1、焦炉三车联锁控制系统简介石家庄市博科测控技术有限公司服务热线：031185968988http:/目 录一. 前言 3二. 系统目标 4石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 2三. 系统特点 4四. 功能 51. 推焦车 52. 拦焦车 63. 熄焦车 64. 自动采集功能 75. 无线组网通讯功能 76. 地面站 7五 炉号识别基本原理 .101、射频识别原理 .102、炉号识别的实现方法 .11六 机车位置识别基本原理 .111. 激光式机车走行位置检测技术 112. 实现方法 123.
2、可靠性措施 13七 系统配置 .14八 技术指标 .15九 与电气的连接 .15一.前言炉号识别与走行位置检测技术的现状：石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 31. 长缆感应技术应该说占据了现今焦炉三车定位技术的主流，得到了广泛应用但这种技术尚存在一些缺点： 1 采用的频率是 49KHZ 79KHZ，这样的频率与工频高次谐波的差频太小，很容易受到干扰，如果有 变频器，干扰就显得更为突出。2 有效感应距离短，当轨道变形较大时，超过有效距离，会使位置识别失效。3 感应长缆为一长整线，中间任一点短
3、、断路，都会引起系统瘫痪。2. 对射式光电开关编码技术在每一孔炉放一码盘，在车上用一马鞍形金属盒摆放若干光纤引导的光电开关 这种识别方式不怕电磁干扰，但是要求马鞍形开关盒与码牌的相对位置配合要好，从长久看，当轨道发生较大变形时，有可能会发生碰撞。3. 旋转编码器技术这种技术由于有可动部件，会发生累计误差，所以必需配以精确的校正手段，并且要定期打开旋转编码器复位零点为此我们提出一种新的用激光技术与射频识别技术相结合的三车炉号识别和精确位置检测技术。一.系统目标1. 采用先进可靠的现代传感技术、通信技术与控制技术装备石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/
4、电话：0311-85968988 13932175868 4焦炉三车，提高焦炉的安全操作水平和推焦操作管理水平。2. 炉号识别与机车定位技术要兼顾将来的自动走行控制。3. 以最低的成本投入，可靠的解决三车对位连锁保护问题。一.系统特点1.采用激光测距方案解决三车的位置检测问题，各炉有独立的定位标记，无累计误差；定位方法简单可靠，定位精度高，达3mm，能 满 足焦炉机车走行定位精度要求。2.炉号识别采用射频识别方式，环境适应能力强，不怕粉尘、油污、水、浓雾等干扰。 绝对地址识别，不产 生相对误差。识别任意一炉号的装置损坏时，都不会影响对其他炉号的识别及联锁功能。3.电子标签于激光测距共同完成炉号
5、识别和定位，互为补充，可靠性高。4.易于安装调试。 电子 标签和编码牌各炭化室分别安装，位置调整简单灵活，能适应轨道变形，车体摆幅大的场合。5.可维性高，维护成本低。电子标签损坏时只需单个更换，不影响全局。激光测距仪每车一个，更换简单。一.功能1. 推焦车 全程炉号识别和显示。石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 5 机车位于各炭化室中心的详细位置指示。 最大推焦电流和推焦过程电流趋势检测与记录。 推焦时间和平煤时间记录。 摘门和推焦操作检测。 符合推焦条件时发推焦请求。 摘门连锁。判断计划炉
6、号是否与实际炉号相符，是，允许摘门，否，禁止摘门 操作。 装门联锁。当计划炉号推焦过程确认结束时，装门联锁条件成立。 推焦操作连锁 。判断允推条件：计划炉号推焦车实际炉号拦焦车实际炉号熄焦车实际炉号；导焦栅止档器到位； 满足条件，允许推焦操作。否则禁止推焦操作。 计划炉号、当前推焦炉号时间、下一推焦炉号时间、标准时间、拦 焦车炉号、熄焦车炉号、推焦最大电流、实际推焦时间、平煤时间显示。 推焦车详细位置显示；还可精确定位推焦车是否位于拿门位。 连锁/解除切换。2. 拦焦车 全程炉号识别和显示。 机车位于各炭化室中心的详细位置指示。石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号
7、 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 6 摘门和导焦操作检测。 摘门连锁：判断计划炉号是否与实际炉号相符，是，允许摘门，否，禁止摘门操作。 装门联锁。当计划炉号推焦过程确认结束时，装门联锁条件成立。 拦焦车的联锁信号以导焦栅锁闭信号为准。 计划炉号、当前推焦炉号时间、下一推焦炉号时间标准时间、推焦 车炉号、熄焦车炉号显示。 拦焦车详细位置显示；还可精确定位拦焦车是否位于拿门位。 连锁/解除切换。3. 熄焦车 全程炉号识别和显示。 机车位于各炭化室中心的详细位置指示。 计划炉号，当前推焦炉号时间、下一推焦炉号时间标准时间， 标准 时间，推焦车炉号， 拦焦车炉号
8、显 示。 推焦车，拦焦车，均具有手动/自动连锁切换。4. 自动采集功能系统能自动采集和显示炉门开信号、炉门关信号、推焦杆前进信号、推焦杆后退信号、平煤杆前进信号、平煤杆后退信号、石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 7导焦栅到位信号、推焦杆前限信号等现场信号，并利用这些信号进行系统的连锁控制。系统能自动采集和显示推焦电流信号，平煤电流信号等现场信号，并利用此信号显示推焦电流、平煤电流的趋势图。5.无线组网通讯功能推焦车、拦焦车、熄焦车设无线通讯子站， 计量室设无线通讯主站，实现 无线组网通讯，
9、完成三大车之间及与地面站的数据交换，无线 通讯主站以有线串行通讯方式与地面站计算机实现数据交换，数据传输准确、可靠。邻道选择性65dB 杂散响应抗扰性65dB共信道抑制8dB 互调抗扰性60dB误码率10 -7（20dB SINAD） 阻塞90dB具有抗各种干扰的能力，运行稳定可靠，可确保整个系统在恶劣环境下工作。6. 地面站地面站完成制定推焦作业计划，发送作业指令，监督记录操作状态，评价 计划执行情况等工作。1 推焦计划 以计划结焦时间为根据自动制定推焦计划。结焦时间 17-24 小时可调。石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85
10、968988 13932175868 8 三炉以内的乱签可以自动调整推焦计划。 大循环表的人工录入和修改。 人工修改推焦计划。 自动计算 K1、K2、K3 系数，打印推焦计划表、推焦操作日志。推焦操作日志2 操作状态监视石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 9操作状态监视界面3 推焦操作记录4 查询计划查询、推焦操作记录查询、推焦电流趋势查询、联锁状态、时间查询。推焦电流趋势查询图5 预留接口，可方便与局域网及增加其他功能时连接使用。石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 8
11、8 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 10五 炉号识别基本原理射频识别（即 Radio frequency identification,以下简称 RFID）技术是二十世纪九十年代兴起的一项新型自动识别技术，它的突出优点是利用无线射频方式进行非接触双向通讯，从而达到识别目标和数据交换的目的，利用电子标签的信息标示可以完成多目标识别。1、射频识别原理典型的 RFID 系统由电子标签（Tag）、读码 器（Read/write Device）以及数据交换管理等系统组成，读码器由无线收发模块、天线、及接口电路等组成。下图是 RFID 系统的原理示意。射频识别系
12、统原理图电子标签是无源系统,靠接收射频脉冲、整流并给电容充电，再经稳压后为电子标签供电。读码器数据调制、解调配合控制逻辑实现射频数据和 EEPROM 间 的数据变换，EEPROM 用来存储电子标签的固定地址和其它用户数据。控制模块读写模块数据管理VCC稳压解调 控制逻辑EEPROM调制读码器电子标签石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 112、炉号识别的实现方法 在每孔焦炉的代表位置埋设电子标签，在车上安装读码器，与各炉相对应的电子标签地址编码由车上配套的 EEPROM 存储，当各车途经或到达
13、所埋设的电子标签位置时，车载读码器读出该标签地址编码，由于电子标签与炉号的对应关系，由单片机将此编码与 EEPROM预储的编码检索匹配即可知道该车所在位置。同时配备自行开发的对位保护仪表，实现运行各车车位的识别、数据通讯、交互显示，并进一步完成车辆实际位置和推焦作业计划炉号的比较确认。在生产操作过程中，推焦车、 拦焦车、熄焦 车司机可以同时观察到其它车辆所在的位置和其他车辆发出的操作确认指令，还可以把相关作业指令作为车辆作业的联锁保护条件，确保作业正确。利用 RFID 技术进行焦炉炉号识别是一种全新的尝试，在国内外没有先例，它是将具有固定编号的电子标签设于每孔焦炉，利用车上的读码器来识别和确定
14、车辆的绝对地址，是解决焦炉车辆定位的行之有效的方法。六 机车位置识别基本原理1. 激光式机车走行位置检测技术由三部分组成a. 编码牌石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 12走行计数区 编码定位区 走行计数区码牌长度与炉距相等b. 激光测距仪 c. 智能定位装置接收激光测距仪的信号，判断机车所处位置2. 实现方法把编码牌装在焦炉上机侧装在滑线下；拦焦车装在除尘跨或拦焦车滑线上部；熄焦车装在熄焦车滑线下部；其它部分装在车上激光器发出的光照到编码牌的孔时，智能定位装置输出为0,非孔时输出为1信号当
15、车走行在计数区时，计算走行定位孔激光测距仪光传感器编 码牌 反射 板石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 13的脉冲个数，再乘以每个脉冲代表的长度，即可算出距焦炉中心点的距离；当机车驶入编码定位区时，由智能定位装置精确定位焦炉中心位这种方案与长缆感应式相比，抗电磁感干扰能力强编码牌用金属材料制作，耐高温，适应环境能力强并且有效感应距离长，适应轨 道变形能力强与旋转编码器方案相比，无可动部件，无累计误差，不需校正与对射式光电开关相比，无马鞍形壳体限制走行，长时间也不怕轨道变形所以从理论上讲，这种
16、位置检测技术应是目前最好的3. 可靠性措施为提高系统的可靠性，炉号识别辅以远程射频识别手段，双保险，确保炉号识别功能 a. 与电子标签配合，由电子标签识别机车位于哪一孔炉，由智能定位装置精确定位机车位于该孔炉什么位置，同时还能核对电子标签的正确性，提高了炉号识别的可靠性。b. 其它定位方法相比，各炉机车位置单独检测计算，无累计误差。石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 14七 系统配置 拦 焦 车 1 拦 焦 车 2 读 码 器 磁 敏 传 感 器 焦 炉 推 焦 车 1 推 焦 车 2 电
17、子 标 签 监 控 管理 软 件 焦 炉 三 车 对 位 连 锁 保 护 系 统 示 意 图 1. 电子标签,用来标识各炭化室位置。推焦车装在滑线下；拦焦车装在除尘跨或拦焦车滑线上部；每炉机焦侧各配置一个。2. 射频识别装置,用来识别电子标签的编码。推焦车、拦焦车、熄焦车各配置一个。3. 编码牌，推焦车、 拦焦车、熄焦 车侧各配置一套。4. 激光测距装置，推焦车、拦焦车各配置一个。5. 智能定位装置，推焦车、拦焦车各配置一台。6. 三车对位联锁系统主机 主板采用 PC104 系列的 AR-6054 A/D 板配 PCM5113 开关量输入和继电器联锁采用 PCM5135石家庄市博科测控技术有限
18、公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 157.显示器每车配标准 VGA 液晶 显示器一台。8. 通讯控制器通讯控制器由通讯模块、主控制板和直流稳压电源组成。主控制板由 RS232 接口与上机位相连，系 统只配一台。9. 车载控制箱完成连锁/解除操作操作 ，同时配备净化稳压电源和数传电台。推焦车 、拦焦车各配置一台。10.应用软件 操作系统：Microsoft windows2000 Server 中文版。 编程语言：Microsoft Visual Basic 6.0 中文版。 数据库：Microsoft Acces
19、s 2000 中文版。 配套软件：三车对位连锁保护系统监控管理软件。八 技术指标1. 电源：交流 220V2. 无线通讯频率 229M3. 电子标签识别距离 50cm4. 机车定位精度3mm5. 误码率10 -7石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 16九 与电气的连接1. 推焦电流的获取方法。 与电工操作台的电流表串联取信号。 安装专用电流互感器取信号。2. 推焦信号取自推焦杆前进接触器的辅助触点。3. 摘门及装门信号取自其控制继电器的常开触点。4. 导焦栅到位取止挡器的到位信号。5. 摘门
20、和推焦连锁均由连锁继电器的常开触点完成，符合条件时继电器线圈得电，常开触点闭合，允许操作；否则，断开电气控制回路。十三车联锁操作规程一、车载显示屏显示内容. x* g+ c, v t1、系统时间：系统时间是整个三车联锁系统的统一时间。三大车和上位机的时间一致。2、计划炉号：当前应推焦的炭化室号。第一组为 101-163，第二组为 201-263。3、计划时间：对应计划炉号的推焦时间。% $ 0 ?) V2 O X: I- w- o- ; |9 D G4、联锁推焦/解锁推焦：系统在联锁状态时，显示“联锁推焦”，信号灯颜色为红色。否则显示“解锁推焦”，信号灯颜色为灰色5、一级允推：一级允推形成的条
21、件为：推焦车、拦焦车、熄石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 17焦车对准计划推焦炭化室的中心位置（在误差允许范围内）0 G7 u$ t T4 |, s6、二级允推：二级允推形成的条件为：一级允推拦焦车、熄焦车发出人工允推信号当前时间与计划推焦时间符合差值7、推焦车位置/拦焦车位置/熄焦车位置：在三号炉时为101-142；在四号炉时为 143-163，201-221；在五号炉 时为222-263；在其它位置显示值右下角有一个点，属虚 拟炉号；当机车的位置在计划炉号中心位置时，中间的信号灯亮；当
22、机车在计划炉号但未对准中心位置时，会点亮一个箭头；当机车不在计划炉号时，会点亮两个箭头。箭头方向为机车在驶向计划炉号中心位置时应该行走的方向。. i/ b7 b/ G2 J- v0 0 N8、推焦车炉门关闭：显示推焦车的炉门状态,红色为炉门关闭。 . w# u“ M0 6 A7 B9 T9、拦焦车焦槽锁闭：显示拦焦车的导焦槽状态,红色为焦槽锁闭。10、熄焦车车门关闭：显示熄焦车的车身车门状态,红色为车门关闭。- y. y7 $ s L8 A9 0 v5 k8 d7 t6 _5 V12、拦焦车允许推焦：当工作拦焦车对准计划炉号（对准信石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88
23、 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 18号灯亮）后，拦焦车按下允许推焦按钮开关，允许推焦信号灯指示灯变成红色。在按下禁止推焦按钮开关后或推焦完成后，允许推焦信号指示灯变为灰色。+ f( Y, m“ H! u 2 P4 c 7 v; 2、拦焦车：2 w“ m : C% ?/ f允许推焦：当拦焦车对准计划炉号（对准信号灯亮）后，按下允许推焦按钮，推、拦、熄 车载显示屏上的允许推焦指示灯将点亮变成红色。拦焦车以此通知推焦车，其推焦准备工作完成。禁止推焦：在联锁推焦过程中，当出现异常情况，应停止推焦时，应立即按下禁止推焦按钮，使推焦车推焦杆暂停前进。) C5
24、h; K6 C* E% m+ C摘门联锁：当摘门联锁开关处于联锁状态时，拦焦车必须处于计划碳化室中心位置时才能摘门。否则，拦焦车摘门动作不受三车联锁系统控制。% x8 z5 k3、熄焦车操作：- m4 e) 3 s9 c% t, E) H6 u当熄焦车对准计划炉号（对准信号灯亮），且熄焦车车门关闭后，按下允许推焦按钮开关，允许推焦信号指示灯变成红色。在按下禁止推焦按钮开关后或推焦完成后，允许推焦信号指示灯变为灰色。% G! n8 U u7 * b/ h当发现有故障，应停止推焦时，应立即按下禁止推焦按钮，石家庄市博科测控技术有限公司地址：石家庄市高新区长江大道 88 号 http:/ 电话：0311-85968988 13932175868 3使推焦暂停。
