中州行車定位及業(yè)務(wù)調(diào)度系統(tǒng)方案

1、行車定位自動化抓取控制系統(tǒng)技術(shù)方案河南中州智能科技技術(shù)有限公司目 錄一、概述3二、系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)41.行車定位系統(tǒng)42.通訊系統(tǒng)53.業(yè)務(wù)調(diào)度軟件系統(tǒng)6三、格雷母線定位技術(shù)81.格雷母線的結(jié)構(gòu)82.格雷母線定位技術(shù)的基本原理93.格雷母線位置檢測方式的特點(diǎn)104.地址檢測系統(tǒng)的組成10四、系統(tǒng)功能12五、系統(tǒng)性能12六、設(shè)備清單13七、國內(nèi)相關(guān)行業(yè)主要業(yè)績17附圖：軟件界面18一、 概述目前工作區(qū)域內(nèi)有兩臺10t電動雙梁抓斗橋式起重機(jī)，大車行程范圍45米，雙梁橋式起重機(jī)跨度為16.5米，起升高度為17米電動雙梁抓斗橋式起重機(jī)負(fù)責(zé)抓起含水率60%75%污泥進(jìn)料，進(jìn)料抓斗起重機(jī)負(fù)責(zé)給6臺干化機(jī)投污泥

2、，每小時單臺干化機(jī)進(jìn)泥量5t，6臺干化機(jī)每天進(jìn)泥總量720t。起重機(jī)控制要求：l 操作工在指定抓斗起重機(jī)就地控制室搖桿遠(yuǎn)程控制生產(chǎn)，但單套抓斗起重機(jī)獨(dú)立設(shè)計(jì)控制回路，操作員可操作兩套抓斗起重機(jī)同時工作。l 濕泥倉間有6個卸料斗卸料點(diǎn)，抓斗起重機(jī)能滿足智能定點(diǎn)停車卸料。操作工人工原則物料抓取點(diǎn)抓取物料。l 通過聯(lián)動臺按鈕/觸摸屏選定卸料點(diǎn)，抓斗起重機(jī)一健自動提升抓斗并運(yùn)行至指定卸料口上方。l 系統(tǒng)采集物料稱重傳輸信號，并自動形成數(shù)據(jù)報(bào)表，記錄各料倉上料重量。l 抓斗起重機(jī)卸料由操作工手動完成?？刂葡到y(tǒng)預(yù)留自動卸料功能，整個半自動程序具備手動切換。l 兩套起重機(jī)同時運(yùn)行時，相互之間需滿足必要的防碰

3、撞保護(hù)控制要求。l 抓斗起重機(jī)運(yùn)行機(jī)構(gòu)控制需滿足均勻提速和減速要求（速度可調(diào)），防止物料運(yùn)行過程中落料。l 抓斗起重機(jī)安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)，可在操作室，實(shí)時觀察抓斗起重機(jī)運(yùn)行情況。二、 系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)行車定位及業(yè)務(wù)調(diào)度系統(tǒng)主要由硬件系統(tǒng)和業(yè)務(wù)調(diào)度軟件系統(tǒng)兩大部分構(gòu)成。硬件系統(tǒng)包括：行車定位系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)。系統(tǒng)示意簡圖如下：1. 行車定位系統(tǒng)行車定位系統(tǒng)主要檢測大車的位置并將檢測到的位置傳送到車載PLC。大車位置檢測采用車上檢測方式。在后面的定位技術(shù)中將作詳細(xì)介紹。 圖1 行車大車地址檢測結(jié)構(gòu)圖2. 通訊系統(tǒng)本系統(tǒng)選用先進(jìn)的無線終端設(shè)備和計(jì)算機(jī)以太網(wǎng)微波通訊技術(shù)，具有抗震、防塵、耐高溫特點(diǎn)，特別在通訊

4、過程中具有強(qiáng)的抗干擾能力，數(shù)據(jù)傳輸快、穩(wěn)定可靠。行車之間、行車與地面之間通過無線局域網(wǎng)有效的結(jié)合在一起，使行車能迅速快捷的接收地面站所發(fā)的作業(yè)指令，進(jìn)行有效作業(yè)。通訊協(xié)議采用TCP/IP協(xié)議。系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，運(yùn)行維護(hù)方便，充分實(shí)現(xiàn)了廠區(qū)管理的精確化、簡單化、自動化。通訊系統(tǒng)主要由車載PLC、車載無線電臺、地面無線電臺、光纜、交換機(jī)及地面管理站組成。 圖2 通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3. 業(yè)務(wù)調(diào)度軟件系統(tǒng)業(yè)務(wù)調(diào)度系統(tǒng)主要包括行車業(yè)務(wù)調(diào)度子系統(tǒng)、現(xiàn)場調(diào)度子系統(tǒng)、行車終端子系統(tǒng)和行車位置實(shí)時采集子系統(tǒng)組成。其系統(tǒng)軟件功能框架如圖所示。行車定位及業(yè)務(wù)調(diào)度系統(tǒng)業(yè)務(wù)調(diào)度系統(tǒng)現(xiàn)場調(diào)度系統(tǒng)行車終端系統(tǒng)位置實(shí)時采集系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)

5、據(jù)庫圖3 系統(tǒng)軟件功能框架1) 行車業(yè)務(wù)調(diào)度系統(tǒng)主要功能包括：（1）實(shí)時顯示行車的準(zhǔn)確位置；（2）下達(dá)當(dāng)日行車業(yè)務(wù)操作指令；（3）實(shí)時監(jiān)測行車業(yè)務(wù)執(zhí)行結(jié)果；（4）控制并修改現(xiàn)場調(diào)度業(yè)務(wù)指令。2) 現(xiàn)場業(yè)務(wù)調(diào)度系統(tǒng)主要功能包括：（1）實(shí)時顯示行車的準(zhǔn)確位置；（2）核對調(diào)度室行車計(jì)劃任務(wù)；（3）詳細(xì)下達(dá)行車作業(yè)指令；（4）實(shí)時監(jiān)測行車業(yè)務(wù)操作狀況。3) 行車終端系統(tǒng)主要功能包括：（1）實(shí)時顯示行車的準(zhǔn)確位置；（2）接受調(diào)度下達(dá)行車操作指令；（3）反饋行車作業(yè)執(zhí)行結(jié)果。行車下面地面指揮人員也能收到調(diào)度室發(fā)出的指令，地面指揮人員發(fā)給行車工的指令在調(diào)度室要求能同時顯示。三、 格雷母線定位技術(shù)行車定位系統(tǒng)

6、采用兩種地址檢測技術(shù)：車上地址檢測方式和地上地址檢測方式，本案采用車上地址檢測方式。組成部分主要有格雷母線、地址編碼器、地址編碼解碼器、天線箱和通信單元等等。地面站：包括大車格雷母線、始端箱、終端箱、地面控制柜等。車載站：車載站由車載柜、中繼箱、天線箱等組成。1. 格雷母線的結(jié)構(gòu)格雷母線由電纜芯線、模芯和電纜護(hù)套構(gòu)成。芯線有兩種，即基準(zhǔn)線（R線）和地址線（G0線G9線）?；鶞?zhǔn)線R在整個電纜段中不交叉，地址線是按格雷碼的編碼規(guī)律來編制的，G0每隔20CM交叉一次，G1每隔40CM交叉一次，G2每隔80CM交叉一次，G9在整個電纜段中只交叉一次，如下圖為格雷母線平面展開圖。圖5 格雷母線平面展開圖

7、2. 格雷母線定位技術(shù)的基本原理圖6 格雷母線位置檢測原理示意圖上圖為格雷母線位置檢測原理示意圖。移動機(jī)車上安裝一個天線箱（接收天線），天線箱距離扁平電纜8-12CM，地面的格雷母線發(fā)射的高頻信號通過電磁感應(yīng)被天線箱接收，R線為平行敷設(shè)的一對線，發(fā)射的信號作為基準(zhǔn)信號，G0G9在不同的位置有不同的交叉點(diǎn)，其發(fā)射出的信號在經(jīng)過偶數(shù)個交叉后，相位與基準(zhǔn)信號相同，在經(jīng)過奇數(shù)個交叉點(diǎn)后，相位與基準(zhǔn)信號的相位相反，若規(guī)定同相位時地址為“0”，反相位時地址為“1”，則在格雷母線的某一位置發(fā)射出唯一10位的地址編碼，此對應(yīng)與機(jī)車的一個地址。例如圖中G0G9的地址碼為：0011。位置檢測單元將地址碼轉(zhuǎn)換成十進(jìn)

8、制的米數(shù)，即可檢測出機(jī)車離格雷母線始端的距離，從而得到機(jī)車的位置，車載站的PLC將這個地址與數(shù)據(jù)區(qū)中預(yù)設(shè)定的各工作區(qū)的地址相比較，即可知道機(jī)車在哪個工作區(qū)，是否已經(jīng)對準(zhǔn)。圖1為地址檢測方式位置檢測原理框圖。3. 格雷母線位置檢測方式的特點(diǎn)由于通過安裝在移動機(jī)車上的天線箱與敷設(shè)在地上的格雷母線之間的電磁耦合來檢測移動機(jī)車的位置，所以無機(jī)械性接觸磨損，因而可高速準(zhǔn)確地檢測和傳送位置信息； 由于格雷母線為多對以一定規(guī)律交叉扭絞結(jié)構(gòu)，能有效地抑制外部散雜電平的干擾；由于是利用各對地址線接收到的信號的相位和基準(zhǔn)線接收到的信號的相位相比較，以同相為“0”，反相為“1”進(jìn)行組合而得到的地址信息，所以地址穩(wěn)定

9、，不受電平波動的影響；能在移動機(jī)車行走范圍內(nèi)連續(xù)地、高精度地檢測絕對地址。4. 地址檢測系統(tǒng)的組成地址檢測系統(tǒng)由四部分組成：格雷母線、天線箱、地址編碼器和地址檢測單元，根據(jù)技術(shù)的不同對應(yīng)不同功能。地址編碼器：對于地上檢測方式而言，是產(chǎn)生39KHz的地址頻率信號，驅(qū)動后送至天線箱；對于車上檢測方式而言，是產(chǎn)生50KHz的地址頻率信號，驅(qū)動后送至格雷母線。天線箱：內(nèi)置有選頻和感應(yīng)線圈，對于地上檢測方式而言是由其將地址信號發(fā)送到格雷母線上，對于車上檢測方式而言則是接收來自格雷母線傳出的信號。終端箱：對地址信號的特性阻抗進(jìn)行匹配，以實(shí)現(xiàn)格雷母線中的地址信號無差錯傳輸。始端箱：將格雷母線上感應(yīng)的地址信號

10、送至中控室內(nèi)的地址檢測單元處理。地址檢測單元：先將格雷母線上的地址信號進(jìn)行隔離、阻抗匹配、限幅放大，初步剔除信號中的干擾。然后對匹配放大單元送來的地址信號進(jìn)一步濾波降噪。在CPU的控制下，通過對G線和R線上的地址信號比較鑒別求得大地址（10cm級地址），通過對G0和L0線上的地址信號進(jìn)行A/D采樣、運(yùn)算求出精密地址（5mm 地址）。通信單元：先接收來自地址檢測單元發(fā)送過來的地址信號，然后轉(zhuǎn)換為用戶需要的協(xié)議形式傳輸。四、 系統(tǒng)功能本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)抓斗起重機(jī)現(xiàn)場無人化。將人員從現(xiàn)場惡劣的環(huán)境中解放出來。同時還可以自動生成日常所需的生產(chǎn)報(bào)表。五、 系統(tǒng)性能1. 滿足365X24小時的實(shí)時生產(chǎn)作業(yè)；2

11、. 實(shí)現(xiàn)提供行車精確定位信息，定位精度5mm;3. 作業(yè)數(shù)據(jù)實(shí)時傳遞和執(zhí)行確認(rèn)，通訊速度最高可達(dá)36M/S；4. 高速終端響應(yīng)時間小于0.2ms，使操作人員不會發(fā)生“等待”數(shù)據(jù)的情況；5. 所有系統(tǒng)得到可靠性要求極高，確保不間斷的操作；6. 數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)保存時間大于1年，理論為無限期；六、 設(shè)備清單表1：地面站設(shè)備地面站設(shè)備序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量品牌備 注一工控機(jī)臺1研華硬盤1T;CPU:雙核1.7G以上；網(wǎng)卡：集成千兆網(wǎng)卡二地面通訊柜臺21電氣柜AFC-BXC03臺2含電器2開關(guān)電源DR-45-24臺2臺灣明緯3光纖交換機(jī)IES2051MST個2深圳三旺帶光口4網(wǎng)絡(luò)供電模塊AFCPOE個

12、2武漢利德5光纖尾纖ST-ST對26光纖終端盒只2三地面控制柜臺21電氣柜臺22PLCCPU1214C臺2西門子3I/0模塊SM1223塊6西門子4變頻器ATV71臺4施耐德四無線網(wǎng)橋AFC-WLAN02套2武漢利德五車檢編碼柜臺11電氣柜AFC-BXC02臺1含電器2開關(guān)電源DR-120-12臺2臺灣明緯3車檢地址編碼器AFC-AVO01-50-D臺1武漢利德表2：車載站設(shè)備車載站部分序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量品牌備 注一車載解碼柜臺2含電器1電氣柜AFC-BXV02臺22開關(guān)電源DR-120-24臺2臺灣明緯3地檢編碼器AFC-AGO02-039只24地檢解碼器AFC-AGA10-39-

13、B只25車檢地址解碼器AFC-AVA02-50只2武漢利德6網(wǎng)絡(luò)供電模塊AFCPOE個2武漢利德7交換機(jī)IES205個2深圳三旺帶光口8PLCCPU1214C臺2西門子9模擬量模塊SM1231塊2西門子10串口模塊CM1241個6西門子二天線箱1地檢天線箱AFC-AGB02-39只22車檢天線箱AFC-AVB01-50-D只2武漢利德三5.8G無線網(wǎng)橋AFC-WLAN02套2武漢利德四視頻監(jiān)控AFC-JK01套2武漢利德表3：格雷母線部件格雷母線部分序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量品牌備 注1格雷母線AFC-ECG02-45米45武漢利德大車2格雷母線AFC-ECG02-17米17武漢利德小車3格

14、雷母線夾具AFC-CLE02套300武漢利德4標(biāo)準(zhǔn)件M12*160套600含彈墊、螺母5安裝支架AFC-CLJ02件300訂制6拉緊裝置AFC-CLS01套8武漢利德7始端箱AFC-BXS02只2武漢利德8終端箱AFC-BXD02只2武漢利德含終端電阻9信號電纜RVVSP32*0.5米200武漢利德表4：線纜及安裝材料線纜和安裝材料序號設(shè)備名稱規(guī)格型號單位數(shù)量品牌備 注1光纜多模4芯米1002網(wǎng)線戶外、屏蔽超5類米503電源線RVV2*1.0米1004信號線RVVSP2*1.0米1206安裝輔材批1六、 項(xiàng)目管理及質(zhì)量保證為管理系統(tǒng)的順利實(shí)施，我公司將設(shè)立專門的項(xiàng)目組，對實(shí)施的全過程進(jìn)行管理、

15、協(xié)調(diào)和調(diào)度，制訂切實(shí)可行的項(xiàng)目實(shí)施計(jì)劃，包括項(xiàng)目進(jìn)度及時間的安排控制，技術(shù)人員的調(diào)配使用，技術(shù)培訓(xùn)的進(jìn)行，各類文檔的提交，以及總體工程的質(zhì)量保證，從而圓滿完成系統(tǒng)平臺的建設(shè)。1. 項(xiàng)目階段安排項(xiàng)目的實(shí)施從合同生效開始，直至整個系統(tǒng)試運(yùn)行成功，完成系統(tǒng)的移交工作。項(xiàng)目由以下階段組成：階段1：先期調(diào)查對整個系統(tǒng)分布情況和系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行考察，提出系統(tǒng)實(shí)施的可行性報(bào)告。階段2：設(shè)備及系統(tǒng)軟件安裝包括所有硬件設(shè)備的安裝、系統(tǒng)軟件的安裝以及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的構(gòu)建；相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)；相關(guān)技術(shù)文檔。階段3：系統(tǒng)測試及驗(yàn)收包括各項(xiàng)設(shè)備各個系統(tǒng)的測試以及整個系統(tǒng)總聯(lián)調(diào)；相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)，相關(guān)技術(shù)文檔，各項(xiàng)測試報(bào)告，驗(yàn)收報(bào)告。階

16、段4：試運(yùn)行系統(tǒng)測試驗(yàn)收后，進(jìn)行試運(yùn)行。階段5：系統(tǒng)驗(yàn)收移交系統(tǒng)試運(yùn)行成功后，提交系統(tǒng)驗(yàn)收報(bào)告，進(jìn)行系統(tǒng)驗(yàn)收、移交。2. 質(zhì)量保證為達(dá)到系統(tǒng)建設(shè)的目的，使用戶天車計(jì)算信息機(jī)管理系統(tǒng)在系統(tǒng)移交后能夠正常運(yùn)行，我公司在項(xiàng)目實(shí)施過程中將充分重視質(zhì)量，并提供以下質(zhì)量保證：我公司將在設(shè)備供貨、安裝、調(diào)試、驗(yàn)收、售后服務(wù)的每個階段嚴(yán)格按照ISO9000質(zhì)量管理體系和項(xiàng)目管理的要求進(jìn)行質(zhì)量和項(xiàng)目管理，保證按期保質(zhì)保量完成合同規(guī)定的工作內(nèi)容。保證所提供的所有系統(tǒng)硬件設(shè)備及系統(tǒng)軟件均達(dá)到或超過招標(biāo)書和合同要求。保證主機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的集成質(zhì)量，能夠順利完成各種測試，滿足各種技術(shù)指標(biāo)要求。在項(xiàng)目實(shí)施的各個階段，嚴(yán)格按照要求提供各類技術(shù)資料及測試、驗(yàn)收文檔、各類說明書及手冊。所提供的各類培訓(xùn)能夠滿足應(yīng)用的需求，受訓(xùn)人員能夠達(dá)到獨(dú)立操作系統(tǒng)所要求的水平。嚴(yán)格遵守設(shè)備及工程的維護(hù)維修期要求。保證期外，我公司將充分利用自己在應(yīng)用軟件開發(fā)、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)集成方面的優(yōu)勢，一如既往地為用戶天車計(jì)算信息機(jī)管理系統(tǒng)提供各類技術(shù)支持及技術(shù)服務(wù)。七、 國內(nèi)相關(guān)行業(yè)主要業(yè)績 廣東李坑垃圾燃燒發(fā)電廠抓斗定位跟蹤系統(tǒng)； 寶鋼股份寶鋼分公司厚板連鑄板坯庫無線數(shù)傳系統(tǒng)； 寶鋼股份寶鋼分公司厚板軋機(jī)板坯庫、中間庫、成品庫無線數(shù)傳系統(tǒng)； 寶鋼股份寶鋼分公司 1800 冷軋?jiān)蠋鞜o線數(shù)傳系統(tǒng) 寶鋼股份寶鋼分公司二煉鋼四號連鑄機(jī)橫移臺車