49、铁路罐车人孔盖自动开启系统解决方案

铁路罐车人孔盖自动开启系统解决方案

1. 手动操作现状与自动化需求

在铁路罐车的操作中，手动开启人孔盖时，需要先松开托米螺丝（tommy screws），然后纵向打开盖子。有时一些配件难以检测到，工人需在各种天气条件和非人体工程学的姿势下手动拧动托米螺丝。

自动化开启人孔盖面临诸多挑战。由于罐车的位置不同，人孔盖相对于开启系统的位置会有波动，而且铁路罐车长度各异。为实现自动化，需要确定罐车和人孔盖的精确位置，识别不同的锁定方式，还需确定相关工艺参数、托米螺丝的尺寸和位置，以及开启盖子所需的拧紧扭矩和力。

在开发自动化系统前，需要考虑以下因素：
- 防爆
- 宽温度范围
- 天气条件
- 与现有系统集成
- 安全性
- 标准化接口和硬件

需要实现的功能包括：
- 定位罐车
- 定位人孔盖位置
- 识别封闭系统
- 定位托米螺丝
- 定位开启圆顶盖的工具
- 打开托米螺丝
- 打开圆顶盖
- 为保护目的确保操作范围安全

2. 解决方案概念

由于罐车和人孔盖的多样性，传统的刚性自动化无法满足需求，需要一个自适应系统来处理不同的几何形状，确保过程稳定安全运行，这就需要相应的数据处理和存储。

2.1 系统结构

解决方案被设计为一个独立模块，以满足集成到整个系统的要求。通过网络物理系统（CPS）的开放和标准化接口，可实现数据库和外部服务的集成。功能模块可定义为具有分配任务的完整封闭系统，主要任务如下：
- 定位罐车
- 定位人孔