QC成果 提高电机车装车效率Word文档格式.docx
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文化程度
组内分工
陈竹林
男
组长
高工
大专
硬件设计
李婧
女
组员
工程师
本科
软件设计
丁川
安装调试
芦健
软件测试
李玲美
硬件测试
二、选择课题
采用卡车与电机车联合运输方案。
先由卡车将矿石运送到转运站,再由电机车从转运站将矿石运送到选厂破碎站。
转运站采用振动放矿设备,给电机车每节车厢装矿。
共有14组电机车,每组挂有多节车厢,采用推进方式进入转运站,从离车头最近的一节车厢开始装车。
过去装车,调车员站在放矿口,观察车厢对位状态,并用旗语指挥电机车司机进行对位操作。
装矿过程中,遇有大块掉在铁轨上,调车员将指挥暂停装矿,待有关人员处理后,才能继续。
另外,调车员还要观察车厢堆矿是否均匀,否则要指挥进行补装。
这种靠调车员打旗语指挥的办法,司机看旗语不够方便,有时需要伸出头来才能看清,特别是阴雨天或傍晚光线较暗时,看旗语更加困难。
调车员站在放矿口,装矿时常有矿石飞出,存在被砸伤的危险。
这些问题,导致了车厢对位速度慢,装车效率低和存在一定的安全隐患。
要真正解决这个问题,最好能使用一种“车厢对位设备”,实现快速准确地对位操作。
由于,目前市场上并没有此类设备销售,我们只能研发。
为此,我们把小组活动的课题定为“研制车厢对位设备,提高电机车装车效率”。
三、设定课题目标
开发车厢对位设备,实现安全、快速、准确的对位操作,提高电机车装车效率50%。
四、提出并选择方案
1.提出各种方案
小组成员运用头脑风暴法进行集思广益,围绕实现小组活动的目标,提出多种想法和措施,归纳起来有以下三种方案。
方案一:
车轮机械限位方案。
在铁轨上安装电动机械限位块,车厢进入时弹起限位,达到车厢快速、准确对位的目的;
方案二:
信号灯指示方案。
在放矿口安装信号灯,指示车厢对位状态。
司机根据信号灯指示进行对位操作;
方案三:
视频无线传送方案。
将放矿口摄像机拍摄的对位视频图像,无线传送到电机车驾驶室,司机根据屏幕图像进行对位操作。
以上三种方案,究竟哪个方案更好呢?
小组成员进行了充分的分析和论证。
2.各种方案的选择
车轮机械限位方案,是一种机械装置与控制技术相结合的车厢对位方案。
如图1所示,它由车厢位置传感器(简称“传感器”)、电控车轮限位块(简称“限位块”)、车厢对位控制器(简称“控制器”)、解除限位按键(简称“解除键”)和电铃等组成,其对位与装矿步骤如下。
①放矿操作工按一下“解除键”,控制器控制限位块收起,同时响第一次铃声,电机车向前低速行驶;
②传感器检测到车厢离对位点还有5米时,响第2次铃声,电机车司机断开引擎,让整车低速滑行;
③传感器检测对位车厢进入对位点后,限位块立即弹起,将车厢卡住,同时响第3次铃声,司机立即刹车,完成车厢对位。
④车厢对位后,放矿工,启动振动放矿机开始装矿;
⑤装矿结束后,再从步骤①开始循环进行下一节车厢的对位与装矿。
在装矿过程中,由放矿工观察是否掉有大块掉在铁轨上。
如果有,则先处理大块,再按“解除键”,响第一次铃声,让电机车向前行驶。
此车轮机械限位方案,虽然可行,但存在以下几个问题:
①电动限位块是机械设备,经常受车轮冲击,其可靠性与寿命会有问题,也很容易被车上掉下的大块砸坏;
②电机车司机听铃声操作,存在较大的安全隐患。
如果没有及时断开引擎,在“限位块”弹起后,机车继续行驶,可能会发生车厢掉道事故;
③如果机车在行驶过程中,大块掉下压在铁轨上,机车继续行驶,也会发生掉道事故;
④本方案只适应一次性装车。
装矿不均匀时,仍然要靠人工指挥进行补装。
信号灯指示方案,是一种没有任何机械部件,用信号灯指示车厢对位状态,司机根据信号灯指示操作的车厢对位方案。
如图2所示,它由三个检测车厢位置状态的红外探头、一台主控制器和一组三色信号灯等组成。
A、B、C是三个反射式红外探头,B正对放矿口中部,A和C正对放矿口两端。
当车厢对准放矿口时,B探头被车厢反射,A和C探头在车厢两头连接处无车厢反射。
将ABC探头的输出信号经“控制器”处理后,驱动红、黄、绿三色信号灯,司机根据信号灯的状态,就可大致了解车厢的位置和对位情况。
仅黄灯亮时,即为车厢已经处于对位状态,可以开始装矿。
此方案比较简单,投资小,容易实施,工作可靠,但也存在以下几个问题。
①A、B、C三个探头的安装比较难,离车厢远了,探测不到车厢反射,离车厢近了很容易被装矿时散落的矿石砸坏;
②如果有大块掉在铁轨上,电机车司机是看不到的,还得有放矿工用电铃信号告知。
如告知不及时,就有可能发生掉道事故;
③此方案仍然没有解决,装矿不均匀时,电机车司机自主对位补装的问题。
视频无线传送方案,是一种利用视频无线传输技术,将放矿口车厢对位视频图像传送到驾驶室,让司机看着屏幕图像,直观进行车厢对位操作的方案。
如图3所示,它由安装在振动放矿操作室的“发送站”和安装在14台电机车驾驶室内的车载“接收站”两大块组成。
发送站由摄像机、视频发送器和发送天线等组成。
接收站由接收天线、视频接收器、显示器和操控器等组成。
视频发送站无人值守,无需任何人工操作,当电机车驶入发送站无线电波覆盖范围时,车载视频接收站自动开始工作,开启液晶显示器,开始显示振动放矿口全景图像。
司机观看屏幕与调车员站在放矿口观察具有同样地效果。
实际上,由于摄像机装的位置比调车员站的位置好,司机通过屏幕观察的效果更好。
本方案,结构简洁、安装方便、安全可靠、经久耐用,不仅能保证在整个装矿过程中,电机车司机通过车载显示屏直观地看到,车厢在振动放矿口的对位状态,而且还能看到铁轨上有无掉大块,以及车厢是否装满,装矿是否均匀等。
使用本方案,不需要调车员以及其他任何人的帮助,电机车司机不仅可以自主的完成快速、准确地车厢对位操作,而且能够自己发现铁轨掉大块,及时停车,避免掉道事故发生,装矿不均匀时也能自己进行二次对位,完成补装作业。
但是,本方案需要在14台电机车上安装14套视频接收站,因此投资相对于前面两种方案要高。
在充分论证的基础上,我们又进一步对三方案的有效性、可靠性、易用性、安全性和经济性进行综合评估打分。
3.各种方案的评估
表2三种方案比较
方案
1.车轮机械限位
2.信号灯指示
3.视频无线传送
有效性
★★
★★★
★★★★★
可靠性
★★★★
易用性
安全性
经济性
综合得分
12
20
22
选定方案
不选
选定
注:
★1分★★2分★★★3分★★★★4分★★★★★5分
经过方案的评估打分:
方案三综合评分为22分,选定;
方案二综合评分为20分,不选;
方案一综合评分为12分,不选。
五、根据“方案三”的流程制定对策表
表3对策表
序
号
对策
目标
措施
地点
完成
时间
负责人
1
调查学习
调查现场,查阅视频无线传送方面的技术、产品和相关资料
1.去现场调查
南山矿
3月中旬
2.在网上查资料
本单位
3.去图书馆查资料
本市
2
总体方案设计
确定发送站与接收站的结构和功能等
1.拟写总体方案
4月上旬
2.方案讨论确定
4月中旬
3
硬件设备设计
设计发送站与接收站硬件设备的电路图和印制板图,编制单片计算机软件
1.设计电路原理图
5月上旬
2.设计电路板图
5月下旬
3.编制单片机软件
4
样机制作、测试与改进
制作出符合要求的发送站与接收站硬件设备
1.加工制作
南京、单位
6月中旬
2.测试、改进
7月中旬
5
现场试用与完善
确保样机达到设计目标,具备实用水平
安装一套设备,每日查看,并记录
8月下旬
6
现场安装调试,投入使用
完成小组研制工作
1.外委加工定型产品
南京
9月下旬
2.现场安装调试
10月下旬
3.投入使用
11月下旬
时间:
2010年2月22日制表:
李婧审核:
六、方案实施
●实施一(调查学习):
2010年3月1日-3月20日。
我们进行了分工,一部分人去马钢南山矿业公司,了解高村采场振动放矿转运站和电机车的环境与作业状况,情况如下。
1.转运站作业:
高村采场振动放矿转运站,由大型机械设备构成。
振动放矿口在铁路的东面。
放矿操作室在铁路的西面。
电机车从转运站南面推进驶入转运站。
装矿从离车头最近的一节车厢开始。
2.转运站环境:
振动放矿机作业时,粉尘和振动都特别大,经常有矿石飞出,具有一定的危险性。
因此,我们在放矿口安装摄像机时,要充分考虑这些不利因素。
另外,放矿机作业时,大功率电机频繁开停,会产生很强的电磁干扰,要求我们设备要有很强的的抗干扰能力。
3.电机车环境:
电机车驾驶室很小,我们需要巧妙地利用有限的空间安装视频接收设备。
电机车顶部是高压直流磨电线,天线安装位置是个问题,装高了有触电危险,装在两侧,又会被铁路两旁的树支刮坏,需要好好研究。
最不利的是电机车因为是高压直流电机驱动,电磁环境非常恶劣。
因此,视频接收设备的抗干扰能力更不容小视。
4.电机车电源:
电机车驾驶室内有50伏直流电源,可作为我们视频接收设备的供电电源。
但是这个电源有40-80伏的波动,而且混有很强的高频脉冲干扰。
因此,对我们的稳压电源要求较高。
另一部分人去图书馆、资料室和通过国际互联网了解,视频无线传输技术现状、产品和应用情况等,具体如下。
1、视频无线传输技术现状:
近几年,视频无线传输技术发展较快,由过去的模拟调幅或调频制式发展为当前的数字制式。
工作频段由原来的几百兆发展到几个G。
信号带宽与图像清晰度也有了很大的提高。
目前在民用、工业、军事、建筑、服务和新闻等行业,视频无线传输技术的应用越来越广。
2、现有视频无线传输产品:
目前,主流视频无线传输设备有4类:
①模拟调频制式视频无线发送与接收设备。
此类设备,价格便宜,图像无延时,但抗干扰和稳定性不佳,通常用于民用场合。
②点对点数字视频无线传送设备。
此类设备,抗干扰能力强,图像稳定、清晰,但图像有2-5秒的延时,并且价格较高。
通常用于军事和新闻采访等场合。
③基于WIFI无线以太网的视频无线传输设备。
此类设备,抗干扰能力和图像质量都可以,但有较长的图像延时(2-20秒不等)。
④基于3G网络的视频无线传输设备。
此类设备,效果与WIFI类设备相近,同样有较长的图像延时,而且需要按月缴纳流量费,使用成本较高。
●实施二(总体方案设计):
2010年3月21日-4月20日。
在前面调查学习的基础上,我们组织小组成员开会讨论,确定了大致的总体方案。
然后,指定一名小组成员拟写总体方案文档,并于2010年4月18日再次开会讨论,最终确定了总体方案内容。
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