CN106318412A - 轨道大车自动纠偏方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轨道大车自动纠偏方法，该技术方案整体首先检测出焦炉重载大车在轨道上出现的偏移量，并且通过偏移量的计算出走行传动系统的速度输出给定，实现自动纠偏，工作效率大大提高。

Description

轨道大车自动纠偏方法

技术领域

本发明涉及纠偏方法，具体来说涉及一种轨道大车自动纠偏方法，属于焦化和电气控制技术领域。

背景技术

焦炉大车，包括推焦车、拦焦车、加煤车和电大车等在钢轨上行驶，由于车体较宽，部分重载大车尤其是推焦车和拦焦车的主动轮均为单轨独立的传动系统，由于各主动轮速度上存在轻微差异，再加上焦炉炉体膨胀对钢轨产生的影响，往往会造成焦炉重载大车在两根或多根轨道上运行的速度不一样，造成大车在钢轨上产生偏斜，工作面不能与焦炉炉体平行，影响了焦炉大车的工作。传统方式下，往往需要机械检修人员进行纠偏，凭借经验通过强行改变各车轮的方向等进行进行多次校正才能实现纠偏，往往不利于提高检修的工作效率，因此，迫切的需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种轨道大车自动纠偏方法，该技术方案整体首先检测出焦炉重载大车在轨道上出现的偏移量，并且通过偏移量的计算出走行传动系统的速度输出给定，实现自动纠偏，工作效率大大提高。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下，轨道大车自动纠偏方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，1）在地面上安装一对信号发生设备，在大车上安装一对信号接收设备，信号接收设备7分别安装在推焦车两侧，信号发生设备发出的信号与信号接收设备的中心点在一条直线上，信号接收设备的两个接收器距离测量为L；2）当大车出现偏斜时，大车当前工作面与大车正常工作面产生一个夹角，信号接收设备跟随大车一起偏斜，信号发生设备发出的信号将在接收设备上产生位移量；3）由于信号在接收设备上产生的位移量与大车的偏斜量有对应关系，设大车发生逆时针方向偏斜时，接收设备上检测到的位移量分别为M1和M2，接收设备的距离为L，根据三角函数公式，可得：

；

4）偏斜量M1和M2接入大车控制系统，并且两只接收设备间的距离L为固定值，可通过大车控制系统计算得出偏斜角α=，大车偏斜越严重则α值也越大，同时可以设定当大车逆时针偏斜时，位移量M1和M2为正向位移，当大车顺时针偏斜时，位移量M1和M2为负向位移，则偏斜角α也具有正负值；

5） 大车控制系统根据计算出的偏斜角α大小和正负值来确定每一边变频器的速度和方向，大车各走行主动轮的变频传动系统是独立的，在出现位置偏斜的情况下，控制系统分别对两边的走行变频器给定同向但不同大小的速度值，从而实现了走行自动纠偏功能。

作为本发明的一种改进，所述信号接收设备7内设置有感光设备，所述感光设备根据大车偏移量与感光元件被触发状态之间的关系可检测出激光与原中心点发生的偏移量，并将偏移量信号送入车载控制系统。

作为本发明的一种改进，所述偏移量检测方法如下：所示的偏移量检测方法为到达设定偏移量即向车载控制系统PLC输出偏移量报警信号，在大车未发生任何偏斜的情况下，地面信号发生设备上的激光发射管发射的激光只能照射在信号接收设备7的中间，在信号接收设备上安装激光感应装置3BU1和3BU2，其中3BU1和3BU2与激光照射点成对称安装，分别用于大车的顺时针或逆时针偏斜检测，激光感应装置3BU1和3BU2到激光照射点的距离与大车允许的最大偏斜量成正比关系，在大车发生偏斜时，大车所接收的激光照射点绝对位置不变，信号接收设备上安装的感应装置3BU1和3BU2会随大车的偏斜而移动，激光感应装置3BU1就到达激光照射点位置，从而被触发，通过信号的传递和放大，可以驱动顺时针偏斜继电器KA1，再通过辅助触点KA1将偏斜报警信号传递给车载控制系统，由控制系统进行自动纠偏控制。

作为本发明的一种改进，所述偏移量检测方法如下：实时测量大车的偏斜量，在大车未发生任何偏斜的情况下，确保地面信号发生设备上的激光发射管发射的激光只能照射在信号接收设备的中间，在信号接收设备上安装激光感应装置至少设置4个，即3BU1、3BU2、3BU3和3BU4，这些激光感应装置与激光照射点成对称安装，分别用于大车的顺时针或逆时针偏斜量的检测，感应装置到激光照射点的距离与大车允许的最大偏斜量成正比关系，设检测大车顺时针偏斜量的感光装置3BU1、3BU2、3BU3和3BU4等距离安装在激光照射点的一侧，在大车发生逆时针偏斜时，大车所接收的激光照射点绝对位置不变，信号接收设备上安装的感应装置会随大车的偏斜而移动，激光感应装置3BU1、3BU2、3BU3和3BU4会因大车逆时针偏斜量的增大而分别到达激光照射点位置，从而分别被触发，通过信号的传递和放大，驱动顺时针偏斜继电器KA1，KA2、KA3和KA4，再通过辅助触点KA1、KA2、KA3和KA4将偏斜报警信号传递给车载控制系统，车载控制系统根据触发的开关信号与偏斜量的对应关系算出逆时针偏斜量，从而进行自动纠偏控制。

相对于现有技术，本发明的优点如下：1）该技术方案通过加入大车纠偏检测装置、控制装置和变频传动系统等自动纠正焦炉大车在走行轨道上产生的偏斜，减少检修工作量，降低大车的故障率，提高焦炉的工作效率；2）该技术方案可以准确的检测大车的偏移量，并且时时进行纠偏工作，进一步提高的工作效率；3）该技术方案成本较低，便于大规模的推广应用。

附图说明

图1为焦炉大车正常工作位置示意图；

图2为焦炉大车发生偏斜示意图；

图3为纠偏检测装置结构和安装示意图；

图4 为纠偏检测装置工作原理图；

图5为偏斜量计算图；

图6为系统结构图；

图7 纠偏检测装置电气原理图；

图8纠偏检测装置电气原理图。

其中1-焦炉炉体；2-大车轨道；3-大车工作面；4-焦炉大车；5-大车正常工作面；6-信号发生设备；7-信号接收设备；8-信号发生设备发出的信号（与大车正常工作面平行）；9-车载控制系统（PLC），10、走行传动系统。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步描述和介绍。

实施例 1：

在正常情况下，焦炉大车工作面、轨道和焦炉炉体是平行的，见示意图1，由于轨道跨度大，大车在轨道两边的主动轮不共轴，由于负载、轮子周长、摩擦因素等差异，焦炉重载大车在轨道上走行时，两边的运行速度并不完全一样，通过误差积累，造成大车工作面与轨道产生较大的偏斜，见示意图2，累积的偏斜量足以导致大车无法正常工作。

一种轨道大车自动纠偏方法，在地面上安装一对信号发生设备6，在大车上安装一对信号接收设备7，信号发生设备6发出的信号与信号接收设备的中心点在一条直线上，如图3所示。当大车出现偏斜时，大车当前工作面与大车正常工作面产生一个夹角，信号接收设备跟随大车一起偏斜，信号发生设备发出的信号将在接收设备上产生位移量，见图4。由于信号在接收设备上产生的位移量与大车的偏斜量有对应关系，设大车发生逆时针方向偏斜时，接收设备上检测到的位移量分别为M1和M2，接收设备的距离为L，示意图见图5。根据三角函数公式，可得：

由于偏斜量M1和M2接入大车控制系统，并且两只接收设备间的距离L为固定值，可通过大车控制系统计算得出偏斜角α=，大车偏斜越严重则α值也越大。同时可以设定当大车逆时针偏斜时，位移量M1和M2为正向位移，当大车顺时针偏斜时，位移量M1和M2为负向位移，则偏斜角α也具有正负值。大车控制系统根据计算出的偏斜角α大小和正负值来确定每一边变频器的速度和方向，大车各走行主动轮的变频传动系统是独立的，见图6。在出现位置偏斜的情况下，控制系统分别对两边的走行变频器给定同向但不同大小的速度值，从而实现了走行自动纠偏功能。以焦炉生产中的推焦车为例，参照图6搭建系统硬件平台。推焦车共有两根轨道2，相距有10米，每个走行轮周长为2米，有四套走行传动系统10，每套传动系统包括变频器、电机、减速机和走行轮等。走行变频器的速度由车载控制系统9来进行设定。本例中纠偏检测装置采用精度高的激光测量，由安放在地面的信号发生设备6发出激光照射到信号接收设备7上，信号接收设备7分别安装在推焦车两侧，信号发生设备和信号接收设备的中心安装在同一直线上，信号接收设备的两个接收器距离测量为L（设为5米）。信号接收设备7内的感光设备根据大车偏移量与感光元件被触发状态之间的关系可检测出激光与原中心点发生的偏移量，并将偏移量信号送入车载控制系统9。有两种形式的偏移量检测方法，所采用的电气原理图见图7、8所示，图7所示的偏移量检测方法为到达设定偏移量即向车载控制系统PLC输出偏移量报警信号，在大车未发生任何偏斜的情况下，确保地面信号发生设备6上的激光发射管发射的激光只能照射在信号接收设备7的中间，在信号接收设备7上安装激光感应装置3BU1和3BU2，其中3BU1和3BU2与激光照射点成对称安装，分别用于大车的顺时针或逆时针偏斜检测，3BU1和3BU2到激光照射点的距离与大车允许的最大偏斜量成正比关系。在大车发生偏斜时，大车所接收的激光照射点绝对位置不变，但信号接收设备7上安装的感应装置3BU1和3BU2会随大车的偏斜而移动，例如当大车的逆时针偏斜到设定的量时，激光感应装置3BU1就到达激光照射点位置，从而被触发，通过信号的传递和放大，可以驱动顺时针偏斜继电器KA1，再通过辅助触点KA1将偏斜报警信号传递给车载控制系统，由控制系统进行自动纠偏控制。图8所示的偏移量检测方法为实时测量大车的偏斜量，在大车未发生任何偏斜的情况下，确保地面信号发生设备6上的激光发射管发射的激光只能照射在信号接收设备7的中间，在信号接收设备7上安装激光感应装置3BU1、3BU2……，这些激光感应装置与激光照射点成对称安装，分别用于大车的顺时针或逆时针偏斜量的检测，感应装置到激光照射点的距离与大车允许的最大偏斜量成正比关系。设检测大车顺时针偏斜量的感光装置3BU1、3BU2、3BU3和3BU4等距离安装在激光照射点的一侧，在大车发生逆时针偏斜时，大车所接收的激光照射点绝对位置不变，但信号接收设备7上安装的感应装置会随大车的偏斜而移动，激光感应装置3BU1、3BU2、3BU3和3BU4会因大车逆时针偏斜量的增大而分别到达激光照射点位置，从而分别被触发，通过信号的传递和放大，可以驱动顺时针偏斜继电器KA1，KA2、KA3和KA4，再通过辅助触点KA1、KA2、KA3和KA4将偏斜报警信号传递给车载控制系统，车载控制系统根据触发的开关信号与偏斜量的对应关系算出逆时针偏斜量，从而进行自动纠偏控制。

在采用后一种偏斜量检测方式时，设定感光装置的间隔为0.05米，车载控制系统9对四套走行传动系统10的变频器设定同一个速度参数，当大车出现逆时针偏斜时（见图2），两个信号接收设备分别检测到偏斜位置为M1=0.35米，M2=0.5米（见图5），则根据偏斜角计算公式α=得出当前偏斜角α= ，大车工作走行方向为向右，则要求M1、M2电机的速度要高于M3、M4电机的速度。参照偏斜量计算图5，M1、M2电机走行距离L1与 M1、M2电机走行距离L2比值为:L1/L2=, 焦炉的单碳化室炉距为1.5米，为在一个工作炉距内实现自动纠偏，则M1、M2电机走行距离L1=1.015×1.5=1.523米，大车正常走行时间为15秒，即速度为0.1米/秒，则M1、M2电机的速度达到1.015×0.1米/秒=0.1015米/秒即可实现纠偏，该结果在车载控制系统中计算得出，并对M1和M2走行电机所在的变频系统进行速度设定。当偏斜角达到下限值后，控制系统停止自动纠偏功能，对4套变频传动系统设定相同的速度值。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (4)

1.轨道大车自动纠偏方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤，1）在地面上安装一对信号发生设备，在大车上安装一对信号接收设备，信号接收设备7分别安装在推焦车两侧，信号发生设备发出的信号与信号接收设备的中心点在一条直线上，信号接收设备的两个接收器距离测量为L；2）当大车出现偏斜时，大车当前工作面与大车正常工作面产生一个夹角，信号接收设备跟随大车一起偏斜，信号发生设备发出的信号将在接收设备上产生位移量；3）由于信号在接收设备上产生的位移量与大车的偏斜量有对应关系，设大车发生逆时针方向偏斜时，接收设备上检测到的位移量分别为M1和M2，接收设备的距离为L，根据三角函数公式，可得：

；

4）偏斜量M1和M2接入大车控制系统，并且两只接收设备间的距离L为固定值，可通过大车控制系统计算得出偏斜角α=，大车偏斜越严重则α值也越大，同时可以设定当大车逆时针偏斜时，位移量M1和M2为正向位移，当大车顺时针偏斜时，位移量M1和M2为负向位移，则偏斜角α也具有正负值；

5） 大车控制系统根据计算出的偏斜角α大小和正负值来确定每一边变频器的速度和方向，大车各走行主动轮的变频传动系统是独立的，在出现位置偏斜的情况下，控制系统分别对两边的走行变频器给定同向但不同大小的速度值，从而实现了走行自动纠偏功能。

2.根据权利要求1所述的轨道大车自动纠偏方法，其特征在于，所述信号接收设备7内设置有感光设备，所述感光设备根据大车偏移量与感光元件被触发状态之间的关系可检测出激光与原中心点发生的偏移量，并将偏移量信号送入车载控制系统。

3.根据权利要求2所述的轨道大车自动纠偏方法，其特征在于，所述偏移量检测方法如下：所示的偏移量检测方法为到达设定偏移量即向车载控制系统PLC输出偏移量报警信号，在大车未发生任何偏斜的情况下，地面信号发生设备6上的激光发射管发射的激光只能照射在信号接收设备7的中间，在信号接收设备7上安装激光感应装置3BU1和3BU2，其中3BU1和3BU2与激光照射点成对称安装，分别用于大车的顺时针或逆时针偏斜检测，激光感应装置3BU1和3BU2到激光照射点的距离与大车允许的最大偏斜量成正比关系，在大车发生偏斜时，大车所接收的激光照射点绝对位置不变，信号接收设备7上安装的感应装置3BU1和3BU2会随大车的偏斜而移动，激光感应装置3BU1就到达激光照射点位置，从而被触发，通过信号的传递和放大，可以驱动顺时针偏斜继电器KA1，再通过辅助触点KA1将偏斜报警信号传递给车载控制系统，由控制系统进行自动纠偏控制。

4.根据权利要求2所述的轨道大车自动纠偏方法，其特征在于，所述偏移量检测方法如下：

实时测量大车的偏斜量，在大车未发生任何偏斜的情况下，确保地面信号发生设备6上的激光发射管发射的激光只能照射在信号接收设备7的中间，在信号接收设备7上安装激光感应装置，至少设置4个，即3BU1、3BU2、3BU3和3BU4，这些激光感应装置与激光照射点成对称安装，分别用于大车的顺时针或逆时针偏斜量的检测，感应装置到激光照射点的距离与大车允许的最大偏斜量成正比关系，设检测大车顺时针偏斜量的感光装置3BU1、3BU2、3BU3和3BU4等距离安装在激光照射点的一侧，在大车发生逆时针偏斜时，大车所接收的激光照射点绝对位置不变，信号接收设备上安装的感应装置会随大车的偏斜而移动，激光感应装置3BU1、3BU2、3BU3和3BU4会因大车逆时针偏斜量的增大而分别到达激光照射点位置，从而分别被触发，通过信号的传递和放大，驱动顺时针偏斜继电器KA1，KA2、KA3和KA4，再通过辅助触点KA1、KA2、KA3和KA4将偏斜报警信号传递给车载控制系统，车载控制系统根据触发的开关信号与偏斜量的对应关系算出逆时针偏斜量，从而进行自动纠偏控制。