格雷母线技术

格雷母线技术

目前，炼铁厂供料车间槽上卸料小车料仓定位采取的是编码器定位+接近开关定位的方式，多圈绝对值编码器负责检测槽上皮带小跑车的位移，精确控制小跑车在每个仓的若干个卸料点准确卸料，最大限度地利用料仓容积。接近开关负责修正绝对值编码器的检测，当接近开关动作时，PLC将当前位置的预置值与多圈绝对值编码器检测值作比较，当差值小于下限时不修正，当差值大于下限时执行修正，当差值大于上限时则报警，且不允许跑车卸料。但在实际运行过程中，由于小车轨道不平，接近开关定位基本上不起作用。编码器定位由于电源电缆及通讯电缆挂在小滑车上随着小车来回移动，容易出现电缆磨损引起的故障，当编码器故障时，容易出现不能自动控制小车的问题，而且通讯电缆和动力电缆没有分开，干扰非常大。

一、格雷母线技术

格雷母线将电磁感应原理应用于位置检测和数据通信领域。格雷母线以相互靠近的扁平状的电缆和天线箱之间的电磁耦合来进行通信，并在通信的同时检测到天线箱在格雷母线长度方向上的位置。

格雷母线由一对基准线（R线）和多对地址线（G线）按格雷码规律编排构成。地址线每隔一定步长交叉一次，构成格雷码规律编排的感应环线，基准线在整段格雷母线中不交叉。

格雷母线通信定位装置由位置检测单元和数据通信单元组成。

二、格雷母线地址检测原理

格雷母线位置检测包括地址编码发生器、天线箱、地址解码器、格雷母线、协议转换模块及安装辅件等部分。如下图以一对地址线和一对基准线组成的格雷母线加以说明：

图1信号检测原理

利用最简单的单匝线圈的感应原理,当天线箱线圈中通入交变电流时，在天线箱附近会产生交变磁场。格雷母线近似处在一个交变的、均匀分布的磁场中,每对格雷母线芯线会产生感应电动势。发射单元地址信号通过电磁耦合方式传送到格雷母线的感应环线上。

地址检测单元对接收到的信号进行相位比较。交叉线的信号相位与平行线的信号相位相同，地址为“0”；交叉线的信号相位与平行线的信号相位相反，地址为“1”，这样感应的地址信息是格雷码排列,永不重复，由此确定移动站在格雷母线长度方向上的位置。

三、格雷母线定位通信系统两种测量方式

3.1、地上检测方式：格雷母线位移传感器地上检测方式典型设备配置。

①移动站天线箱1为地址信号“发射天线”，固定站格雷母线芯线为地址信号“接收天线”；

②地址编码接收器在地面站，由地面站检测移动站的地址。

3.2、车上检测方式：格雷母线位移传感器车上检测方式典型设备配置。

①固定站格雷母线芯线为地址信号“发射天线”，移动站天线箱1为地址信号“接收天线”；

地址编码接收器在移动站上，移动站直接得到本机车的地址。四、格雷母线定位系统特点与组件

（1）非接触工作方式：非接触工作方式，无滑脱和磨损等故障；（2）绝对位置检测：能够连续地、高精度地检测绝对地址，位置检测精度达5毫米，可以实现移动机车自动行走和全自动操作；

（3）通信适用范围广：通过电磁耦合来进行通信,不受环境条件限制，接收灵敏度高。例如在隧道内空间电磁波便很难传送，格雷母线能实现通信；

（4）不受无管会管制；数据通信的载频为低频，所产生的电磁场只限于几米范围，辐射比工厂使用高频无线电通信系统容许的级别低，不需要向无管会申请即可使用；

（5）兼容性好：位置检测和数据通信可以合用一根格雷母线电缆，施工方便、安装维护简单，占空间小，不影响现场外观，不改变现场设备；

（6）抗干扰能力强：使用交叉扭绞结构及相位检测技术，天线箱与格雷母线两者间隙从30毫米到300毫米均可正常工作，不受环境噪

音和接收信号电平波动的影响，能够在诸如铁矿石场等恶劣环境条件中长期可靠的工作；

（7）适用于恶劣的工业环境：安装在室外的格雷母线电缆、天线箱、始端箱、终端箱和段间箱采用非金属材料制作而且采用密封工艺，耐酸、碱腐蚀，防护等级IP54，使用寿命长。