CN101625563B - 焦炉地址检测及炉号自动识别系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焦炉地址检测及炉号自动识别系统，该系统的地址检测及定位系统与数据通讯系统分开独立执行，地址检测及定位系统由地面站和车载站组成，并采用耐高温、耐腐蚀、编码定位阻抗匹配电缆技术来实现现场四大机车的地址检测及定位，定位系统采用基于USS协议的命令、PID控制算法控制变频器运行；数据通讯系统采用无线通讯模块无线扩频通讯方式来实现四大车之间、四大车与上位机服务器之间进行数据通讯。该系统实现了现场四大机车精确定位及抗干扰数据稳定通讯；装煤重量通过煤塔称重系统可直观体现在自动化操作管理客户端界面上；该系统大大降低了成本、减少了维护工作量、安全性能好。

Description

焦炉地址检测及炉号自动识别系统

技术领域

本发明涉及一种焦炉地址检测及炉号自动识别系统。

背景技术

焦炉四大车是指推焦车、拦焦车、熄焦车和装煤车，随着国内外焦化企业自动化控制水平和自动化操作要求的不断提高，焦炉四大车的自动化操作技术日益完善。焦炉四大车自动化操作的主要目的是实现焦炉四大车的炉号自动识别、推焦和装煤联锁及自动行走和自动化操作。若达到上述目的，首先要解决两个基础的技术问题：第一，四大车的地址检测问题，解决了地址检测问题，就实现了炉号自动识别，能够进行四大车的自动定位；第二，四大车之间、四大车与中控室之间的数据交换问题，即通信问题。

实践表明，采用编码电缆定位技术定位精确度高，完全可以满足炼焦生产过程中对移动机车的定位要求，而且设备运行稳定。四大车的通信方式大多采用无线通信方式。

发明内容

本发明的目的是提供一种焦炉地址检测及炉号自动识别系统，该系统采用无线扩频通信技术及耐高温耐腐蚀格雷母线阻抗匹配编码定位电缆技术分开独立运行，实现现场四大机车精确定位及抗干扰数据稳定通讯；将煤塔称重系统应用于自动化操作系统中，装煤重量可直观体现在自动化操作管理客户端界面上，实现了焦炉四大车的统一管理；通过PID算法，采用基于USS协议的命令来进行变频器的控制；该系统大大降低了成本、减少了维护工作量、安全性能好。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

焦炉地址检测及炉号自动识别系统，该系统由地址检测及定位系统、数据通讯系统组成，地址检测及定位系统与数据通讯系统分开独立执行，地址检测及定位系统由地面站和车载站组成，并采用耐高温、耐腐蚀、编码定位阻抗匹配电缆技术来实现现场四大机车的地址检测及定位，定位系统采用基于USS协议的命令、PID控制算法控制变频器运行；数据通讯系统采用无线通讯模块无线扩频通讯方式来实现四大车之间、四大车与上位机服务器之间进行数据通讯。

所述的数据通讯系统还包括煤塔秤称重系统，煤塔秤称重系统客户端基于TCP/IP协议与上位机服务器相互通讯，煤塔秤称重系统客户端可将装煤重量直接体现在客户端界面上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)采用耐高温、耐腐蚀、编码定位阻抗匹配电缆及无线扩频定向通信技术来解决现场四大机车精确定位及数据稳定可靠通讯，地址检测定位系统和数据通讯系统分开独立运行，定位精确，抗干扰能力强，数据通讯稳定；

2)可对四大机车的中心地址进行自动修正；将煤塔秤系统用于自动化操作系统中，装煤重量直观的体现在上位机客户端界面上，实现了焦炉四大车的统一管理；

3)采用编码电缆车上检测方式以获取实时地址，采用基于USS协议的命令，通过PID算法来进行变频器的控制，实现了机车一次定位率达99％，自动走行定位精度达到10mm以内。

4)系统实时性高、可靠性好、可维护性好，具有定位精度高、通信误码率低、通讯速度快，非标准部件少，设备简单，运行可靠等特点，使得焦炉生产管理更加一体化、科学方便。

附图说明

图1是数据通讯系统的地面站结构图；

图2是数据通讯系统的车载站结构图；

图3是编码电缆的平面展开图；

图4是编码电缆位置检测原理图；

图5是车上检测方式的地址检测及定位系统结构图；

图6是地上检测方式的地址检测及定位系统结构图；

图7是地面站到车载站的数据通讯信号流程图；

图8是车载站到地面站的数据通讯信号流程图；

图9是焦炉地址检测及炉号自动识别系统半自动操作流程图(推焦车)；

图10是焦炉地址检测及炉号自动识别系统全自动操作流程图(推焦车)。

具体实施方式

焦炉地址检测及炉号自动识别系统，该系统由地址检测及定位系统(图5、图6)、数据通讯系统(图1、图2)、组成，地址检测及定位系统与数据通讯系统分开独立执行，地址检测及定位系统由地面站和车载站组成，并采用耐高温、耐腐蚀、编码定位阻抗匹配电缆技术来实现现场四大机车的地址检测及定位，定位系统采用基于USS协议的命令(USS协议，Universal Serial Interface Protocol的简称，通用串行接口协议，它是一种基于串行总线进行数据通讯的协议)、PID控制算法控制变频器运行；数据通讯系统采用无线通讯模块无线扩频通讯方式来实现四大车之间、四大车与上位机服务器之间进行数据通讯。通过CS结构将上位机服务器(Server)与煤塔称重软件(Client)融合；采用编码电缆车上检测方式以获取实时地址，并运用PID算法，采用基于USS协议的命令来控制变频器，实现机车一次定位，并研发出一套PLC控制软件使得PLC自动控制机车的作业。

地址检测及定位系统由地面站和车载站组成，分为车上检测和地面检测两种方式。

见图5，车上检测方式的地面站由地址编码发生器、功率放大器、阻抗匹配单元、编码电缆依次连接组成，编码电缆前端设有始端箱，后端设有终端箱；车载站由天线箱和地址检测单元连接组成；地面站的地址编码发生器产生地址检测信号，该检测信号经功率放大器、阻抗匹配单元放大、阻抗匹配、隔离后，通过编码电缆传递给车载站的天线箱，通过车上的地址检测单元得到本车地址。本实施例采用车上检测方式。

见图6，地上检测方式的地面站由编码电缆、功率放大器、阻抗匹配单元、地址检测单元依次连接组成，编码电缆前端设有始端箱，后端设有终端箱；车载站由天线箱和发振单元连接组成；车载站的发振单元产生地址检测信号，通过天线箱传递给地面站的编码电缆，该检测信号经功率放大器、阻抗匹配单元放大、阻抗匹配、隔离后，传递给地面站的地址检测单元，通过地面站的地址检测单元得到本车地址。

数据通讯系统由地面站和车载站组成，见图1，地面站包括上位机服务器、客户端、分别设置在四大车上的无线通讯模块、工业车载网络交换机、厂区监控调度网络、工业地面网络交换机、煤塔秤称重系统，上位机服务器通过工业车载网络交换机与推焦车、拦焦车、电机车、装煤车的无线通讯模块相通讯，上位机服务器通过厂区监控调度网络连接各职能办公室的监控客户端，还通过工业地面网络交换机连接可进行计划编辑和记录打印等供交换机操作人员操作的客户端；煤塔秤称重系统客户端基于TCP/IP协议与上位机服务器相互通讯，煤塔秤称重系统客户端可将装煤重量直接体现在客户端界面上。见图2，车载站由PLC控制系统、交换机、无线通讯模块、天线箱、通讯控制器、变频器、地址检测单元、触摸屏组成，交换机分别与PLC控制系统、无线通讯模块、触摸屏、通讯控制器相通讯，无线通讯模块连接天线箱，通讯控制器连接地址检测单元，通讯控制器还通过USS协议与变频器相通讯，通过PID算法，采用基于USS协议对变频器进行控制；变频器还连接PLC控制系统，PLC控制系统与以太网模块连接。

数据通讯信号的流程为：

上行信号(地面站→车载站)：见图7，地面站的上位机服务器把生产计划、系统的时钟及各机车的信息经过处理后，信号通过与工业车载网络交换机连接的地面站的四大车无线通讯模块发送给车载站的车上无线通讯模块，四大车的车上无线通讯模块接收到地面站的信号后，通过PLC系统进行分析处理，PLC系统根据Modbus/TCP协议发出控制信号对各车辆的执行机构进行控制；

下行信号(车载站→地面站)：见图8，车载站的地址检测单元将车上检测到的物理地址通过通讯控制器写到PLC控制系统指定的保持寄存器，开关信号和电流信号输入到PLC控制系统中，也由上述保持寄存器保存，地面站的上位机服务器通过与PLC控制系统的通讯协议从保持寄存器中读取数据；车载站通过车上无线通讯模块将信号传递给地面站的相配合的无线通讯模块，地面站的无线通讯模块将该信号通过工业车载网络交换机传递给上位机服务器，由上位机服务器对数据进行分析处理，形成命令指挥各车工作，需要记录的数据记录并保存到数据库中。

该系统具有以下自适应功能：数据通讯系统的上位机服务器可对四大机车的中心地址进行自动修正功能；工作车辆更换后自动识别功能；计划自动跟踪功能。

该系统具有摘炉门联锁、推焦联锁、装煤联锁功能、车上显示功能、自动走行功能、自动操作功能、上位机综合管理功能。

一、编码电缆定位技术的基本原理

1.编码电缆的结构

见图3、图4，编码电缆由电缆芯线、模芯和电缆护套构成。安装在室外的编码电缆、天线箱、始端箱、终端箱采用非金属材料制作而且采用密封工艺，能防尘、防水、防腐、防火、耐高温。电缆芯线采用的是超高温导线，芯线用途有两种，即基准线(R线)和地址线(G0线-G9线)。基准线R在整个电缆段中不交叉，地址线是按格雷码的编码规律来编制的，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在整个电缆段中只交叉一次。

2.编码电缆定位技术的基本原理

图4为编码电缆位置检测原理示意图。移动机车上安装一个天线箱(发射天线)，天线箱距离扁平电缆8-12CM，天线箱发射的高频信号通过电磁感应被地面的编码电缆接收，R线为平行敷设的一对线，接收到的信号作为基准信号，G0-G9在不同的位置有不同的交叉点，其接收到的信号在经过偶数个交叉后，相位与基准信号相同，在经过奇数个交叉点后，相位与基准信号的相位相反，若规定同相位时地址为“0”，反相位时地址为“1”，则在编码电缆的某一位置得到唯一10位的地址编码，此对应与机车的一个地址。例如图中G0-G9的地址码为：001…1。

地址检测单元将地址码转换成十进制的米数，即可检测出机车离编码电缆始端的距离，从而得到机车的位置，中控室的上位机服务器将这个地址与数据区中预设定的各炉号的地址相比较，即可知道机车在哪个炭化室，是否已经对准。目前本系统为车上检测方式，车上检测方式和地上检测方式编码电缆的结构基本一样：

1)地面站的地址编码发生器在TRO时刻接通标准信号线R0，首先发送一个同步头，紧接着发送R0信号；

2)TGO时刻接通地址线G0，发送G0信号；

3)依次接通并向G1、G2…G8、G9、L0发送信号。

4)车上的接收天线接收到同步头信号后，下一个时间的信号便是R0，紧接着是G0、G1、G2…G8、G9、L0。

5)车上地址检测单元根据接收到的R0信号产生一个标准信号，紧接着将接收到的各路地址线信号放大整形后送入鉴相器/计数器中，G0、G1、G2…G8、G9信号相位与R0信号相同，若规定地址为“0”，反相位时地址为“1”，即可得到一组格雷码。

6)CPU将格雷码转换成十进制数即可得到移动机车的位置。

车上检测方式的特点：

1)编码电缆为信号“发射天线”，车上安装有地址“接收天线”；

2)地址检测单元在车上，各车直接得到本车的地址。

各车的地址分别通过无线通讯模块送到地面站，地面站再通过无线通信“告诉”其他车。

3.编码电缆位置检测方式的特点

1)由于通过安装在移动机车上的天线箱与敷设在地上的编码电缆之间的电磁耦合来检测移动机车的位置，所以无机械性接触磨损，因而可高速准确地检测和传送位置信息。

2)由于编码电缆为多对以一定规律交叉扭绞结构，能有效地抑制外部散杂电平的干扰。

3)由于是利用各对地址线接收到的信号的相位和基准线接收到的信号的相位相比较，以同相为“0”，反相为“1”进行组合而得到的地址信息，所以地址稳定，不受电平波动的影响。

4)能在移动机车行走范围内连续地、高精度地检测绝对地址。

4.地址检测单元的组成

地址检测部分完成推焦车、拦焦车、熄焦车、装煤车四大车的地址实时检测、显示和传输。四大车的地址检测方式相同，每种车的地址检测都包括车上地址检测部分、编码电缆部分、阻抗匹配单元、功率放大器和地址编码发生器，相应部件具有通用性，可在四大车上相互交换使用。车上地址检测部分包括地址检测单元和天线箱。

编码电缆部分包括编码电缆、终端箱、始端箱。天线箱可多个，可以同时检测到多个天线箱的物理地址，对地址进行冗余处理，提高系统稳定性。

二、无线扩频通讯技术

1.无线扩频通信的组成与原理

扩频通信利用扩频码序列，采用各种调制方式在发送端扩展信号的频谱，而在接收端用相同的扩频码序列去进行解码，把扩展了带宽的信号还原成原始的信息。它是一种数字调制方法。例如说在发射端将″1″用11000100110去代替，而将“0”用00110010110去代替，这个过程就实现了扩频，而在接收机处只要把收到的序列是11000100110就恢复成″1″是00110010110就恢复成“0”，这就是解扩。

扩展频谱换取信噪比要求的降低，正是扩频通信的重要特点。我们用信息带宽的100倍，甚至1000倍以上的宽带信号来传输信息，就是为了提高通信的抗干扰能力，即在强干扰条件下保证可靠安全地通信。

2.无线扩频通讯的特点

1)抗干扰性强

抗干扰是扩频通信主要特性之一，比如信号扩频宽度为100倍，窄带干扰基本上不起作用，而宽带干扰的强度降低了100倍。

2)隐蔽性好

信号在很宽的频带上被扩展，单位带宽上的功率很小，即信号功率谱密度很低，信号淹没在白噪声之中，别人难以发现信号的存在，加之不知扩频编码，很难拾取有用信号；而极低的功率谱密度，也很少对其他电讯设备构成干扰。

3)易于实现码分多址(CDMA)

充分利用不同扩频码序列之间的相关特性，分配给不同用户不同的扩频码序列，就可以互不干扰地同时使用同一频率通信，从而实现码分多址。

4)抗多径干扰

无线通信中抗多径干扰一直是难以解决的问题，利用扩频编码之间的相关特性，在接收端可以用相关技术从多径信号中提取分离出最强的有用信号，也可把多个路径来的同一码序列的波形相加使之得到加强，从而有效的抗多径干扰。

3.数据信号传输

数据通信信号流程包括上行信号流程和下行信号流程。

1)上行信号(地面站→车载站)的流程如图7所示。其流程：

①上位机把生产计划(计划推焦炉号和计划推焦时间、计划装煤炉号和计划装煤时间)和系统的时钟，还有各车传下来的信号经过综合处理后，根据Modbus/TCP协议通过网络发送到各大机车的PLC上；

②车上的PLC将通过网络接收到上位机服务器发送过来的数据进行分析处理，需要显示的内容送车载显示屏显示，PLC处理后的控制信号对车辆的执行机构进行控制。

2)下行信号(车载站→地面站)的流程如图8所示。其流程：

①车上检测到的物理地址通过通讯控制器写到PLC指定的保持寄存器，开关信号(推焦杆前进信号、推焦杆后退信号、推焦杆前限信号、平煤杆前进信号、平煤杆后退信号、炉门、车门开关信号、人工允推按钮信号等)和电流信号(推焦电流和平煤电流)通过PLC的I/O和模拟量输入模块输入到PLC中，PLC将这些数据按服务器与PLC的Modbus/TCP通信协议放到指定的保持寄存器单元，服务器通过发送读取保持寄存器的命令来取出数据；

②地面站的上位机服务器通过无线模块接收到车载站发来的数据后，进行分析处理，将需要记录的数据保存到SQL server2000数据库中供查询所用，并将一些所需数据以报表的形式打印出来。

三、系统功能

1.摘炉门联锁

1)推焦车摘门允许＝推焦车对准计划推焦炭化室的中心位置(在偏差允许范围内)

2)拦焦车摘门允许＝拦焦车对准计划推焦炭化室的中心位置(在偏差允许范围内)

在推焦车(拦焦车)的操作台上安装有摘门“联锁/解锁”选择开关。当摘门联锁开关处于联锁状态时，推焦车(拦焦车)必须在推焦车(拦焦车)摘门允许条件满足时才能摘门。否则，推焦车(拦焦车)摘门动作不受四车联锁系统控制。当本系统发生故障或维修时，为不影响正常的生产和维修，应使开关处于“解锁”状态。

2.推焦联锁

1)一级允推＝推焦车、拦焦车、熄焦车对准计划推焦炭化室的中心位置(在误差允许范围内)+推焦车炉门已摘+拦焦车导焦槽到位+熄焦车的焦罐旋转

2)二级允推＝一级允推+拦焦车、熄焦车发出人工允推信号+当即推焦时间与计划推焦时间符合差值(当前时间不早于计划推焦时间5分钟以上)

在推焦车的操作台上安装有推焦“联锁/解锁”选择开关。当推焦联锁开关处于联锁状态时，推焦车必须在二级允推条件满足时才能推焦。否则，推焦车推焦动作不受四车联锁系统控制。当本系统发生故障或维修时，为不影响正常的生产和维修，应使开关处于“解锁”状态。

3.装煤联锁功能

1)允许取盖＝四个外导套放下+装煤车对准计划装煤炭化室(已推完焦)的中心位置(在误差允许的范围内)

2)允许装煤＝装煤车对准计划装煤炭化室的中心位置(在误差允许的范围内)+机侧、焦侧炭化室炉门关闭

在装煤车的操作台上安装有取盖、装煤“联锁/解锁”选择开关。当取盖、装煤联锁开关处于联锁状态时，装煤车必须在允许开盖、允许装煤条件满足时才能取盖、装煤。否则，装煤车取盖、装煤动作不受四车联锁系统控制。当本系统发生故障或维修时，为不影响正常的生产和维修，应使开关处于“解锁”状态。

4.车上显示功能

所用触摸屏型号为施耐德XBT-GT6630，研发的配套软件为四大车自动化操作触摸屏软件V2.0，功能为实时显示系统时钟、当前计划炉号、当前计划时间、各车炉号、联锁/解锁状态、一级允推、二级允推、推焦车炉门开闭状态、拦焦车导焦槽锁闭状态、熄焦车车门状态、推焦平煤电流、各车的位置与对中状态以及本车的关键信号点(与操作台上一一对应)。

5.自动走行功能

根据机车当前状态，使机车自动走行至目的位置。本系统PLC可以检测到手动走行的信号，当机车未手动走行，并且“自动走行”选择开关打在自动位置，按下确认按钮时，PLC控制输出信号使继电器得电，变频器的数字输入端通过相关的变频器参数设置，使变频器参数组切换到所需的自动走行参数组。当机车手动走行时，PLC控制输出信号使继电器失电，变频器的数字输入端使变频器参数组切换到手动走行参数组。经典位置控制的整个环节中，位置设定，定位指令给定和驱动控制是三个主要环节。例如，机车需要在A处推焦，这A处就是我们所关心的定位点，我们能将这些定位点长期储存在控制器中。实际控制中，A处应设定一段有一定宽度的被称之为“定位精度”(calibrate)的小区间。物体运动存在惯性，还应选择一个合适的停车(减速)点(little)更为合理。物体在接近目标时，我们或许希望用“点动”(pulse)方式让它更准确地到位。

1)中心值(center)：中心值是我们调试所确定的基准值，它是运行策略计算的基本依据。

2)运行精度值(calibrate)：精度值是我们在定位运行过程中所能允许的误差范围值。

3)运行靠近值(little)：靠近值是我们在定位运行过程中预先设定的提前停车点(减速点)。我们同时可以在提前停车点范围内使用“点动靠近”策略。

4)点动脉宽值(pulse)：脉宽值是我们使用“点动靠近”策略时所设定的脉冲宽度。脉冲宽度值越大，单次点动推动的行程也越大。脉冲宽度值应由调试试验值决定。

自动走行控制软件根据机车当前地址与目标地址的差值(即位移)控制机车走行速度，控制算法为：

1)当位移≥15000时，在全速区，控制机车全速行驶；

2)当位移在15000～800之间时，进入减速缓冲区，控制机车按一定的比例值来逐渐减速行驶；

3)当位移在800～600之间时，进入慢速缓冲区，控制机车低速行驶；

4)当位移在600～100之间时，进入减速调整区，控制机车按一定的比例值继续逐渐减速行驶；

5)当位移＜100时，进入低速调整区，控制机车微速行驶。直到位移小于6时，进入静止区，此时控制机车停止。

通讯控制器根据机车当前地址、PLC中目标炉号地址、PLC对通讯控制器的自动走行命令，计算得出变频器应该运行的频率，按照USS协议从串口送出相应控制命令到变频器，使机车自动走行到目标炉号。

6.自动操作功能

该自动操作功能采用设备为施耐德高端PLC，开发环境为Concept2.6，使用的编程语言为LD语言，程序实时判断出当前机车的动作状态，然后再根据推焦工艺流程，进行下一步的所要执行的动作。当本车与其他车的联锁信号具备时，即允许下一个动作执行，系统就通过PLC程序控制机车做出相应动作，每个动作的执行都有严格的条件限制，若信号不到位(即条件不成立)，那么下个动作不予执行。结束一个操作循环后，根据输入的推焦计划，自动走行至目的位置，继续下次循环操作。

自动操作分为半自动操作和全自动操作。半自动需要司机进行每一步操作前均按下半自动/全自动旋转开关下方的确认按钮，才执行动作。全自动操作则是系统自动判断下一步需要执行的动作，当条件满足时自动进行动作(出于安全考虑，个别动作还是需要司机确认)。

在半自动操作状态下，只要下一步动作的条件满足，只需司机按一下同一个确认按钮，程序就会自动根据当前状态控制机车做出相应动作。而使用全自动操作功能时，只要把选择开关打在相应位置，按下确认按钮后，机车就进入全自动操作状态。此时机车的动作不再需要司机控制，完全根据本车的各个电气信号与其他车的联锁信号来综合判断本车的下一步动作是否可以进行。当要退出全自动操作模式时，只要把相应开关打到指定位置即可。这种智能化的控制方式大大减轻了司机的劳动强度，有效降低了司机的误操作，使焦炉的安全生产上了一个台阶。具体的自动操作控制流程如图9、图10所示。

7.上位机综合管理功能

上位机包括服务器和客户端两部分，总体结构采用CS结构。开发工具为VisualBasic6.0。服务器为Dell专用服务器，客户机为Dell的商务机。

1)客户端：计划输入、编辑和自动生成。

2)客户端与服务器的记录报表生成、打印和备份，并存入SQL Server2000数据库中以便记录查询。

3)客户端：全炉区动画实时监控。

4)客户端：推焦电流、平煤电流曲线记录。

5)客户端：结焦时间与每孔装煤量的浏览功能。

6)客户端：历史记录查询。

7)客户端：车上动作记录。

8)客户端的系统数据都是从服务器端获取，服务器将各车上下传的各项数据进行分析处理，将所需数据传给客户端，将各个车综合后的联锁信息、推焦装煤计划、各车的位置等等信息分别上传给客户端和车上PLC。

8.煤塔称重系统

煤塔称重系统原本是一个独立的系统，该系统上位机与煤塔称重装置配合使用，来管理焦炉的装煤过程，现将该系统的上位机作为客户端一并融入到四大车自动化操作系统中，目的是为了便于焦化生产的管理和维护，也使四大车操作系统的功能更加全面。

1)加煤车皮重，毛重称量以及实重、干基、合格率等数据的统计。

2)记录报表生成、打印和备份，并存入SQL Server2000数据库中以便记录查询。

9.系统的自适应功能

1)炭化室中心地址自动修正功能：当由于焦孔或焦杆变形、地基下沉等原因致使炭化室中心地址有所改变时，本系统会自动检测、跟踪并重新记录。

2)工作车辆更换自动识别功能：当车辆发生意外事故，急换备用车辆时，系统会自动识别更换的工作车车号，不需应急更改计划。

3)计划自动跟踪功能：当在某一炉工作时，系统发生故障或焦杆前限信号有问题而不能更改计划，系统会在下一炉正常工作时自动判别并实时地更新当前计划。

10.联网功能

系统中服务器网络已经连入炼铁新厂局域网。服务器有三张网卡，对应不同三个网段。系统网络由三部分组成：

1)监控网络，该网段为炼铁新厂局域网所用：服务器IP地址为192.168.140.50，该网段还包括煤塔秤客户端系统；

2)车载网络(用于车上通讯)，网段为192.168.0.***，服务器IP地址为192.168.0.1；

3)地面站网络：对应的网段：192.168.1.***。服务器IP地址为192.168.1.1，交换机客户端IP地址为192.168.1.2。(注意：在该网段内只要IP设置不冲突，设置任何一个IP都可以)。

四、主要技术指标

1.地址检测分辨率：5mm

2.走行定位精度：10mm；一次定位成功率为99％

3.工作温度：-10℃～+55℃

4.通讯波特率：54Mbps

5.通讯误码率：＜10^-7。

Claims (2)

1.焦炉地址检测及炉号自动识别系统，该系统由地址检测及定位系统、数据通讯系统组成，地址检测及定位系统与数据通讯系统分开独立执行，地址检测及定位系统由地面站和车载站组成，并采用耐高温、耐腐蚀、编码定位阻抗匹配电缆技术来实现现场四大机车的地址检测及定位，其特征在于，数据通讯系统中的通讯控制器通过PID算法，采用基于USS协议对变频器进行控制；数据通讯系统采用无线通讯模块无线扩频通讯方式来实现四大车之间、四大车与上位机服务器之间进行数据通讯；

地址检测及定位系统由地面站和车载站组成，分为车上检测和地面检测两种方式：

1)车上检测方式的地址检测及定位系统地面站由地址编码发生器、功率放大器、阻抗匹配单元、编码电缆依次连接组成，编码电缆前端设有始端箱，后端设有终端箱；地址检测及定位系统的车载站由天线箱和地址检测单元连接组成；地址检测及定位系统地面站的地址编码发生器产生地址检测信号，该检测信号经功率放大器、阻抗匹配单元放大、阻抗匹配、隔离后，通过编码电缆传递给车载站的天线箱，通过车上的地址检测单元得到本车地址；

2)地上检测方式的地址检测及定位系统地面站由编码电缆、功率放大器、阻抗匹配单元、地址检测单元依次连接组成，编码电缆前端设有始端箱，后端设有终端箱；地址检测及定位系统的车载站由天线箱和发振单元连接组成；地址检测及定位系统车载站的发振单元产生地址检测信号，通过天线箱传递给地面站的编码电缆，该检测信号经功率放大器、阻抗匹配单元放大、阻抗匹配、隔离后，传递给地址检测及定位系统地面站的地址检测单元，通过地址检测及定位系统地面站的地址检测单元得到本车地址；

数据通讯系统由地面站和车载站组成；数据通讯系统地面站包括上位机服务器、客户端、分别设置在四大车上的无线通讯模块、工业车载网络交换机、厂区监控调度网络、工业地面网络交换机、煤塔秤称重系统，上位机服务器通过工业车载网络交换机与推焦车、拦焦车、电机车、装煤车的无线通讯模块相通讯，上位机服务器通过厂区监控调度网络连接各职能办公室的监控客户端，还通过工业地面网络交换机连接可进行计划编辑和记录打印等供交换机操作人员操作的客户端；煤塔秤称重系统客户端基于TCP/IP协议与上位机服务器相互通讯，煤塔秤称重系统客户端可将装煤重量直接体现在客户端界面上；

数据通讯系统车载站由PLC控制系统、交换机、无线通讯模块、天线箱、通讯控制器、变频器、地址检测单元、触摸屏组成，交换机分别与PLC控制系统、无线通讯模块、触摸屏、通讯控制器相通讯，无线通讯模块连接天线箱，通讯控制器连接地址检测单元，通讯控制器还通过USS协议与变频器相通讯，通过PID算法，采用基于USS协议对变频器进行控制；变频器还连接PLC控制系统，PLC控制系统与以太网模块连接。

2.根据权利要求1所述的焦炉地址检测及炉号自动识别系统，其特征在于，所述的数据通讯系统还包括煤塔秤称重系统，煤塔秤称重系统客户端基于TCP/IP协议与上位机服务器相互通讯，煤塔秤称重系统客户端可将装煤重量直接体现在客户端界面上。

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