專利名稱：一種鐵路貨車自動定位裝卸控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型創(chuàng)造涉及一種利用RFID技術(shù)進行貨車定位裝卸的自動控制裝置，特 別是用于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(shù)：
目前，國內(nèi)鐵道貨車上沒有安裝定位裝卸的自動控制裝置，其采用的是傳統(tǒng)的手 動式風(fēng)控裝置。傳統(tǒng)的手動式風(fēng)控裝置是利用手動閥控制氣路，控制風(fēng)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(guān)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(yán)重影響。因此需要研究自動控制 的技術(shù)方案。國內(nèi)外已有利用RFID技術(shù)進行貨車定位的報道，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(fā)明內(nèi)容本實用新型創(chuàng)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(xiàn)鐵路 的自動定位卸貨功能。本實用新型創(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，工作在被動式工作模式，實 時接收讀寫器信號，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，工作在主動式工作模式，處于發(fā)射狀態(tài)，能夠在極短時間內(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，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(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(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(yōu)點其一，集成功能本裝置將車輛定位、工位識別和數(shù)據(jù)通信集中在一套電子標(biāo)簽和 閱讀器上，功能強、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，并通過讀寫器智能補償法，使讀寫器和標(biāo)簽單向定位精度達到士30mm ；其三，抗干擾功能使用頻道隔離技術(shù)，多個標(biāo)簽、閱讀器互不干擾，適合近距離多 點安裝，滿足列車需要；其四，升級功能通信協(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)計有1路繼電器輸出和RS232、RS485通信總線，標(biāo)簽設(shè) 計有一路集電極開路輸出和RS485通信總線，可方便實現(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)計有1路觸發(fā)輸入，可以在外部觸發(fā)事件發(fā)生時識 別標(biāo)簽；其七，時間功能讀寫器內(nèi)有實時時鐘，可以設(shè)置和讀取讀寫器的時間，可以支持 離線工作模式下識別標(biāo)簽的時間印戳功能，精確滿足用戶對時間敏感的應(yīng)用設(shè)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(nèi)設(shè)計有外部非易失存儲空間，在讀寫器與應(yīng)用系統(tǒng) 通信失敗的情況下，可以將識別的標(biāo)簽ID存儲在讀寫器中，保證系統(tǒng)穩(wěn)定工作。其九，ID匹配功能讀寫器內(nèi)設(shè)計有外部非易失存儲空間，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存儲在存儲器中，當(dāng)讀寫器識別到標(biāo)簽ID后與本機存儲的 ID進行比較，依據(jù)比較的結(jié)果執(zhí)行讀寫器預(yù)定義或用戶設(shè)計的動作。其十，電源控制功能本實用新型的車載供電設(shè)計，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)合附圖和具體實施方式
對本實用新型的技術(shù)方案作進一步具體說明。

圖1為本實用新型的基本結(jié)構(gòu)原理圖。圖2為本實用新型一種具體實施方式
的結(jié)構(gòu)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
的定位卸貨完畢后的關(guān)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(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，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(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，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入卸貨場入口，當(dāng)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。由于第一電子標(biāo) 簽未得到第一閱讀器的信號，不會發(fā)出高電平，因此此時繼電器線圈JCl不會立即得電。當(dāng) 貨車進入卸貨區(qū)B處時，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，開始啟動工作，同時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，推動第一風(fēng)缸活塞運行，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，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，推動第二風(fēng)缸活塞運行，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)定時間內(nèi)第二磁性開關(guān)上的指示燈不亮，系 統(tǒng)報警，PLC控制箱發(fā)出聲光報警，提醒人工干預(yù)排除故障。車輛繼續(xù)緩慢行駛進入卸貨區(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，推動第一風(fēng)缸活塞運行，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)定時間內(nèi)第一磁性開關(guān)上的指示燈不亮，系統(tǒng)報警，PLC控制箱發(fā)出聲光 報警，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，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，推動第二風(fēng)缸活塞運行，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)定時間內(nèi)第一磁性開關(guān)上的指示燈不亮，系統(tǒng)報警，PLC控制箱 發(fā)出聲光報警，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，以上具體實施方式
僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限 制，盡管參照較佳實施例對本實用新型進行了詳細說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解， 可以對本實用新型的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術(shù)方案的精 神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(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，工作在被動式工作模式，實時接收讀寫器信號，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，工作在主動式工作模式，處于發(fā)射狀態(tài)，能夠在極短時間內(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，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(jù)權(quán)利要求1或2所述鐵路貨車自動定位裝卸控制裝置，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(jié)能、安全可靠、抗干擾，便于維護的優(yōu)點，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