4月20日 申请日期2010年8月18日 优先权日2010年8月18日
发明者刘文革, 田驰 申请人:东莞市罗尔机电科技有限公司