焦爐三車聯(lián)鎖控制系統(tǒng)

1、焦爐三車聯(lián)鎖控制系統(tǒng)簡介石家莊市博科測控技術有限公司服務熱線：031185968988目 錄一.前言3二.系統(tǒng)目標4三.系統(tǒng)特點4四.功能51.推焦車52.攔焦車63.熄焦車64.自動采集功能75.無線組網(wǎng)通訊功能76.地面站7五爐號識別基本原理101、射頻識別原理102、爐號識別的實現(xiàn)方法11六機車位置識別基本原理111.激光式機車走行位置檢測技術112.實現(xiàn)方法123.可靠性措施13七系統(tǒng)配置14八技術指標15九與電氣的連接15一. 前言爐號識別與走行位置檢測技術的現(xiàn)狀：1. 長纜感應技術應該說占據(jù)了現(xiàn)今焦爐三車定位技術的主流，得到了廣泛應用但這種技術尚存在一些缺點： （1） 采用的頻率是

2、49KHZ 79KHZ，這樣的頻率與工頻高次諧波的差頻太小，很容易受到干擾，如果有變頻器，干擾就顯得更為突出。（2） 有效感應距離短，當軌道變形較大時，超過有效距離，會使位置識別失效。（3） 感應長纜為一長整線，中間任一點短、斷路，都會引起系統(tǒng)癱瘓。2. 對射式光電開關編碼技術在每一孔爐放一碼盤，在車上用一馬鞍形金屬盒擺放若干光纖引導的光電開關這種識別方式不怕電磁干擾，但是要求馬鞍形開關盒與碼牌的相對位置配合要好，從長久看，當軌道發(fā)生較大變形時，有可能會發(fā)生碰撞。3. 旋轉編碼器技術這種技術由于有可動部件，會發(fā)生累計誤差，所以必需配以精確的校正手段，并且要定期打開旋轉編碼器復位零點為此我們提出

3、一種新的用激光技術與射頻識別技術相結合的三車爐號識別和精確位置檢測技術。二. 系統(tǒng)目標1. 采用先進可靠的現(xiàn)代傳感技術、通信技術與控制技術裝備焦爐三車，提高焦爐的安全操作水平和推焦操作管理水平。2. 爐號識別與機車定位技術要兼顧將來的自動走行控制。3. 以最低的成本投入，可靠的解決三車對位連鎖保護問題。三. 系統(tǒng)特點1. 采用激光測距方案解決三車的位置檢測問題，各爐有獨立的定位標記，無累計誤差；定位方法簡單可靠，定位精度高，達±3mm，能滿足焦爐機車走行定位精度要求。2. 爐號識別采用射頻識別方式，環(huán)境適應能力強，不怕粉塵、油污、水、濃霧等干擾。絕對地址識別，不產(chǎn)生相對誤差。識別任意

4、一爐號的裝置損壞時，都不會影響對其他爐號的識別及聯(lián)鎖功能。3. 電子標簽于激光測距共同完成爐號識別和定位，互為補充，可靠性高。4. 易于安裝調試。電子標簽和編碼牌各炭化室分別安裝，位置調整簡單靈活，能適應軌道變形，車體擺幅大的場合。5. 可維性高，維護成本低。電子標簽損壞時只需單個更換，不影響全局。激光測距儀每車一個，更換簡單。四. 功能1. 推焦車 全程爐號識別和顯示。 機車位于各炭化室中心的詳細位置指示。 最大推焦電流和推焦過程電流趨勢檢測與記錄。 推焦時間和平煤時間記錄。 摘門和推焦操作檢測。 符合推焦條件時發(fā)推焦請求。 摘門連鎖。判斷計劃爐號是否與實際爐號相符，是，允許摘門，否，禁止摘

5、門操作。 裝門聯(lián)鎖。當計劃爐號推焦過程確認結束時，裝門聯(lián)鎖條件成立。 推焦操作連鎖 。判斷允推條件：計劃爐號推焦車實際爐號攔焦車實際爐號熄焦車實際爐號；導焦柵止檔器到位； 滿足條件，允許推焦操作。否則禁止推焦操作。 計劃爐號、當前推焦爐號時間、下一推焦爐號時間、標準時間、攔焦車爐號、熄焦車爐號、推焦最大電流、實際推焦時間、平煤時間顯示。 推焦車詳細位置顯示；還可精確定位推焦車是否位于拿門位。 連鎖/解除切換。2. 攔焦車 全程爐號識別和顯示。 機車位于各炭化室中心的詳細位置指示。 摘門和導焦操作檢測。 摘門連鎖：判斷計劃爐號是否與實際爐號相符，是，允許摘門，否，禁止摘門操作。 裝門聯(lián)鎖。當計劃

6、爐號推焦過程確認結束時，裝門聯(lián)鎖條件成立。 攔焦車的聯(lián)鎖信號以導焦柵鎖閉信號為準。 計劃爐號、當前推焦爐號時間、下一推焦爐號時間標準時間、推焦車爐號、熄焦車爐號顯示。 攔焦車詳細位置顯示；還可精確定位攔焦車是否位于拿門位。 連鎖/解除切換。3. 熄焦車 全程爐號識別和顯示。 機車位于各炭化室中心的詳細位置指示。 計劃爐號，當前推焦爐號時間、下一推焦爐號時間標準時間，標準時間，推焦車爐號，攔焦車爐號顯示。 推焦車，攔焦車，均具有手動/自動連鎖切換。4. 自動采集功能系統(tǒng)能自動采集和顯示爐門開信號、爐門關信號、推焦桿前進信號、推焦桿后退信號、平煤桿前進信號、平煤桿后退信號、導焦柵到位信號、推焦桿前

7、限信號等現(xiàn)場信號，并利用這些信號進行系統(tǒng)的連鎖控制。系統(tǒng)能自動采集和顯示推焦電流信號，平煤電流信號等現(xiàn)場信號，并利用此信號顯示推焦電流、平煤電流的趨勢圖。5. 無線組網(wǎng)通訊功能推焦車、攔焦車、熄焦車設無線通訊子站，計量室設無線通訊主站，實現(xiàn)無線組網(wǎng)通訊，完成三大車之間及與地面站的數(shù)據(jù)交換，無線通訊主站以有線串行通訊方式與地面站計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)傳輸準確、可靠。鄰道選擇性65dB 雜散響應抗擾性65dB共信道抑制8dB 互調抗擾性60dB誤碼率10-7（20dB SINAD） 阻塞90dB具有抗各種干擾的能力，運行穩(wěn)定可靠，可確保整個系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下工作。6. 地面站地面站完成制定推焦作業(yè)

8、計劃，發(fā)送作業(yè)指令，監(jiān)督記錄操作狀態(tài)，評價計劃執(zhí)行情況等工作。（1） 推焦計劃l 以計劃結焦時間為根據(jù)自動制定推焦計劃。l 結焦時間17-24小時可調。l 三爐以內(nèi)的亂簽可以自動調整推焦計劃。l 大循環(huán)表的人工錄入和修改。l 人工修改推焦計劃。l 自動計算K1、K2、K3系數(shù)，打印推焦計劃表、推焦操作日志。推焦操作日志（2） 操作狀態(tài)監(jiān)視操作狀態(tài)監(jiān)視界面（3） 推焦操作記錄（4） 查詢計劃查詢、推焦操作記錄查詢、推焦電流趨勢查詢、聯(lián)鎖狀態(tài)、時間查詢。推焦電流趨勢查詢圖（5） 預留接口，可方便與局域網(wǎng)及增加其他功能時連接使用。五 爐號識別基本原理射頻識別（即Radio frequency ide

9、ntification,以下簡稱RFID）技術是二十世紀九十年代興起的一項新型自動識別技術，它的突出優(yōu)點是利用無線射頻方式進行非接觸雙向通訊，從而達到識別目標和數(shù)據(jù)交換的目的，利用電子標簽的信息標示可以完成多目標識別。1、射頻識別原理控制模塊讀寫模塊數(shù)據(jù)管理VCC穩(wěn)壓解調控制邏輯EEPROM調制典型的RFID系統(tǒng)由電子標簽（Tag）、讀碼器（Read/write Device）以及數(shù)據(jù)交換管理等系統(tǒng)組成，讀碼器由無線收發(fā)模塊、天線、及接口電路等組成。下圖是RFID系統(tǒng)的原理示意。讀碼器電子標簽射頻識別系統(tǒng)原理圖電子標簽是無源系統(tǒng),靠接收射頻脈沖、整流并給電容充電，再經(jīng)穩(wěn)壓后為電子標簽供電。讀碼

10、器數(shù)據(jù)調制、解調配合控制邏輯實現(xiàn)射頻數(shù)據(jù)和EEPROM間的數(shù)據(jù)變換，EEPROM用來存儲電子標簽的固定地址和其它用戶數(shù)據(jù)。2、爐號識別的實現(xiàn)方法 在每孔焦爐的代表位置埋設電子標簽，在車上安裝讀碼器，與各爐相對應的電子標簽地址編碼由車上配套的EEPROM存儲，當各車途經(jīng)或到達所埋設的電子標簽位置時，車載讀碼器讀出該標簽地址編碼，由于電子標簽與爐號的對應關系，由單片機將此編碼與EEPROM預儲的編碼檢索匹配即可知道該車所在位置。同時配備自行開發(fā)的對位保護儀表，實現(xiàn)運行各車車位的識別、數(shù)據(jù)通訊、交互顯示，并進一步完成車輛實際位置和推焦作業(yè)計劃爐號的比較確認。在生產(chǎn)操作過程中，推焦車、攔焦車、熄焦車司

11、機可以同時觀察到其它車輛所在的位置和其他車輛發(fā)出的操作確認指令，還可以把相關作業(yè)指令作為車輛作業(yè)的聯(lián)鎖保護條件，確保作業(yè)正確。利用RFID技術進行焦爐爐號識別是一種全新的嘗試，在國內(nèi)外沒有先例，它是將具有固定編號的電子標簽設于每孔焦爐，利用車上的讀碼器來識別和確定車輛的絕對地址，是解決焦爐車輛定位的行之有效的方法。六 機車位置識別基本原理1. 激光式機車走行位置檢測技術由三部分組成a. 編碼牌定位孔走行計數(shù)區(qū)編碼定位區(qū)走行計數(shù)區(qū)碼牌長度與爐距相等b. 激光測距儀編 碼牌 反射 板光傳感器激光測距儀c. 智能定位裝置接收激光測距儀的信號，判斷機車所處位置2. 實現(xiàn)方法把編碼牌裝在焦爐上機側裝在滑

12、線下；攔焦車裝在除塵跨或攔焦車滑線上部；熄焦車裝在熄焦車滑線下部；其它部分裝在車上激光器發(fā)出的光照到編碼牌的孔時，智能定位裝置輸出為0,非孔時輸出為1信號當車走行在計數(shù)區(qū)時，計算走行的脈沖個數(shù)，再乘以每個脈沖代表的長度，即可算出距焦爐中心點的距離；當機車駛入編碼定位區(qū)時，由智能定位裝置精確定位焦爐中心位這種方案與長纜感應式相比，抗電磁感干擾能力強編碼牌用金屬材料制作，耐高溫，適應環(huán)境能力強并且有效感應距離長，適應軌道變形能力強與旋轉編碼器方案相比，無可動部件，無累計誤差，不需校正與對射式光電開關相比，無馬鞍形殼體限制走行，長時間也不怕軌道變形所以從理論上講，這種位置檢測技術應是目前最好的3.

13、可靠性措施為提高系統(tǒng)的可靠性，爐號識別輔以遠程射頻識別手段，雙保險，確保爐號識別功能a. 與電子標簽配合，由電子標簽識別機車位于哪一孔爐，由智能定位裝置精確定位機車位于該孔爐什么位置，同時還能核對電子標簽的正確性，提高了爐號識別的可靠性。b. 其它定位方法相比，各爐機車位置單獨檢測計算，無累計誤差。七 系統(tǒng)配置1. 電子標簽,用來標識各炭化室位置。推焦車裝在滑線下；攔焦車裝在除塵跨或攔焦車滑線上部；每爐機焦側各配置一個。2. 射頻識別裝置,用來識別電子標簽的編碼。推焦車、攔焦車、熄焦車各配置一個。3. 編碼牌，推焦車、攔焦車、熄焦車側各配置一套。4. 激光測距裝置，推焦車、攔焦車各配置一個。5

14、. 智能定位裝置，推焦車、攔焦車各配置一臺。6. 三車對位聯(lián)鎖系統(tǒng)主機 主板采用PC104系列的AR-6054 A/D板配PCM5113 開關量輸入和繼電器聯(lián)鎖采用PCM51357. 顯示器每車配標準VGA液晶顯示器一臺。8. 通訊控制器通訊控制器由通訊模塊、主控制板和直流穩(wěn)壓電源組成。主控制板由RS232接口與上機位相連，系統(tǒng)只配一臺。9. 車載控制箱完成連鎖/解除操作操作 ，同時配備凈化穩(wěn)壓電源和數(shù)傳電臺。推焦車、攔焦車各配置一臺。10.應用軟件 操作系統(tǒng)：Microsoft windows2000 Server 中文版。 編程語言：Microsoft Visual Basic 6.0 中

15、文版。 數(shù)據(jù)庫：Microsoft Access 2000 中文版。 配套軟件：三車對位連鎖保護系統(tǒng)監(jiān)控管理軟件。八 技術指標1. 電源：交流220V2. 無線通訊頻率229M3. 電子標簽識別距離50cm4. 機車定位精度±3mm5. 誤碼率10-7九 與電氣的連接1. 推焦電流的獲取方法。 與電工操作臺的電流表串聯(lián)取信號。 安裝專用電流互感器取信號。2. 推焦信號取自推焦桿前進接觸器的輔助觸點。3. 摘門及裝門信號取自其控制繼電器的常開觸點。4. 導焦柵到位取止擋器的到位信號。5. 摘門和推焦連鎖均由連鎖繼電器的常開觸點完成，符合條件時繼電器線圈得電，常開觸點閉合，允許操作；否則

16、，斷開電氣控制回路。十三車聯(lián)鎖操作規(guī)程一、車載顯示屏顯示內(nèi)容1、系統(tǒng)時間：系統(tǒng)時間是整個三車聯(lián)鎖系統(tǒng)的統(tǒng)一時間。三大車和上位機的時間一致。# I# - r( : ! t2、計劃爐號：當前應推焦的炭化室號。第一組為101-163，第二組為201-263。: v. y; 9 Q$ i) K3、計劃時間：對應計劃爐號的推焦時間。4、聯(lián)鎖推焦/解鎖推焦：系統(tǒng)在聯(lián)鎖狀態(tài)時，顯示“聯(lián)鎖推焦”，信號燈顏色為紅色。否則顯示“解鎖推焦”，信號燈顏色為灰色# ( q. o1 U9 J4 W5、一級允推：一級允推形成的條件為：推焦車、攔焦車、熄焦車對準計劃推焦炭化室的中心位置（在誤差允許范圍內(nèi)）6、二級允推：二級允

17、推形成的條件為：一級允推攔焦車、熄焦車發(fā)出人工允推信號當前時間與計劃推焦時間符合差值- G( w7 c  V- T$ d! A: j5 n7、推焦車位置/攔焦車位置/熄焦車位置：在三號爐時為101-142；在四號爐時為143-163，201-221；在五號爐時為222-263；在其它位置顯示值右下角有一個點，屬虛擬爐號；當機車的位置在計劃爐號中心位置時，中間的信號燈亮；當機車在計劃爐號但未對準中心位置時，會點亮一個箭頭；當機車不在計劃爐號時，會點亮兩個箭頭。箭頭方向為機車在駛向計劃爐號中心位置時應該行走的方向。8、推焦車爐門關閉：顯示推焦車的爐門狀態(tài),紅色為爐門關閉。9、攔

18、焦車焦槽鎖閉：顯示攔焦車的導焦槽狀態(tài),紅色為焦槽鎖閉。. n" K9 w7 m6 C; j10、熄焦車車門關閉：顯示熄焦車的車身車門狀態(tài),紅色為車門關閉。11、推焦車推焦請求：當工作的推焦車按下推焦請求按鈕開關時，對應的各機車上的推焦請求信號指示燈變成紅色，松開時指示燈變成灰色。12、攔焦車允許推焦：當工作攔焦車對準計劃爐號（對準信號燈亮）后，攔焦車按下允許推焦按鈕開關，允許推焦信號燈指示燈變成紅色。在按下禁止推焦按鈕開關后或推焦完成后，允許推焦信號指示燈變?yōu)榛疑?3、熄焦車允許推焦：當工作熄焦車對準計劃爐號（對準信號燈亮）后，熄焦車按下允許推焦按鈕開關，允許推焦信號指示燈變成紅色

19、。在按下禁止推焦按鈕開關后或推焦完成后，允許推焦信號指示燈變?yōu)榛疑? x" P3 _: l/ c5 I7 Z14、推焦電流：推焦時，顯示屏上顯示計劃爐號位置的地方將顯示最大推焦電流。出完焦后，該處將恢復顯示計劃爐號。: c$ 2 ( + X* R0 R( _" x5 P' J% 二、- c2 V- Z* E5 - T. E1 _! v, e$ P操作按鈕、開關說明6 L0 ?; g5 V$ : " S/ E1、推焦車：. k, |/ R: O" ) G推焦聯(lián)鎖：當聯(lián)鎖推焦開關處于聯(lián)鎖推焦位置時，系統(tǒng)處于聯(lián)鎖狀態(tài)。此時，只有二級允推信號燈亮時推焦

20、桿才能前進。當聯(lián)鎖推焦開關處于解鎖推焦位置時，系統(tǒng)處于解鎖推焦狀態(tài)。此時推焦動作不受三車聯(lián)鎖系統(tǒng)控制。推焦請求：按下此按鈕時，推、攔、熄車載顯示屏的推焦請求指示燈會亮。推焦車以此來通知攔焦車、熄焦車加快進度，準備推焦。摘門聯(lián)鎖：當摘門聯(lián)鎖開關處于聯(lián)鎖狀態(tài)時，推焦車必須處于計劃碳化室中心位置時才能摘門。否則，推焦車摘門動作不受三車聯(lián)鎖系統(tǒng)控制。. f: w9 g3 p% V1 J8 |2、攔焦車：允許推焦：當攔焦車對準計劃爐號（對準信號燈亮）后，按下允許推焦按鈕，推、攔、熄車載顯示屏上的允許推焦指示燈將點亮變成紅色。攔焦車以此通知推焦車，其推焦準備工作完成。) - B6 M0 |+ f禁止推焦：在聯(lián)鎖推焦過程中，當出現(xiàn)異常情況，應停止推焦時，應立即按下禁止推焦按鈕，使推焦車推焦桿暫停前進。摘門聯(lián)鎖：當摘門聯(lián)鎖開關處于聯(lián)鎖狀態(tài)時，攔焦車必須處于計劃碳化室中心位置時才能摘門。否則，攔焦車摘門動作不受三車聯(lián)鎖系統(tǒng)控制。. : y0 Q- x& o% N3、熄焦車：允許推焦：當熄焦車對準計劃爐號（對準信號燈