專利名稱：一種鐵路貨車自動(dòng)定位裝卸控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型創(chuàng)造涉及一種利用RFID技術(shù)進(jìn)行貨車定位裝卸的自動(dòng)控制裝置，特 別是用于有頂蓋及底開門鐵道貨車上的自動(dòng)控制裝置，屬鐵道車輛裝置。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)鐵道貨車上沒有安裝定位裝卸的自動(dòng)控制裝置，其采用的是傳統(tǒng)的手 動(dòng)式風(fēng)控裝置。傳統(tǒng)的手動(dòng)式風(fēng)控裝置是利用手動(dòng)閥控制氣路，控制風(fēng)缸的運(yùn)動(dòng)，達(dá)到對有 底開門貨車卸貨進(jìn)行控制的目的；其缺點(diǎn)是需要人為去逐一打開、關(guān)閉手動(dòng)閥，花費(fèi)大量人 力，而且卸貨時(shí)會(huì)有大量灰塵，對工作人員的身體健康有嚴(yán)重影響。因此需要研究自動(dòng)控制 的技術(shù)方案。國內(nèi)外已有利用RFID技術(shù)進(jìn)行貨車定位的報(bào)道，但是還沒有針對底開門鐵道貨 車的自動(dòng)定位與卸貨自動(dòng)控制的整體解決方案。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型創(chuàng)造的目的是提供一種鐵路貨車自動(dòng)定位裝卸控制裝置，以實(shí)現(xiàn)鐵路 的自動(dòng)定位卸貨功能。本實(shí)用新型創(chuàng)造解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是一種鐵路貨車自動(dòng)定位裝卸控制 裝置，其特征在于，包括電子標(biāo)簽、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，所述車載電源用于向PLC控制箱提供工作電源，所述電磁閥連接機(jī)車的風(fēng)缸或油缸主 回路；所述電子標(biāo)簽安裝在車體上，為有源有線式電子標(biāo)簽，工作在被動(dòng)式工作模式，實(shí) 時(shí)接收讀寫器信號，當(dāng)收到讀寫器有效命令后返回標(biāo)簽ID及標(biāo)簽信息；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，用于定位傳 感和數(shù)據(jù)通信，工作在主動(dòng)式工作模式，處于發(fā)射狀態(tài)，能夠在極短時(shí)間內(nèi)讀取電子標(biāo)簽信 息；所述PLC控制箱還通過信號線連接所述電子標(biāo)簽，并根據(jù)電子標(biāo)簽的信號控制所 述電磁閥接通、斷開。作為改進(jìn)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(biāo)簽。電子標(biāo)簽接收到閱讀器信號，輸出高電平信號時(shí)，所述繼電器線圈得 電，繼電器主觸點(diǎn)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(jìn)方案，本實(shí)用新型還包括第一磁性開關(guān)、第二磁性開關(guān)，所述第一磁性開 關(guān)、第二磁性開關(guān)分別安裝在機(jī)車風(fēng)缸或油缸的磁性活塞的起始位、終止位，用于檢測磁性 活塞是否出于正常位置，檢測信號分別輸入PLC控制箱。作為改進(jìn)方案，所述讀寫器包括第一、第二讀寫器，所述第一讀寫器用于控制所述 電子標(biāo)簽向PLC控制箱發(fā)出電磁閥接通的信號，使車廂底門打開卸貨；所述第二讀寫器用于控制所述電子標(biāo)簽向PLC控制箱發(fā)出電磁閥斷開的信號，使車廂卸貨完畢后底門關(guān)閉。進(jìn)一步改進(jìn)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(jī)車的第一風(fēng)缸或油缸主回路、第二風(fēng)缸或油缸主回路；所述第一風(fēng)缸或油 缸主回路、第二風(fēng)缸或油缸主回路分別對應(yīng)操縱車廂的第一組底門、第二組底門；所述電子 標(biāo)簽包括第一電子標(biāo)簽、第二電子標(biāo)簽分別連接所述PLC控制箱，并通過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(shí)用新型提供了底開門鐵道貨車的自動(dòng)定位與卸貨自動(dòng)控制的整體解決方案， 該方案具有以下優(yōu)點(diǎn)其一，集成功能本裝置將車輛定位、工位識(shí)別和數(shù)據(jù)通信集中在一套電子標(biāo)簽和 閱讀器上，功能強(qiáng)、裝置簡單可靠。其二，定位功能通過對接收到的射頻信號強(qiáng)度進(jìn)行計(jì)算和分析，測定信號點(diǎn)與接 收點(diǎn)的位置，并通過讀寫器智能補(bǔ)償法，使讀寫器和標(biāo)簽單向定位精度達(dá)到士30mm ；其三，抗干擾功能使用頻道隔離技術(shù)，多個(gè)標(biāo)簽、閱讀器互不干擾，適合近距離多 點(diǎn)安裝，滿足列車需要；其四，升級功能通信協(xié)議完整，在功能更改及優(yōu)化的過程中支持固件在線升級功 能；其五，通信距離和定位范圍可調(diào)功能通過調(diào)節(jié)標(biāo)簽和讀寫器的輸出功率及RSSI 值，可將識(shí)別距離控制在0. 1米以內(nèi)。根據(jù)應(yīng)用需要，其通信距離可在(Γ250米范圍內(nèi)自由 調(diào)節(jié)；其六、輸出功能讀寫器設(shè)計(jì)有1路繼電器輸出和RS232、RS485通信總線，標(biāo)簽設(shè) 計(jì)有一路集電極開路輸出和RS485通信總線，可方便實(shí)現(xiàn)車上和地面的信息交流及標(biāo)簽與 車載控制器之間的信息交流。讀寫器設(shè)計(jì)有1路觸發(fā)輸入，可以在外部觸發(fā)事件發(fā)生時(shí)識(shí) 別標(biāo)簽；其七，時(shí)間功能讀寫器內(nèi)有實(shí)時(shí)時(shí)鐘，可以設(shè)置和讀取讀寫器的時(shí)間，可以支持 離線工作模式下識(shí)別標(biāo)簽的時(shí)間印戳功能，精確滿足用戶對時(shí)間敏感的應(yīng)用設(shè)計(jì)。支持讀 寫器實(shí)時(shí)時(shí)間對時(shí)功能；其八，離線工作功能讀寫器內(nèi)設(shè)計(jì)有外部非易失存儲(chǔ)空間，在讀寫器與應(yīng)用系統(tǒng) 通信失敗的情況下，可以將識(shí)別的標(biāo)簽ID存儲(chǔ)在讀寫器中，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。其九，ID匹配功能讀寫器內(nèi)設(shè)計(jì)有外部非易失存儲(chǔ)空間，在封閉應(yīng)用系統(tǒng)中，可 以預(yù)先將本系統(tǒng)發(fā)行的標(biāo)簽ID存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中，當(dāng)讀寫器識(shí)別到標(biāo)簽ID后與本機(jī)存儲(chǔ)的 ID進(jìn)行比較，依據(jù)比較的結(jié)果執(zhí)行讀寫器預(yù)定義或用戶設(shè)計(jì)的動(dòng)作。其十，電源控制功能本實(shí)用新型的車載供電設(shè)計(jì)，能有效保證只在裝卸作業(yè)場所 使用車載電源，在非裝卸作業(yè)場則不使用車載電源。這樣既節(jié)約了車載電源的消耗，也保證 了系統(tǒng)安全。其十，適用環(huán)境性能自動(dòng)控制系統(tǒng)按IP65封裝，適用于惡劣的工業(yè)環(huán)境，具有防 水、防震和防沖擊，其正常工作溫度范圍為-40°C 65°C。綜上，本實(shí)用新型值得在鐵路貨車裝卸作業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用。以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。
圖1為本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為本實(shí)用新型一種具體實(shí)施方式
的結(jié)構(gòu)原理圖。圖3為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的定位卸貨控制流程。圖4為本實(shí)用新型具體實(shí)施方式
的定位卸貨完畢后的關(guān)門控制流程。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，本實(shí)用新型包括電子標(biāo)簽、讀寫器、車載電源、第一磁性開關(guān)、第二磁 性開關(guān)、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(biāo)簽提供 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(biāo)簽。電子標(biāo)簽接收到閱讀器信號，輸出高電平信號時(shí)，繼電器JCl 線圈得電，繼電器主觸點(diǎn)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(jī)車的風(fēng)缸或油缸 主回路；PLC控制箱還通過信號線連接電子標(biāo)簽，并根據(jù)電子標(biāo)簽的信號控制電磁閥接通、 斷開。電磁閥A路接通，使風(fēng)缸或油缸啟動(dòng)，電磁閥B路接通，使風(fēng)缸或油缸關(guān)閉。第一磁性開關(guān)、第二磁性開關(guān)分別安裝在機(jī)車風(fēng)缸或油缸的磁性活塞的起始位、 終止位，用于檢測磁性活塞是否出于正常位置，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，第一讀寫器用于 控制所述電子標(biāo)簽向PLC控制箱發(fā)出電磁閥接通的信號，使車廂底門打開卸貨；第二讀寫 器用于控制所述電子標(biāo)簽向PLC控制箱發(fā)出電磁閥斷開的信號，使車廂卸貨完畢后底門關(guān) 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(jī)車的 第一風(fēng)缸或油缸主回路、第二風(fēng)缸或油缸主回路；第一風(fēng)缸或油缸主回路、第二風(fēng)缸或油缸 主回路分別對應(yīng)操縱車廂的第一組底門和第二組底門。電子標(biāo)簽包括第一電子標(biāo)簽、第二 電子標(biāo)簽分別連接PLC控制箱，并通過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(jìn)入卸貨場入口，當(dāng)速度< 2km/h時(shí)，貨車上的 ECP自動(dòng)向PLC控制箱輸出6V電源，這時(shí)PLC控制箱上6V電源指示燈亮。由于第一電子標(biāo) 簽未得到第一閱讀器的信號，不會(huì)發(fā)出高電平，因此此時(shí)繼電器線圈JCl不會(huì)立即得電。當(dāng) 貨車進(jìn)入卸貨區(qū)B處時(shí)，第一電子標(biāo)簽檢測到裝貨場入口定位的第一閱讀器的信號，第一 電子標(biāo)簽將輸出高電平，在邏輯驅(qū)動(dòng)門的作用下接通繼電器線圈JCl，相應(yīng)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(dòng)工作，同時(shí)安裝在車廂底門處第一、第二風(fēng)缸活塞 起始位的第一磁性開關(guān)上的指示燈亮。PLC發(fā)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(dòng)第一風(fēng)缸活塞運(yùn)行，打開第一組底門1、2。通過安裝在第一 風(fēng)缸活塞終止位的第二磁性開關(guān)檢查底門1、2是否完全打開。第二磁性開關(guān)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(shè)定時(shí)間內(nèi)第二磁性開關(guān)上的指示燈不亮，則PLC控制箱發(fā)出聲光報(bào)警，提醒人工干預(yù)排除故障。車輛繼續(xù)緩慢行駛中，當(dāng)?shù)诙?biāo)簽檢 測到第一閱讀器的信號時(shí)，PLC發(fā)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(dòng)第二風(fēng)缸活塞運(yùn)行，打開第二組底門3、4。通過安裝在第二風(fēng)缸活塞 終止位的第二磁性開關(guān)檢查第二組底門3、4是否完全打開，第二磁性開關(guān)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(shè)定時(shí)間內(nèi)第二磁性開關(guān)上的指示燈不亮，系 統(tǒng)報(bào)警，PLC控制箱發(fā)出聲光報(bào)警，提醒人工干預(yù)排除故障。車輛繼續(xù)緩慢行駛進(jìn)入卸貨區(qū)C處，第一標(biāo)簽檢測到第二閱讀器的信號，發(fā)出關(guān) 閉底門1、2信號，PLC發(fā)出關(guān)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(dòng)第一風(fēng)缸活塞運(yùn)行，關(guān)閉第一組底門1、2。通過安裝在第一風(fēng)缸活塞起始位的第一 磁性開關(guān)檢查底門1、2是否完全關(guān)閉，第一磁性開關(guān)上的指示燈亮表明第一組底門1、2完 全關(guān)閉，如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)第一磁性開關(guān)上的指示燈不亮，系統(tǒng)報(bào)警，PLC控制箱發(fā)出聲光 報(bào)警，提醒人工干預(yù)排除故障。車輛繼續(xù)緩慢行駛中，當(dāng)?shù)诙?biāo)簽檢測到第二閱讀器的信號 時(shí)，發(fā)出關(guān)閉第二組底門3、4信號，PLC發(fā)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(dòng)第二風(fēng)缸活塞運(yùn)行，關(guān)閉第二組底門3、4。通過安裝在第二風(fēng)缸活塞 起始位的第一磁性開關(guān)檢查底門3、4是否完全關(guān)閉？第一磁性開關(guān)上的指示燈亮表明底 門3、4完全關(guān)閉；如果在設(shè)定時(shí)間內(nèi)第一磁性開關(guān)上的指示燈不亮，系統(tǒng)報(bào)警，PLC控制箱 發(fā)出聲光報(bào)警，提醒人工干預(yù)排除故障。隨后，PLC將信息寫入標(biāo)簽3，延時(shí)25秒后，電磁閥 線圈失電，關(guān)斷PLC控制箱的12V電源。車輛駛出卸貨區(qū)。最后所應(yīng)說明的是，以上具體實(shí)施方式
僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案而非限 制，盡管參照較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 可以對本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精 神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種鐵路貨車自動(dòng)定位裝卸控制裝置，其特征在于，包括電子標(biāo)簽、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，所述車載電源用于向PLC控制箱提供工作電源，所述電磁閥連接機(jī)車的風(fēng)缸或油缸主回路；所述電子標(biāo)簽安裝在車體上，為有源有線式電子標(biāo)簽，工作在被動(dòng)式工作模式，實(shí)時(shí)接收讀寫器信號，當(dāng)收到讀寫器有效命令后返回標(biāo)簽ID及標(biāo)簽信息；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，用于定位傳感和數(shù)據(jù)通信，工作在主動(dòng)式工作模式，處于發(fā)射狀態(tài)，能夠在極短時(shí)間內(nèi)讀取電子標(biāo)簽信息；所述PLC控制箱還通過信號線連接所述電子標(biāo)簽，并根據(jù)電子標(biāo)簽的信號控制所述電磁閥接通、斷開。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路貨車自動(dòng)定位裝卸控制裝置，其特征在于，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(biāo)簽；電子標(biāo)簽接收到 閱讀器信號，輸出高電平信號時(shí)，所述繼電器線圈得電，繼電器主觸點(diǎn)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(jù)權(quán)利要求1或2所述鐵路貨車自動(dòng)定位裝卸控制裝置，其特征在于，還包括第一 磁性開關(guān)、第二磁性開關(guān)，所述第一磁性開關(guān)、第二磁性開關(guān)分別安裝在機(jī)車風(fēng)缸或油缸的 磁性活塞的起始位、終止位，用于檢測磁性活塞是否出于正常位置，檢測信號分別輸入PLC 控制箱。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述，其特征在于，所述讀寫器包括第一、第二讀寫器，所述第 一讀寫器用于控制所述電子標(biāo)簽向PLC控制箱發(fā)出電磁閥接通的信號，使車廂底門打開卸 貨；所述第二讀寫器用于控制所述電子標(biāo)簽向PLC控制箱發(fā)出電磁閥斷開的信號，使車廂 卸貨完畢后底門關(guān)閉。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述鐵路貨車自動(dòng)定位裝卸控制裝置，其特征在于，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(jī)車的第一風(fēng)缸或油 缸主回路、第二風(fēng)缸或油缸主回路；所述第一風(fēng)缸或油缸主回路、第二風(fēng)缸或油缸主回路分 別對應(yīng)操縱車廂的第一組底門、第二組底門；所述電子標(biāo)簽包括第一電子標(biāo)簽、第二電子標(biāo) 簽分別連接所述PLC控制箱，并通過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(dòng)定位裝卸控制裝置，包括電子標(biāo)簽、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，所述車載電源用于向PLC控制箱提供工作電源，所述電磁閥連接機(jī)車的風(fēng)缸或油缸主回路；所述電子標(biāo)簽安裝在車體上，為有源有線式電子標(biāo)簽，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，用于定位傳感和數(shù)據(jù)通信；所述PLC控制箱還通過信號線連接所述電子標(biāo)簽，并根據(jù)電子標(biāo)簽的信號控制所述電磁閥接通、斷開。本實(shí)用新型提供了底開門鐵道貨車的自動(dòng)定位與卸貨自動(dòng)控制的整體解決方案，具有節(jié)能、安全可靠、抗干擾，便于維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，值得在鐵路貨車裝卸作業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)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(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者劉幻云, 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