专利名称：一种铁路货车自动定位装卸控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型创造涉及一种利用RFID技术进行货车定位装卸的自动控制装置，特 别是用于有顶盖及底开门铁道货车上的自动控制装置，属铁道车辆装置。
背景技术：
目前，国内铁道货车上没有安装定位装卸的自动控制装置，其采用的是传统的手 动式风控装置。传统的手动式风控装置是利用手动阀控制气路，控制风缸的运动，达到对有 底开门货车卸货进行控制的目的；其缺点是需要人为去逐一打开、关闭手动阀，花费大量人 力，而且卸货时会有大量灰尘，对工作人员的身体健康有严重影响。因此需要研究自动控制 的技术方案。国内外已有利用RFID技术进行货车定位的报道，但是还没有针对底开门铁道货 车的自动定位与卸货自动控制的整体解决方案。
发明内容本实用新型创造的目的是提供一种铁路货车自动定位装卸控制装置，以实现铁路 的自动定位卸货功能。本实用新型创造解决其技术问题的技术方案是一种铁路货车自动定位装卸控制 装置，其特征在于，包括电子标签、读写器、车载电源、PLC控制箱、电磁阀、电缆，所述PLC控制箱用螺栓安装在车体端部，通过电缆分别连接所述车载电源和电磁 阀，所述车载电源用于向PLC控制箱提供工作电源，所述电磁阀连接机车的风缸或油缸主 回路；所述电子标签安装在车体上，为有源有线式电子标签，工作在被动式工作模式，实 时接收读写器信号，当收到读写器有效命令后返回标签ID及标签信息；所述读写器为有源式读写器，安装在装卸场轨道两边的安装支架上，用于定位传 感和数据通信，工作在主动式工作模式，处于发射状态，能够在极短时间内读取电子标签信 息；所述PLC控制箱还通过信号线连接所述电子标签，并根据电子标签的信号控制所 述电磁阀接通、断开。作为改进方案，所述车载电源与PLC控制箱之间还连接继电器，所述继电器线圈 连接所述电子标签。电子标签接收到阅读器信号，输出高电平信号时，所述继电器线圈得 电，继电器主触点接通所述车载电源与PLC控制箱，使车载电源向PLC控制箱供电。作为改进方案，本实用新型还包括第一磁性开关、第二磁性开关，所述第一磁性开 关、第二磁性开关分别安装在机车风缸或油缸的磁性活塞的起始位、终止位，用于检测磁性 活塞是否出于正常位置，检测信号分别输入PLC控制箱。作为改进方案，所述读写器包括第一、第二读写器，所述第一读写器用于控制所述 电子标签向PLC控制箱发出电磁阀接通的信号，使车厢底门打开卸货；所述第二读写器用于控制所述电子标签向PLC控制箱发出电磁阀断开的信号，使车厢卸货完毕后底门关闭。进一步改进的，电磁阀包括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和第二电 磁阀分别连接机车的第一风缸或油缸主回路、第二风缸或油缸主回路；所述第一风缸或油 缸主回路、第二风缸或油缸主回路分别对应操纵车厢的第一组底门、第二组底门；所述电子 标签包括第一电子标签、第二电子标签分别连接所述PLC控制箱，并通过PLC控制箱分别控 制所述第一电磁阀和第二电磁阀的接通、断开。本实用新型提供了底开门铁道货车的自动定位与卸货自动控制的整体解决方案， 该方案具有以下优点其一，集成功能本装置将车辆定位、工位识别和数据通信集中在一套电子标签和 阅读器上，功能强、装置简单可靠。其二，定位功能通过对接收到的射频信号强度进行计算和分析，测定信号点与接 收点的位置，并通过读写器智能补偿法，使读写器和标签单向定位精度达到士30mm ；其三，抗干扰功能使用频道隔离技术，多个标签、阅读器互不干扰，适合近距离多 点安装，满足列车需要；其四，升级功能通信协议完整，在功能更改及优化的过程中支持固件在线升级功 能；其五，通信距离和定位范围可调功能通过调节标签和读写器的输出功率及RSSI 值，可将识别距离控制在0. 1米以内。根据应用需要，其通信距离可在(Γ250米范围内自由 调节；其六、输出功能读写器设计有1路继电器输出和RS232、RS485通信总线，标签设 计有一路集电极开路输出和RS485通信总线，可方便实现车上和地面的信息交流及标签与 车载控制器之间的信息交流。读写器设计有1路触发输入，可以在外部触发事件发生时识 别标签；其七，时间功能读写器内有实时时钟，可以设置和读取读写器的时间，可以支持 离线工作模式下识别标签的时间印戳功能，精确满足用户对时间敏感的应用设计。支持读 写器实时时间对时功能；其八，离线工作功能读写器内设计有外部非易失存储空间，在读写器与应用系统 通信失败的情况下，可以将识别的标签ID存储在读写器中，保证系统稳定工作。其九，ID匹配功能读写器内设计有外部非易失存储空间，在封闭应用系统中，可 以预先将本系统发行的标签ID存储在存储器中，当读写器识别到标签ID后与本机存储的 ID进行比较，依据比较的结果执行读写器预定义或用户设计的动作。其十，电源控制功能本实用新型的车载供电设计，能有效保证只在装卸作业场所 使用车载电源，在非装卸作业场则不使用车载电源。这样既节约了车载电源的消耗，也保证 了系统安全。其十，适用环境性能自动控制系统按IP65封装，适用于恶劣的工业环境，具有防 水、防震和防冲击，其正常工作温度范围为-40°C 65°C。综上，本实用新型值得在铁路货车装卸作业领域推广应用。以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型的技术方案作进一步具体说明。
图1为本实用新型的基本结构原理图。图2为本实用新型一种具体实施方式
的结构原理图。图3为本实用新型具体实施方式
的定位卸货控制流程。图4为本实用新型具体实施方式
的定位卸货完毕后的关门控制流程。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括电子标签、读写器、车载电源、第一磁性开关、第二磁 性开关、继电器JC1、PLC控制箱、电磁阀、电缆。车载电源通过PLC控制箱向电子标签提供 6V的有源电源。车载电源与PLC控制箱之间还连接12V电缆，12V电缆安装继电器JC1，继 电器JCl线圈连接电子标签。电子标签接收到阅读器信号，输出高电平信号时，继电器JCl 线圈得电，继电器主触点接通车载电源与PLC控制箱，使车载电源向PLC控制箱提供12V工 作电压。PLC控制箱通过电缆分别连接车载电源和电磁阀，电磁阀连接机车的风缸或油缸 主回路；PLC控制箱还通过信号线连接电子标签，并根据电子标签的信号控制电磁阀接通、 断开。电磁阀A路接通，使风缸或油缸启动，电磁阀B路接通，使风缸或油缸关闭。第一磁性开关、第二磁性开关分别安装在机车风缸或油缸的磁性活塞的起始位、 终止位，用于检测磁性活塞是否出于正常位置，检测信号分别输入PLC控制箱。如图2所示，相对图1而言，图2中读写器包括第一、第二读写器，第一读写器用于 控制所述电子标签向PLC控制箱发出电磁阀接通的信号，使车厢底门打开卸货；第二读写 器用于控制所述电子标签向PLC控制箱发出电磁阀断开的信号，使车厢卸货完毕后底门关 闭。电磁阀包括第一电磁阀和第二电磁阀，第一电磁阀和第二电磁阀分别连接机车的 第一风缸或油缸主回路、第二风缸或油缸主回路；第一风缸或油缸主回路、第二风缸或油缸 主回路分别对应操纵车厢的第一组底门和第二组底门。电子标签包括第一电子标签、第二 电子标签分别连接PLC控制箱，并通过PLC控制箱分别控制第一电磁阀和第二电磁阀的接 通、断开。如图3所示的控制流程货车减速进入卸货场入口，当速度< 2km/h时，货车上的 ECP自动向PLC控制箱输出6V电源，这时PLC控制箱上6V电源指示灯亮。由于第一电子标 签未得到第一阅读器的信号，不会发出高电平，因此此时继电器线圈JCl不会立即得电。当 货车进入卸货区B处时，第一电子标签检测到装货场入口定位的第一阅读器的信号，第一 电子标签将输出高电平，在逻辑驱动门的作用下接通继电器线圈JCl，相应的触头JCl接通 ECP与PLC控制箱的12V工作电缆，ECP向PLC控制箱提供12V电源，PLC控制箱上12V电源 指示灯亮，PLC控制箱功能自检，开始启动工作，同时安装在车厢底门处第一、第二风缸活塞 起始位的第一磁性开关上的指示灯亮。PLC发出打开第一组底门1、2的命令，第一电磁阀A 位得电，第一气缸气路接通，推动第一风缸活塞运行，打开第一组底门1、2。通过安装在第一 风缸活塞终止位的第二磁性开关检查底门1、2是否完全打开。第二磁性开关上的指示灯亮 表明底门1、2完全打开，可以正常卸货，如果在设定时间内第二磁性开关上的指示灯不亮，则PLC控制箱发出声光报警，提醒人工干预排除故障。车辆继续缓慢行驶中，当第二标签检 测到第一阅读器的信号时，PLC发出打开第二组底门3、4的命令，第二电磁阀A位得电，第 二气缸气路接通，推动第二风缸活塞运行，打开第二组底门3、4。通过安装在第二风缸活塞 终止位的第二磁性开关检查第二组底门3、4是否完全打开，第二磁性开关上的指示灯亮表 明底门3、4完全打开，可以正常卸货，如果在设定时间内第二磁性开关上的指示灯不亮，系 统报警，PLC控制箱发出声光报警，提醒人工干预排除故障。车辆继续缓慢行驶进入卸货区C处，第一标签检测到第二阅读器的信号，发出关 闭底门1、2信号，PLC发出关闭第一组底门1、2命令，第一电磁阀B位得电，第一气缸气路接 通，推动第一风缸活塞运行，关闭第一组底门1、2。通过安装在第一风缸活塞起始位的第一 磁性开关检查底门1、2是否完全关闭，第一磁性开关上的指示灯亮表明第一组底门1、2完 全关闭，如果在设定时间内第一磁性开关上的指示灯不亮，系统报警，PLC控制箱发出声光 报警，提醒人工干预排除故障。车辆继续缓慢行驶中，当第二标签检测到第二阅读器的信号 时，发出关闭第二组底门3、4信号，PLC发出打开底门3、4的命令，第二电磁阀B位得电，第 二气缸气路接通，推动第二风缸活塞运行，关闭第二组底门3、4。通过安装在第二风缸活塞 起始位的第一磁性开关检查底门3、4是否完全关闭？第一磁性开关上的指示灯亮表明底 门3、4完全关闭；如果在设定时间内第一磁性开关上的指示灯不亮，系统报警，PLC控制箱 发出声光报警，提醒人工干预排除故障。随后，PLC将信息写入标签3，延时25秒后，电磁阀 线圈失电，关断PLC控制箱的12V电源。车辆驶出卸货区。最后所应说明的是，以上具体实施方式
仅用以说明本实用新型的技术方案而非限 制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解， 可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的精 神和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。
权利要求一种铁路货车自动定位装卸控制装置，其特征在于，包括电子标签、读写器、车载电源、PLC控制箱、电磁阀、电缆，所述PLC控制箱用螺栓安装在车体端部，通过电缆分别连接所述车载电源和电磁阀，所述车载电源用于向PLC控制箱提供工作电源，所述电磁阀连接机车的风缸或油缸主回路；所述电子标签安装在车体上，为有源有线式电子标签，工作在被动式工作模式，实时接收读写器信号，当收到读写器有效命令后返回标签ID及标签信息；所述读写器为有源式读写器，安装在装卸场轨道两边的安装支架上，用于定位传感和数据通信，工作在主动式工作模式，处于发射状态，能够在极短时间内读取电子标签信息；所述PLC控制箱还通过信号线连接所述电子标签，并根据电子标签的信号控制所述电磁阀接通、断开。
2.根据权利要求1所述的铁路货车自动定位装卸控制装置，其特征在于，所述车载电 源与PLC控制箱之间还连接继电器，所述继电器线圈连接所述电子标签；电子标签接收到 阅读器信号，输出高电平信号时，所述继电器线圈得电，继电器主触点接通所述车载电源与 PLC控制箱，使车载电源向PLC控制箱供电。
3.根据权利要求1或2所述铁路货车自动定位装卸控制装置，其特征在于，还包括第一 磁性开关、第二磁性开关，所述第一磁性开关、第二磁性开关分别安装在机车风缸或油缸的 磁性活塞的起始位、终止位，用于检测磁性活塞是否出于正常位置，检测信号分别输入PLC 控制箱。
4.根据权利要求1或2所述，其特征在于，所述读写器包括第一、第二读写器，所述第 一读写器用于控制所述电子标签向PLC控制箱发出电磁阀接通的信号，使车厢底门打开卸 货；所述第二读写器用于控制所述电子标签向PLC控制箱发出电磁阀断开的信号，使车厢 卸货完毕后底门关闭。
5.根据权利要求3所述铁路货车自动定位装卸控制装置，其特征在于，所述电磁阀包 括第一电磁阀和第二电磁阀，所述第一电磁阀和第二电磁阀分别连接机车的第一风缸或油 缸主回路、第二风缸或油缸主回路；所述第一风缸或油缸主回路、第二风缸或油缸主回路分 别对应操纵车厢的第一组底门、第二组底门；所述电子标签包括第一电子标签、第二电子标 签分别连接所述PLC控制箱，并通过PLC控制箱分别控制所述第一电磁阀和第二电磁阀的 接通、断开。
专利摘要一种铁路货车自动定位装卸控制装置，包括电子标签、读写器、车载电源、PLC控制箱、电磁阀、电缆，所述PLC控制箱用螺栓安装在车体端部，通过电缆分别连接所述车载电源和电磁阀，所述车载电源用于向PLC控制箱提供工作电源，所述电磁阀连接机车的风缸或油缸主回路；所述电子标签安装在车体上，为有源有线式电子标签，所述读写器为有源式读写器，安装在装卸场轨道两边的安装支架上，用于定位传感和数据通信；所述PLC控制箱还通过信号线连接所述电子标签，并根据电子标签的信号控制所述电磁阀接通、断开。本实用新型提供了底开门铁道货车的自动定位与卸货自动控制的整体解决方案，具有节能、安全可靠、抗干扰，便于维护的优点，值得在铁路货车装卸作业领域推广应用。
文档编号G05B19/05GK201698210SQ20102023620
公开日2011年1月5日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者刘幻云, 周乐, 孙先俊, 崔红, 张仙花, 李志勇, 王松 申请人:南车长江车辆有限公司