一種鐵路貨車自動定位裝卸控制裝置的製作方法

2023-06-27 21:37:46

專利名稱：一種鐵路貨車自動定位裝卸控制裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型創造涉及一種利用RFID技術進行貨車定位裝卸的自動控制裝置，特 別是用於有頂蓋及底開門鐵道貨車上的自動控制裝置，屬鐵道車輛裝置。
背景技術：
目前，國內鐵道貨車上沒有安裝定位裝卸的自動控制裝置，其採用的是傳統的手 動式風控裝置。傳統的手動式風控裝置是利用手動閥控制氣路，控制風缸的運動，達到對有 底開門貨車卸貨進行控制的目的；其缺點是需要人為去逐一打開、關閉手動閥，花費大量人 力，而且卸貨時會有大量灰塵，對工作人員的身體健康有嚴重影響。因此需要研究自動控制 的技術方案。國內外已有利用RFID技術進行貨車定位的報導，但是還沒有針對底開門鐵道貨 車的自動定位與卸貨自動控制的整體解決方案。
發明內容本實用新型創造的目的是提供一種鐵路貨車自動定位裝卸控制裝置，以實現鐵路 的自動定位卸貨功能。本實用新型創造解決其技術問題的技術方案是一種鐵路貨車自動定位裝卸控制 裝置，其特徵在於，包括電子標籤、讀寫器、車載電源、PLC控制箱、電磁閥、電纜，所述PLC控制箱用螺栓安裝在車體端部，通過電纜分別連接所述車載電源和電磁 閥，所述車載電源用於向PLC控制箱提供工作電源，所述電磁閥連接機車的風缸或油缸主 迴路；所述電子標籤安裝在車體上，為有源有線式電子標籤，工作在被動式工作模式，實 時接收讀寫器信號，當收到讀寫器有效命令後返回標籤ID及標籤信息；所述讀寫器為有源式讀寫器，安裝在裝卸場軌道兩邊的安裝支架上，用於定位傳 感和數據通信，工作在主動式工作模式，處於發射狀態，能夠在極短時間內讀取電子標籤信 息；所述PLC控制箱還通過信號線連接所述電子標籤，並根據電子標籤的信號控制所 述電磁閥接通、斷開。作為改進方案，所述車載電源與PLC控制箱之間還連接繼電器，所述繼電器線圈 連接所述電子標籤。電子標籤接收到閱讀器信號，輸出高電平信號時，所述繼電器線圈得 電，繼電器主觸點接通所述車載電源與PLC控制箱，使車載電源向PLC控制箱供電。作為改進方案，本實用新型還包括第一磁性開關、第二磁性開關，所述第一磁性開 關、第二磁性開關分別安裝在機車風缸或油缸的磁性活塞的起始位、終止位，用於檢測磁性 活塞是否出於正常位置，檢測信號分別輸入PLC控制箱。作為改進方案，所述讀寫器包括第一、第二讀寫器，所述第一讀寫器用於控制所述 電子標籤向PLC控制箱發出電磁閥接通的信號，使車廂底門打開卸貨；所述第二讀寫器用於控制所述電子標籤向PLC控制箱發出電磁閥斷開的信號，使車廂卸貨完畢後底門關閉。進一步改進的，電磁閥包括第一電磁閥和第二電磁閥，所述第一電磁閥和第二電 磁閥分別連接機車的第一風缸或油缸主迴路、第二風缸或油缸主迴路；所述第一風缸或油 缸主迴路、第二風缸或油缸主迴路分別對應操縱車廂的第一組底門、第二組底門；所述電子 標籤包括第一電子標籤、第二電子標籤分別連接所述PLC控制箱，並通過PLC控制箱分別控 制所述第一電磁閥和第二電磁閥的接通、斷開。本實用新型提供了底開門鐵道貨車的自動定位與卸貨自動控制的整體解決方案， 該方案具有以下優點其一，集成功能本裝置將車輛定位、工位識別和數據通信集中在一套電子標籤和 閱讀器上，功能強、裝置簡單可靠。其二，定位功能通過對接收到的射頻信號強度進行計算和分析，測定信號點與接 收點的位置，並通過讀寫器智能補償法，使讀寫器和標籤單向定位精度達到士30mm ；其三，抗幹擾功能使用頻道隔離技術，多個標籤、閱讀器互不幹擾，適合近距離多 點安裝，滿足列車需要；其四，升級功能通信協議完整，在功能更改及優化的過程中支持固件在線升級功 能；其五，通信距離和定位範圍可調功能通過調節標籤和讀寫器的輸出功率及RSSI 值，可將識別距離控制在0. 1米以內。根據應用需要，其通信距離可在(Γ250米範圍內自由 調節；其六、輸出功能讀寫器設計有1路繼電器輸出和RS232、RS485通信總線，標籤設 計有一路集電極開路輸出和RS485通信總線，可方便實現車上和地面的信息交流及標籤與 車載控制器之間的信息交流。讀寫器設計有1路觸發輸入，可以在外部觸發事件發生時識 別標籤；其七，時間功能讀寫器內有實時時鐘，可以設置和讀取讀寫器的時間，可以支持 離線工作模式下識別標籤的時間印戳功能，精確滿足用戶對時間敏感的應用設計。支持讀 寫器實時時間對時功能；其八，離線工作功能讀寫器內設計有外部非易失存儲空間，在讀寫器與應用系統 通信失敗的情況下，可以將識別的標籤ID存儲在讀寫器中，保證系統穩定工作。其九，ID匹配功能讀寫器內設計有外部非易失存儲空間，在封閉應用系統中，可 以預先將本系統發行的標籤ID存儲在存儲器中，當讀寫器識別到標籤ID後與本機存儲的 ID進行比較，依據比較的結果執行讀寫器預定義或用戶設計的動作。其十，電源控制功能本實用新型的車載供電設計，能有效保證只在裝卸作業場所 使用車載電源，在非裝卸作業場則不使用車載電源。這樣既節約了車載電源的消耗，也保證 了系統安全。其十，適用環境性能自動控制系統按IP65封裝，適用於惡劣的工業環境，具有防 水、防震和防衝擊，其正常工作溫度範圍為-40°C 65°C。綜上，本實用新型值得在鐵路貨車裝卸作業領域推廣應用。以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型的技術方案作進一步具體說明。

圖1為本實用新型的基本結構原理圖。圖2為本實用新型一種具體實施方式
的結構原理圖。圖3為本實用新型具體實施方式
的定位卸貨控制流程。圖4為本實用新型具體實施方式
的定位卸貨完畢後的關門控制流程。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括電子標籤、讀寫器、車載電源、第一磁性開關、第二磁 性開關、繼電器JC1、PLC控制箱、電磁閥、電纜。車載電源通過PLC控制箱向電子標籤提供 6V的有源電源。車載電源與PLC控制箱之間還連接12V電纜，12V電纜安裝繼電器JC1，繼 電器JCl線圈連接電子標籤。電子標籤接收到閱讀器信號，輸出高電平信號時，繼電器JCl 線圈得電，繼電器主觸點接通車載電源與PLC控制箱，使車載電源向PLC控制箱提供12V工 作電壓。PLC控制箱通過電纜分別連接車載電源和電磁閥，電磁閥連接機車的風缸或油缸 主迴路；PLC控制箱還通過信號線連接電子標籤，並根據電子標籤的信號控制電磁閥接通、 斷開。電磁閥A路接通，使風缸或油缸啟動，電磁閥B路接通，使風缸或油缸關閉。第一磁性開關、第二磁性開關分別安裝在機車風缸或油缸的磁性活塞的起始位、 終止位，用於檢測磁性活塞是否出於正常位置，檢測信號分別輸入PLC控制箱。如圖2所示，相對圖1而言，圖2中讀寫器包括第一、第二讀寫器，第一讀寫器用於 控制所述電子標籤向PLC控制箱發出電磁閥接通的信號，使車廂底門打開卸貨；第二讀寫 器用於控制所述電子標籤向PLC控制箱發出電磁閥斷開的信號，使車廂卸貨完畢後底門關 閉。電磁閥包括第一電磁閥和第二電磁閥，第一電磁閥和第二電磁閥分別連接機車的 第一風缸或油缸主迴路、第二風缸或油缸主迴路；第一風缸或油缸主迴路、第二風缸或油缸 主迴路分別對應操縱車廂的第一組底門和第二組底門。電子標籤包括第一電子標籤、第二 電子標籤分別連接PLC控制箱，並通過PLC控制箱分別控制第一電磁閥和第二電磁閥的接 通、斷開。如圖3所示的控制流程貨車減速進入卸貨場入口，當速度< 2km/h時，貨車上的 ECP自動向PLC控制箱輸出6V電源，這時PLC控制箱上6V電源指示燈亮。由於第一電子標 籤未得到第一閱讀器的信號，不會發出高電平，因此此時繼電器線圈JCl不會立即得電。當 貨車進入卸貨區B處時，第一電子標籤檢測到裝貨場入口定位的第一閱讀器的信號，第一 電子標籤將輸出高電平，在邏輯驅動門的作用下接通繼電器線圈JCl，相應的觸頭JCl接通 ECP與PLC控制箱的12V工作電纜，ECP向PLC控制箱提供12V電源，PLC控制箱上12V電源 指示燈亮，PLC控制箱功能自檢，開始啟動工作，同時安裝在車廂底門處第一、第二風缸活塞 起始位的第一磁性開關上的指示燈亮。PLC發出打開第一組底門1、2的命令，第一電磁閥A 位得電，第一氣缸氣路接通，推動第一風缸活塞運行，打開第一組底門1、2。通過安裝在第一 風缸活塞終止位的第二磁性開關檢查底門1、2是否完全打開。第二磁性開關上的指示燈亮 表明底門1、2完全打開，可以正常卸貨，如果在設定時間內第二磁性開關上的指示燈不亮，則PLC控制箱發出聲光報警，提醒人工幹預排除故障。車輛繼續緩慢行駛中，當第二標籤檢 測到第一閱讀器的信號時，PLC發出打開第二組底門3、4的命令，第二電磁閥A位得電，第 二氣缸氣路接通，推動第二風缸活塞運行，打開第二組底門3、4。通過安裝在第二風缸活塞 終止位的第二磁性開關檢查第二組底門3、4是否完全打開，第二磁性開關上的指示燈亮表 明底門3、4完全打開，可以正常卸貨，如果在設定時間內第二磁性開關上的指示燈不亮，系 統報警，PLC控制箱發出聲光報警，提醒人工幹預排除故障。車輛繼續緩慢行駛進入卸貨區C處，第一標籤檢測到第二閱讀器的信號，發出關 閉底門1、2信號，PLC發出關閉第一組底門1、2命令，第一電磁閥B位得電，第一氣缸氣路接 通，推動第一風缸活塞運行，關閉第一組底門1、2。通過安裝在第一風缸活塞起始位的第一 磁性開關檢查底門1、2是否完全關閉，第一磁性開關上的指示燈亮表明第一組底門1、2完 全關閉，如果在設定時間內第一磁性開關上的指示燈不亮，系統報警，PLC控制箱發出聲光 報警，提醒人工幹預排除故障。車輛繼續緩慢行駛中，當第二標籤檢測到第二閱讀器的信號 時，發出關閉第二組底門3、4信號，PLC發出打開底門3、4的命令，第二電磁閥B位得電，第 二氣缸氣路接通，推動第二風缸活塞運行，關閉第二組底門3、4。通過安裝在第二風缸活塞 起始位的第一磁性開關檢查底門3、4是否完全關閉？第一磁性開關上的指示燈亮表明底 門3、4完全關閉；如果在設定時間內第一磁性開關上的指示燈不亮，系統報警，PLC控制箱 發出聲光報警，提醒人工幹預排除故障。隨後，PLC將信息寫入標籤3，延時25秒後，電磁閥 線圈失電，關斷PLC控制箱的12V電源。車輛駛出卸貨區。最後所應說明的是，以上具體實施方式
僅用以說明本實用新型的技術方案而非限 制，儘管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解， 可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的精 神和範圍，其均應涵蓋在本實用新型的權利要求範圍當中。
權利要求一種鐵路貨車自動定位裝卸控制裝置，其特徵在於，包括電子標籤、讀寫器、車載電源、PLC控制箱、電磁閥、電纜，所述PLC控制箱用螺栓安裝在車體端部，通過電纜分別連接所述車載電源和電磁閥，所述車載電源用於向PLC控制箱提供工作電源，所述電磁閥連接機車的風缸或油缸主迴路；所述電子標籤安裝在車體上，為有源有線式電子標籤，工作在被動式工作模式，實時接收讀寫器信號，當收到讀寫器有效命令後返回標籤ID及標籤信息；所述讀寫器為有源式讀寫器，安裝在裝卸場軌道兩邊的安裝支架上，用於定位傳感和數據通信，工作在主動式工作模式，處於發射狀態，能夠在極短時間內讀取電子標籤信息；所述PLC控制箱還通過信號線連接所述電子標籤，並根據電子標籤的信號控制所述電磁閥接通、斷開。
2.根據權利要求1所述的鐵路貨車自動定位裝卸控制裝置，其特徵在於，所述車載電 源與PLC控制箱之間還連接繼電器，所述繼電器線圈連接所述電子標籤；電子標籤接收到 閱讀器信號，輸出高電平信號時，所述繼電器線圈得電，繼電器主觸點接通所述車載電源與 PLC控制箱，使車載電源向PLC控制箱供電。
3.根據權利要求1或2所述鐵路貨車自動定位裝卸控制裝置，其特徵在於，還包括第一 磁性開關、第二磁性開關，所述第一磁性開關、第二磁性開關分別安裝在機車風缸或油缸的 磁性活塞的起始位、終止位，用於檢測磁性活塞是否出於正常位置，檢測信號分別輸入PLC 控制箱。
4.根據權利要求1或2所述，其特徵在於，所述讀寫器包括第一、第二讀寫器，所述第 一讀寫器用於控制所述電子標籤向PLC控制箱發出電磁閥接通的信號，使車廂底門打開卸 貨；所述第二讀寫器用於控制所述電子標籤向PLC控制箱發出電磁閥斷開的信號，使車廂 卸貨完畢後底門關閉。
5.根據權利要求3所述鐵路貨車自動定位裝卸控制裝置，其特徵在於，所述電磁閥包 括第一電磁閥和第二電磁閥，所述第一電磁閥和第二電磁閥分別連接機車的第一風缸或油 缸主迴路、第二風缸或油缸主迴路；所述第一風缸或油缸主迴路、第二風缸或油缸主迴路分 別對應操縱車廂的第一組底門、第二組底門；所述電子標籤包括第一電子標籤、第二電子標 籤分別連接所述PLC控制箱，並通過PLC控制箱分別控制所述第一電磁閥和第二電磁閥的 接通、斷開。
專利摘要一種鐵路貨車自動定位裝卸控制裝置，包括電子標籤、讀寫器、車載電源、PLC控制箱、電磁閥、電纜，所述PLC控制箱用螺栓安裝在車體端部，通過電纜分別連接所述車載電源和電磁閥，所述車載電源用於向PLC控制箱提供工作電源，所述電磁閥連接機車的風缸或油缸主迴路；所述電子標籤安裝在車體上，為有源有線式電子標籤，所述讀寫器為有源式讀寫器，安裝在裝卸場軌道兩邊的安裝支架上，用於定位傳感和數據通信；所述PLC控制箱還通過信號線連接所述電子標籤，並根據電子標籤的信號控制所述電磁閥接通、斷開。本實用新型提供了底開門鐵道貨車的自動定位與卸貨自動控制的整體解決方案，具有節能、安全可靠、抗幹擾，便於維護的優點，值得在鐵路貨車裝卸作業領域推廣應用。
文檔編號G05B19/05GK201698210SQ20102023620
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月24日 優先權日2010年6月24日
發明者劉幻雲, 周樂, 孫先俊, 崔紅, 張仙花, 李志勇, 王松 申請人:南車長江車輛有限公司