CN110275547A - 一种铁水罐跟踪对位系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及铁水分装领域，尤其涉及一种铁水罐跟踪对位系统，包括：专用反射板、高精度测距模块、对位主控模块；专用反射板安装于牵引车侧面，高精度测距模块安装于牵引车侧面相对的墙面，高精度测距模块连接对位主控模块；当牵引车行驶时，高精度测距模块实时检测反射板距离Lx并传输至对位主控模块；当实时检测的反射板距离Lx与预先存储的对正标定反射板距离L0匹配时，对位主控模块输出对正匹配信号，实现了新型的、可靠的、简易的铁水罐对位技术，以使铁水罐的位置获取更方便，且铁水罐能够轻松对正出铁口，有效避免铁水分装作业中的安全事故发生。
Description
技术领域
本发明涉及铁水分装领域，尤其涉及一种铁水罐跟踪对位系统。
技术背景
目前国内炼铁炉普遍采用高炉冶炼，由人工操作翻转漏斗将出铁口流出的铁水分装到炉下铁水罐中，再经铁水罐牵引车牵引移走。在人工操作翻转漏斗将出铁口流出的铁水分装到炉下铁水罐的过程中，操作人员与炉下铁水罐牵引车的操作司机采用无线通话方式联络，但在实际工作中，经常由于配合不当出现操作失误，导致铁水喷溅到机车或铁水罐上造成设备损失和安全事故。
现有技术中，在将铁水罐车牵引至出铁口正下方的位置的过程中，列车员通常是通过肉眼判断铁水罐车与出铁口的位置。当通过肉眼判断出铁水罐车未处于出铁口正下方时，列车员需要调整铁水罐车的位置，如果调整后列车员肉眼判断出铁水罐车仍旧未位于出铁口的正下方，则继续调整铁水罐车的位置，直至列车员肉眼判断出铁水罐车位于出铁口正下方为止。
当列车员在很疲劳或在夜间光线不好的情况下时，列车员通过肉眼判断时经常会出现判断失误的情况。例如，很可能实际上铁水罐车还未位于出铁口的正下方，但列车员却认为铁水罐车已经位于出铁口的正下方；如此当出铁口出铁时，铁水很容易外泄，进而引发严重事故。另外，通过肉眼识别出来的位置，无法将对中信号传达给系统。翻转漏斗操作员也无法准备获知对中情况，出现事故后更是难以分析原因和责任。
当前除了人工进行铁水罐对正之外，比较常见的还有利用编码器进行定位。例如通过在牵引车的减速机输出轴上安装旋转编码器来，工人可使用遥控器对铁水罐的位置进行远程控制，见发明专利《一种高炉出铁及炉下铁水罐对位方法》公开号：CN105112589B。另外一种常见方法是利用接近开关进行铁水罐位置获取，接近开关也叫无触点接近开关，无需与运动部件进行机械直接接触就可以使开关动作。
人工对正方式除了有对正不准、依赖工人主观判断等缺点外，一旦没有对正还可能酿成重大安全事故，对设备及工人都会产生威胁。
编码器定位方法的一个首要缺点就是设备供电不便。该方法需要在牵引车上安装旋转编码器、遥控信号接收器等设备，而在牵引车上进行电路铺设是比较困难的，因此设备的供电难以获得保障，在恶劣环境下设备的稳定性、可靠性、使用寿命等都会受到影响。
接近开关定位方法的缺点是准确性不高，精度低。一旦物体与接近开关的感应面距离小于一定值，接近开关就会产生开关动作。这样哪怕物体继续接近，其控制结果也不会改变了，也就是说接近开关只能保证物体在某个距离区间之外和之内时控制结果不同。但因为铁水罐定位对精度有较高要求，所以不能仅凭一个距离区间就确定停车的确切位置点。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提出了一种铁水罐跟踪对位系统，包括：专用反射板、高精度测距模块、对位主控模块；专用反射板安装于牵引车侧面，高精度测距模块安装于牵引车侧面相对的墙面，高精度测距模块连接对位主控模块，对位主控模块设置于牵引车或安全控制中心；当牵引车行驶时，高精度测距模块实时检测反射板距离Lx并传输至对位主控模块；当实时检测的反射板距离Lx与预先存储的对正标定反射板距离L0匹配时，对位主控模块输出对正匹配信号。
作为优选，高精度测距模块用于检测对正标定距离LO并传输至主控模块。
作为优选，高精度测距模块为激光测距模块。
作为优选，专用反射板包括斜面反射板、阶梯形反射板。
作为优选，当专用反射板为斜面反射板，斜面反射板以预设角度安装于牵引车侧面，其中预设角度范围为零至90度开区间。
作为优选，当专用反射板为阶梯反射板，阶梯的横向宽度根据现场对位精度要求预设；阶梯的纵向长度及垂直高度根据车辆震动或车轮偏差范围进行预设。作为优选，还包括对正提醒装置，对正提醒装置连接对位主控模块；当对位主控模块输出对正匹配信号，对正提醒装置启动。
作为优选，还包括铁水分装控制模块，铁水分装控制模块连接对位主控模块；当对位主控模块输出对正匹配信号，铁水分装控制模块输出铁水分装启动信号。作为优选，对位主控模块输出对正匹配信号前，判断实时检测的反射板距离Lx与预先存储的反射板距离变化规律是否匹配。
本发明设备简易，安装方便，定位准确，无需复杂电路，无需人工对正，复用性强，可在恶劣的工作环境下长期稳定使用；此外，铁水罐的位置获取更方便，且铁水罐能够轻松对正出铁口，有效避免铁水分装作业中的安全事故发生。
附图说明
附图1为本发明实施例的一种铁水罐跟踪对位系统的结构示意图。
附图2为本发明实施例的斜面反射板对应的对位原理示意图。
附图3为本发明实施例的阶梯型反射板的对位原理示意图。
附图4为本发明实施例的阶梯型反射板的结构示意图。
具体实现方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
实施例1
根据附图1、附图2及附图3所示：一种铁水罐跟踪对位系统包括专用反射板、高精度测距模块、对位主控模块；专用反射板安装于牵引车侧面，高精度测距模块安装于牵引车侧面相对的墙面，高精度测距模块连接对位主控模块，对位主控模块设置于牵引车或安全控制中心；当牵引车行驶时，高精度测距模块实时检测反射板距离Lx并传输至对位主控模块；当实时检测的反射板距离Lx与预先存储的对正标定反射板距离L0匹配时，对位主控模块输出对正匹配信号。
具体的，对位主控模块可以采用常规的单片机，可以设置于牵引车或安全控制中心等。
进一步的，高精度测距模块用于检测对正标定距离LO并传输至主控模块。
具体的，系统启动前先令牵引车驶过高精度测距模块，以便记录下反射板与测距模块的两端极限距离Lmax、Lmin，并记录下铁水罐与出铁口正好对正时反射板与测距模块的对正标定距离LO。在以后的生产过程中，当反射板与测距模块的距离正好匹配对正标定距离LO，说明此时铁水罐与出铁口的位置是正好对正的。其中匹配理论上是指数值相同，但实践中只要在预设的标准差范围之内即认为匹配。
进一步的，高精度测距模块为激光测距模块。
具体的，激光测距模块具有抗高温、高精度的优点，是高精度测距模块的优选。
进一步的，专用反射板包括斜面反射板、阶梯形反射板。
进一步的，当专用反射板为斜面反射板，斜面反射板以预设角度安装于牵引车侧面，其中预设角度范围为零至90度开区间。
进一步的，当专用反射板为阶梯反射板，阶梯的横向宽度根据现场对位精度要求预设；阶梯的纵向长度及垂直高度根据车辆震动或车轮偏差范围进行预设。
具体的，根据附图4所示：阶梯形反射板的阶梯的横向宽度(X轴方向)可以根据要求定制，精度可以达到1cm以下；阶梯的纵向长度及垂直高度(Y轴和Z轴方向)可以根据车辆震动或车轮偏差范围进行设计。尤其是垂直高度(Z轴方向)，当车轮颠簸厉害的时候，可能在某一级阶梯测出来的距离跟相邻的阶梯太接近，所以此时每级阶梯的Z向高度差就要设计得大一点才行，以容忍颠簸造成的误差。
此外，斜面型反射板一旦倾角变化，就需要重新测定对正时激光的行走时间，而阶梯型反射板一个阶梯轻微变形的话不影响其他阶梯，因此阶梯型反射板相对于斜面型反射板的系统工程实施效果更佳。
进一步的，系统还包括对正提醒装置，对正提醒装置连接对位主控模块；当对位主控模块输出对正匹配信号，对正提醒装置启动。
具体的，对正提醒装置可以是语音播放器、显示屏等设备，进行直观提示。
进一步的，还包括铁水分装控制模块，铁水分装控制模块连接对位主控模块；当对位主控模块输出对正匹配信号，铁水分装控制模块输出铁水分装启动信号。
具体的，铁水分装控制模块用于控制出铁口铁水分装流出，通过对正匹配信号实现铁水分装启动，有效降低铁水罐未对正出铁口的安全风险。
进一步的，对位主控模块输出对正匹配信号前，判断实时检测的反射板距离Lx与预先存储的反射板距离变化规律是否匹配。
具体的，不管是斜面型或者是阶梯型反射板，都存在人为干扰的情况即万一有人走过挡住了光线，刚好实时距离Lx满足对正标定距离LO，而产生结果误判。为此，主控模块可以提取距离变化的规律，对阶梯型反射板而言，此处距离变化规律指阶梯的高度差产生的规律，正常情况下Lx应当以定值递进，比如每过一个阶梯Lx就变化m厘米；但如果有人走过，Lx的数值一下子就剧烈变化，就不符合距离递进规律了，从而有效预防人为干扰。
本发明设备简易，安装方便，定位准确，无需复杂电路，无需人工对正，复用性强，可在恶劣的工作环境下长期稳定使用；此外，铁水罐的位置获取更方便，且铁水罐能够轻松对正出铁口，有效避免铁水分装作业中的安全事故发生。
需要说明的是，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种铁水罐跟踪对位系统，其特征在于，包括：
专用反射板、高精度测距模块、对位主控模块；专用反射板安装于牵引车侧面，高精度测距模块安装于牵引车侧面相对的墙面，高精度测距模块连接对位主控模块，对位主控模块设置于牵引车或安全控制中心；
当牵引车行驶时，高精度测距模块实时检测反射板距离Lx并传输至对位主控模块；
当实时检测的反射板距离Lx与预先存储的对正标定反射板距离L0匹配时，对位主控模块输出对正匹配信号。
2.根据权利要求1所述的一种铁水罐跟踪对位系统，其特征在于，高精度测距模块用于检测对正标定距离LO并传输至主控模块。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，高精度测距模块为激光测距模块。
4.根据权利要求1-权利要求3所述的任一种铁水罐跟踪对位系统，其特征在于，专用反射板包括斜面反射板、阶梯形反射板。
5.根据权4所述的一种铁水罐跟踪对位系统，其特征在于，当专用反射板为斜面反射板，斜面反射板以预设角度安装于牵引车侧面，其中预设角度范围为零至90度开区间。
6.根据权4所述的一种铁水罐跟踪对位系统，其特征在于，当专用反射板为阶梯反射板，阶梯的横向宽度根据现场对位精度要求预设；阶梯的纵向长度及垂直高度根据车辆震动或车轮偏差范围进行预设。
7.根据权利要求4所述的一种铁水罐跟踪对位系统，其特征在于，还包括对正提醒装置，对正提醒装置连接对位主控模块；当对位主控模块输出对正匹配信号，对正提醒装置启动。
8.根据权利要求4所述的一种铁水罐跟踪对位系统，其特征在于，还包括铁水分装控制模块，铁水分装控制模块连接对位主控模块；当对位主控模块输出对正匹配信号，铁水分装控制模块输出铁水分装启动信号。
9.根据权利要求4所述的一种铁水罐跟踪对位系统，其特征在于，对位主控模块输出对正匹配信号前，判断实时检测的反射板距离Lx与预先存储的反射板距离变化规律是否匹配。
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