專利名稱：一種煉焦自動(dòng)化管理控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)和感應(yīng)無(wú)線技術(shù)，特別指煉焦自動(dòng)化管理中移動(dòng)機(jī)車的管理和控制。
背景技術(shù)：
感應(yīng)無(wú)線技術(shù)是七十年代在日本開(kāi)始應(yīng)用的一種エ業(yè)應(yīng)用技木，感應(yīng)無(wú)線技術(shù)采用獨(dú)特的編碼電纜技術(shù)，十分成功地解決移動(dòng)機(jī)車實(shí)現(xiàn)集中管理控制的兩大難題數(shù)據(jù)通信與位置檢測(cè)。感應(yīng)無(wú)線技術(shù)在國(guó)內(nèi)開(kāi)始應(yīng)用是1988年，但該系統(tǒng)的機(jī)車位置檢測(cè)在地面 控制柜內(nèi)完成，當(dāng)要做到機(jī)車自動(dòng)走行和自動(dòng)定位時(shí)就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。因?yàn)榈孛鏅z測(cè)移動(dòng)機(jī)車位置后，要通過(guò)數(shù)據(jù)通信將位置數(shù)據(jù)傳遞給車上控制系統(tǒng)，車上控制系統(tǒng)得到自身的位置有ー個(gè)通信時(shí)間的時(shí)延T ;由于エ業(yè)現(xiàn)場(chǎng)存在著隨機(jī)強(qiáng)躁聲干擾，地面檢測(cè)的機(jī)車位置數(shù)據(jù)也會(huì)因?yàn)閿?shù)據(jù)通信誤碼率過(guò)高不能及時(shí)傳送到車上控制系統(tǒng)。在エ業(yè)作業(yè)機(jī)車無(wú)人操作自動(dòng)行駛時(shí)，要求機(jī)車最終自動(dòng)地、精確地停止在目標(biāo)位置，由于車上控制系統(tǒng)不能及時(shí)得到自身的位置，就會(huì)影響自動(dòng)定位精度。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是針對(duì)背景技術(shù)中存在的問(wèn)題和缺點(diǎn)加以改進(jìn)，提供一種結(jié)構(gòu)新穎、管理和控制功能大大提高的煉焦自動(dòng)化管理控制系統(tǒng)。本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，本實(shí)用新型系統(tǒng)包括中控室部分、車上部分、編碼感應(yīng)電纜部分。其中所述的中控室部分包括主控計(jì)算機(jī)和中控柜，且中控柜有多個(gè)相同的単元分別對(duì)應(yīng)多個(gè)車，每個(gè)中控單元中由中控PLC與中控通信器連接，且中控通信器與編碼電纜的始端箱連接，與車上PLC實(shí)現(xiàn)通信，由中控通信器對(duì)送到和收到的車上PLC的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)；地址發(fā)生器與始端箱的輸入端連接，編碼電纜與始端箱的輸出端連接由地址發(fā)生器按一定時(shí)間規(guī)律循環(huán)地往地址類對(duì)線上發(fā)送48KHZ的載波信號(hào)。編碼電纜與終端箱連接，中控PLC與主控計(jì)算機(jī)連接；所述的車上部分包括車上PLC、通信器、檢地址天線、通信天線、車上地址檢測(cè)器、車上顯示屏。車上PLC與車上通信器連接，車上通信器與通信天線連接，同時(shí)車上通信器與車上顯示屏連接。將車況通過(guò)數(shù)據(jù)通信傳送給主控計(jì)算機(jī)，并接收主控計(jì)算機(jī)的指令實(shí)施對(duì)機(jī)車控制，車上顯示屏RS-485接收主控計(jì)算機(jī)的信息，用數(shù)碼管顯示，語(yǔ)音提示指導(dǎo)操作。車上地址檢測(cè)器與檢地址天線連接，接收地址天線傳來(lái)的地址發(fā)生器發(fā)出的載波信號(hào)，經(jīng)處理后由車上地址檢測(cè)器內(nèi)的MCU計(jì)算出當(dāng)前機(jī)車的實(shí)時(shí)位置，并將該位置信息送給車上 PLC。所述的編碼感應(yīng)電纜部分在電纜中有若干對(duì)線，分為兩類，通信用對(duì)線和地址類對(duì)線，通信用對(duì)線按一定的規(guī)律交叉，地址類對(duì)線按格雷碼規(guī)律交叉，編碼電纜的始端與始端箱連接，編碼電纜的終端與終端箱連接，用護(hù)套封轉(zhuǎn)后安裝在沿機(jī)車軌道一旁。[0008]本實(shí)用新型的集成度大大提高，原有系統(tǒng)調(diào)制器、解調(diào)器和功率放大器分別作為三個(gè)單獨(dú)的部分存在，導(dǎo)致系統(tǒng)不穩(wěn)當(dāng)因素增加，本實(shí)用新型將三個(gè)單獨(dú)的部分集成在一起減少了很多線路方面的不穩(wěn)定因素；本實(shí)用新型位置檢測(cè)精度大大提高，原有系統(tǒng)位置檢測(cè)精度是0. 5cm，本實(shí)用新型位置檢測(cè)精度達(dá)到0. 2cm。

圖I是本實(shí)用新型系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。圖2是中控室單元結(jié)構(gòu)圖。圖3是車上單元結(jié)構(gòu)圖。圖4是車上地址檢測(cè)器結(jié)構(gòu)圖。圖5是通信器結(jié)構(gòu)圖。 圖6是地址發(fā)生器電路原理圖。圖7、8是車上顯示屏電路原理圖。
具體實(shí)施方式
由圖I至8可知，本實(shí)用新型特點(diǎn)是系統(tǒng)包括中控室部分、車上部分、編碼感應(yīng)電纜部分，其中所述的中控室部分包括主控計(jì)算機(jī)和中控柜，且中控柜有多個(gè)相同的單元分別對(duì)應(yīng)車輛，每個(gè)中控單元中由中控PLC22與中控通信器21連接，且中控通信器21與編碼電纜的始端箱24連接，與車上PLC實(shí)現(xiàn)通信，由中控通信器對(duì)送到和收到的車上PLC的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)；地址發(fā)生器23與始端箱24的輸入端連接，編碼電纜25與始端箱24的輸出端連接由地址發(fā)生器按一定時(shí)間規(guī)律循環(huán)地往地址類對(duì)線上發(fā)送48KHZ的載波信號(hào)，編碼電纜25與終端箱26連接，中控PLC22與主控計(jì)算機(jī)27連接；所述的車上部分包括車上PLC31、車上通信器32、車上地址檢測(cè)器34、檢地址天線35、通信天線33、車上顯示屏36，車上PLC31與車上通信器32連接，車上通信器32與通信天線33連接，同時(shí)車上通信器32與車上顯示屏36連接，將車況通過(guò)數(shù)據(jù)通信傳送給主控計(jì)算機(jī)，并接收主控計(jì)算機(jī)的指令實(shí)施對(duì)機(jī)車控制，車上顯示屏接收主控計(jì)算機(jī)的信息，用數(shù)碼管顯示，語(yǔ)音提示指導(dǎo)操作。車上地址檢測(cè)器34與檢地址天線35連接，接收地址天線傳來(lái)的地址發(fā)生器發(fā)出的載波信號(hào)，經(jīng)處理后由車上地址檢測(cè)器內(nèi)的MCU計(jì)算出當(dāng)前機(jī)車的實(shí)時(shí)位置，并將該位置信息送給車上PLC ；所述的編碼感應(yīng)電纜部分在電纜中有若干對(duì)線，分為兩類，通信用對(duì)線和地址類對(duì)線，通信用對(duì)線按一定的規(guī)律交叉，地址類對(duì)線按格雷碼規(guī)律交叉，編碼電纜的始端與始端箱連接，編碼電纜的終端與終端箱連接，用護(hù)套封轉(zhuǎn)后安裝在沿機(jī)車軌道一旁。系統(tǒng)功能本實(shí)用新型主要解決焦化廠煉焦過(guò)程中格大車數(shù)據(jù)通信，位置檢測(cè)，爐號(hào)對(duì)位，推焦聯(lián)鎖，摘門(mén)聯(lián)鎖，裝煤聯(lián)鎖，搗固聯(lián)鎖，自動(dòng)走行，自動(dòng)對(duì)位等一系列問(wèn)題，從而達(dá)到煉焦生產(chǎn)過(guò)程實(shí)行計(jì)算機(jī)集中管理控制，其中搗固聯(lián)鎖只有當(dāng)主控計(jì)算機(jī)根據(jù)各方面綜合信息，以及生產(chǎn)工藝要求給出允許搗固命令后，才能搗固；在裝煤車上裝有搗固聯(lián)鎖與解除聯(lián)鎖選擇開(kāi)關(guān)，以便當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)解除聯(lián)鎖。自動(dòng)走行主控計(jì)算機(jī)根據(jù)各方面綜合信息，自動(dòng)確定機(jī)車下一步應(yīng)該行走的目標(biāo)位置。執(zhí)行計(jì)劃任務(wù)的機(jī)車，在車上按“自動(dòng)走行”按鍵后，自動(dòng)朝目標(biāo)位置走行。自動(dòng)對(duì)位在自動(dòng)走行中到達(dá)目標(biāo)位置時(shí)自動(dòng)停止、自動(dòng)對(duì)位。采用自適應(yīng)控制技術(shù)，確保自動(dòng)對(duì)位準(zhǔn)確，其自動(dòng)定位精度達(dá)到O. 5cm。各部分電路結(jié)構(gòu)和基本原理通信器所述的通信器53通信天線接收部分51A與解調(diào)模塊531的輸入端連接，解調(diào)模塊531的輸出端與通信接ロ模塊532的輸入端連接，調(diào)制模塊533的輸入端、車上PLC31分別 與通信接ロ模塊532的輸出端連接，調(diào)制模塊533的輸出端與功率放大模塊534的輸入端連接，功率放大模塊534的輸出端與通信天線發(fā)送部分連接。通信器將接收的數(shù)據(jù)信號(hào)通過(guò)內(nèi)部的解調(diào)模塊531進(jìn)行解調(diào)后，經(jīng)通信接ロ模塊532輸出到車上PLC 31，同時(shí)車上PLC的數(shù)據(jù)經(jīng)通信器內(nèi)部的調(diào)制模塊533進(jìn)行調(diào)制后，經(jīng)功率放大模塊534放大后送給通信天線發(fā)送部分51B發(fā)送出去。地址發(fā)生器由IClOl 54LS04和IC102 54LS393所產(chǎn)生的振蕩信號(hào)，經(jīng)IC106MAX275進(jìn)行帶通濾波后，由單片機(jī)IC108 AT89S51控制功率放大器，按一定順序分時(shí)向編碼電纜中各傳輸對(duì)線發(fā)送載波信號(hào)。其發(fā)送順序是在t0、tl、…時(shí)間段，分別向R0、R1、Gn-U……、G0、G’ O發(fā)送載波信號(hào)后，停止ts時(shí)間，然后循環(huán)。車上地址檢測(cè)器所述的車上地址檢測(cè)器天線接收信號(hào)TXO與第一放大器41輸入端連接，天線接收信號(hào)TXl與第二放大器42輸入端連接,第一放大器41和第二放大器42的輸出端分別與整流求和43輸入端連接，整流求和43的輸出端與2f濾波44輸入端連接，第二整流濾波45的輸入端、第一整形47的輸入端分別與2f濾波44輸出端連接,第二整流濾波45的輸出端與D⑶46的輸入端連接，D⑶46的輸出端與波形存儲(chǔ)器413的輸入端、中央處理器415的輸入端連接；第一整形47的輸出端與鎖相分頻412的輸入端連接，鎖相分頻412的輸出端與第ニ整形49的輸出端并聯(lián)后與異或414的輸入端連接，與波形存儲(chǔ)器413的輸入端連接，波形存儲(chǔ)器413的輸出端與異或414的輸入端連接，異或414的輸出端與中央處理器415的輸入端連接；第一放大器41的輸出端與If濾波48的輸入端連接，第二整形49的輸入端和第一整流濾波410的輸入端并聯(lián)后與If濾波48的輸出端連接，第一整流濾波410的輸出端與摸/數(shù)A/D411的輸入端連接，摸/數(shù)A/D411的輸出端與中央處理器415的輸入端連接，顯示416、并行輸出417、串ロ輸出418的輸入端分別與中央處理器415的輸出端連接，中央處理器415的輸出為地址輸出。將檢地址天線箱接收的信號(hào)分別經(jīng)放大整流進(jìn)行求和、再經(jīng)過(guò)2f帶通濾波器得到2f載波，2f載波經(jīng)過(guò)整流、濾波、比較得到載波檢測(cè)信號(hào)D⑶送到CPU。2f載波經(jīng)過(guò)整形、鎖相分頻后，在DCD到來(lái)時(shí)，儲(chǔ)存當(dāng)前的If載波，由于地址發(fā)生器最先對(duì)傳輸對(duì)線RO發(fā)送載波信號(hào)，所以儲(chǔ)存下來(lái)的是基準(zhǔn)相位信號(hào)。儲(chǔ)存的基準(zhǔn)相位信號(hào)與If載波進(jìn)行相位比較，就得到了一般位置。If載波經(jīng)過(guò)整流、濾波后得到接收線圈TXO檢測(cè)信號(hào)的幅度。將傳輸對(duì)線GO的幅度A (GO)和傳輸對(duì)線GO’的幅度A (GO’)進(jìn)行運(yùn)算，就得到精密位置。中央處理單元對(duì)所檢測(cè)的各種信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算，就得到了綜合位置。所得到的綜合位置根據(jù)實(shí)際需要，可通過(guò)并行接口或串行接口輸出，并顯示所檢測(cè)的位置數(shù)據(jù)。車上顯示屏車上顯示屏36的核心部件是單片機(jī)AT89S51，單片機(jī)AT89S51控制車上顯示屏36的功能包括顯示、語(yǔ)音提示；其中看門(mén)狗芯片為MAX813 ;串行通信接口為MAX485 ;語(yǔ)音控制器為VP1606、語(yǔ)音存儲(chǔ)器為W27C020、經(jīng)語(yǔ)音放大部分LM386將語(yǔ)音進(jìn)行放大送喇叭發(fā)音。顯示驅(qū)動(dòng)芯片為MC14489，顯示數(shù)碼管為L(zhǎng)ED101-LED123。本實(shí)用新型所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行的描述，并非對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定，在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想的前提下，本領(lǐng)域中工程技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書(shū)中。權(quán)利要求1.一種煉焦自動(dòng)化管理控制系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)包括中控室部分、車上部分、編碼感應(yīng)電纜部分，其中 所述的中控室部分包括主控計(jì)算機(jī)和中控柜，且中控柜有多個(gè)相同的単元分別對(duì)應(yīng)車輛，每個(gè)中控單元中由中控PLC (22)與中控通信器(21)連接，且中控通信器(21)與編碼電纜的始端箱(24)連接，與車上PLC實(shí)現(xiàn)通信，由中控通信器對(duì)送到和收到的車上PLC的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)制和解調(diào)；地址發(fā)生器(23)與始端箱(24)的輸入端連接，編碼電纜(25)與始端箱(24)的輸出端連接由地址發(fā)生器按一定時(shí)間規(guī)律循環(huán)地往地址類對(duì)線上發(fā)送48KHZ的載波信號(hào)，編碼電纜(25)與終端箱(26)連接，中控PLC (22)與主控計(jì)算機(jī)(27)連接； 所述的車上部分包括車上PLC (31)、車上通信器(32 )、車上地址檢測(cè)器(34 )、檢地址天線(35)、通信天線(33)、車上顯示屏(36)，車上PLC (31)與車上通信器(32)連接，車上通信器(32)與通信天線(33)連接，同時(shí)車上通信器(32)與車上顯示屏(36)連接，將車況通過(guò)數(shù)據(jù)通信傳送給主控計(jì)算機(jī)，并接收主控計(jì)算機(jī)的指令實(shí)施對(duì)機(jī)車控制，車上顯示屏接收主控計(jì)算機(jī)的信息，用數(shù)碼管顯示，語(yǔ)音提示指導(dǎo)操作，車上地址檢測(cè)器(34)與檢地址天線(35)連接，接收地址天線傳來(lái)的地址發(fā)生器發(fā)出的載波信號(hào)，經(jīng)處理后由車上地址檢測(cè)器內(nèi)的MCU計(jì)算出當(dāng)前機(jī)車的實(shí)時(shí)位置，并將該位置信息送給車上PLC ； 所述的編碼感應(yīng)電纜部分在電纜中有若干對(duì)線，分為兩類，通信用對(duì)線和地址類對(duì)線，通信用對(duì)線按一定的規(guī)律交叉，地址類對(duì)線按格雷碼規(guī)律交叉，編碼電纜的始端與始端箱連接，編碼電纜的終端與終端箱連接，用護(hù)套封轉(zhuǎn)后安裝在沿機(jī)車軌道一旁。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煉焦自動(dòng)化管理控制系統(tǒng)，其特征在于所述的車上地址檢測(cè)器天線接收信號(hào)TXO與第一放大器(41)輸入端連接，天線接收信號(hào)TXl與第二放大器(42)輸入端連接，第一放大器(41)和第二放大器(42)的輸出端分別與整流求和(43)輸入端連接，整流求和(43)的輸出端與2f濾波(44)輸入端連接，第二整流濾波(45)的輸入端、第一整形(47)的輸入端分別與2f濾波(44)輸出端連接，第二整流濾波(45)的輸出端與D⑶(46)的輸入端連接，D⑶(46)的輸出端與波形存儲(chǔ)器(413)的輸入端、中央處理器(415)的輸入端連接； 第一整形(47)的輸出端與鎖相分頻(412)的輸入端連接，鎖相分頻(412)的輸出端與第二整形(49)的輸出端并聯(lián)后與異或(414)的輸入端連接，與波形存儲(chǔ)器(413)的輸入端連接，波形存儲(chǔ)器(413)的輸出端與異或(414)的輸入端連接，異或(414)的輸出端與中央處理器(415)的輸入端連接； 第一放大器(41)的輸出端與If濾波(48)的輸入端連接，第二整形(49)的輸入端和第一整流濾波(410)的輸入端并聯(lián)后與If濾波(48)的輸出端連接，第一整流濾波(410)的輸出端與摸/數(shù)A/D (411)的輸入端連接，摸/數(shù)A/D (411)的輸出端與中央處理器(415)的輸入端連接，顯示(416)、并行輸出(417)、串ロ輸出(418)的輸入端分別與中央處理器的輸出端連接，中央處理器的輸出為地址輸出。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煉焦自動(dòng)化管理控制系統(tǒng)，其特征在于所述的通信器(53)通信天線接收部分(51A)與解調(diào)模塊(531)的輸入端連接，解調(diào)模塊(531)的輸出端與通信接ロ模塊(532)的輸入端連接，調(diào)制模塊(533)的輸入端、車上PLC (31)分別與通信接ロ模塊(532)的輸出端連接，調(diào)制模塊(533)的輸出端與功率放大模塊(534)的輸入端連接，功率放大模塊(534)的輸出端與通信天線發(fā)送部分連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的煉焦自動(dòng)化管理控制系統(tǒng)，其特征在于所述的車上顯示屏(36)的核心部件是單片機(jī)AT89S51，單片機(jī)AT89S51控制車上顯示屏(36)的功能包括顯示、語(yǔ)音提示；其中看門(mén)狗芯片為MAX813 ;串行通信接ロ為MAX485 ;語(yǔ)音控制器為VP1606、語(yǔ)音存儲(chǔ)器為W27C020、經(jīng)語(yǔ)音放大部分LM386將語(yǔ)音進(jìn)行放大送喇叭發(fā)音，顯示驅(qū)動(dòng)芯片為 MC14489，顯示數(shù)碼管為 LED101-LED123。
專利摘要本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)技術(shù)和感應(yīng)無(wú)線技術(shù)，特別指煉焦自動(dòng)化管理控制系統(tǒng)。其特點(diǎn)是系統(tǒng)包括中控室、車上部分、編碼感應(yīng)電纜部分，其中中控室部分包括主控計(jì)算機(jī)和中控柜，且中控室有多個(gè)相同的單元分別對(duì)應(yīng)多個(gè)車；車上部分包括車上PLC、車上通信器、車上地址檢測(cè)、檢地址天線、通信天線、車上顯示屏；編碼感應(yīng)電纜部分在電纜中有若干對(duì)線，分為兩類，通信用對(duì)線和地址類對(duì)線，通信對(duì)線按一定的規(guī)律交叉，地址對(duì)線按格雷碼規(guī)律交叉，用護(hù)套封轉(zhuǎn)后安裝在沿機(jī)車軌道一旁；本實(shí)用新型位置檢測(cè)精度大大提高，原有系統(tǒng)位置檢測(cè)精度是0.5cm，本實(shí)用新型位置檢測(cè)精度達(dá)到0.2cm。
文檔編號(hào)G05B19/418GK202421862SQ20112056986
公開(kāi)日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
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