RU2736795C1 - Local tracking system for movable objects and heat-shielded transponder therefor - Google Patents
Local tracking system for movable objects and heat-shielded transponder therefor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2736795C1 RU2736795C1 RU2020106913A RU2020106913A RU2736795C1 RU 2736795 C1 RU2736795 C1 RU 2736795C1 RU 2020106913 A RU2020106913 A RU 2020106913A RU 2020106913 A RU2020106913 A RU 2020106913A RU 2736795 C1 RU2736795 C1 RU 2736795C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transponder
- steel
- heat
- tag
- radio frequency
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21C—PROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
- C21C5/00—Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
- C21C5/52—Manufacture of steel in electric furnaces
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D19/00—Arrangements of controlling devices
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
- F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
- F27D21/00—Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к сфере автоматизации производственных процессов, в том числе, на металлургических предприятиях и предназначено для отслеживания местоположения перемещаемых по производственной площадке термонагруженных объектов, в частности, сталеразливочных ковшей или иного оборудования, местоположение которого необходимо знать для обеспечения производственного цикла.The proposed invention relates to the field of automation of production processes, including at metallurgical enterprises, and is intended to track the location of thermally loaded objects moved around the production site, in particular, steel-pouring ladles or other equipment, the location of which must be known to ensure the production cycle.
Производственные предприятия, в частности металлургической промышленности, сталкиваются с проблемой слежения за положением сталеразливочных ковшей, перемещаемых по производственной площадке краном. Данные о месте нахождения конкретного ковша передаются, на большинстве предприятий, рабочим персоналом посредством сообщения по рации. Нередко возникают ситуации, когда передаваемая с постов информация о месте нахождения искажается, либо ее передача невозможна по ряду причин. Ошибочные или не в полном объеме переданные в систему автоматизации данные, могут привести к принятию неправильных решений, непосредственно влияющих на качество выпускаемой металлопродукции. Таким образом, существует потребность в разработке системы, которая обеспечивала бы возможность слежения за подвижными объектами, в частности, сталеразливочными ковшами.Manufacturing enterprises, in particular the metallurgical industry, are faced with the problem of tracking the position of steel-pouring ladles moved around the production site by a crane. Data on the location of a particular bucket is transmitted, at most enterprises, by the operating personnel via a radio message. Situations often arise when information about the location transmitted from posts is distorted, or its transmission is impossible for a number of reasons. Erroneous or incompletely transmitted data to the automation system can lead to the adoption of wrong decisions that directly affect the quality of the manufactured metal products. Thus, there is a need to develop a system that would provide the ability to track moving objects, in particular, steel ladles.
Из уровня техники были выявлены системы, использующие различные принципы идентификации и слежения. Ряд решений предлагает использование компьютерного зрения для идентификации объектов. Системы, основанные на использовании видимого излучения электромагнитного спектра, обладают существенными недостатками, в частности, неудовлетворительной работой при наличии визуальных помех, как то: запыленности, наличии сажи, искр.In the prior art, systems have been identified that employ various identification and tracking principles. A number of solutions offer the use of computer vision to identify objects. Systems based on the use of visible radiation of the electromagnetic spectrum have significant drawbacks, in particular, unsatisfactory operation in the presence of visual interference, such as: dustiness, the presence of soot, sparks.
Предпочтительным выглядит применение систем, основанных на использовании радиочастотного канала связи, в частности, RFID системы. Уровень техники содержит сведения о системах, предназначенных для отслеживания местоположения сталеразливочных ковшей. Известно техническое решение по патенту Ю. Кореи на изобретение № 101691450 «Rfid tag system with heat resistant (система с термоустойчивой RFID меткой)» (МПК B66C13/16; G06K17/00; G06K19/077; C&I CO LTD et al, Респ. Корея, з. № KR20150094223A, 01.07.2015, к. 01.07.2015, публ. 05.01.2017). Согласно описанию, предложена система локальной идентификации ковшей для выплавки стали с термоустойчивой меткой. Система состоит из первой метки, закрепленной на корпусе сталь-ковша, второй метки, закрепленной на корпусе крана, перемещающего сталеразливочный ковш, множества приемников, установленных на кране для отслеживания положения ковша, хаб для сбора информации с приемников, центральный сервер для обработки информации и выдачи команд для крана по перемещению ковша.It seems preferable to use systems based on the use of a radio frequency communication channel, in particular, an RFID system. The prior art contains information about systems designed to track the location of steel ladles. Known technical solution for the South Korean patent for invention No. 101691450 "Rfid tag system with heat resistant (system with a heat-resistant RFID tag)" (IPC B66C13 / 16; G06K17 / 00; G06K19 / 077; C&I CO LTD et al, Republic of Korea , no. KR20150094223A, 01.07.2015, order 01.07.2015, publ. 05.01.2017). According to the description, a system of local identification of ladles for smelting steel with a heat-resistant tag is proposed. The system consists of the first tag fixed on the steel ladle body, the second tag fixed on the crane body that moves the steel casting ladle, a plurality of receivers installed on the crane to track the position of the bucket, a hub for collecting information from receivers, a central server for processing information and issuing commands for the crane to move the bucket.
Недостатками указанного технического решения являются высокая стоимость внедрения, обусловленная использованием большого количества считывателей, и низкая отказоустойчивость, вследствие чего при отказе хотя бы одной метки вся система теряет работоспособность. Отсутствует решение по обработке получаемых данных.The disadvantages of this technical solution are the high cost of implementation due to the use of a large number of readers, and low fault tolerance, as a result of which if at least one tag fails, the entire system loses its performance. There is no solution for processing the received data.
Сходным техническим назначением обладает и решение по патенту Ю. Кореи на изобретение № 100938424 «Device for tracking position information and number of ladle (Устройство для отслеживания положения и номера сталь-ковша)» (МПК H04B5/00; H04B7/00; POSCO, Респ. Корея, з. № KR20070134575A, 20.12.2007, публ. 22.01.2010). Суть решения заключается в отслеживании положения и номера сталь-ковша посредством установленной на него радиочастотной метки. Вдоль пути следования установлено множество приемников сигнала.The solution for the South Korean patent for invention No. 100938424 "Device for tracking position information and number of ladle" (IPC H04B5 / 00; H04B7 / 00; POSCO, Rep. Korea, no. KR20070134575A, 20.12.2007, publ. 22.01.2010). The essence of the solution is to track the position and number of the steel bucket by means of a radio frequency tag installed on it. There are many signal receivers installed along the route.
К недостаткам приведенного технического решения можно отнести те же, что и у первого упомянутого технического решения, а также низкую точность определения местоположения сталеразливочного ковша.The disadvantages of the given technical solution include the same as in the first mentioned technical solution, as well as low accuracy in determining the location of the steel-pouring ladle.
Наиболее близким решением является изобретение по патенту ЕС № 3198042 «Metal industry system and method for tracking a container, in particular of a metallurgical container (Система и способ отслеживания местоположения контейнера, в частности сталь-ковша)» (МПК C21C5/52; F27D19/00; F27D21/00; PRIMETALS TECHNOLOGIES AUSTRIA GMBH, Австрия, з. № 15750682A, 06.08.2015, приор. 24.09.2014, публ. 02.08.2017). Согласно описанию технического решения, система содержит множество приемо-передающих станций, через зону действия которых полностью или частично проходит сталеразливочный ковш, на котором установлен транспондер. Приемо-передающие станции сообщаются со шлюзом.The closest solution is the invention under EU patent No. 3198042 "Metal industry system and method for tracking a container, in particular of a metallurgical container (System and method for tracking the location of a container, in particular a steel ladle)" (IPC C21C5 / 52; F27D19 / 00; F27D21 / 00; PRIMETALS TECHNOLOGIES AUSTRIA GMBH, Austria, z. No. 15750682A, 06.08.2015, prior. 24.09.2014, publ. 02.08.2017). According to the description of the technical solution, the system contains a plurality of receiving and transmitting stations, through the coverage area of which the steel-pouring ladle, on which the transponder is installed, passes completely or partially. Receiving and transmitting stations communicate with the gateway.
К недостаткам изобретения относится использование беспроводного способа передачи данных между считывателями и шлюзами, имеющего сравнительно низкую надежность, а также зависимость от окружающей среды и высокая стоимость внедрения, обусловленная использованием дорогостоящих шлюзов с беспроводным способом связи.The disadvantages of the invention include the use of a wireless method of transmitting data between readers and gateways, which has a relatively low reliability, as well as dependence on the environment and high implementation costs due to the use of expensive gateways with a wireless method.
Системы, раскрытые в уровне техники не обеспечивают решения ряда технических проблем, в частности, создания системы слежения за подвижными объектами, обеспечивающей надежную идентификацию указанных объектов при их перемещении в пределах ограниченной территории с одновременным определением направления их перемещения, расчета времени их нахождения на позициях осуществления технологических операций, в том числе, при высоких температурах подвижных объектов и на местах осуществления технологических операций. Использование предлагаемой системы позволяет, за счет указанных выше свойств, значительно повысить уровень автоматизации производства, исключив человеческий фактор на отдельных стадиях производства. Дополнительно, получаемые системой данные, в частности, о продолжительности осуществления технологической операции, могут быть переданы в основную систему управления производственным процессом с целью последующего анализа и использования полученных данных для сбора статистики, определения корреляции между параметрами осуществления технологических операций и временем нахождения объекта, а также создания прогностических моделей с использованием полученных данных.The systems disclosed in the prior art do not provide a solution to a number of technical problems, in particular, the creation of a tracking system for moving objects, which ensures reliable identification of these objects when they move within a limited area, while simultaneously determining the direction of their movement, calculating the time of their stay at the positions of technological operations, including at high temperatures of moving objects and in the field of technological operations. The use of the proposed system allows, due to the above properties, to significantly increase the level of production automation, eliminating the human factor at certain stages of production. Additionally, the data received by the system, in particular, on the duration of the technological operation, can be transferred to the main control system of the production process for the purpose of subsequent analysis and use of the obtained data for collecting statistics, determining the correlation between the parameters of technological operations and the time spent on the object, as well as creating predictive models using the data obtained.
Техническая проблема решается следующим образом. Настоящим изобретением предложена локальная система слежения за подвижными объектами, включающая транспондер, установленный на отслеживаемом подвижном объекте, множество стационарно установленных радиочастотных считывателей, связанных между собой в сеть, содержащую средства обработки данных. Считыватели выполнены с возможностью электромагнитного взаимодействия с установленным на отслеживаемом подвижном объекте транспондере и размещены у позиций осуществления технологических операций таким образом, что по параметрам сигнала, получаемого, по меньшей мере, одним считывателем от транспондера отслеживаемого подвижного объекта устанавливают присутствие указанного объекта на позиции осуществления технологической операции.The technical problem is solved as follows. The present invention proposes a local tracking system for mobile objects, including a transponder installed on a monitored mobile object, a plurality of stationary installed radio frequency readers connected to each other in a network containing data processing means. The readers are made with the possibility of electromagnetic interaction with the transponder installed on the monitored movable object and are placed at the positions of technological operations in such a way that, according to the parameters of the signal received by at least one reader from the transponder of the monitored movable object, the presence of the specified object at the position of the technological operation is established ...
Признаками, общими с аналогом, являются наличие транспондера, установленного на отслеживаемом подвижном объекте, множество стационарно установленных считывателей, связанных между собой в сеть, которая содержит средства обработки данных. Считыватели выполнены с возможностью электромагнитного взаимодействия с установленным на отслеживаемом подвижном объекте транспондере.The features common to the analogue are the presence of a transponder installed on a monitored mobile object, a set of stationary installed readers connected to each other in a network that contains data processing facilities. The readers are made with the possibility of electromagnetic interaction with the transponder installed on the monitored moving object.
Признаками, отличающими систему от аналога, являются размещение считывателей у позиций осуществления технологических операций таким образом, что по параметрам сигнала, получаемого, по меньшей мере, одним считывателем от транспондера отслеживаемого подвижного объекта устанавливают присутствие указанного объекта на позиции осуществления технологической операции.The features that distinguish the system from the analogue are the placement of readers at the positions of technological operations in such a way that, according to the parameters of the signal received by at least one reader from the transponder of the tracked moving object, the presence of the specified object at the position of the technological operation is established.
В первом частном случае система характеризуется тем, что подвижные объекты, на которых устанавливают транспондеры, являются температурно-нагруженными.In the first particular case, the system is characterized by the fact that the moving objects on which the transponders are installed are temperature-loaded.
Во втором частном случае система дополнительно характеризуется тем, что температурно-нагруженным подвижным объектом является сталеразливочный ковш.In the second particular case, the system is additionally characterized by the fact that the temperature-loaded moving object is a steel-pouring ladle.
В третьем частном случае система отличается тем, что транспондер выполнен термостойким.In the third particular case, the system differs in that the transponder is heat-resistant.
В четвертом частном случае система отличается тем, что транспондер содержит, по меньшей мере, пару радиочастотных меток.In the fourth particular case, the system is characterized in that the transponder contains at least a pair of radio frequency tags.
В первом уточнении указанного частного случая система отличается тем, что метки установлены таким образом, что при перемещении отслеживаемого подвижного объекта уровень сигнала от меток, содержащихся в транспондере, различается.In the first refinement of this particular case, the system differs in that the marks are set in such a way that when the tracked moving object moves, the signal level from the marks contained in the transponder differs.
Во втором уточнении, система отличающаяся тем, что метки установлены на монтажной пластине таким образом, что координаты каждой метки в горизонтальной и вертикальной плоскостях различны между собой.In the second refinement, the system is characterized in that the marks are installed on the mounting plate in such a way that the coordinates of each mark in the horizontal and vertical planes are different from each other.
В пятом частном случае, система отличающаяся тем, что при невозможности взаимодействия с, по меньшей мере, одной меткой транспондера, средства обработки данных формируют предупреждение о неисправности.In the fifth special case, the system is characterized in that if it is impossible to interact with at least one transponder tag, the data processing means generate a warning about a malfunction.
В шестом частном случае, система отличающаяся тем, что при взаимодействии с транспондером, радиочастотный считыватель получает информацию об идентификационном номере каждой метки, содержащейся в транспондере, о времени начала и окончания получения сигнала от метки соответствующего транспондера, об уровне сигнала RSSI и передает полученные данные средствам обработки данных, преобразующих поступающую информацию в форму базы данных и вычисляющих на основе математического алгоритма характеристики подвижного объекта, в частности направление его движения, время нахождения на позициях, положение объекта в реальном времени.In the sixth special case, the system is characterized in that when interacting with the transponder, the radio frequency reader receives information about the identification number of each tag contained in the transponder, the start and end time of receiving the signal from the tag of the corresponding transponder, the RSSI signal level and transmits the received data to the data processing, converting the incoming information into the form of a database and calculating, on the basis of a mathematical algorithm, the characteristics of a moving object, in particular the direction of its movement, the time spent on positions, the position of the object in real time.
Система представляет собой программно-аппаратный комплекс, снабженный, в том числе, средствами радиосвязи, состоящими из приемо-передающих устройств и ответчиков, средств обработки и преобразования сигнала, вычислительных средств, и, опционально, средств отображения полученной информации в визуальной форме: графической, текстовой, табличной. На отслеживаемый объект устанавливают транспондер, представляющий, в общем случае, пассивную, полуактивную или активную радиочастотную метку, способную формировать ответный сигнал на запрос считывателя, который содержит уникальный код метки. По указанному уникальному коду осуществляют идентификацию объекта, на котором размещена метка. Перед началом работы системы производят сопоставление уникального номера метки и конкретного объекта, на котором она расположена. Считыватели размещают вблизи мест осуществления технологических операций.The system is a software and hardware complex equipped, inter alia, with radio communication facilities, consisting of transceiver devices and transponders, signal processing and conversion facilities, computing facilities, and, optionally, means of displaying the received information in visual form: graphic, text , tabular. A transponder is installed on the tracked object, which, in the general case, is a passive, semi-active or active radio frequency tag capable of generating a response signal to a reader's request, which contains a unique tag code. The specified unique code is used to identify the object on which the label is placed. Before starting the system, the unique number of the tag and the specific object on which it is located is compared. The readers are placed near the places where technological operations are carried out.
Радиус связи метки, установленной на объекте и считывателя ограничен. Когда метка попадает в зону работы считывателя, последний получает от метки уникальный номер, и далее, по мере приближения объекта с меткой к месту осуществления операции, в режиме реального времени считыватель передает на вычислительные средства значение уровня сигнала, по динамике которого определяют направление движения объекта с меткой к месту осуществления операции. После стабилизации уровня сигнала от метки вычисляется время осуществления технологической операции. Обратная динамика сигнала свидетельствует о направлении объекта от места операции на другую площадку. После чего цикл повторяется, но уже с другой меткой. Связь считывателя и метки происходит в радиодиапазоне 860 – 960 МГц с частотой опроса, например, 100 и более раз в секунду, причем частота опроса на считывателе является настраиваемым параметром. Все установленные на местности считыватели объединены в сеть, причем при установке системы заранее известны местоположения всех считывателей. По тому, какой считыватель получает сигнал от метки, возможно установить местонахождение подвижного объекта с точностью, достаточной для определения направления его движения и этапа производственного процесса, на котором он находится. Поскольку система предназначена, в первую очередь для производств с низкой вариативностью технологического цикла, то есть заранее известным маршрутом следования подвижного объекта с незначительными дополнительными или параллельными операциями, то знать положение с точностью, например, до нескольких сантиметров представляется излишним.The communication radius of the tag installed on the object and the reader is limited. When the tag enters the reader's area of operation, the latter receives a unique number from the tag, and then, as the tagged object approaches the place of operation, in real time the reader transmits the signal level value to the computing means, according to the dynamics of which the direction of movement of the object with tagged to the place of operation. After stabilization of the signal level from the mark, the time of the technological operation is calculated. The reverse dynamics of the signal indicates the direction of the object from the operation site to another site. Then the cycle repeats, but with a different label. Communication between the reader and the tag occurs in the radio range of 860 - 960 MHz with a polling frequency, for example, 100 or more times per second, and the polling frequency at the reader is a configurable parameter. All field-installed readers are networked, and the locations of all readers are known in advance during system installation. By which reader receives the signal from the tag, it is possible to locate the moving object with an accuracy sufficient to determine the direction of its movement and the stage of the production process at which it is located. Since the system is intended primarily for productions with low variability of the technological cycle, that is, a previously known route of a moving object with minor additional or parallel operations, it seems unnecessary to know the position with an accuracy, for example, up to several centimeters.
При коммуникации с транспондером, считыватель излучает электромагнитную энергию, а метка транспондера принимает сигнал от считывателя и формирует ответный, принимаемый антенной и обрабатываемый считывателем. В процессе работы метка получает энергию из электромагнитного поля считывателя и посылает обратно уникальный код путем модулирования несущей частоты.When communicating with a transponder, the reader emits electromagnetic energy, and the transponder tag receives a signal from the reader and forms a response, received by the antenna and processed by the reader. During operation, the tag receives energy from the electromagnetic field of the reader and sends back a unique code by modulating the carrier frequency.
Для обеспечения функционирования транспондера в условиях высокой термической нагрузки, он выполнен термостойким, причем таким образом, что температура, до которой нагревается метка в транспондере, не превышает ее рабочую температуру. Задачей транспондера является поддержание функциональной температуры для установленной в нем метки.To ensure the operation of the transponder under high thermal load, it is heat-resistant, and in such a way that the temperature to which the tag in the transponder is heated does not exceed its operating temperature. The task of the transponder is to maintain the functional temperature for the tag installed in it.
Наличие по меньшей мере пары радиочастотных меток, установленных на одном подвижном объекте, позволяет решить несколько дополнительных задач. В частности, обеспечивается более точное определение местоположения и направления движения объекта за счет наличия физического разделения меток. Поскольку между метками на подвижном объекте есть некоторое расстояние, то сила сигнала, принимаемого считывателем будет отличаться для каждой метки, поскольку одна из них, если они разнесены в горизонтальной или вертикальной плоскости, будет находиться дальше от считывателя и сигнал, получаемый с нее, будет слабее. За счет разницы сигнала и известности того, какая метка является дальней от считывателя в данный момент времени, возможно определить направление движения подвижного объекта даже в том случае, когда он находится строго напротив считывателя. Сценарий постепенного возрастания и убывания величины сигнала по мере прохождения метки мимо считывателя будет повторяться в случаях, когда подвижный объект движется к месту осуществления операции и от него. Соответственно, на некоторых отрезках времени проблематично достоверно установить, движется ли объект к месту операции или от него, так как траектории движения совпадают. За счет пары меток этого удается избежать. Иным положительным эффектом является повышение надежности системы за счет резервирования. При выходе из строя одной из меток транспондера, вторая метка продолжит функционировать и отвечать на сигнал. Таким образом, положение подвижного объекта также можно будет установить. Указанное обстоятельство не приведет к выходу из строя всей системы. Ответственным лицом может быть принято решение о проведении планово-предупредительных работ по выявлению причины неисправности и её устранению. Вместе с тем, управляющая часть системы может самостоятельно попытаться восстановить связь с меткой и, в случае удачной попытки, продолжить функционирование в штатном режиме. Указанное возможно по причине того, что временная потеря сигнала не всегда необходимо вызвана физическими причинами, т.е. аппаратной частью системы. Не исключены временные прерывания связи по причине сбоев в работе программных алгоритмов системы, проблем с распространением сигнала и иными подобными причинами. The presence of at least a pair of radio frequency tags installed on one movable object allows solving several additional problems. In particular, a more accurate determination of the location and direction of movement of an object is provided due to the presence of physical separation of marks. Since there is a certain distance between the marks on a moving object, the strength of the signal received by the reader will differ for each mark, since one of them, if they are spaced horizontally or vertically, will be farther from the reader and the signal received from it will be weaker ... Due to the difference in the signal and the knowledge of which mark is farthest from the reader at a given time, it is possible to determine the direction of movement of the movable object even when it is directly opposite the reader. The scenario of a gradual increase and decrease in the signal value as the tag passes by the reader will be repeated in cases when the movable object moves to and from the place of operation. Accordingly, at some time intervals it is problematic to reliably establish whether the object is moving to or from the operation site, since the trajectories of movement coincide. Due to a couple of labels, this is avoided. Another positive effect is an increase in system reliability through redundancy. If one of the transponder tags fails, the second tag will continue to function and respond to the signal. Thus, the position of the movable object can also be established. This circumstance will not lead to the failure of the entire system. The person in charge may decide to carry out scheduled preventive work to identify the cause of the malfunction and eliminate it. At the same time, the control part of the system can independently try to reestablish communication with the tag and, in case of a successful attempt, continue functioning in the normal mode. This is possible due to the fact that temporary signal loss is not always necessarily caused by physical reasons, i.e. hardware part of the system. Temporary interruptions in communication are not excluded due to failures in the operation of the system's software algorithms, problems with signal propagation and other similar reasons.
Для отслеживания направления перемещения объекта как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости, предлагается размещать метки таким образом, чтобы горизонтальные и вертикальные компоненты их координаты относительно некоторой точки корпуса транспондера (удобнее брать за начало отсчета, например, точку пересечения диагоналей, если пластина, на которой установлены метки имеет форму параллелограмма) различались. Иными словами, целесообразно расположить пару меток по диагонали в углах пластины, чтобы в процессе движения сигнал от меток, установленных в транспондере, отличался. Как уже было отмечено выше, заранее обладая информацией о месте установки метки, возможно определить направление перемещения объекта.To track the direction of movement of an object both in the horizontal and in the vertical plane, it is proposed to place the marks in such a way that the horizontal and vertical components of their coordinates relative to some point of the transponder body (it is more convenient to take as the origin, for example, the point of intersection of the diagonals, if the plate is on which marks are installed in the form of a parallelogram) were different. In other words, it is advisable to place a pair of marks diagonally at the corners of the plate so that the signal from the marks installed in the transponder differs during the movement. As noted above, knowing in advance the location of the mark, it is possible to determine the direction of movement of the object.
В соответствии с изобретением, один отслеживаемый объект может иметь и большее количество меток в транспондере. Наличие трех меток позволит точнее определять координаты объекта при перемещении и позволит повысить надежность системы за счет двойного резервирования. Установка большего количества меток также возможна, но представляется недостаточно целесообразной, в том числе по причине излишнего усложнения конструкции и удорожания производства транспондера.In accordance with the invention, one tracked object can have more tags in the transponder. The presence of three marks will allow you to more accurately determine the coordinates of the object during movement and will increase the reliability of the system due to double redundancy. Installation of a larger number of tags is also possible, but it does not seem to be expedient enough, including due to the excessive complexity of the design and the rise in the cost of manufacturing the transponder.
Если на объекте требуется установка нескольких меток, то они могут быть размещены как в одном транспондере, так и в нескольких, закрепленных, например, с противоположных сторон объекта. Поскольку объекты, вследствие выполнения из материалов с низкой радиопрозрачностью, могут затруднять коммуникацию считывателя и метки вне прямой видимости, представляется возможным снабжение объекта парой и более транспондеров.If an object requires the installation of several marks, they can be placed both in one transponder, and in several, fixed, for example, on opposite sides of the object. Since objects, due to their construction from materials with low radio transparency, can impede communication between the reader and the tag out of line of sight, it seems possible to supply the object with a pair or more transponders.
Как указано выше, при отсутствии сигнала от одной из меток, установленной на отслеживаемом объекте, система, после попыток восстановления связи программными средствами, может генерировать сообщения лицу, ответственному за эксплуатацию системы. Для этого система может быть снабжена интерфейсом и средствами преобразования для вывода данный через указанный интерфейс.As mentioned above, in the absence of a signal from one of the tags installed on the monitored object, the system, after attempts to restore communication by software, can generate messages to the person responsible for operating the system. For this, the system can be equipped with an interface and conversion means for outputting data through the specified interface.
Перемещение объекта между площадками, на которых осуществляются операции, происходит за некоторый промежуток времени. Если рассматривать частный случай использования системы для металлургического производства, а именно для слежения за сталеразливочными ковшами, необходимо учитывать время передвижения полного сталеразливочного ковша между постами, в частности, для прогнозирования температуры расплава. Для этого система может быть снабжена математическим алгоритмом, исполняемым включенными в систему средствами вычисления, высчитывающим, по определенной формуле, температуру, которой будет обладать расплав при прибытии на место осуществления следующей технологической операции. Счет времени нахождения на месте осуществления технологической операции позволяет на основе полученных данных, применив математическую модель для анализа протекания технологических процессов, просчитывать температуру расплава, циклы плавок, а также с более высокой точностью планировать плановые и капитальные ремонты сталеразливочных ковшей и исключить человеческий фактор при выборе ковша в работу.The movement of an object between sites where operations are carried out takes place over a certain period of time. If we consider a particular case of using the system for metallurgical production, namely for tracking steel-pouring ladles, it is necessary to take into account the travel time of a full steel-pouring ladle between stations, in particular, to predict the temperature of the melt. For this, the system can be equipped with a mathematical algorithm executed by means of calculation included in the system, which calculates, according to a certain formula, the temperature that the melt will have upon arrival at the place of the next technological operation. Counting the time spent on the site of a technological operation, based on the data obtained, using a mathematical model to analyze the course of technological processes, calculate the melt temperature, melting cycles, as well as plan planned and overhaul repairs of steel-pouring ladles with higher accuracy and eliminate the human factor when choosing a ladle to work.
В зависимости от заранее известного местоположения под установку считывающего устройства, попадание в его поле метки, делается вывод о том, какой сейчас сталеразливочный ковш находится на позиции, а так же откуда он туда прибыл и сколько времени находился вне технологических операций, например, остывал.Depending on the previously known location for the installation of the reader, hitting its field of the mark, a conclusion is made about which steel-pouring ladle is currently in position, as well as where it came from and how long it was outside of technological operations, for example, it cooled down.
Заявляемую группу изобретений составляет термозащищенный транспондер. Метка, основанная, в том числе, на технологии RFID, не обладает высокой температурной стойкостью. Для защиты метки от температурных воздействий могут применяться различные термозащитные устройства. Из уровня техники известно техническое решение по патенту КНР на полезную модель № 202904596 «High temperature resistant steel ladle recognizing device (Устройство распознавания сталь-ковша, устойчивое к высокой температуре)» (МПК B22D41/00; G06K19/067; G06K7/00; CONTROLLING NETWORK ENGINEERING CO LTD, КНР, з. № CN201220538051U, 19.10.2012, к. 19.10.2012, публ. 24.04.2013). Предложена конструкция термозащищенной радиочастотной метки, закрепленной на сталеразливочном ковше, закрытой теплоизолирующим материаломThe claimed group of inventions is a thermally protected transponder. The RFID-based tag does not have a high temperature resistance. Various thermal protective devices can be used to protect the tag from temperature effects. From the prior art, a technical solution is known for the Chinese patent for utility model No. 202904596 "High temperature resistant steel ladle recognizing device" (IPC B22D41 / 00; G06K19 / 067; G06K7 / 00; CONTROLLING NETWORK ENGINEERING CO LTD, China, z. No. CN201220538051U, 19.10.2012, office 19.10.2012, publ. 24.04.2013). The design of a heat-protected radio-frequency tag, fixed on a steel-pouring ladle, covered with a heat-insulating material is proposed.
К недостаткам приведенного технического решения относится неэффективная система теплоизоляции, которая в реальных условиях эксплуатации не сможет обеспечить функционирование метки. При постоянном нагреве температура внутри теплоизоляционного слоя начнет постепенно повышаться, пока не достигнет пороговой величины, при которой произойдет отключение метки. Понижение температуры внутри теплоизоляционного слоя будет происходить медленно, поскольку слой будет удерживать тепло внутри, функционируя по принципу сосуда Дьюара. Кроме того, расположение метки, как показано на прилагаемых к описанию фигурах, не позволит защитить метку от попадания, например, частиц расплава.The disadvantages of the given technical solution include an ineffective thermal insulation system, which in real operating conditions will not be able to ensure the functioning of the tag. With constant heating, the temperature inside the heat-insulating layer will gradually increase until it reaches the threshold value at which the tag will turn off. The decrease in temperature inside the thermal insulation layer will be slow, since the layer will retain heat inside, functioning on the principle of a Dewar vessel. In addition, the location of the mark, as shown in the accompanying figures, will not protect the mark from the ingress of, for example, melt particles.
Предлагаемая конструкция транспондера позволяет избежать указанных недостатков. Термозащищенный транспондер для системы слежения за подвижными объектами, содержит корпус, включающий площадку для установки средств радиочастотной связи, и средства радиочастотой связи, установленные на площадке, отличающийся тем, что транспондер дополнительно снабжен термозащитным экраном, размещенным между корпусом и поверхностью корпуса подвижного объекта с образованием воздушного зазора, и прикреплен к корпусу подвижного объекта.The proposed transponder design avoids these disadvantages. A thermally protected transponder for a tracking system for moving objects, contains a housing including a platform for installing radio frequency communication means, and radio frequency communication means installed on the site, characterized in that the transponder is additionally equipped with a thermal protective screen placed between the body and the surface of the body of the moving object to form an air clearance, and is attached to the body of the movable object.
Общими с аналогом признаками изобретения являются наличие корпуса, площадки для установки средств радиочастотной связи и сами средства радиочастотной связи, установленные на площадке. Отличительными признаками являются наличие термозащитного экрана, размещенного между корпусом транспондера и поверхностью подвижного объекта с образованием воздушного зазора, а также прикрепление транспондера к корпусу объекта The features of the invention in common with the analogue are the presence of a housing, a platform for installing radio frequency communication means and the radio frequency communication means themselves installed on the site. Distinctive features are the presence of a thermal shield placed between the body of the transponder and the surface of the moving object with the formation of an air gap, as well as the attachment of the transponder to the body of the object
В соответствии с первым частным случаем прикрепление к подвижному объекту выполнено посредством подвесного кронштейна.In accordance with the first particular case, the attachment to the movable object is performed by means of a suspension bracket.
В соответствии со вторым частным случаем, транспондер отличается тем, что подвижным объектом, на котором он установлен, является сталеразливочный ковш.In accordance with the second special case, the transponder is characterized in that the movable object on which it is installed is a steel casting ladle.
В первом уточнении второго частного случая, транспондер отличается тем, что он консольно закреплен под кольцевым ребром жесткости сталеразливочного ковша таким образом, что внешний габарит корпуса транспондера расположен внутри диаметра кольцевого ребра жесткости.In the first refinement of the second special case, the transponder differs in that it is cantilevered under the annular stiffening rib of the steel-pouring ladle in such a way that the outer dimension of the transponder body is located inside the diameter of the annular stiffening rib.
Во втором уточнении указанного частного случая транспондер дополнительно характеризуется тем, что крепление к кольцевому ребру жесткости сталеразливочного ковша осуществляют посредством скобы.In the second refinement of the specified particular case, the transponder is additionally characterized in that the attachment to the annular stiffening rib of the steel-pouring ladle is carried out by means of a bracket.
В соответствии с третьим частным случаем, транспондер отличается тем, что кронштейн выполнен в виде уголка, одна часть которого прикреплена к средствам для соединения с корпусом подвижного объекта, а ко второй подвешены корпус транспондера и термозащитный экран.In accordance with the third particular case, the transponder is characterized in that the bracket is made in the form of an angle, one part of which is attached to the means for connecting to the body of the movable object, and the second part is suspended from the transponder body and the thermal shield.
В уточнении указанного частного случая, транспондер дополнительно характеризуется тем, что кронштейн выполнен в виде трубок, согнутых под прямым углом. Трубки могут быть выполнены полыми для снижения теплопроводности, заполненными жидкостью или выполненными из материала с низкой теплопроводностью.To clarify the specified special case, the transponder is additionally characterized by the fact that the bracket is made in the form of tubes bent at right angles. The tubes may be hollow to reduce thermal conductivity, liquid-filled, or made of a material with low thermal conductivity.
В соответствии с четвертым частным случаем, транспондер дополнительно характеризуется тем, что термозащитный экран имеет площадь, не менее площади основания корпуса транспондера.In accordance with the fourth special case, the transponder is additionally characterized in that the thermal shield has an area not less than the area of the base of the transponder body.
В соответствии с пятым частным случаем, транспондер дополнительно характеризуется тем, что корпус транспондера дополнительно снабжен теплозащитным слоем, ориентированным по направлению к источнику тепла.In accordance with the fifth special case, the transponder is additionally characterized in that the transponder body is additionally equipped with a heat-shielding layer oriented towards the heat source.
Прикрепление может быть осуществлено посредством стальной скобы с винтовым зажимом, либо сваркой через воздушный зазор (например, на ножках) к телу сталеразливочного ковша.Attachment can be made by means of a steel bracket with a screw clamp, or by air-gap welding (eg on legs) to the body of the steel ladle.
Основным компонентом термозащищенного транспондера являются средства радиочастотной связи, выполненные, например, в виде пары радиочастотных меток, как было указано выше при описании локальной системы слежения. Радиочастотные метки имеют уникальный идентификатор. Радиочастотные метки располагают на пластине и ориентируют таким образом, чтобы проходящий в зоне действия считывателя сталеразливочный ковш посредством указанных меток формировал ответный сигнал на запрос считывателя. Целесообразно располагать метки, например на прямоугольной монтажной пластине. Вместе с тем, форма площадки для установки меток может быть произвольной, при соблюдении условия возможности монтажа средств радиочастотной связи. Корпус устройства может состоять как из одной пластины с монтажной площадкой, так и иметь более сложную конструкцию, в том числе, снабжаться кожухами, пластинчатыми радиаторами для эффективного отвода тепла в окружающую атмосферу, дополнительными теплоизоляционными слоями, как в соответствии с одним из частных случаев. Вместе с тем, дополнительные элементы не должны в значительной мере препятствовать возможности коммуникации меток со считывателями. Например, закрытие меток кожухом из радиопоглощающего материала приведет в потере работоспособности системы слежения. Размещение площадки с установленными метками осуществлено таким образом, что корпус устройства не имеет непосредственного контакта с поверхностью подвижного объекта. Контакт происходит через элементы крепления, например, через кронштейн как указано в одном из частных случаев. Для защиты от высокой температуры между корпусом транспондера и подвижным объектом размещают термозащитный экран, устанавливаемый, как правило, на том же креплении, что и корпус транспондера. Вместе с тем, экран может быть размещен и на своем собственном креплении, оставаясь частью устройства транспондера. Поверхность экрана, ближайшая к площадке, на которой установлены метки, может иметь вогнутую форму для улучшения радиообмена между считывателем и средствами радиочастотной связи. Воздушный зазор, создаваемый экраном, позволяет дополнительно снизить теплопередачу от поверхности подвижного объекта к площадке, на которой установлены метки. При размещении экрана без непосредственного контакта с поверхностями корпуса транспондера и подвижного объекта, образуется два воздушных зазора. Количество экранов можно увеличивать, если это способствует снижению температурной нагрузки на средства радиочастотной связи.The main component of a heat-resistant transponder is radio-frequency communication means, made, for example, in the form of a pair of radio-frequency tags, as mentioned above when describing a local tracking system. RFID tags have a unique identifier. The radio frequency tags are placed on the plate and oriented in such a way that the steel-pouring ladle passing in the range of the reader through these tags forms a response signal to the reader's request. It is advisable to place the marks on, for example, a rectangular mounting plate. At the same time, the shape of the site for the installation of marks can be arbitrary, subject to the condition of the possibility of installing radio frequency communication means. The body of the device can consist of a single plate with a mounting platform, or have a more complex structure, including, equipped with casings, plate radiators for efficient heat dissipation into the surrounding atmosphere, additional heat-insulating layers, as in one of the special cases. At the same time, additional elements should not significantly hinder the ability of tags to communicate with readers. For example, covering the tags with a casing made of radar-absorbing material will lead to the loss of the tracking system. The placement of the platform with the established marks is carried out in such a way that the body of the device does not have direct contact with the surface of the moving object. Contact occurs through the fastening elements, for example, through the bracket as indicated in one of the special cases. To protect against high temperatures, a heat shield is placed between the transponder body and the moving object, usually installed on the same mount as the transponder body. At the same time, the screen can be placed on its own mount, remaining part of the transponder device. The surface of the screen closest to the site on which the tags are installed may be concave to improve radio communication between the reader and the RF communications equipment. The air gap created by the screen further reduces heat transfer from the surface of the moving object to the site on which the marks are installed. When the screen is placed without direct contact with the surfaces of the transponder body and the moving object, two air gaps are formed. The number of shields can be increased if this helps to reduce the thermal load on the RF communications equipment.
Прикрепление к отслеживаемому подвижному объекту посредством кронштейна позволяет разместить корпус транспондера на необходимом расстоянии от его поверхности. Целесообразно закреплять транспондер под кольцевым ребром жесткости сталеразливочного ковша. Такое расположение позволит защитить устройство от брызг, искр и расплава. Для этих целей внешний габарит транспондера также, предпочтительно, не должен выходить за пределы радиуса ребра жесткости.Attachment to the tracked moving object by means of a bracket allows you to place the transponder body at the required distance from its surface. It is advisable to fix the transponder under the annular stiffening rib of the steel casting ladle. This arrangement will protect the device from splashes, sparks and melting. For these purposes, the outer dimension of the transponder should also preferably not go beyond the radius of the stiffener.
Прикрепить кронштейн возможно к торцевой части кольцевого ребра. Такой вариант монтажа позволит использовать, например, тисочный зажим, без необходимости выполнения отверстий в корпусе отслеживаемого объекта. Кроме того, такой тип крепежа может применяться для закрепления тисков на кольцевых ребрах различной высоты. Раствор тисков, в таком случае, должен быть не менее высоты кольцевого ребра. Фиксация может осуществляться, например, винтом или аналогичным средством. Тем не менее, возможность прикрепления не ограничивается одним типом крепежа. Могут применяться, например, косынки, приваривающиеся к поверхности отслеживаемого объекта. Не исключено использование разъемных резьбовых либо сварных соединений в случаях, если иным образом закрепить транспондер не представляется возможным.It is possible to attach the bracket to the end part of the annular rib. This mounting option will allow, for example, a vise clamp to be used without the need to make holes in the body of the tracked object. In addition, this type of fastener can be used to secure a vice on annular ribs of different heights. The vise gap, in this case, must be at least the height of the annular rib. The fixation can be carried out, for example, with a screw or the like. However, attachment is not limited to one type of fastener. For example, gussets that weld to the surface of the tracked object can be used. The use of detachable threaded or welded joints is not excluded in cases where it is not possible to fix the transponder in another way.
Кронштейн, в соответствии с частными случаями, может быть выполнен различным образом. Так, целесообразно выполнение кронштейна L-образным для подвешивания на нем корпуса транспондера и термозащитного экрана, что позволяет сократить теплообмен между отслеживаемым объектом и корпусом транспондера. Модификацией такого кронштейна может быть выполнение его в виде одной или нескольких трубок, например полых или выполненных из материала с низкой теплопроводностью. Это снизит площадь контакта нагретых элементов конструкции и корпуса транспондера.The bracket, in accordance with special cases, can be made in different ways. Thus, it is advisable to make the bracket L-shaped for hanging the transponder body and the thermal shield on it, which makes it possible to reduce heat exchange between the tracked object and the transponder body. A modification of such a bracket can be made in the form of one or more tubes, for example, hollow or made of a material with low thermal conductivity. This will reduce the contact area between the heated structural elements and the transponder body.
Площадь защитного экрана не должна быть меньше площади корпуса транспондера, чтобы оградить средства радиосвязи от теплового излучения, исходящего от корпуса отслеживаемого объекта. Целесообразно экранировать корпуса транспондера подобным образом с тех сторон, где количество теплового излучения наиболее высоко. Если транспондер устанавливают под кольцевым ребром жесткости, то возможно выполнение термозащитного экрана не только между задней стенкой корпуса транспондера и поверхностью подвижного объекта, но и между верхним торцом корпуса и кольцевым ребром жесткости.The area of the protective screen should not be less than the area of the transponder body in order to protect the radio communication equipment from the thermal radiation emanating from the body of the tracked object. It is advisable to shield the transponder enclosures in a similar manner from those sides where the amount of heat radiation is highest. If the transponder is installed under the annular stiffener, then it is possible to make a thermal shield not only between the rear wall of the transponder body and the surface of the moving object, but also between the upper end of the case and the annular stiffener.
Предлагаемое изобретение поясняется следующими фигурами:The invention is illustrated by the following figures:
Фиг. 1 – Общий компонентный состав системы;FIG. 1 - General component composition of the system;
Фиг. 2 – Продольный разрез термозащищенного транспондераFIG. 2 - Longitudinal section of a heat-protected transponder
На фигурах обозначены следующие позиции:The following positions are indicated in the figures:
1 – транспондер;1 - transponder;
2 – подвижный объект;2 - movable object;
3 – радиоканал;3 - radio channel;
4 – считыватель;4 - reader;
5 – локальная [вычислительная] сеть;5 - local [computer] network;
6 – маршрутизатор;6 - router;
7 – сервер, содержащий базу данных;7 - server containing the database;
8 – сервер АСУТП8 - APCS server
9 – крепление;9 - mount;
10 – кронштейн;10 - bracket;
11 – корпус транспондера;11 - transponder body;
12 – термозащитный экран;12 - heat shield;
13 – RFID метка;13 - RFID tag;
14 – кольцевое ребро жесткости14 - annular stiffener
15 – локальный компьютер15 - local computer
16 – удаленный терминал16 - remote terminal
Для понимания принципов работы и особенностей различных реализаций изобретения, ниже приведено описание фигур технического решения. Хотя в тексте описания подробно объясняются предпочтительные варианты реализации технического решения, необходимо понимать, что возможны и иные варианты реализации изобретения. Соответственно, нет необходимости в ограничении объема правовой охраны технического решения исключительно представленными реализациями и перечнями подсистем, узлов и компонентов. Изобретение может быть реализовано и иными способами. Вместе с тем, при описании предпочтительных вариантов технического решения, для ясности понимания основных принципов изобретения специалистом, необходимо уточнить термины, применяемые в описании.To understand the principles of operation and features of various implementations of the invention, the following is a description of the figures of the technical solution. While the text of the description explains in detail the preferred embodiments of the technical solution, it should be understood that other embodiments of the invention are possible. Accordingly, there is no need to limit the scope of legal protection of a technical solution exclusively to the presented implementations and lists of subsystems, units and components. The invention can be implemented in other ways. At the same time, when describing the preferred options for technical solutions, for clarity of understanding the basic principles of the invention by a specialist, it is necessary to clarify the terms used in the description.
Необходимо отметить, что используемые в единственном числе в описании и формуле узлы и детали устройства, также представляют собой и множественные формы, если прямо не сказано обратное. Например, указание на составной элемент устройства также означает указание на совокупность (множество) таких элементов.It should be noted that the units and parts of the device used in the singular in the description and the formula also represent plural forms, unless the opposite is explicitly stated. For example, referring to a component of a device also means referring to a collection (plurality) of such items.
Также, при описании предпочтительных вариантов выполнения, для обеспечения ясности понимания, используются специальные термины. Предполагается, что термин используется в самом широком смысле, в каком он может быть истолкован специалистами в данной области техники и включает все технические эквиваленты, используемые тем же образом и с той же целью. Так, в частности, термин «система слежения» означает совокупность программно-аппаратных средств, предназначенных для определения положения объекта в пространстве в некоторые моменты времени. Система является локальной с той точки зрения, что отслеживание объекта происходит на некоторой замкнутой территории, предпочтительно, при перемещении объекта по определенным и заранее известным маршрутам. Под термином «транспондер» понимают приемо-передающее устройство, использующее радиоволны для передачи информации. Устройство, а именно содержащиеся в нем средства радиосвязи, могут быть пассивными, активными и полупассивными. Транспондер в общем виде также снабжен антеннами для радиокоммуникаций. Термин «считыватель» относится к приемо-передающим устройствам, позволяющим генерировать исходящий сигнал, получаемый транспондером и принимать ответный сигнал, преобразуя его в форму, воспринимаемую средствами обработки информации. В случае настоящего изобретения, фраза «размещены у позиций» применяется для описания места установки считывателя. Считыватель размещают таким образом, что транспондер, размещенный на объекте, гарантированно попадает в зону работы считывателя в тот промежуток времени, когда над объектов или его содержимым осуществляется конкретная технологическая операция. По меньшей мере один считыватель установлен у каждого места осуществления технологической операции. Объект, отдалившийся от зоны осуществления операции, прекращает связь со считывателем. Термин «присутствие» означает наличие подвижного объекта на месте осуществления технологической операции и включает прибытие объекта на место, выполнение операции и начало перемещения объекта по направлению к следующей операции в цикле. Фраза «параметры сигнала» означает, что по одной из характеристик сигнала, будь то сила, форма, конфигурация, время ответа, возможно достоверно установить нахождение объекта на месте осуществления операции либо в зоне, находящейся в непосредственной близости от этого места. Словосочетание «температурно-нагруженный» означает такую температуру отслеживаемого объекта, при которой размещаемые на объекте средства радиочастотной связи не будут функционировать в штатном режиме по причине превышения паспортной температуры эксплуатации. Сигнал может быть признан «различающимся» при условии, что разница в уровне сигнала разных меток, установленных на одном объекте, отличается на величину, двукратно большую, чем погрешность средств измерения сигнала, обусловленная классом точности или условиями окружающей среды, в которых распространяется сигнал. Термин «в реальном времени» означает, что положение объекта может быть определено с необходимой для производственного процесса точностью в дискретные моменты времени, определяемые, в том числе, частотой опроса считывателем метки и временим распространения сигнала в среде. Термин «позиция», означает определенную точку технологического процесса, которая является неотъемлемой его частью и является ключевой, без прохождения которой сталеразливочный ковш не продолжит движение, пока не пройдет определённый технологический процесс на одной из технологических точек.Also, specific terms are used in describing preferred embodiments for clarity of understanding. The term is intended to be used in the broadest sense in which it can be interpreted by those skilled in the art and includes all technical equivalents used in the same manner and for the same purpose. So, in particular, the term "tracking system" means a set of software and hardware designed to determine the position of an object in space at certain points in time. The system is local from the point of view that the tracking of an object takes place in a certain closed area, preferably when the object moves along certain and previously known routes. The term "transponder" is understood as a transceiver that uses radio waves to transmit information. The device, namely the radio communication means contained in it, can be passive, active and semi-passive. The transponder is also generally equipped with antennas for radio communications. The term "reader" refers to transceiver devices capable of generating an outgoing signal received by a transponder and receiving a response signal, converting it into a form that is perceived by information processing means. In the case of the present invention, the phrase "placed at positions" is used to describe the location of the reader. The reader is placed in such a way that the transponder placed on the object is guaranteed to fall into the reader's operating area at the time when a specific technological operation is performed over the object or its contents. At least one reader is installed at each location of the technological operation. An object that moves away from the zone of the operation terminates communication with the reader. The term "presence" means the presence of a movable object at the place of a technological operation and includes the arrival of the object at the place, the execution of the operation and the beginning of the movement of the object towards the next operation in the cycle. The phrase "signal parameters" means that according to one of the characteristics of the signal, be it the strength, shape, configuration, response time, it is possible to reliably establish the location of the object at the place of the operation or in the area in the immediate vicinity of this place. The phrase "temperature-loaded" means such a temperature of the monitored object, at which the radio frequency communication facilities located at the object will not function normally due to the excess of the rated operating temperature. The signal can be recognized as "different" provided that the difference in the signal level of different marks installed on the same object differs by an amount that is two times greater than the error of the signal measuring instruments due to the accuracy class or environmental conditions in which the signal propagates. The term "in real time" means that the position of the object can be determined with the accuracy required for the production process at discrete moments of time, determined, inter alia, by the frequency of the tag reader polling and the time of signal propagation in the environment. The term "position" means a certain point in the technological process, which is an integral part of it and is a key one, without passing which the steel-pouring ladle will not continue to move until a certain technological process has passed at one of the technological points.
Слова «состоящий», «содержащий», «включающий» означают, что, по меньшей мере указанный компонент, элемент, часть или шаг способа присутствует в композиции, предмете или способе, но не исключает присутствие иных компонентов, материалов, частей, шагов способа, даже если такой компонент, материал, часть, шаг способа выполняет ту же функцию, что и указанный.The words "consisting", "containing", "including" mean that at least the specified component, element, part or step of the method is present in the composition, object or method, but does not exclude the presence of other components, materials, parts, steps of the method, even if such a component, material, part, method step performs the same function as the specified one.
Материалы, из которых изготовлены различные элементы настоящего изобретения, указанные ниже при описании примеров конкретного выполнения устройства, являются типичными, но не обязательными для применения. Указанные в настоящих примерах выполнения материалы, могут быть заменены многочисленными аналогами, выполняющими ту же функцию, что и приведенные в описании примеры материалов.The materials from which the various elements of the present invention are made, indicated below in the description of examples of a specific embodiment of the device, are typical, but not required for use. The materials indicated in the present examples of execution can be replaced by numerous analogs that perform the same function as the examples of materials given in the description.
Обратимся к прилагаемым фигурам. В соответствии с одной из частных реализаций настоящего изобретения, система предназначена для отслеживания местоположения сталеразливочных ковшей на литейном производстве. Система представляет собой программно-аппаратный комплекс, состоящий из транспондеров 1, закрепленных на сталеразливочных ковшах, множества считывателей, установленных у постов осуществления технологических операций, в частности: у сталеплавильной печи, установки ковш-печь, установки ковшевого вакуумирования, машины непрерывного литья заготовки и у поста очистки от шлака. Транспондеры на ковшах выполнены с возможностью обмена информацией со считывателями. Считыватели объединены в локальную сеть посредством проводной связи и соединены с маршрутизатором 6, передающим данные на сервер 7, содержащий базу данных. Сигнал, поступающий от транспондеров, преобразуется средствами вычисления в табличную форму и заносится в базу данных. Информация из базы выводится на экран локального компьютера 15 или удаленного устройства 16, а также может использоваться при интеграции с автоматизированной системой управления технологическим процессом, размещенной на собственном сервере 8. На каждом сталеразливочном ковше закреплен транспондер 1. Крепление, в частном случае, выполнено посредством струбцины 9, закрепленной на кольцевом ребре жесткости сталеразливочного ковша. Фиксация зажима осуществляется винтом. К зажиму присоединен подвесной кронштейн 10, выполненный в виде пары полых трубок. С противоположного конца к трубкам подвешен корпус транспондера 11 и термозащитный экран 12, расположенный между корпусом транспондера и боковой поверхностью сталеразливочного ковша 2. Экран выполнен из муллитокремнеземистой плиты или может быть выполнен из иного подобного материала, например, рулонного фетра, установленного в рамке из листового металла. Сторона основания экрана составляет 350 мм, величина воздушного зазора от задней стенки экрана до поверхности ковша в среднем равна 50-70 мм. Величина первого воздушного зазора может быть больше и зависит от величины вылета кольцевого ребра жесткости 14 сталеразливочного ковша. В указанном частном случае, многослойный теплоизоляционный контур состоит из первого воздушного зазора, первого теплоизоляционного слоя, образуемого термозащитным экраном, второго воздушного зазора и второго слоя теплоизоляционного слоя из термозащитной вставки, закрепленной на корпусе. Корпус транспондера 11 образован металлическим каркасом из, в частности листового металла, содержащим площадку для установки радиочастотных меток Физические размеры корпуса составляют от 100 до 250 мм. Площадка выполнена в виде плоской металлической поверхности, допускающей размещение на ней пары радиочастотных меток. Метки 13 представляют собой серийные устройства, выполненные на чипах ipj-p6005-x2at или аналогичных и установленные на монтажной площадке взаимно диагонально, как показано на Фиг. 2. В одном из частных случаев реализации возможно закрепление термозащитного экрана непосредственно к корпусу подвижного оборудования, в частности, сталеразливочного ковша в области, находящейся под кольцевым ребром жесткости. Прикрепление экрана может быть осуществлено посредством монтажной пластины, непосредственно прикрепленной к корпусу и экрану, например, сваркой. Корпус транспондера может быть соединен с экраном посредством ножек для образования воздушного зазора. Лицевая поверхность корпуса транспондера, в месте установки радиочастотных меток может быть дополнительно защищена козырьком, выполненным, например, из листовой стали или иного подобного материала. Такая конструкция дополнительно защищает устройство от брызг металла.Let's turn to the attached figures. In accordance with one of the private implementations of the present invention, the system is designed to track the location of steel ladles in a foundry. The system is a hardware and software complex consisting of
Варианты реализации настоящего изобретения не ограничиваются приведенными выше примерами конкретного выполнения. Могут быть предложены и иные формы реализации технического решения, не отдаляясь от смысла изобретения.The embodiments of the present invention are not limited to the above specific examples. Other forms of implementation of the technical solution can be proposed without moving away from the meaning of the invention.
Раскрытые выше примеры выполнения приведены с целью показать промышленную применимость устройства и дать общее впечатление о возможностях системы и транспондера. Объем правовой охраны технического решения определяется формулой изобретения, а не представленным описанием, и все изменения, совершенные с применением эквивалентных признаков, подпадают под правовую охрану настоящего изобретения.The above examples of execution are given in order to show the industrial applicability of the device and to give a general impression of the capabilities of the system and the transponder. The scope of legal protection of a technical solution is determined by the claims, and not by the description presented, and all changes made using equivalent features fall under the legal protection of the present invention.
Claims (18)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020106913A RU2736795C1 (en) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | Local tracking system for movable objects and heat-shielded transponder therefor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020106913A RU2736795C1 (en) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | Local tracking system for movable objects and heat-shielded transponder therefor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2736795C1 true RU2736795C1 (en) | 2020-11-20 |
Family
ID=73461021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020106913A RU2736795C1 (en) | 2020-02-14 | 2020-02-14 | Local tracking system for movable objects and heat-shielded transponder therefor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2736795C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2828053C1 (en) * | 2023-12-19 | 2024-10-07 | Сергей Юрьевич Яшкин | Method of protecting controlled zones and security alarm system for its implementation |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103107830A (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-15 | 中兴通讯股份有限公司 | Alarming method, device, terminal and system before losing touch of near field communication |
| WO2016045859A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | Primetals Technologies Austria GmbH | Metal industry installation and method for tracking a vessel, in particular a metallurgical vessel |
-
2020
- 2020-02-14 RU RU2020106913A patent/RU2736795C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103107830A (en) * | 2011-11-11 | 2013-05-15 | 中兴通讯股份有限公司 | Alarming method, device, terminal and system before losing touch of near field communication |
| WO2016045859A1 (en) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | Primetals Technologies Austria GmbH | Metal industry installation and method for tracking a vessel, in particular a metallurgical vessel |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2828053C1 (en) * | 2023-12-19 | 2024-10-07 | Сергей Юрьевич Яшкин | Method of protecting controlled zones and security alarm system for its implementation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100899532B1 (en) | Method and system for preventing loss or lobbery using wireless pan or lan | |
| US11748836B2 (en) | Construction site safety management apparatus | |
| CN109327828A (en) | A kind of intellectualized management system based on wireless sensor network and Bluetooth RF identification technology | |
| EP2422900A1 (en) | Arrangement for measuring physical parameters in continuous casting moulds | |
| CN112505673A (en) | Old people positioning, tracking and identifying system and method | |
| CN113566968B (en) | System and method for identifying iron ladle number by adopting infrared visual identification | |
| KR101654358B1 (en) | System and method for managing ladle | |
| CN213622962U (en) | Tower crane remote control system based on 5G | |
| RU2736795C1 (en) | Local tracking system for movable objects and heat-shielded transponder therefor | |
| CN102722689B (en) | RFID technology-based metallurgical steel tank monitoring and tracking system and realization method thereof | |
| CN111397766A (en) | Image-based temperature measurement sampling gun unloading position intelligent detection method and system | |
| CN114221998B (en) | Lighting and positioning control method based on UWB intelligent lamp | |
| CN116154626A (en) | Switch cabinet cable temperature monitoring system and method | |
| KR20170057294A (en) | Metal industry installation and method for tracking a vessel, in particular a metallurgical vessel | |
| CN104991224A (en) | Tunnel positioning safety management system based on ZigBee and RFID | |
| EP3794372B1 (en) | Anti-collision system and method | |
| CN202815877U (en) | Metallurgy molten steel tank monitoring tracking system based on RFID technology | |
| CN205246244U (en) | Wireless temperature measurement system | |
| KR102450918B1 (en) | Metallurgical vessel having a plurality of transponders | |
| Ahualli et al. | Physical Ladle Tracking | |
| CN114879273A (en) | Clean room environment detection device mobile carrying platform control system and method | |
| CN211848032U (en) | Continuous temperature measuring device for steel-making converter, steel ladle, LF furnace and continuous casting tundish | |
| RU2769754C2 (en) | Device and method for identifying equipment in metallurgical industrial plants | |
| CN208402139U (en) | A kind of transformer substation operation safety monitor system | |
| CN113613172B (en) | Ground wire management method and system based on UWB indoor positioning technology |