CN202013176U - 编码板冗余定位系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种编码板冗余定位系统，包括地面部和车载部，地面部由编码板、编码电缆、终端箱、段间箱、始端箱、中控柜组成，编码板的上面设置有孔，编码板的个数为多个；车载部由中央处理器、编码电缆地址检测单元模块、编码板地址检测单元模块、天线箱、扫描器组成，扫描器有12对对射型激光传感器，以6对为一组，分左右两组；天线箱和扫描器分别通过编码电缆地址检测单元模块、编码板地址检测单元模块与中央处理器相连接。本新型采用编码板与编码电缆相结合，替代单纯的旋转编码定位、红外线定位，保证了在出现意外情况下控制系统仍可正常使用，故障发生率低、无检测盲区、对红外器件干扰小、地址检测分辨率高。

Description

编码板冗余定位系统

技术领域

本实用新型涉及一种定位系统，尤其涉及一种编码板冗余定位系统。

背景技术

焦炉机车定位方式主要采用旋转编码定位、红外线定位、无线感应编码电缆定位技术。随着焦炉安全生产要求的不断提高及焦炉机车自动化控制的需求，需要解决：如何在焦化企业极其恶劣的工况环境中，提高机车地址检测的稳定性、抗干扰能力；如何检测机车的绝对连续地址；如何使设备出现故障时，能有一套冗余装置依旧能保证炼焦过程的安全，并为设备更换维护提供充裕的时间。

现有技术的缺点：现有定位技术均采用单一的定位方式来实现。各种定位方式均存在不同程度的缺陷。旋转编码定位技术依靠安装于车轴上的旋转编码器来实现，当车轮打滑时，旋转编码器所检测到的地址就错；由于其检测出的地址为相对地址，需要随时校准。红外线定位技术采用的移动标尺和固定标尺均为有源器件(即需要提供直流电源才能工作)，长期在阳光直射、多尘、潮湿的室外工作，可靠性低；焦炉是一个巨大的红外线发射体，红外频谱较宽，对红外器件干扰较大。无线感应编码电缆定位技术则由于红焦落地等原因导致熄焦车编码电缆经常烧毁。

当前焦炉机车的冗余定位系统主要采用红外编码定位方式。该系统分为车载部和地面站部。车载部包括：活动标尺、信号检测和传送单元；地面部包括：固定标尺。系统的位置检测基本原理为：地面固定标尺是由金属外壳封装而成，外壳上等间隔分出若干个窗口，高频调制的编码红外线通过这些窗口发出。车载活动标尺为红外接收设备，接收到的调制后的高频波在活动标尺上进行分析，识别出机车的实际位置。

对应与每个炭化室的固定标尺为有源器件，在焦化厂高温、粉尘、腐蚀等恶劣的环境下，故障发生率高。每个炭化室对应一个固定标尺，因此检测出的机车地址是不连续地址，不利于控制机车自动走行。经常会出现检测盲区，导致系统无法正常运行。焦炉本身是一个巨大的红外线发射体，对红外器件干扰大。地址检测分辨率低，无法满足机车高精度自动定位的要求。

实用新型内容

本实用新型提供了一种编码板冗余定位系统，以解决上述技术问题中的不足之处。

为解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种编码板冗余定位系统，包括地面部和车载部，其特征在于：所述地面部主要由编码板、编码电缆、终端箱、段间箱、始端箱、中控柜组成，编码板的上面设置有孔，编码板的个数为多个；所述车载部主要由中央处理器、编码电缆地址检测单元模块、编码板地址检测单元模块、天线箱、扫描器组成，扫描器有12对对射型激光传感器，以6对为一组，分左右两组；天线箱和扫描器分别通过编码电缆地址检测单元模块、编码板地址检测单元模块与中央处理器相连接。

本实用新型采用编码板与编码电缆相结合，替代单纯的旋转编码定位、红外线定位。解决了采用相对地址或不连续地址检测无法满足机车自动控制的需求问题，同时也保证了即使出现意外情况导致编码电缆烧毁时，安全出焦的联锁控制系统仍可正常使用；故障发生率低、无检测盲区、对红外器件干扰小、地址检测分辨率高。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1为本实用新型的结构框图。

图2为编码板排列示意图。

图3为编码电缆定位系统信号流程图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型包括车载部和地面部，地面部主要由编码板3、编码电缆、终端箱、段间箱、始端箱、中控柜组成。编码板3的上面设置有孔，编码板个数为多个。编码电缆中间连接有段间箱两端分别连接终端箱和始端箱，始端箱与中控柜相连接。车载部主要由中央处理器(CPU)、编码电缆地址检测单元模块1、编码板地址检测单元模块2、天线箱、扫描器组成。扫描器具有12对对射型激光传感器，以6对为一组方向，分左右两组，分别实现机车从两个不同方向驶入编码板范围的地址检测。天线箱和扫描器分别通过编码电缆地址检测单元模块1、编码板地址检测单元模块2与中央处理器相连接。

编码板3是上面以一定规律开孔的铁片，每个炭化室对应一块编码板，每块编码板都有一个唯一的编码来区分不同炭化室。通过在车上安装对射式激光传感器来扫描每块编码板的地址信息。编码板的示意图如图1、图2所示。其中第一排为地址编码，每块编码板的开孔方式都不同。第二排为时钟信号，以固定间距排列。第三到第六排为方向编码及精确编码，通过不同的激光传感器来解决机车在编码板范围内左右晃动时的地址判断，并可以确定机车的精确位置。

扫描器通过12对对射型激光传感器来扫描编码板上的信息。发射和接收探头又可分为左右两个方向，来判别机车从哪个方向驶入编码板范围。当一排方向的探头完全扫描完编码板后，得到了一个大地址来确定机车已到某一炭化室范围，再通过另一排方向的精密探头位置来确定机车的精密地址。

编码电缆是按格雷码规律编制而成的，编码电缆定位系统信号流程图如图3所示，地址编码发生器发出的地址编码信号经过功率放大、阻抗匹配单元，送到编码电缆。安装在机车上的天线箱通过电磁感应形成感应电流，将信号送至地址检测单元解码，得到本机车地址。

地面部包括按每个炭化室间隔安装的编码板、编码电缆及相关接线箱、中控柜。其中编码板无需供电及任何接线。车载部包括天线箱、扫描器、编码电缆地址检测单元模块、编码板地址检测单元模块、PLC(指数字运算操作电子系统的可编程逻辑控制器)系统。由天线箱接收编码电缆的地址信号、扫描器扫描编码板的地址信号，两种检测同步进行，最终得到的两个地址统一送PLC系统进行处理，实现了机车地址的冗余。

本实用新型采用编码板定位与编码电缆定位相结合的方式，编码板与编码电缆安装上完全独立，两种地址检测功能分开同步进行。编码板设计了方向及精密地址编码，根据精密地址编码可精确检测机车位置。

Claims (1)

1.一种编码板冗余定位系统，包括地面部和车载部，其特征在于：所述地面部主要由编码板、编码电缆、终端箱、段间箱、始端箱、中控柜组成，编码板的上面设置有孔，编码板的个数为多个；所述车载部主要由中央处理器、编码电缆地址检测单元模块、编码板地址检测单元模块、天线箱、扫描器组成，扫描器有12对对射型激光传感器，以6对为一组，分左右两组；天线箱和扫描器分别通过编码电缆地址检测单元模块、编码板地址检测单元模块与中央处理器相连接。

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