CN109735352A - 焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统 - Google Patents
焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109735352A CN109735352A CN201910142688.XA CN201910142688A CN109735352A CN 109735352 A CN109735352 A CN 109735352A CN 201910142688 A CN201910142688 A CN 201910142688A CN 109735352 A CN109735352 A CN 109735352A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- vehicle
- plc controller
- electric locomotive
- mounted plc
- connect
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
本发明公开了一种焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，涉及焦化行业焦炉生产车辆自动控制技术领域。包括第一车载PLC控制器，所述第一车载PLC控制器分别与断电自动刹车保护子系统、制动检测故障子系统、激光扫描防撞安全保护子系统、强制减档检测保护子系统、焦罐旋转检测故障子系统、走行变频检测故障子系统、系统通讯检测故障子系统、地址检测保护子系统和手动无条件切换及急停保护子系统连接。本发明可以解决现有技术对电机车走行失控造成的主动出轨或碰撞事故，电机车焦罐旋转控制异常导致的红焦落地或焦罐提升脱钩事故，电机车自动走行过程中，人、物侵入，造成的被动碰撞安全事故没有有效的保护的问题。
Description
技术领域
本发明涉及焦化行业焦炉生产车辆自动控制技术领域，尤其是一种焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统。
背景技术
在焦化行业，四大车是焦炉主要生产设备，属于有轨机械设备，具有机械化、大型化特点，但自动化程度普遍较低。四大车虽已设计和使用PLC系统控制多年，并逐步配套四车连锁系统，具备基本的位置识别功能。但长期以来，焦炉四大车都采用人工定位和手动控制操作。且这些装备系统投资巨大、运行维护费用高。目前，四大车配置的操作司机人数较多。另外，由于人员操作不标准、不规范等原因，造成的设备事故频发。其中，电机车是焦炉四大车中运行速度快、操作频率高、标准化操作水平低的轨道机械，人工操作随意性大，存在一定安全风险，如技术改造成功，将提高焦炉生产综合自动化水平。
要实现电机车的自动驾驶，必须完成自动走行，自动定位，自动操作和自动连锁的相关改造，自动走行定位控制是其中关键。尽管电机车大多已配置PLC控制系统、变频调速和四车连锁系统，具备自动走行定位控制的基本条件，但仍然存在一些问题：
（1） 电机车走行失控造成的主动出轨或碰撞事故。影响因素有：地址检测失灵、车辆失电、控制系统故障、制动系统故障等。
（2） 电机车焦罐旋转控制异常导致的红焦落地或焦罐提升脱钩事故。影响因素有：检测限位失效、焦罐旋转控制失灵等。
（3） 电机车自动走行过程中，人、物侵入，造成的被动碰撞安全事故。影响因素主要为人、物等移动物非法入侵，无法获知。
（4） 电机车的手/自动切换和急停系统。应能在任何情况下，切换人工操作或急停系统。
而现有技术对上述问题还没有有效的保护措施。
发明内容
本发明的目的是提供一种焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，它可以解决现有技术对电机车走行失控造成的主动出轨或碰撞事故，电机车焦罐旋转控制异常导致的红焦落地或焦罐提升脱钩事故，电机车自动走行过程中，人、物侵入，造成的被动碰撞安全事故没有有效的保护的问题。
为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，包括第一车载PLC控制器，所述第一车载PLC控制器分别与断电自动刹车保护子系统、制动检测故障子系统、激光扫描防撞安全保护子系统、强制减档检测保护子系统、焦罐旋转检测故障子系统、走行变频检测故障子系统、系统通讯检测故障子系统、地址检测保护子系统和手动无条件切换及急停保护子系统连接。
上述技术方案中，更为具体的方案还可以是：所述断电自动刹车保护子系统包括从所述第一车载PLC控制器接收指令的车辆断电故障检测单元，所述车辆断电故障检测单元依次通过第一车载PLC控制器的常闭输出点和断电动作型电磁阀与气动制动单元连接。
更进一步：所述制动检测故障子系统包括给所述第一车载PLC控制器输入信号的储气罐压力变送器，所述第一车载PLC控制器将此信号传输到制动单元检测故障报警模块。
进一步：所述激光扫描防撞安全保护子系统包括通过RJ45网络接口与所述第一车载PLC控制器连接的车载交换机，所述车载交换机分别与1#激光防撞扫描仪和2#激光防撞扫描仪连接，所述第一车载PLC控制器通过物体侵入检测连锁停机的程序控制焦炉电机车在有可能撞到障碍物时停车。
进一步：所述强制减档检测保护子系统包括分别与所述第一车载PLC控制器连接的第二车载PLC控制器和车载强制减档接近开关，所述第二车载PLC控制器接收车载地址解码器解析的地面轨道定位光码尺的定位信息，并将此定位信息传输到所述第一车载PLC控制器，所述车载强制减档接近开关分别感应1#焦炉强制减档永磁铁和2#焦炉强制减档永磁铁的信号并将此信号传输到所述第一车载PLC控制器，所述第一车载PLC控制器通过软件对电机车进行外部限位强制减档保护和距离强制减档保护。地址检测保护子系统包括通过DP总线与所述第一车载PLC控制器连接的所述第二车载PLC控制器；所述第二车载PLC控制器通过串口与所述车载地址解码器连接，所述车载地址解码器与所述地面轨道定位光码尺的信息进行解析，所述第一车载PLC控制器还与激光测距仪连接，所述第一车载PLC控制器通过软件对双重地址检测进行保护、对地址检测防跳变进行保护、对车轮打滑检测故障进行连锁停机以及对所述电机车溜车进行检测保护。
进一步：所述焦罐旋转检测故障子系统包括所述第一车载PLC控制器，所述第一车载PLC控制器分别接收1#台车焦罐对位停止限位开关A、1#台车焦罐对位停止限位开关B、2#台车焦罐对位停止限位开关A和2#台车焦罐对位停止限位开头B的停止限位信号，并通过软件使电机车在焦罐旋转检测故障时连锁停机，焦罐对正超时时故障连锁停机，焦罐对位限位出现故障时连锁停机。
进一步：所述走行变频检测故障子系统包括通过DP总线与所述第一车载PLC控制器连接的1#行走变频器和2#行走变频器以及与所述第一车载PLC控制器连接的制动器的压力变送器；当所述第一车载PLC控制器接收到所述1#行走变频器、2#行走变频器和所述制动器压力变送器传送过来的异常信号时，所述第一车载PLC控制器将此异常信号发送到报警模块进行报警，并通过软件控制制动器动作从而使变频连锁保护动作，所述报警模块有三个，分别为驱动负载不平衡报警模块、变频单机运行及电流超限报警模块、变频运行状态报警模块。
进一步：所述系统通讯检测故障子系统包括通过DP总线与所述第一车载PLC控制器连接的所述第二车载PLC控制器，所述第二车载PLC控制器通过串口与所述车载地址解码器连接通讯，所述第二车载PLC控制器通过无线方式与四车连锁地面主控器连接通讯，所述第一车载PLC控制器在系统通讯出现故障时通过软件控制所述电机车停机。
进一步：手动无条件切换及急停保护子系统包括通过DP总线与所述第一车载PLC控制器连接的车载触摸屏手/自动切换按钮及急停按钮，与所述第一车载PLC控制器连接的还有车载操作台急停按钮，车载操作台手/自动转换开关和车载无线模块，所述车载无线模块通过无线信号与地面无线模块连接，所述地面无线模块通过RJ45接口与第二交换机连接，所述第二交换机通过光纤与第一交换机连接，所述第一交换机通过RJ45接口与设在中控室的中控室电脑远程急停按钮连接，所述第一车载PLC控制器通过软件对所述电机车实现手/自动控制状态的切换及在所述电机车出现异常情况时实现紧急停车。
进一步：所述中控室有一个中控室录像机，所述中控室录像机接收第三交换机的影像信息并将此影像信息传输到中控室大屏监视器，所述第三交换机分别通过光纤与第一光电转换装置、第二光电转换装置和第三光电转换装置连接，所述第一光电转换装置与第一地面无线装置连接，所述第一地面无线装置通过无线信号与第一车载无线装置连接，所述第一地面无线装置还分别与提升机1#挂钩监控摄像机和提升机2#挂钩监控摄像机连接，所述第一车载无线装置与电机车车载硬盘录像机连接，所述电机车车载硬盘录像机分别与电机车车载监视器、1#车载监控摄像机和2#车载监控摄像机连接，所述第二光电转换装置与第二地面无线装置连接，所述第二地面无线装置与第二车载无线装置连接，所述第二车载无线装置与拦焦车车载硬盘录像机连接，与所述拦焦车车载硬盘录像机连接的还有拦焦车车载监控摄像机和拦焦车车载监视器,所述第三光电转换装置分别与1#焦炉侧侵入监控摄像机和2#焦炉侧侵入监控摄像机连接。
由于采用了上述技术方案，本发明与现有技术相比，具有的有益效果是：由于本发明设有断电自动刹车保护子系统、制动检测故障子系统、激光扫描防撞安全保护子系统、强制减档检测保护子系统、焦罐旋转检测故障子系统、走行变频检测故障子系统、系统通讯检测故障子系统、地址检测保护子系统和手动无条件切换及急停保护子系统，通过软硬件的方式，给电机车自动驾驶系统增加了多种主动及被动式的安全保护，系统运行安全性大为提高；本系统具备完善的综合故障自诊断功能，能在车载触摸屏及中控监控电脑端同时提供走行、旋罐、通讯以及制动等方面的及时故障和报警信息，提高了人机交互能力；本系统以无人操作条件下，地址检测异常、制动系统异常、整车断电等极端异常的情况下可能出现的车辆失控，设置区间限速预留最大保护距离、强制减档等措施，有效避免出现电机车冲出轨道；针对各种车辆地址异常情况，设置多种滤波纠错算法，减少运行工况差，瞬间异常导致的频繁系统故障停机，大大提高了系统的自动运行率。
附图说明
图1是本发明的控制系统方框示意图。
图2是本发明的走行变频检测故障子系统方框示意图。
图3是本发明的焦罐旋转检测故障子系统方框示意图。
图4是本发明的系统通讯检测故障子系统方框示意图。
图5是本发明的制动单元检测故障子系统方框示意图。
图6是本发明的电机车地址检测保护子系统方框示意图。
图7是本发明的断电自动刹车保护子系统方框示意图。
图8是本发明的手动无条件切换及急停保护子系统方框示意图。
图9是本发明的激光扫描防撞安全保护子系统方框示意图。
图10是本发明的强制减档检测保护子系统方框示意图。
图11是本发明的视频监视保护子系统方框示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详述：
图1所示的焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，包括第一车载PLC控制器1，第一车载PLC控制器1分别与断电自动刹车保护子系统7、制动检测故障子系统3、激光扫描防撞安全保护子系统9、强制减档检测保护子系统10、焦罐旋转检测故障子系统6、走行变频检测故障子系统2、系统通讯检测故障子系统4、地址检测保护子系统5和手动无条件切换及急停保护子系统8连接。
断电自动刹车保护子系统7，如图7所示，包括从第一车载PLC控制器1接收指令的车辆断电故障检测单元7-1，车辆断电故障检测单元7-1依次通过第一车载PLC控制器1的常闭输出点7-2和断电动作型电磁阀7-3与气动制动单元7-4连接。
制动检测故障子系统3，如图3所示，包括给第一车载PLC控制器1输入信号的储气罐压力变送器3-2，第一车载PLC控制器1将此信号传输到制动单元检测故障报警模块3-1。
激光扫描防撞安全保护子系统9，如图9所示，包括通过RJ45网络接口与第一车载PLC控制器1连接的车载交换机9-2，车载交换机9-2分别与1#激光防撞扫描仪9-1和2#激光防撞扫描仪9-3连接，第一车载PLC控制器1通过物体侵入检测连锁停机的程序控制焦炉电机车在有可能撞到障碍物时停车。
强制减档检测保护子系统10，如图10所示，包括分别与所述第一车载PLC控制器1连接的第二车载PLC控制器4-2和车载强制减档接近开关10-3，第二车载PLC控制器4-2接收车载地址解码器4-1解析的地面轨道定位光码尺5-1的定位信息，并将此定位信息传输到第一车载PLC控制器1，车载强制减档接近开关10-3分别感应1#焦炉强制减档永磁铁10-1和2#焦炉强制减档永磁铁10-2的信号并将此信号传输到第一车载PLC控制器1，第一车载PLC控制器1通过软件对电机车进行外部限位强制减档保护和距离强制减档保护。地址检测保护子系统5，如图5所示，包括通过DP总线与第一车载PLC控制器1连接的第二车载PLC控制器4-2；第二车载PLC控制器4-2通过串口与车载地址解码器4-1连接，车载地址解码器4-1对地面轨道定位光码尺5-1信息进行解析，第一车载PLC控制器1还与激光测距仪5-2连接，第一车载PLC控制器1通过软件对双重地址检测进行保护、对地址检测防跳变进行保护、对车轮打滑检测故障进行连锁停机以及对电机车溜车进行检测保护。
焦罐旋转检测故障子系统6，如图6所示，第一车载PLC控制器1分别接收1#台车焦罐对位停止限位开关A6-1、1#台车焦罐对位停止限位开关B6-2、2#台车焦罐对位停止限位开关A6-3和2#台车焦罐对位停止限位开头B6-4的停止限位信号，并通过软件使电机车在焦罐旋转检测故障时连锁停机，焦罐对正超时时故障连锁停机，焦罐对位限位出现故障时连锁停机。
走行变频检测故障子系统2，所图2所示，包括通过DP总线与第一车载PLC控制器1连接的1#行走变频器2-1和2#行走变频器2-2以及与第一车载PLC控制器1连接的制动器压力变送器2-3，当第一车载PLC控制器1接收到1#行走变频器2-1、2#行走变频器2-2和制动器压力变送器2-3传送过来的异常信号时，第一车载PLC控制器1将此异常信号发送到报警模块进行报警，并通过软件控制制动器动作从而使变频连锁保护动作，所述报警模块有三个，分别为驱动负载不平衡报警模块2-4、变频单机运行及电流超限报警模块2-5、变频运行状态报警模块2-6。
通讯检测故障子系统4，如图4所示，包括通过DP总线与第一车载PLC控制器1连接的第二车载PLC控制器4-2，第二车载PLC控制器4-2通过串口与车载地址解码器4-1连接，第二车载PLC控制器4-2通过无线方式与四车连锁地面主控器4-3连接通讯，第一车载PLC控制器1在系统通讯出现故障时通过软件控制电机车停机。
手动无条件切换及急停保护子系统8，如图8所示，包括通过DP总线与第一车载PLC控制器1连接的车载触摸屏手/自动切换按钮及急停按钮8-3，与第一车载PLC控制器1连接的还有车载操作台急停按钮8-2、车载操作台手/自动转换开关8-1和车载无线模块8-8，车载无线模块8-8通过无线信号与地面无线模块8-7连接，地面无线模块8-7通过RJ45接口与第二交换机连接8-6，第二交换机8-6通过光纤与第一交换机8-5连接，第一交换机8-5通过RJ45接口与设在中控室的中控室电脑远程急停按钮8-4连接，第一车载PLC控制器1通过软件对电机车实现手/自动控制状态的切换及在电机车出现异常情况时实现紧急停车。
本系统还设有视频监视保护子系统11，如图11所示，该子系统有一个设在中控室的中控室录像机11-14，中控室录像机11-14接收第三交换机11-13的影像信息并将此影像信息传输到中控室大屏监视器11-15，第三交换机11-13分别通过光纤与第一光电转换装置11-12、第二光电转换装置11-17和第三光电转换装置11-16连接，第一光电转换装置11-12与第一地面无线装置11-11连接，第一地面无线装置11-11通过无线信号与第一车载无线装置11-10连接，第一地面无线装置11-11还分别与提升机1#挂钩监控摄像机11-3和提升机2#挂钩监控摄像机11-4连接，第一车载无线装置11-10与电机车车载硬盘录像机11-9连接，电机车车载硬盘录像机11-9分别与电机车车载监视器11-8、1#车载监控摄像机11-1和2#车载监控摄像机11-2连接，第二光电转换装置11-17与第二地面无线装置11-18连接，第二地面无线装置11-18与第二车载无线装置11-19连接，第二车载无线装置11-19与拦焦车车载硬盘录像机11-20连接，与拦焦车车载硬盘录像机11-20连接的还有拦焦车车载监控摄像机11-7和拦焦车车载监视器11-21。
本发明中各个子系统的作用，（1）走行变频检测故障子系统2：①第一车载PLC控制器1读取两台走行变频器实时电流值，当电流偏差＞40A，持续5s以上，判断为驱动负载不平衡，输出报警，提示检查设备。②由于单台变频故障或线路故障等原因，造成变频单机运行时，系统输出报警，提示检查设备。单机运行电流＞200A时，持续5s以上，停止自动运行，弹出报警并自动切换回手动操作。③通过DP通讯方式，读取变频器运行过程中的报警及故障状态字，输出报警并记录，为远程点检提供设备信息。④通过检测气动制动器压力变送器2-3的压力值P2＞0.02Mpa，延时3s，说明有气动制动动作，连锁走行变频器档位回零，避免抱闸动作情况下走行，保护变频器。
（2）焦罐旋转检测故障子系统6：①在推焦过程中，自动选择的接焦焦罐输出旋转指令后，15s内无该焦罐对位停止限位信号周期性返回时，说明焦罐实际旋转速度过慢或停止，产生焦罐旋转检测故障，以此连锁停止推焦作业，防止出现焦炭外溢。②接焦的焦罐，在焦罐旋转停止指令输出后，60s后仍无该焦罐的对位停止限位信号返回时，产生焦罐对正超时故障，停止自动运行并报警，等待人工确认。③每个焦罐的两个对位停止限位开关只检测到其中之一，延时2s产生焦罐对正故障信号，停止自动运行并报警，等待人工确认，防止焦罐不正，提升焦罐时，造成钩偏甚至脱钩事故。
（3）系统通讯检测故障子系统4：第一车载 PLC控制器1与第二车载PLC控制器4-2之间专用读写程序块FB14的通讯故障标志位信号产生2s以上，或第二车载PLC控制器与车载地址解码器4-1通讯故障标志位信号产生10s，或第二车载PLC控制器与四车连锁地面站主控器4-3无线通讯故障标志位信号产生10s以上，即产生系统通讯故障检测信号，输出报警，并停止自动运行。
（4）制动系统检测故障子系统3：为保证电机车的外部制动系统可靠，需保持自动运行状态下，压缩空气压力大小。通过电机车气压制动系统中的储气罐压力变送器3-2检测压力值P1＜0.4Mpa，延时5s，产生制动单元检测故障信号，输出报警，提示检查空压机及气路系统。
（5）电机车地址检测保护子系统5，主要包括：
①双重地址检测保护为：系统同时采用激光测距仪5-2和地面轨道定位光码尺5-1定位检测，两种方式构成地址冗余检测。正常时，以地面轨道定位光码尺5-1连续检测地址为主，作为系统中的电机车位置及速度计算之用；以激光测距仪5-2检测为辅，当两者检测数据出入超出一定范围时，进行停机保护。
②地址检测防跳变保护：电机车快速运行时，为防止地面轨道定位光码尺5-1在雨天或光码尺变形、或轨道变形影响，造成地址检测错误。通过检测电机车在四档速度正常运行时的最大速度检测反馈值vmax。当电机车实时运行速度反馈检测超出最大值一定范围时，即v＞vmax+△v，延时3s，判定为地址检测发生跳变，产生地址跳变检测故障信号，输出报警，停止自动运行，提示检查相关设备。
③车轮打滑检测故障：防止雨天，车辆重载情况，出现车轮打滑，影响走行及定位。在一档速度接口标志位条件下，电机车速度检测反馈为0，保持10s后，产生一档行走故障信号；在二档速度接口标志位条件下，电机车速度检测反馈为0，保持6s后，产生二档行走故障信号；在三档速度接口标志位条件下，电机车速度检测反馈为0，保持3s后，产生三档行走故障信号；在四档速度接口标志位条件下，电机车速度检测反馈为0，保持2s后，产生四档行走故障信号。所有走行故障信号，均输出报警，并停止自动运行。
④电机车溜车检测保护：电机车在到达目标地址并停车后，气刹自动动作，防止车轮溜车。当在焦炉接焦过程中，电机车实时检测位置偏离目标位置≥20cm，延时3s，判断为溜车，并输出停止焦罐旋转命令，进而连锁停止推焦杆，防止焦炭外溢。
（6）断电自动刹车保护子系统7：为保证电机车在出现整车供电电源故障或PLC系统断电及崩溃，无法使用变频器对车辆进行电气制动时，仍能保留气刹制动，防止车辆完全失控。在保留原手动气刹操作机构情况下，通过增加断电动作型电磁阀7-3，改造气路结构，使用第一车载PLC控制器1的一个常闭输出点7-2控制断电动作型电磁阀7-3。当车辆失电或PLC系统崩溃时，第一车载PLC控制器1经车辆断电故障检测单元7-1将常闭输出点7-2断开，断电动作型电磁阀7-3自动打开，利用空压气罐存储气压，对电机车车轮进行气刹制动，减少滑行距离。
（7）强制减档检测保护子系统10，分为外部限位减档和软件距离减档两道措施，保证电机车运行在安全合理的速度范围以内。
1）外部限位减档：在焦炉远端两侧的电机车轨道上，需要进行限速的位置分别安装一个永磁铁，在电机车对应高度上安装限位检测开关，配合车辆的速度检测和方向检测程序，判断车辆到达该处位置时，如实时速度反馈大于二档速度时，将自动触发减档程序，强制降为二档速度运行。
2）软件距离减档：以自动运行状态下电机车任意位置故障停机失控，仍预留电机车足够的安全滑行距离为原则，利用实时检测电机车绝对地址信号，在程序中预设几个速度限位，起到故障前，限制电机车在安全速度以内运行的作用。具体为：
①电机车左行往焦炉侧，绝对地址MW404＜刹车减档安全距离8500m时，自动降为3档速度；绝对地址MW404＜刹车减档安全距离2500m时，自动降为2档速度；
②电机车右行往提升井侧，绝对地址MW404＞刹车减档安全距离18350m时，自动降为3档速度；绝对地址MW404＞刹车减档安全距离19350m时，自动降为2档速度；绝对地址MW404＞刹车减档安全距离25065m时，自动降为0档速度；
（8）激光扫描防撞安全保护子系统9为：为防止人或物在电机车自动驾驶过程中侵入轨道，造成碰撞伤害。在电机车两头靠近轨道外侧边缘1.2m高位置安装两台激光扫描防撞仪。根据电机车运行轨道现场周边固定物体布置情况，手动绘制两台扫描仪的两个检测扇区，共同构成车辆前、后及外侧的完整保护范围。其中电机车正前、后方设置40m，20m及5m的三段检测保护区域。电机车自动运行过程中，当障碍物侵入电机车正前、后方＞20m，≤40m范围时，扫描仪输出开关量信号至第一车载PLC控制器1，执行鸣笛和二档速度运行（如此时速度小于等于二档，速度不变）；当障碍物侵入电机车正前、后方＞5m，≤20m时，执行鸣笛和一档速度运行；当障碍物侵入电机车正前、后方≤5m时，执行鸣笛和停车命令。另外，电机车自动运行过程中，当物体从侧面侵入电机车扫描保护范围时，电机车执行鸣笛报警，3s侵入未解除，执行停车命令。
（9）视频监视保护子系统11：①电机车运行监控：在焦炉机车上头尾两侧安装带夜视功能的视频监控摄像机，将视频影像通过有线及无线方式，分别传输至电机车驾驶室和中控室，起到实时监视车辆两侧情况作用。②拦焦车确认监控：在拦焦车安装观察熄焦车摄像机，便于拦焦车司机确认推焦过程中熄焦车的接焦作业情况。③挂钩确认监控：安装提升井位置观察提升挂钩动作摄像机，并通过有线及无线视频方式，分别传输至K中控室和电机车操作室，以便确认挂钩动作情况，避免电机车与干熄焦提升机之间全自动配合时，出现钩偏或脱钩而确认不到位，导致事故发生。④轨道区域电子围栏止入：在焦炉两侧高处位置，安装俯视摄像机，设置电子围栏功能，在移动物体非法侵入电子围栏范围内时，自动甄别并在中控大屏幕进行报警提醒。
（10）手动无条件切换及急停保护子系统8：在电机车自动驾驶运行过程中，车上操作室司机可在任何时刻，通过车载操作台上手/自动转换开关8-1或者车载触摸屏按钮进行操作，中断自动运行控制程序，重新将操作权交回人工执行。同时，系统设置车上操作室操作台急停按钮、触摸屏急停按钮以及地面中控室远程急停按钮8-4，可在任何情况下，对车辆自动运行实施急停操作。其中，地面中控室远程急停为电脑界面操作，信号经地面交换机，通过光纤方式传送到焦炉现场远端交换机后，再经过地面无线模块模块8-7，以无线形式传送给电机车车载无线模块8-8，最后送至车载第一PLC控制器1执行急停命令。急停后，需人工确认并复位，才能重新投入自动。
本发明：通过软硬件方式，给电机车自动驾驶系统增加了多种主动及被动式的安全保护，系统运行安全性大为提高。
系统具备完善的综合故障自诊断功能，能在车载触摸屏及中控监控电脑端同时提供走行、旋罐、通讯以及制动等方面的及时故障和报警信息，提高了人机交互能力。
系统以无人操作条件下，地址检测异常、制动系统异常、整车断电等极端异常的情况下可能出现的车辆失控，设置区间限速预留最大保护距离、强制减档等措施，有效避免出现电机车冲出轨道。
以光码尺检测地址为主，激光测距仪为辅相结合的双重地址检测手段，形成车辆走行过程地址检测的冗余保护。
针对各种车辆地址异常情况，设置多种滤波纠错算法，减少运行工况差，瞬间异常导致的频繁系统故障停机，大大提高了系统的自动运行率。
Claims (10)
1.一种焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，包括第一车载PLC控制器，其特征在于：所述第一车载PLC控制器分别与断电自动刹车保护子系统、制动检测故障子系统、激光扫描防撞安全保护子系统、强制减档检测保护子系统、焦罐旋转检测故障子系统、走行变频检测故障子系统、系统通讯检测故障子系统、地址检测保护子系统和手动无条件切换及急停保护子系统连接。
2.根据权利要求1所述的焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，其特征在于：所述断电自动刹车保护子系统包括从所述第一车载PLC控制器接收指令的车辆断电故障检测单元，所述车辆断电故障检测单元依次通过所述第一车载PLC控制器的常闭输出点和断电动作型电磁阀与气动制动单元连接。
3.根据权利要求1或2所述的焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，其特征在于：所述制动检测故障子系统包括给所述第一车载PLC控制器输入信号的储气罐压力变送器，所述第一车载PLC控制器将此信号传输到制动单元检测故障报警模块。
4.根据权利要求1或2所述的焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，其特征在于：所述激光扫描防撞安全保护子系统包括通过RJ45网络接口与所述第一车载PLC控制器连接的车载交换机，所述车载交换机分别与1#激光防撞扫描仪和2#激光防撞扫描仪连接，所述第一车载PLC控制器通过物体侵入检测连锁停机的程序控制焦炉电机车在有可能撞到障碍物时停车。
5.根据权利要求1或2所述的焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，其特征在于：所述强制减档检测保护子系统包括分别与所述第一车载PLC控制器连接的第二车载PLC控制器和车载强制减档接近开关，所述第二车载PLC控制器接收车载地址解码器解析的地面轨道定位光码尺的定位信息，并将此定位信息传输到所述第一车载PLC控制器，所述车载强制减档接近开关分别感应1#焦炉强制减档永磁铁和2#焦炉强制减档永磁铁的信号并将此信号传输到所述第一车载PLC控制器，所述第一车载PLC控制器通过软件对电机车进行外部限位强制减档保护和距离强制减档保护；所述地址检测保护子系统包括通过DP总线与所述第一车载PLC控制器连接的所述第二车载PLC控制器；所述第二车载PLC控制器通过串口与所述车载地址解码器连接，所述车载地址解码器对所述地面轨道定位光码尺信息进行解析，所述第一车载PLC控制器还与激光测距仪连接，所述第一车载PLC控制器通过软件对双重地址检测进行保护、对地址检测防跳变进行保护、对车轮打滑检测故障进行连锁停机以及对所述电机车溜车进行检测保护。
6.根据权利要求1或2所述的焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，其特征在于：所述焦罐旋转检测故障子系统包括所述第一车载PLC控制器，所述第一车载PLC控制器分别接收1#台车焦罐对位停止限位开关A、1#台车焦罐对位停止限位开关B、2#台车焦罐对位停止限位开关A和2#台车焦罐对位停止限位开头B的停止限位信号，并通过软件使电机车在焦罐旋转检测故障时连锁停机，焦罐对正超时时故障连锁停机，焦罐对位限位出现故障时连锁停机。
7.根据权利要求1或2所述的焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，其特征在于：所述走行变频检测故障子系统包括通过DP总线与所述第一车载PLC控制器连接的1#行走变频器和2#行走变频器以及与所述第一车载PLC控制器连接的制动器的压力变送器；当所述第一车载PLC控制器接收到所述1#行走变频器、2#行走变频器和所述制动器压力变送器传送过来的异常信号时，所述第一车载PLC控制器将此异常信号发送到报警模块进行报警，并通过软件控制制动器动作从而使变频连锁保护动作，所述报警模块有三个，分别为驱动负载不平衡报警模块、变频单机运行及电流超限报警模块、变频运行状态报警模块。
8.根据权利要求1或2所述的焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，其特征在于：所述系统通讯检测故障子系统包括通过DP总线与所述第一车载PLC控制器连接的所述第二车载PLC控制器，所述第二车载PLC控制器通过串口与所述车载地址解码器连接通讯，所述第二车载PLC控制器通过无线方式与四车连锁地面主控器连接通讯，所述第一车载PLC控制器在系统通讯出现故障时通过软件控制所述电机车停机。
9.根据权利要求1或2所述的焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，其特征在于：手动无条件切换及急停保护子系统包括通过DP总线分别与所述第一车载PLC控制器连接的车载触摸屏手/自动切换按钮及急停按钮、车载操作台急停按钮、车载操作台手/自动转换开关和车载无线模块，所述车载无线模块通过无线信号与地面无线模块连接，所述地面无线模块通过RJ45接口与第二交换机连接，所述第二交换机通过光纤与第一交换机连接，所述第一交换机通过RJ45接口与设在中控室的中控室电脑远程急停按钮连接，所述第一车载PLC控制器通过软件对所述电机车实现手/自动控制状态的切换及在所述电机车出现异常情况时实现紧急停车。
10.根据权利要求9所述的焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统，其特征在于：所述中控室有一个中控室录像机，所述中控室录像机接收第三交换机的影像信息并将此影像信息传输到中控室大屏监视器，所述第三交换机分别通过光纤与第一光电转换装置、第二光电转换装置和第三光电转换装置连接，所述第一光电转换装置与第一地面无线装置连接，所述第一地面无线装置通过无线信号与第一车载无线装置连接，所述第一地面无线装置还分别与提升机1#挂钩监控摄像机和提升机2#挂钩监控摄像机连接，所述第一车载无线装置与电机车车载硬盘录像机连接，所述电机车车载硬盘录像机分别与电机车车载监视器、1#车载监控摄像机和2#车载监控摄像机连接，所述第二光电转换装置与第二地面无线装置连接，所述第二地面无线装置与第二车载无线装置连接，所述第二车载无线装置与拦焦车车载硬盘录像机连接，与所述拦焦车车载硬盘录像机连接的还有拦焦车车载监控摄像机和拦焦车车载监视器,所述第三光电转换装置分别与1#焦炉侧侵入监控摄像机和2#焦炉侧侵入监控摄像机连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910142688.XA CN109735352A (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910142688.XA CN109735352A (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109735352A true CN109735352A (zh) | 2019-05-10 |
Family
ID=66368476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910142688.XA Pending CN109735352A (zh) | 2019-02-26 | 2019-02-26 | 焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109735352A (zh) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110244727A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-09-17 | 金陵科技学院 | 一种基于二维码定位导航的agv系统及其方法 |
| CN111394109A (zh) * | 2019-08-29 | 2020-07-10 | 上海辉尧信息科技有限公司 | 一种焦炉生产车辆主动防碰撞的方法 |
| CN111500298A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-07 | 攀钢集团西昌钢钒有限公司 | 一种干熄焦提升机焦罐倾斜脱钩检测系统 |
| CN111849518A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-30 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 焦化工序协同方法和焦炉系统 |
| CN112558071A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-26 | 大连重矿设备制造有限公司 | 一种电机车雷达防撞方法、系统及存储介质 |
| CN113652249A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-11-16 | 华院计算技术(上海)股份有限公司 | 熄焦车的定位方法及装置、系统、存储介质、终端 |
| CN113671947A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-11-19 | 华院计算技术(上海)股份有限公司 | 熄焦车的控制方法及装置、系统、存储介质、终端 |
| CN115145218A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-10-04 | 大连华锐智能化科技有限公司 | 焦炉车辆无人值守控制系统及方法 |
| CN115145272A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-10-04 | 大连华锐智能化科技有限公司 | 焦炉车辆环境感知系统及方法 |
| CN115161042A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-10-11 | 安阳钢铁股份有限公司 | 一种顶装焦炉电机车无人驾驶系统及控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101941382A (zh) * | 2010-09-14 | 2011-01-12 | 中南大学 | 基于无线通信的铁路货车电空制动系统和方法 |
| KR101245318B1 (ko) * | 2010-12-02 | 2013-03-19 | 주식회사 포스코 | 미건류 코크스 연소 장치 |
| CN206955939U (zh) * | 2017-07-30 | 2018-02-02 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 电机车旋转焦罐定位装置 |
| CN208376628U (zh) * | 2018-06-26 | 2019-01-15 | 比歪尔科技（深圳）有限公司 | 一种安全驾驶辅助系统 |
| CN208585168U (zh) * | 2018-06-15 | 2019-03-08 | 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 | 一种双电磁传感器焦罐车减速报警防撞装置 |
-
2019
- 2019-02-26 CN CN201910142688.XA patent/CN109735352A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101941382A (zh) * | 2010-09-14 | 2011-01-12 | 中南大学 | 基于无线通信的铁路货车电空制动系统和方法 |
| KR101245318B1 (ko) * | 2010-12-02 | 2013-03-19 | 주식회사 포스코 | 미건류 코크스 연소 장치 |
| CN206955939U (zh) * | 2017-07-30 | 2018-02-02 | 湖南华菱湘潭钢铁有限公司 | 电机车旋转焦罐定位装置 |
| CN208585168U (zh) * | 2018-06-15 | 2019-03-08 | 酒泉钢铁(集团)有限责任公司 | 一种双电磁传感器焦罐车减速报警防撞装置 |
| CN208376628U (zh) * | 2018-06-26 | 2019-01-15 | 比歪尔科技（深圳）有限公司 | 一种安全驾驶辅助系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 中国机械工程学会等: "《"数控一代"案例集.山西卷》", 30 September 2015, 中国科学技术出版社 * |
| 卢玫: "《现代汽车技术与安全管理》", 31 August 2018, 中国人民公安大学出版社 * |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110244727A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-09-17 | 金陵科技学院 | 一种基于二维码定位导航的agv系统及其方法 |
| CN111394109A (zh) * | 2019-08-29 | 2020-07-10 | 上海辉尧信息科技有限公司 | 一种焦炉生产车辆主动防碰撞的方法 |
| CN111500298A (zh) * | 2020-04-30 | 2020-08-07 | 攀钢集团西昌钢钒有限公司 | 一种干熄焦提升机焦罐倾斜脱钩检测系统 |
| CN111500298B (zh) * | 2020-04-30 | 2021-05-28 | 攀钢集团西昌钢钒有限公司 | 一种干熄焦提升机焦罐倾斜脱钩检测系统 |
| CN111849518B (zh) * | 2020-07-22 | 2022-01-11 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 焦化工序协同方法和焦炉系统 |
| CN111849518A (zh) * | 2020-07-22 | 2020-10-30 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 焦化工序协同方法和焦炉系统 |
| CN112558071A (zh) * | 2020-12-03 | 2021-03-26 | 大连重矿设备制造有限公司 | 一种电机车雷达防撞方法、系统及存储介质 |
| CN112558071B (zh) * | 2020-12-03 | 2024-02-13 | 大连重矿设备制造有限公司 | 一种电机车雷达防撞方法、系统及存储介质 |
| CN113652249A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-11-16 | 华院计算技术(上海)股份有限公司 | 熄焦车的定位方法及装置、系统、存储介质、终端 |
| CN113671947B (zh) * | 2021-07-23 | 2022-05-06 | 华院计算技术(上海)股份有限公司 | 熄焦车的控制方法及装置、系统、存储介质、终端 |
| CN113671947A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-11-19 | 华院计算技术(上海)股份有限公司 | 熄焦车的控制方法及装置、系统、存储介质、终端 |
| CN115161042A (zh) * | 2022-06-01 | 2022-10-11 | 安阳钢铁股份有限公司 | 一种顶装焦炉电机车无人驾驶系统及控制方法 |
| CN115145218A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-10-04 | 大连华锐智能化科技有限公司 | 焦炉车辆无人值守控制系统及方法 |
| CN115145272A (zh) * | 2022-06-21 | 2022-10-04 | 大连华锐智能化科技有限公司 | 焦炉车辆环境感知系统及方法 |
| CN115145272B (zh) * | 2022-06-21 | 2024-03-29 | 大连华锐智能化科技有限公司 | 焦炉车辆环境感知系统及方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109735352A (zh) | 焦炉电机车自动驾驶综合安全保护系统 | |
| US8380361B2 (en) | System, method, and computer readable memory medium for remotely controlling the movement of a series of connected vehicles | |
| CN108773381A (zh) | 一种基于行车电脑控制的矿山轨道机车无人自动驾驶系统 | |
| CN109353359A (zh) | 智慧铁水运输系统 | |
| CN109238753B (zh) | 车载轨道交通车辆转向架传感器无线传输监控系统 | |
| CN112026854B (zh) | 机车控制方法和车载控制设备 | |
| CN109532893A (zh) | 地下隧道施工用轨道车控制系统及控制方法 | |
| CN108791330A (zh) | 井下-480m水平有轨运输无人驾驶系统 | |
| CN112550343A (zh) | 一种适用于货运列车的自动挂车方法及装置 | |
| CN102849087A (zh) | 矿井轨道运输道岔过车拒动控制装置及其控制方法 | |
| KR101456534B1 (ko) | 열차 제어 감시시스템 및 그 철도차량 | |
| CN114281078A (zh) | 一种矿山井下运矿电机车无人驾驶控制系统 | |
| CN105579323B (zh) | 轨道车辆的运行 | |
| CN113401185B (zh) | 轨道交通信号系统的停车控制方法、装置、设备及介质 | |
| CN113050531A (zh) | 铁路车辆出入库及检修安全联锁控制方法 | |
| CN212386475U (zh) | 一种轨道巡检系统 | |
| CN210015366U (zh) | 一种agv小车系统 | |
| CN202707132U (zh) | Plc控制的长距离斜巷运输安全防护装置 | |
| CN204548111U (zh) | 铁水牵引车对位控制系统 | |
| CN114387802B (zh) | 一种露天矿山无人矿用卡车远程接管系统及其方法 | |
| CN113415318B (zh) | 一种列车连挂编组辅助防护系统及防护方法 | |
| CN114572279B (zh) | 一种轨道交通远程驾驶智能防护系统 | |
| CN211478953U (zh) | 用于地铁系统中的工程车的行车安全监控系统 | |
| CN112660171B (zh) | 安全防护系统及方法 | |
| CN210103319U (zh) | 龙门吊防撞系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190510 |