一种探测铁路车辆拉运砂料解冻率的检测装置的制作方法

本发明涉及一种探测铁路车辆拉运砂料解冻率的检测装置。

背景技术：

1、现阶段，在北方冬天，火车车皮装运矿砂、煤炭等工业砂料时，若运货时间较长，这些工业砂料就会出现冻结的情况。到达目的地后，需将砂料解冻后进行卸料。常规方法是将车皮开至解冻车间，停滞几小时甚至几十小时后才能将车皮拉出去卸货，在解冻过程中必须测定车皮内砂料的解冻程度后，才能确定车皮拉出去卸料的时间，而这一过程往往通过人工用探杆穿插来完成的，这种探测方法存在工作效率低、准确率不高、劳动强度大等缺点，因此经常会出现因解冻不彻底造成的卸货不干净，或者因探测不准确而导致的解冻时间过长，延长了车间停放车皮的时间，降低了卸料效率，如果处在货运高峰期，会导致很多车皮停滞在解冻车间外的情况，影响运输效率，增加生产成本，造成经济损失。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种探测铁路车辆拉运砂料解冻率的检测装置，可以快速检测铁路车辆拉运砂料的解冻率，提高工作效率。

2、本发明是这样实现的，一种探测铁路车辆拉运砂料解冻率的检测装置，系统组成：该装置由检测控制系统和执行机构组成，检测控制系统又分为软件系统和硬件系统，软件系统是由控制检测分析模块的计算机软件组成，硬件系统由计算机、plc、变频器、传感器组成，硬件系统在执行机构上安装了多个限位传感器、超声波位置传感器，作为执行机构各部件位置型号的检测元件；执行机构是由一个四柱龙门架、x轴方向丝杠传动部分、y轴方向丝杆传动部分、z轴方向丝杠传动探杆部分、三个三相异步电动机组成，三个三相异步电动机固定在龙门支架上，其操纵轨迹分为x轴、y轴和z轴，x轴电机和y轴电机分别装有一个超声波传感器和两个限位传感器，负责控制探杆装置的水平位移，z轴电机同样装有一个超声波传感器和两个限位传感器，负责控制探杆装置的下降距离；计算机作为上位机运行控制和测试分析软件系统，它通过电缆与plc连接，plc作为下位机除接收计算机下发控制指令，同时还向计算机发送采集到的传感器信号和探杆电机电流数据，plc分别控制三台变频器，每个变频器连接一台三相异步电动机，每一台电动机又分别驱动x、y、z轴方向的丝杠系统运动，从而控制探杆探测车皮中的矿砂，探杆传感器测量探杆滑块的位移，并把位移数据发送到计算机，计算机通过该数据判断矿砂的解冻情况。

3、系统工作原理，系统检测过程：当车皮在解冻车间里解冻一段时间后，解冻检测分析系统开始工作，在操作人员发出开始检测指令后，软件系统会进行初始化，控制x轴，y轴电机，将探杆装置移动到坐标原点处。此时，操作人员在软件界面上选择检测物料，系统将根据不同的的物料设定探杆电机的电流值，该电流值与冻结的物料层的硬度成正比，具体电流值根据不同物料冻结的程度来测定，操作人员随后设定检测密度，系统将根据车皮水平面积的大小计算出需要探测的点数和每个点的坐标，然后，操作人员点击开始检测按钮，x、y轴丝杠传动系统将探杆移动到系统计算好的位置，z轴电机正转，z轴丝杠系统带动探杆向下移动，探杆插入矿砂后，如果z轴电机电流达到设定值时，电机停止，探杆位置传感器将测量数据经plc发送到计算机，系统将数据记录后，计算机向plc发出指令控制z轴电机反转，探杆上升，探杆上升到z轴上限位传感器时电机停止，x、y轴丝杠传动系统控制探杆移动到下一个探测点，探杆再次下探。当所有的探测点都探测完毕后，系统软件将所有的探杆位移数据进行分析，第一分别绘制出车皮所有被测纵断面冻结曲线图；第二绘制出水平断面冻结范围图；第三绘制车皮俯视冻结分布图；第四计算出整个车皮的解冻率。这些图和数据都在计算机界面上显示出来。

4、本发明的有益作用：相较于传统人工检测砂料解冻情况，砂料解冻检测系统有以下几个优势：

5、1. 减少人工，节约成本，自动化设备在成本上，是远远优于人工的，自动化设备一经采用，只存在设备的维护和保养费用支出，无需额外支出人工工资及加班费等费用。

6、2. 节约时间，提升效率，砂料解冻检测系统设置好特定程序后，就可以自动检测各个坐标的解冻情况，无需人工计算，在检测速度上，也优于传统人工检测手段，大大提升效率。

7、3. 减少误差，精度提升，砂料解冻检测分析系统在检测每一个监测点的解冻情况时，会准确无误的反馈解冻情况的真实信息，每一次检测的下降力度，都是精确定位的。而传统人工检测方式有可能因为工人长时间工作，疲劳过度，对后续车皮的解冻情况，检测时会出现体力下降，探杆扎下去的力度差别较大，造成测量数据误差。

技术特征：

1.一种探测铁路车辆拉运砂料解冻率的检测装置，其特征在于该装置由检测控制系统和执行机构组成，检测控制系统又分为软件系统和硬件系统，软件系统是由控制检测分析模块的计算机软件组成，硬件系统由计算机、plc、变频器、传感器组成，硬件系统在执行机构上安装了多个限位传感器、超声波位置传感器，作为执行机构各部件位置型号的检测元件；执行机构是由一个四柱龙门架、x轴方向丝杠传动部分、y轴方向丝杆传动部分、z轴方向丝杠传动探杆部分、三个三相异步电动机组成，三个三相异步电动机固定在龙门支架上，其操纵轨迹分为x轴、y轴和z轴，x轴电机和y轴电机分别装有一个超声波传感器和两个限位传感器，负责控制探杆装置的水平位移，z轴电机同样装有一个超声波传感器和两个限位传感器，负责控制探杆装置的下降距离；计算机作为上位机运行控制和测试分析软件系统，它通过电缆与plc连接，plc作为下位机除接收计算机下发控制指令，同时还向计算机发送采集到的传感器信号和探杆电机电流数据，plc分别控制三台变频器，每个变频器连接一台三相异步电动机，每一台电动机又分别驱动x、y、z轴方向的丝杠系统运动，从而控制探杆探测车皮中的矿砂，探杆传感器测量探杆滑块的位移，并把位移数据发送到计算机，计算机通过该数据判断矿砂的解冻情况。

技术总结
本发明公开了一种探测铁路车辆拉运砂料解冻率的检测装置，通过计算机作为上位机运行控制和测试分析软件系统，它通过电缆与PLC连接，PLC作为下位机除接收计算机下发控制指令，同时还向计算机发送采集到的传感器信号和探杆电机电流数据，PLC分别控制三台变频器，每个变频器连接一台三相异步电动机，每一台电动机又分别驱动X、Y、Z轴方向的丝杠系统运动，从而控制探杆探测车皮中矿砂解冻层的深度。探杆传感器测量探杆滑块的位移，并把位移数据发送到计算机，计算机通过该数据判断矿砂的解冻情况。它不仅可以精确测量砂料的解冻情况，更重要的是提高生产效率，降低劳动强度，提高经济效益。

技术研发人员：姚新丰,朱君,周旭东
受保护的技术使用者：新疆八一钢铁股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12