CN111796599A - 一种远程控制有轨车辆行车的方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种远程控制有轨车辆行车的方法和系统，将传统电瓶车进行改造，装有基于物联网模块远程控制有轨车辆行车系统及相关外部辅助设备，在电瓶车上安装物联网模块，模块与电瓶车控制plc通迅，将数据上传至云平台，通过手机APP就实现电瓶车的控制，使得电瓶车在井下能够异地遥控操作运行，突破了地点的局限性，减少井下工作人员数量的同时提高了井下运输的安全性、可靠性。
Description
技术领域
本发明属于车辆控制技术领域，具体涉及一种远程控制有轨车辆行车的方法和系统。
背景技术
目前欧洲少数国家的少数大型矿山已经采用无人驾驶电机车技术，然而在世界范围内不超过五家，对于亚洲而言，还未有无人驾驶电机车真正完全投入使用。我国绝大多数矿井下所使用的运输设备都需要人工驾驶，工作条件恶劣，安全保障和运输效率都受到较大的限制。在2011年5月，中国恩菲工程技术有限公司与铜陵有色金属集团冬瓜山铜矿联合，在冬瓜山铜矿进行的无人驾驶电机车实地试验成功。但是该恩菲公司推出的无人驾驶电机车还存在不足，如：由于该电机车是在接收调度指令后，按照设定好的程序自动运行，井上工作人员不能实时观查电机车运行时的路况，并且该电机车不能自动识别路况，所以该电机车并不能及时处理在行进过程中遇到障碍物等特殊情况。
目前应用内的大部分的远程控制，只能局限于在信息中心操作台控制，没有形成移动的控制方式。
发明内容
为了克服现有技术领域存在的上述技术问题，本发明的目的在于，提供一种远程控制有轨车辆行车的方法和系统, 实现无论在井上和井下，只要有网络信号就能使用手机控制车辆运行。
本发明提供的一种远程控制有轨车辆行车的方法，包括以下步骤：
S1、操作人员通过控制端发出行车指令；
S2、行车指令数据信息通过手机信号经无线网络把指令传送给企业智慧物联云平台；
S3、企业智慧物联云平台通过无线或有线与井下电瓶车上的物联网模块建立连接，数据互通交换，物联网模块得到指令数据；
S4、物联网模块与电瓶车plc控制模块时时通讯，指令数据传输至电瓶车plc控制模块；
S5、电瓶车plc控制模块接收处理数据，通过输出通道发出相应指令；
S6、外部电路继电器、接触器动作，动力单元执行指令，使电瓶车牵引电机方向和档位得电，主电路得电后，电瓶车运行；
S7、待停止时，操作人员通过控制端发出停车命令，电瓶车减速停车停止运行。
实现远程控制有轨车辆行车方法的系统，包括控制端、企业智慧物联云平台、物联网模块、plc控制模块、无线网络模块、输入通道和输出通道以及外部设备，所述外部设备包括高清摄像头、电机、喇叭、车灯、刹车装置、驻车传感器、PLC控制柜。无论在井下和井上，只要有手机数据网络信号就可以实现远程控制，突破时间和地点的限制；手机端APP画面设有用户名和登录密码，防止人员误操作，做好安全保护。
所述控制端为信息中心控制电脑或手机APP控制端。
所述手机APP控制端为智能手机安装专门开发应用的应用软件，注册绑定后即可进行操作监控项目运行。
所述应用软件为微信小程序。
所述物联网模块为MNGate智能网关物联网模块，是专门为工业及楼控等控制设备远程监控和远程维护及管理而设计的通信产品，集 GPRS 、3G、4G、以太网、协议解析等技术于一体。
进一步的，所述plc控制模块所采用的模块为西门子的1200系列PLC。
所述无线网络模块为移动5G车载CPE和交换机，其功能为接收发送数据，实现数据信息时时传输。
所述高清摄像头安装于电瓶车顶部前后各1个，用来采集电瓶车前后方巷道路况视频图像。
本发明提供的一种远程控制有轨车辆行车的方法和系统，其有益效果在于，本发明将传统电瓶车进行改造，装有基于物联网模块远程控制有轨车辆行车系统及相关外部辅助设备，在电瓶车上安装物联网模块，模块与电瓶车控制plc通迅，将数据上传至云平台，通过手机APP就实现电瓶车的控制，从而实现无论在井上和井下，只要有网络信号就能使用手机控制车辆运行的功能方法，使得电瓶车在井下能够异地遥控操作运行，突破了地点的局限性；在电瓶车前后安装两套车载高清摄像头，这样就能实时观测巷道路况，从而保证电瓶车车在行车途中遇到障碍物时操作人员能及时做出响应，并做出相应的处理，提高了行车安全性；该发明减少井下工作人员数量的同时提高了井下运输的安全性、可靠性。
附图说明
图1是本发明数据互通交换示意图；
图2是手机APP控制端画面示意图；
图3是凸轮展开图；
图4是电器安装原理图。
具体实施方式
下面参照附图，结合一个实施例，对本发明提供的一种远程控制有轨车辆行车的方法和系统进行详细的说明。
实施例
参照图1-图4，本实施例的一种远程控制有轨车辆行车的方法，包括以下步骤：
S1、操作人员通过控制端发出行车指令；
S2、行车指令数据信息通过手机信号经无线网络把指令传送给企业智慧物联云平台；
S3、企业智慧物联云平台通过无线或有线与井下电瓶车上的物联网模块建立连接，数据互通交换，物联网模块得到指令数据；
S4、物联网模块与电瓶车plc控制模块时时通讯，指令数据传输至电瓶车plc控制模块；
S5、电瓶车plc控制模块接收处理数据，通过输出通道发出相应指令；
S6、外部电路继电器、接触器动作，动力单元执行指令，使电瓶车牵引电机方向和档位得电，主电路得电后，电瓶车运行；
S7、待停止时，操作人员通过控制端发出停车命令，电瓶车减速停车停止运行。
实现远程控制有轨车辆行车方法的系统，包括控制端、企业智慧物联云平台、物联网模块、plc控制模块、无线网络模块、输入通道和输出通道以及外部设备，所述外部设备包括高清摄像头、电机、喇叭、车灯、刹车装置、驻车传感器、PLC控制柜。不仅可以使人员在电瓶车驾驶室内手动操作运行，也可以在信息中心控制电脑上远程控制，还可以使人员在外部通过手机APP对电瓶车进行远程遥控操作运行。突出的技术是无论在井下和井上，只要有手机数据网络信号就可以实现远程控制，突破时间和地点的限制；手机端APP画面设有用户名和登录密码，防止人员误操作，做好安全保护。
所述控制端为信息中心控制电脑或手机APP控制端。
所述手机APP控制端为智能手机安装专门开发应用的应用软件，注册绑定后即可进行操作监控项目运行。
所述应用软件为微信小程序。
所述物联网模块为MNGate智能网关物联网模块，是专门为工业及楼控等控制设备远程监控和远程维护及管理而设计的通信产品，集 GPRS 、3G、4G、以太网、协议解析等技术于一体。在设备控制的现场， MNGate智能网关完成控制器与数据中心的远程通信，为 PLC控制模块等控制器提供远程维护的通道，为便于用户远程监控、远程诊断、远程维护 PLC控制模块，建设大规模远程管理设备的信息化网络。
所述plc控制模块所采用的模块为西门子的1200系列PLC，通过对传统电瓶车的改造，有原来的人工机械操作改为远程PLC控制接触器的通断来实现电瓶车的行车控制。
所述无线网络模块为移动5G车载CPE和交换机，其功能为接收发送数据，实现数据信息时时传输，5G技术是高数据速率、减少延迟、节省能源、降低成本、提高系统容量和大规模设备连接，5G的低延时为本发明控制方法的顺利实施提供了保障。
所述输入/出通道和外部设备为电瓶车就地控制时的输入按钮旋钮等外围电路，在远程控制出现故障时，可以切换至本地操作，这样就保障了电瓶车的运行率、使用率，即使在排除故障的情况下，也不影响现场使用。
所述高清摄像头安装于电瓶车顶部前后各1个，用来采集电瓶车前后方巷道路况视频图像。
所述电机是控制电瓶车行进的直流电机。
所述喇叭是起警示作用的装置。
所述车灯用于行车照明，分为前、后车灯；前后车灯结构相同，由红光、白光两组LED组成，行进方向亮白光，反方向亮红光，驻车时双向都亮红光；
所述刹车装置是以电动推杆推动刹车瓦片逐渐抱死直流电机连轴，防止电瓶车在停止时溜车移动。
所述驻车传感器用于检测电动驻车推杆动作是否到位。
所述PLC控制柜安装在电瓶车驾驶室内，一方面实现电瓶车的行车控制；另一方面将收到的控制指令转换成各种驱动信号驱动电机、喇叭、车灯以及刹车装置的运行。
实现S6步骤，电瓶车电路的凸轮展开图如图3所示，控制过程如下：主凸轮为控制档位即起动时电路的起动电阻，位置在0时，起动电阻为0；位置在1时，电路的起动电阻为0.54Ω；位置在2时，电路的起动电阻为0.27Ω；位置在3时，电路的起动电阻为0.135Ω；位置在4时，电路的起动电阻为0；位置在5时，电路的起动电阻为0。
起动，将司机控制器的换向手柄放在“向前”（或向后）的位置，此时电路做好起动准备，再将主手柄换到第一位，主电路中即有电流流过，两磁极绕组串联。电枢电流等于励磁电流，串联全部电阻，当主手柄逐级移动，电阻值即逐渐减少。
换向手柄凸轮为向前时凸轮打到了7和9位置，此时S- B+和S2- C1接通，牵引电机电枢电流方向确定，选择档位后就起动运行。当换向手柄凸轮为向前时凸轮打到了8和10位置，此时 B+ -S2和S- C1接通，牵引电机电枢电流方向确定，选择档位后就起动运行。
插座插销装置将蓄电池与电瓶车电路联接起来，插销中装有熔断器以保护整个电路设备。
本发明通过对传统电瓶车改造，采用PLC输出控制电瓶车的运行方向和档位选择，主凸轮和换向手柄凸轮的机械触点，更改为直流接触器触点控制，根据电池组电压等级选择直流48v接触器，用直流接触的主触点代替凸轮的机械触点，这样就能实现通过PLC控制模块进行远程控制。
Claims (8)
1.一种远程控制有轨车辆行车的方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、操作人员通过控制端发出行车指令；
S2、行车指令数据信息通过手机信号经无线网络把指令传送给企业智慧物联云平台；
S3、企业智慧物联云平台通过无线或有线与井下电瓶车上的物联网模块建立连接，数据互通交换，物联网模块得到指令数据；
S4、物联网模块与电瓶车plc控制模块时时通讯，指令数据传输至电瓶车plc控制模块；
S5、电瓶车plc控制模块接收处理数据，通过输出通道发出相应指令；
S6、外部电路继电器、接触器动作，动力单元执行指令，使电瓶车牵引电机方向和档位得电，主电路得电后，电瓶车运行；
S7、待停止时，操作人员通过控制端发出停车命令，电瓶车减速停车停止运行。
2.一种实现如权利要求1所述远程控制有轨车辆行车方法的系统，其特征在于：包括控制端、企业智慧物联云平台、物联网模块、plc控制模块、无线网络模块、输入通道和输出通道以及外部设备，所述外部设备包括高清摄像头、电机、喇叭、车灯、刹车装置、驻车传感器、PLC控制柜。
3.根据权利要求2所述的一种远程控制有轨车辆行车的系统，其特征在于：所述控制端为信息中心控制电脑或手机APP控制端。
4.根据权利要求3所述的一种远程控制有轨车辆行车的系统，其特征在于：所述手机APP控制端为智能手机安装专门开发应用的应用软件，注册绑定后即可进行操作监控项目运行。
5.根据权利要求4所述的一种远程控制有轨车辆行车的系统，其特征在于：所述应用软件为微信小程序。
6.根据权利要求2所述的一种远程控制有轨车辆行车的系统，其特征在于：所述物联网模块为MNGate智能网关物联网模块。
7.根据权利要求2所述的一种远程控制有轨车辆行车的系统，其特征在于：所述无线网络模块为移动5G车载CPE和交换机。
8.根据权利要求2所述的一种远程控制有轨车辆行车的系统，其特征在于：所述高清摄像头安装于电瓶车顶部前后各1个。
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