CN104178183A - 一种用于焦炉移动机车炉号识别的rfid装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于焦炉移动机车炉号识别的RFID装置，包括固定在焦炉移动设备上的主站、阅读器、天线，固定在焦炉炉体对应位置上的电子标签；天线为框形，由不锈钢管挝成，外形尺寸为600mm×250mm，并固定在一胶木板上，垂直于胶木板固定两只长度为300mm的胶木管，并利用液压管卡将胶木管固定于焦炉移动设备上。本发明结合RFID技术和自行研制的接口模块控制器及天线为焦炉移动设备的自动炉号识别提供了一种较为灵活的解决方案。

Description

一种用于焦炉移动机车炉号识别的RFID装置

技术领域

本发明属于自动检测技术领域，具体涉及一种用于焦炉移动机车炉号识别的RFID装置。 

背景技术

焦炉机械中所用的机械设备相互通讯，相互联锁，炉号识别及自动定位等自动化问题对焦化厂的生产安全，生产管理水平的提高，产品质量的改善和经济效益的提升有着十分重要及广泛的意义。目前国内大多数焦化厂在这方面仍采用落后的人工方式，即人眼定位，对讲机通讯，人工及简单的电联锁，人工抄报装煤推焦顺序及工业参数。这种工作方式存在很多隐患，因此从焦化生产的长远考虑，采用焦炉生产管理及联锁定位装置十分有必要，但这些功能的实现必须建立在高可靠性，易维护的炉号识别的基础之上。 

针对这样的现状，国内通常的做法是采用编码电缆实现位置检测，但这种技术所带来的维护成本高是许多厂家所不能接受的，并且其读写距离也是一项短板，经常发生阅读器天线和编码电缆的剐蹭。 

RFID技术由于其读写速度快，数据可靠性高，更换方便等特点被广泛应用于物流行业。基本工作原理：标签进入磁场后，接收阅读器发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者由标签主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行有关数据处理。但工作在13.56MHZ下的RFID系统，其典型的读写距离就不大于100mm，显然无法满足诸如熄焦车这样的设备在高速走行或者移动接焦过程中的炉号识别需求。 

发明内容

本发明的目的是在焦炉移动机车自动炉号识别领域提供一种高可靠性，易于维护更换的检测装置，以实现焦炉移动设备的粗定位，为进一步完成焦炉移动设备高精确自动定位、五车联锁、以及焦炉生产管理实现自动化打下坚实基础。为了实现上述目的，本发明提供一种用于焦炉移动机车炉号识别的RFID装置，包 括固定在焦炉移动设备上的主站、阅读器、天线，固定在焦炉炉体对应位置上的电子标签；天线为框形，由不锈钢管挝成，外形尺寸为600mm×250mm，并固定在一胶木板上，垂直于胶木板固定两只长度为300mm的胶木管，并利用液压管卡将胶木管固定于焦炉移动设备上。 

进一步地，天线与阅读器为分离式。 

进一步地，阅读器采用MODBUS和CANOPEN双通讯总线设计。 

进一步地，电子标签经过防护处理，并悬挂于架设在焦炉炉体上的钢丝绳上。 

进一步地，悬挂电子标签的钢丝绳一端固定，另一端加挂使钢丝绳受拉而绷紧的重物。 

进一步地，钢丝绳为带护套的M4钢丝绳。 

进一步地，电子标签经过耐温封装处理。 

本发明使用中，焦炉移动机车经过时，电子标签就能获取天线释放的能量，凭借感应电流所获得的能量将无源电子标签中的芯片唤醒，从而发送出存储在芯片中的产品信息，阅读器读取信息并解码后，存入接口模块控制器中以备主站查询。主站通过编写读取RFID内存的操作，就能根据此序号换算出当前对应机构所处的炉号，以完成炉号的自动识别。本发明结合RFID技术和自行研制的接口模块控制器，及框架式天线为焦炉移动设备的自动炉号识别提供了一种较为灵活的解决方案。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明结构框图； 

图2为电子标签安装示意图； 

图3为本发明中天线结构示意图； 

图中：1焦炉炉体；2电子标签；3天线；4阅读器；5主站；6焦炉移动设备；7不锈钢管；8胶木板；9钢丝绳；10重物。 

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

实施例1： 

参照图1—图3，本发明提供了一种用于焦炉移动机车炉号识别的RFID装置，包括固定在焦炉移动设备6上的主站5、阅读器4、天线3，固定在焦炉炉体1对应位置上的电子标签2；天线3为框形，由不锈钢管7挝成，外形尺寸为600mm×250mm，并固定在一胶木板8上，垂直于胶木板8固定两只长度为300mm的胶木管，并利用液压管卡将胶木管固定于焦炉移动设备6上。焦炉移动设备6包括推焦车，装煤车，导烟车，拦焦车，熄焦车等；主站5包括各种带通讯接口的PLC或者HMI等；阅读器4包括接口模块控制器，射频收发单元等；天线3为特制框架式结构天线。焦炉炉体1包括3.8m，4.3m，5.5m，6.25m，7.63m等各种高度、各种焦炉串序(如9-2串序，5-2串序)、各种焦炉规模(每座焦炉的炭化室数量不受限制)的焦炉。 

电子标签2按标准炉距布置，考虑2座焦炉的通用性应处于焦炉炉体1中心线0.5倍炉距的位置上。阅读器4、天线3和电子标签2对中安装，并保证500mm的可靠读写距离距离。阅读器4由车载电气系统提供24VDC电源，天线3和阅读器4分离设计，由低损耗馈线连接至阅读器4。电子标签2选用符合ISO015693协议规范的射频标签。 

优选地，为了便于在焦化现场不适合整体式布局时采用，同时可以节约维护成本，天线3与阅读器4采用分离式设计。 

优选地，为了增强产品的适应性，阅读器4采用MODBUS和CANOPEN双通讯总线设计。阅读器4与主站5之间采用MODBUS或者CANOPEN通讯协议，通讯物理介质采用双绞双屏蔽线缆连接。阅读器4地址1——16可调；MODBUS下波特率固定为19.2Kbps，1位起始位，8位数据位，1位停止位。 

通过在PLC或者HMI中编写标签程序，按炭化室由小到大的顺序给电子标签2的MWO中填写序号，如1、2、3、4……；主站5在读到此数据后经过 换算即可得到此序号对应的当前炉号，从而在触摸屏上显示，并可以通过车载无线通讯系统传递给其余相关设备或者主控室，作为五车连锁和生产管理系统的依据。 

优选地，电子标签2经过防护处理，并悬挂于架设在焦炉炉体1上的钢丝绳9上，经过封装后耐温可达200℃。 

优选地，为了便于在已经投产的焦炉上在不影响生产的情况下以最短时间安装此装置，同时为防止钢丝绳9热胀下垂或者冷缩后发生断裂，悬挂电子标签2的钢丝绳9一端固定，另一端加挂使钢丝绳9受拉而绷紧的重物10，这样可以做到任何时刻钢丝绳9均处于绷紧状态，不至于因电子标签2的位置下落而影响识别。 

如图2所示，在焦炉炉体1或者地面固定设施与移动设备接壤部位寻找合适安装位置，此位置应能在车辆能走行的范围内均不影响安装。选取钢丝绳9一端的固定点做好加固，绷直钢丝绳9，间隔一段距离安装一只钢丝绳9托架，以便后续加挂电子标签2后不至于下垂，最后在钢丝绳9的另一端加挂重物10，重量以绷直钢丝绳9为佳，照此悬挂另外一条钢丝绳9。 

将设备移动到任意一个炉号并对中，拟定阅读器4和天线3的安装位置并加以固定，天线3与钢丝绳9的距离应不大于500mm；天线3中心线对应的位置即为此炉号电子标签2的加挂位置，用钢丝绳9卡子将标签固定在钢丝绳9上，间隔固定炉距加挂后续的电子标签2。为避免长程的累积误差过大，应10孔炭化室对应一个基准位置。连接天线3的馈线到阅读器4，连接MODBUS或者CANOPEN通讯线到主站5。编写主站5读写程序，依次给电子标签2中按炉号由小到大顺序存入序号。 

优选地，在焦化现场，为保证长时间使用，钢丝绳9采用带护套的M4钢丝绳。 

优选地，为延长使用寿命，电子标签2经过耐温封装处理。 

本装置最重要的优点是非接触识别，它能穿透雪、雾、冰、涂料、尘垢和条形码无法使用的恶劣环境阅读标签，并且阅读速度极快，典型的读取速度可达30～50张/秒，而且为了在焦化行业的使用，天线3部分经过特殊设计，读写距离可达0.5m以上。 

本发明使用中，焦炉移动机车经过时，电子标签2就能获取天线3释放的能量，凭借感应电流所获得的能量将无源电子标签2中的芯片唤醒，从而发送出存储在芯片中的产品信息，阅读器4读取信息并解码后，存入接口模块控制器中以备主站5查询。主站5通过编写读取RFID内存的操作，就能根据此序号换算出当前对应机构所处的炉号，以完成炉号的自动识别。本发明结合RFID技术和自行研制的接口模块控制器及天线3为焦炉移动设备6的自动炉号识别提供了一种较为灵活的解决方案。 

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (7)

1.一种用于焦炉移动机车炉号识别的RFID装置，其特征在于：包括固定在焦炉移动设备上的主站、阅读器、天线，固定在焦炉炉体对应位置上的电子标签；天线为框形，由不锈钢管挝成，外形尺寸为600mm×250mm，并固定在一胶木板上，垂直于胶木板固定两只长度为300mm的胶木管，并利用液压管卡将胶木管固定于焦炉移动设备上。

2.根据权利要求1所述的用于焦炉移动机车炉号识别的RFID装置，其特征在于：所述天线与阅读器为分离式。

3.根据权利要求1或2所述的用于焦炉移动机车炉号识别的RFID装置，其特征在于：所述阅读器采用MODBUS和CANOPEN双通讯总线设计。

4.根据权利要求1或2所述的用于焦炉移动机车炉号识别的RFID装置，其特征在于：所述电子标签经过防护处理，并悬挂于架设在焦炉炉体上的钢丝绳上。

5.根据权利要求4所述的用于焦炉移动机车炉号识别的RFID装置，其特征在于：所述悬挂电子标签的钢丝绳一端固定，另一端加挂使钢丝绳受拉而绷紧的重物。

6.根据权利要求4所述的用于焦炉移动机车炉号识别的RFID装置，其特征在于：所述钢丝绳为带护套的M4钢丝绳。

7.根据权利要求4所述的用于焦炉移动机车炉号识别的RFID装置，其特征在于：所述电子标签经过耐温封装处理。