JP2008024869A - Method for controlling movement of coke oven and apparatus for the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コークス製造における移動機械の制御方法及びその装置に関し、特に、その位置制御に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for controlling a mobile machine in coke production, and more particularly to position control thereof.
従来のガイド車と押出機との位置関係を判定する装置として、誘導無線を用いた絶対位置検出方法がある。この方法は、地上と機上間の通信に用いる誘導無線のケーブルとして撚り合わせ対型誘導無線線路を用いる方式であり、±10mmの精度で絶対位置を判別し、両移動機の窯番号の一致を判定するものである(例えば特許文献1)。
その他に、PLG(パルスジェネレータ)等により指定された停止窯の前に停止後、中心位置に精度良く移動機械を停止させる装置については、種々の方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。
また、ガイド車と押出機の位置が一致していることを検出する方式としては、ガイド車に放射線源を設置し、押出機に受信機を設置することにより、放射線を検知した場合に両者の位置関係が一致したと判定する技術もある。
In addition, various methods have been proposed for an apparatus for accurately stopping a moving machine at a central position after stopping before a stop kiln specified by a PLG (pulse generator) or the like (see, for example, Patent Document 2). ).
In addition, as a method of detecting that the positions of the guide wheel and the extruder coincide with each other, a radiation source is installed in the guide wheel and a receiver is installed in the extruder. There is also a technique for determining that the positional relationship is consistent.
しかしながら、上記の特許文献1の技術は、長距離の誘導無線ケーブルを敷設することが必要であり、特殊な制御装置を設置するなど高価なものとなる。また、走行の相対位置をPLG(パルスジェネレータ)等を用いて判定し、基準位置からのパルスカウントで走行距離を求め窯番を推定する方法もあるが、PLGの精度では長距離走行した場合の誤差が積算されることや、PLGに接続するタッチローラのスリップ又は磨耗も誤差要因となり信頼性にかけ、停電等が発生した場合には、その間の走行距離が加算されないため、改めて基準点まで戻して走行させる必要がある。
また、上記の特許文献2の方法では、撮像装置などを用いて光学的な手法によって、ガイド車や押出機の位置を検出するものであるが、ガイド車と押出機間の相対位置が確実に検出できることを前提とした方法であり、万一、検出エラーが発生した場合には対処が困難な場合がある。
更に、放射線を用いて検知する方法においては、故障時のメンテナンス作業が放射線の管理区域作業となり、その制約が大きくなるといった問題点がある。
However, the technique disclosed in Patent Document 1 requires a long-distance induction wireless cable to be laid, and is expensive, such as installing a special control device. There is also a method of determining the relative position of travel using a PLG (pulse generator) etc., and estimating the kiln number by obtaining the travel distance by pulse count from the reference position, but with the accuracy of PLG If errors are accumulated, or slip or wear of the touch roller connected to the PLG is an error factor, it will be a reliability factor. If a power failure occurs, the distance traveled between them will not be added. Need to run.
Further, in the method of Patent Document 2 described above, the position of the guide wheel or the extruder is detected by an optical method using an imaging device or the like. However, the relative position between the guide wheel and the extruder can be ensured. This method is based on the assumption that it can be detected, and if a detection error occurs, it may be difficult to deal with.
Furthermore, in the method of detecting using radiation, there is a problem that the maintenance work at the time of failure becomes the radiation management area work, and the restriction becomes large.
本発明は、手動運転する場合にはガイド車と押出機間の停止窯が一致していることを運転者に頼らずに検出することによる運転者の誤操作防止装置として開発されたものであり、無人自動運転の場合においても装置の故障による誤検知の防止を可能にし、設置費用、検出精度、安全性において上記の従来技術の課題を解決したコークス炉移動機制御方法及びその装置を提供することを目的とする。 The present invention was developed as a driver's misoperation prevention device by detecting without depending on the driver that the stop kiln between the guide car and the extruder coincides when manually operating, To provide a coke oven moving machine control method and apparatus capable of preventing erroneous detection due to equipment failure even in the case of unmanned automatic operation and solving the above-mentioned problems of the prior art in installation cost, detection accuracy, and safety. With the goal.
本発明に係るコークス炉移動機制御方法は、コークス炉のガイド車側及び押出機側の各々の窯位置に、該窯位置を特定するための窯番号がコード化されて設置された認識パネルを、ガイド車及び押出機にそれぞれ搭載された撮像装置により撮像し、その撮像画像に基づいて窯番号を認識し、ガイド車及び押出機が所望の窯位置にいるか否かを判定し、その判定結果に基づいてガイド車及び押出機の位置を制御する。本発明においては、コークス炉のガイド車側及び押出機側の各々の窯位置に配置された認識パネルを撮像し、その窯番号を認識するようにしており、確実にガイド車と押出機間の位置関係を判別することができ、手動運転する場合にはガイド車と押出機間の停止窯が一致していることを運転者に頼らずに検出することができ、更に、無人自動運転の場合においても装置の故障による誤検知の防止が可能になっている。また、設置費用が安価で、検出精度が高く、しかも安全性のある位置検知が可能となる。 The coke oven moving machine control method according to the present invention includes a recognition panel in which a kiln number for identifying the kiln position is encoded and installed at each kiln position on the guide wheel side and the extruder side of the coke oven. The image is picked up by an image pickup device mounted on each of the guide wheel and the extruder, the kiln number is recognized based on the picked-up image, and it is determined whether or not the guide wheel and the extruder are at a desired kiln position. The positions of the guide wheel and the extruder are controlled based on the above. In the present invention, a recognition panel disposed at each kiln position on the guide wheel side and the extruder side of the coke oven is imaged, and the kiln number is recognized, so that the guide wheel and the extruder are reliably connected. It is possible to determine the positional relationship, and in manual operation, it can be detected without relying on the driver that the stop kiln between the guide car and the extruder matches, and in the case of unattended automatic operation In this case, it is possible to prevent erroneous detection due to a device failure. In addition, the installation cost is low, the detection accuracy is high, and the position can be detected with safety.
また、本発明に係るコークス炉移動機制御方法は、前回押し出しの窯位置から今回押し出しの窯位置までの距離を測定し、その測定された距離データと予め記憶された前回押し出しの窯位置から今回押し出しの窯位置までの実距離データとを比較し、両者が一致又は所定の範囲内の差異の場合には、前記押出機及び前記ガイド車が、上記の撮像画像により判定された窯位置にいると判定する。本発明においては、画像認識処理による位置検出の際に、仮に窯位置を誤検知しても、他の位置情報である走行距離測定値を用いて判定を行うので、誤検知を確実に防止できる。また、PLGによる距離計側では走行距離計測の誤差の蓄積を防止するために地上子を設置して誤差を相殺するが、専用の地上子ではなく、前回画像認識して停止した位置(前回押し出しを行った窯位置)を基準にして、距離を計測するようにしたので誤差の積算を低減できる。 In addition, the coke oven moving machine control method according to the present invention measures the distance from the previous extrusion furnace position to the current extrusion furnace position, and the measured distance data and the previously stored previous extrusion furnace position this time. Compare the actual distance data to the extrusion kiln position, and if both match or differ within a predetermined range, the extruder and the guide wheel are at the kiln position determined by the captured image Is determined. In the present invention, even if the position of the kiln is erroneously detected at the time of position detection by the image recognition process, the determination is performed using the travel distance measurement value that is other position information, so that erroneous detection can be reliably prevented. . In addition, in order to prevent mileage measurement errors from accumulating on the distance meter side using PLG, the ground element is installed to cancel the error. Since the distance is measured based on the position of the kiln where the operation is performed, the error accumulation can be reduced.
また、本発明に係るコークス炉移動機制御方法は、前記認識パネルに対して、LED照明4灯の光軸を認識パネルの四方向から均等に配置して照射する。本発明においては、LED照明を使用し、且つ四隅を照射することによって前記認識パネルの均一に照射され、画像認識の誤検知を防止することができる。
また、本発明に係るコークス炉移動機制御方法においては、前記認識パネルが樹脂製のボードにより構成される。熱負荷が少ないところに設置する場合には、プラスチックボードなどの樹脂製のボードを使用でき、これによって取付け作業が容易となったり、パネルへのコークス粉などの粉塵の付着も少なくなる。
Moreover, the coke oven moving machine control method according to the present invention irradiates the recognition panel with the optical axes of the four LED lights equally arranged from the four directions of the recognition panel. In the present invention, by using LED illumination and irradiating the four corners, the recognition panel is uniformly irradiated, and erroneous detection of image recognition can be prevented.
In the coke oven moving machine control method according to the present invention, the recognition panel is formed of a resin board. When installed in a place with a small heat load, a resin board such as a plastic board can be used, thereby facilitating the mounting work and reducing the adhesion of dust such as coke powder to the panel.
また、本発明に係るコークス炉移動機制御装置は、コークス炉のガイド車側及び押出機側の各々の窯位置に、該窯位置を特定するための窯番号がコード化されて設置された認識パネルと、ガイド車及び押出機にそれぞれ搭載された位置検出手段と、該位置検出手段の出力によりガイド車及び押出機が所望の窯位置にいるか否かを判定し、その判定結果に基づいてガイド車及び押出機の位置を制御する制御手段とを備える。そして、前記位置検出手段は、前記認識パネルを撮像する撮像装置と、該撮像装置により撮像された画像を処理する画像処理手段と、該画像処理手段により画像処理された画像信号に基づいて窯番号を認識する演算手段とを備えたものである。 Further, the coke oven moving machine control device according to the present invention recognizes that the kiln number for specifying the kiln position is encoded and installed at each kiln position on the guide wheel side and the extruder side of the coke oven. The panel, the position detection means mounted on the guide wheel and the extruder, and the output of the position detection means determine whether or not the guide wheel and the extruder are at a desired kiln position, and the guide is based on the determination result. Control means for controlling the position of the car and the extruder. The position detection unit includes an imaging device that images the recognition panel, an image processing unit that processes an image captured by the imaging device, and a kiln number based on the image signal that has been image-processed by the image processing unit. And an arithmetic means for recognizing.
図1は、本願発明の実施形態に係るコークス炉の移動機(ガイド車、押出機)の制御を行う制御装置及び移動機のシステム構成図である。この制御装置は、移動機制御装置10、ガイド車制御装置11、ガイド車位置検出装置12、押出機制御装置13及び押出機位置検出装置14から構成され、移動機制御装置10は、ガイド車制御装置11及び押出機制御装置13の各々と運転指令や運転状況について通信可能となっている。なお、移動機制御装置10、ガイド車制御装置11及び押出機制御装置13は本発明の制御手段を構成している。
FIG. 1 is a system configuration diagram of a control device and a mobile device for controlling a mobile device (guide car, extruder) of a coke oven according to an embodiment of the present invention. The control device includes a mobile
移動機制御装置10は、ガイド車21及び押出機22の各々が所望の位置にいるか否か、すなわち、ガイド車21及び押出機22が同一の窯番号にいるか否かを監視し、コークスの押出作業を行える状況にあるか否かを判断して制御する装置である。ガイド車制御装置11は、移動機制御装置10からのガイド車21の移動指令を入力するとともに、ガイド車位置検出装置12からガイド車21の現在位置を入力して、ガイド車21を指令された位置に移動制御する。ガイド車位置検出装置12は、ガイド車21が、コークス炉の多数有る窯の内、どの窯番号の位置にいるか等を検出する。同様に、押出機制御装置13は、移動機制御装置10からの押出機22の移動指令を入力するとともに、押出機位置検出装置14から押出機の現在位置を入力して、押出機22を指令された位置に移動制御する。押出機位置検出装置14は、押出機22が、コークス炉の多数有る窯の内、どの窯番号の位置にいるか等を検出する。
The mobile
図2は上記のガイド車位置検出装置12(又は押出機位置検出装置14)の構成を示したブロック図である。ガイド車位置検出装置12は、撮像装置であるカメラ31、画像処理装置32及び演算装置33から構成されている。コークス炉40の各窯にはターゲット45が取り付けられている。このターゲット45は、本発明の認識パネルを構成しており、窯位置を特定するための窯番号がコード化されて描画されている(詳細は図3にて説明)。CCDカメラ等からなるカメラ31はターゲット45を撮像し、画像処理装置32はカメラ31からの撮像信号を画像処理する(空間フィルタによるノイズ除去、強調処理等)。演算装置33は、画像処理装置32で処理された画像信号のコード、即ち窯番号を認識し、ガイド車21の現在位置を検出してガイド車制御装置11に出力する。また、ガイド車位置検出装置12はPLG(パルスジェネレータ)34を備えており、これは、ガイド車21に取り付けられ、ガイド車21の移動に伴ってパルスを発生する。演算装置33は、PLG(パルスジェネレータ)34の出力パルスを取り込むと、それを積算して前回の押し出しの窯位置からの移動距離として、上記の窯番号とともに位置検出情報としてガイド車制御装置11に出力する。なお、移動距離は前回押し出しの窯位置を基準とするので、ガイド車21が前回押し出しの窯位置に到達した時点で、何らかの手段で移動距離をリセットする必要がある(例えば演算装置33に目的地の窯番号を入力し、その窯番号を認識する度に移動距離をリセットする)。ところで、ここではガイド車位置検出装置12の構成について説明したが、押出機位置検出装置14の構成は図3の構成と同一であり、その場合には位置検出情報(現在の窯番号、前回の押し出しの窯位置からの移動距離)を検出をして押出機制御装置13に出力する。
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the guide vehicle position detection device 12 (or the extruder position detection device 14). The guide vehicle
図3は上記のターゲット45をコークス炉の各窯に取り付けた状態を示す概念図である。コークス炉の各窯41のガイド車側42及び押出機側43の各位置に対応して、その下側に3行×3列の白黒で、窯番号をコードして描画されたターゲット45を取り付けている。番号の表示方法としては、一番上の行の左側を二進数の1桁目とし、真ん中を2桁目、右を3桁目、中段の左側を4桁目、のようにして、二進数で表せばよいし、別の並び順によって表示しても構わない。通常、窯は200程度あるが、3×3=9桁あれば、29=392通りを表現できるので、十分である。このターゲット45の素材は金属製でもよいが、特に熱的に負荷がかからない場所であれば、プラスチックなどの樹脂製であることが好ましい。また、樹脂製であれば、取付けには、金属製のように溶接によらなくても、接着剤での取付けが可能であり、取付け作業の効率性の面においても、好ましい。なお、図3の例では、窯が5個の例を図示しているが、実際のコークス炉は200個以上の窯から構成されているので、実際には200個以上のターゲット45を取り付けられることになる。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a state in which the
図4はガイド車位置検出装置12(又は押出機位置検出装置14)の周辺に取り付けられる照明装置の説明図である。確実にターゲット45のコードを検出するためには、撮像時の照明方法が重要であるが、本発明においては、照明器具35として円形のLED照明を4つ用いて、ターゲット45の四方から照射させて、均一な反射光をカメラにて撮像できるような構成にしている。
FIG. 4 is an explanatory view of an illuminating device attached around the guide wheel position detecting device 12 (or the extruder position detecting device 14). In order to reliably detect the code of the
図5はカメラ31や照明器具35を押出機架台23に取り付けた例である。押出機22の下側にカメラ31、照明器具35を設置することにより、熱負荷を軽減することが可能である。なお、ガイド車21においてもこれらを同様に取り付けるものとする。
FIG. 5 shows an example in which the
次に、以上の構成からなるコークス炉移動制御装置によりガイド車21及び押出機22の位置を制御する方法を説明する。
図6はガイド車21及び押出機22の位置を制御する際の処理過程を示したフローチャートである。
(A)まず、移動機制御装置10の処理がスタートすると、ガイド車制御装置11に対してガイド車21を窯番号Xに移動させる指令を出力する(Step101)。同様に、押出機制御装置13に対して押出機22を窯番号Xに移動させる指令を出力する(Step102)。
(B)ガイド車制御装置11は、移動指令が入力される(Step201)と、ガイド車21を指令された窯番号の窯に移動させる(Step202)。移動時には、ガイド車21の位置検出情報(現在の窯番号、前回の押出作業の窯位置からの移動距離を含む情報)をガイド車位置検出装置12から入力する(Step203)とともに、その位置検出情報を移動機制御装置10に出力する(Step204)。指令された窯番号Xの窯に到達するまで上記の処理(Step202〜Step204)を繰り返し、指令された窯番号Xがガイド車位置検出装置12から入力する(Step205)と、そこでガイド車21を停止させ(Step206)、移動完了指令を移動機制御装置10に出力する(Step207)。
Next, a method for controlling the positions of the
FIG. 6 is a flowchart showing a process for controlling the positions of the
(A) First, when the process of the mobile
(B) When the movement command is input (Step 201), the guide
(C)同様に、押出機制御装置13は、移動指令が入力される(Step301)と、押出機22を指令された窯番号の窯に移動させる(Step302)。移動時には、押出機22の位置検出情報(現在の窯番号、前回の押出作業の窯位置からの移動距離を含む情報)を押出機位置検出装置14から入力する(Step303)とともに、その位置情報を移動機制御装置10に出力する(Step304)。指令された窯番号Xの窯に到達するまで上記の処理(Step302〜Step304)を繰り返し、指令された窯番号Xが押出機位置検出装置14から入力する(Step305)と、そこで押出機22を停止させ(Step306)、移動完了指令を移動機制御装置10に出力する(Step307)。
(C) Similarly, when a movement command is input (Step 301), the
(D)移動機制御装置10は、ガイド車制御装置11及び押出機制御装置13から位置情報(窯番号、移動距離)を入力しながら(Step103、Step104)、各々から移動完了指令の入力をまち、ガイド車21と押出機22がともに窯番号Xに来たかどうかを判定する(Step105)。そして、少なくとも一方が窯番号Xと異なる場合にはエラーを出力する(Step108)。ガイド車21と押出機22がともに、窯番号Xであれば、ガイド車21及び押出機22のそれぞれの移動距離が前回押出作業を行った窯位置から今回の窯位置までの距離に、実際に移動時に入力した距離(測定距離)が一致(完全に一致していなくとも、測定誤差を考慮して、ある範囲以内であれば一致と判定しても良い)しているかどうかを判定する(Step106)。そして、距離が一致していれば、窯番号がXであると判断し、窯番号Xでの押出作業の開始指令を押出機制御装置13に出力し(Step107)、押出機制御装置13はその指令により押出機22に押出作業を開始させる(Step308)。上記の判定において、距離が異なるようであれば、エラーを出力して(Step108)、ガイド車21及び押出機22の操作者や監視者に、確認の警告を促す。
(D) The mobile
なお、本実施形態では、移動機制御装置10は、ガイド車21及び押出機22の移動距離情報を入力し、移動距離と窯番号との整合性の判定を行うようにしたが(Step103〜Step108)、移動距離情報を移動機制御装置10に入力せず、ガイド車制御装置11及び押出機制御装置13の各々において、移動距離と窯番号の整合性の判定を行ってから、その判定結果を移動機制御装置10に出力するようにしてもよい。
In the present embodiment, the mobile
以上のように本実施形態においては、コークス炉のガイド車側及び押出機側の各々の窯位置に、該窯位置を特定する窯番号がコード化されて設置されたターゲット(認識パネル)を、ガイド車及び押出機にそれぞれ搭載されたカメラ(撮像装置)により撮像し、その撮像画像に基づいて窯番号を認識し、ガイド車及び押出機が所望の窯位置にいるか否かを判定し、その判定結果に基づいてガイド車及び押出機の位置を制御するようにしており、確実にガイド車と押出機間の位置関係を判別することができ、手動運転する場合にはガイド車と押出機間の停止窯が一致していることを運転者に頼らずに検出することができ、更に、無人自動運転の場合においても装置の故障による誤検知の防止が可能になっている。また、設置費用が安価で、検出精度が高く、しかも安全性のある位置検知が可能となっている。 As described above, in the present embodiment, the target (recognition panel) in which the kiln number that identifies the kiln position is coded and installed at each kiln position on the guide car side and the extruder side of the coke oven, Images are taken by cameras (imaging devices) mounted on the guide car and the extruder, respectively, the kiln number is recognized based on the taken images, and it is determined whether or not the guide car and the extruder are at a desired kiln position. The position of the guide wheel and the extruder is controlled based on the determination result, so that the positional relationship between the guide wheel and the extruder can be reliably determined. It is possible to detect that the stop kilns coincide with each other without depending on the driver, and it is possible to prevent erroneous detection due to a failure of the apparatus even in the case of unattended automatic operation. In addition, the installation cost is low, the detection accuracy is high, and the position can be detected with safety.
また、前回押し出しの窯位置から今回押し出しの窯位置までの距離を測定し、その測定された距離データと予め記憶された前回押し出しの窯位置から今回押し出しの窯位置までの実距離データとを比較し、両者が一致又は所定の範囲内の差異の場合には、前記押出機及び前記ガイド車が、上記の判定において判定された窯位置にいると判定するようにしており、仮に画像認識処理による位置検出の際に窯位置を誤検知しても、他の位置信号である走行距離測定値を用いて判定を行うので、誤検知を確実に防止できる。また、PLGによる距離計側では走行距離計測の誤差の蓄積を防止するために地上子を設置して誤差を相殺するが、専用の地上子ではなく、前回画像認識して停止した位置(前回押出作業を行った位置)を基準にして、移動距離を計測するようにしたので誤差の積算を低減できる。 Also, measure the distance from the previous extrusion furnace position to the current extrusion furnace position, and compare the measured distance data with the pre-stored actual distance data from the previous extrusion furnace position to the current extrusion furnace position. However, if both match or differ within a predetermined range, it is determined that the extruder and the guide wheel are at the kiln position determined in the above determination, and it is temporarily determined by the image recognition process. Even if the kiln position is erroneously detected at the time of position detection, since the determination is performed using the travel distance measurement value which is another position signal, the erroneous detection can be reliably prevented. Also, on the distance meter side by PLG, in order to prevent the accumulation of mileage measurement error, a ground element is installed to cancel the error. Since the movement distance is measured on the basis of the position where the work is performed), the error accumulation can be reduced.
また、ターゲット(認識パネル)に対してLED照明4灯の光軸を認識パネルの四方向から均等に配置して照射するようにしたので、ターゲット(認識パネル)が均一に照明され、画像認識の誤検知を防止することができる。
また、前記認識パネルが樹脂製のボードにより構成される。熱負荷が少ないところに設置する場合には、プラスチックボードなどの樹脂製のボードを使用でき、これによって取付け作業が容易となったり、パネルへのコークス粉などの粉塵の付着も少なくなる。
Moreover, since the optical axes of the four LED lights are uniformly arranged from the four directions of the recognition panel to irradiate the target (recognition panel), the target (recognition panel) is illuminated uniformly, and image recognition is performed. False detection can be prevented.
Further, the recognition panel is constituted by a resin board. When installed in a place with a small heat load, a resin board such as a plastic board can be used, thereby facilitating the mounting work and reducing the adhesion of dust such as coke powder to the panel.
10 移動機制御装置、11 ガイド車制御装置、12 ガイド車位置検出装置、13 押出機制御装置、14 押出機位置検出装置、21 ガイド車、22 押出機、23 押出機架台、31 カメラ、32 画像処理装置、33 演算装置、35 照明器具、40 コークス炉、41 コークス炉窯、45 ターゲット。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
ガイド車及び押出機にそれぞれ搭載された位置検出手段と、
該位置検出手段の出力によりガイド車及び押出機が所望の窯位置にいるか否かを判定し、その判定結果に基づいてガイド車及び押出機を制御する制御手段と
を備え、
前記位置検出手段は、
前記認識パネルを撮像する撮像装置と、
該撮像装置により撮像された画像を処理する画像処理手段と、
該画像処理手段により画像処理された画像信号に基づいて窯番号を認識する演算手段と
を備えたことを特徴とするコークス炉移動機制御装置。
A recognition panel in which a kiln number for specifying the kiln position is coded and installed at each kiln position on the guide car side and the extruder side of the coke oven,
Position detection means respectively mounted on the guide wheel and the extruder;
It is determined whether or not the guide wheel and the extruder are at a desired kiln position based on the output of the position detection unit, and includes a control unit that controls the guide wheel and the extruder based on the determination result,
The position detecting means includes
An imaging device for imaging the recognition panel;
Image processing means for processing an image captured by the imaging device;
An apparatus for controlling a coke oven moving machine, comprising: arithmetic means for recognizing a kiln number based on an image signal image-processed by the image processing means.
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