編碼板冗餘定位系統的製作方法
2023-05-09 11:45:21
專利名稱：編碼板冗餘定位系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種定位系統，尤其涉及一種編碼板冗餘定位系統。
背景技術：
焦爐機車定位方式主要採用旋轉編碼定位、紅外線定位、無線感應編碼電纜定位技術。隨著焦爐安全生產要求的不斷提高及焦爐機車自動化控制的需求，需要解決如何在焦化企業極其惡劣的工況環境中，提高機車地址檢測的穩定性、抗幹擾能力；如何檢測機車的絕對連續地址；如何使設備出現故障時，能有一套冗餘裝置依舊能保證煉焦過程的安全， 並為設備更換維護提供充裕的時間。現有技術的缺點現有定位技術均採用單一的定位方式來實現。各種定位方式均存在不同程度的缺陷。旋轉編碼定位技術依靠安裝於車軸上的旋轉編碼器來實現，當車輪打滑時，旋轉編碼器所檢測到的地址就錯；由於其檢測出的地址為相對地址，需要隨時校準。紅外線定位技術採用的移動標尺和固定標尺均為有源器件(即需要提供直流電源才能工作)，長期在陽光直射、多塵、潮溼的室外工作，可靠性低；焦爐是一個巨大的紅外線發射體，紅外頻譜較寬，對紅外器件幹擾較大。無線感應編碼電纜定位技術則由於紅焦落地等原因導致熄焦車編碼電纜經常燒毀。當前焦爐機車的冗餘定位系統主要採用紅外編碼定位方式。該系統分為車載部和地面站部。車載部包括活動標尺、信號檢測和傳送單元；地面部包括固定標尺。系統的位置檢測基本原理為地面固定標尺是由金屬外殼封裝而成，外殼上等間隔分出若干個窗口， 高頻調製的編碼紅外線通過這些窗口發出。車載活動標尺為紅外接收設備，接收到的調製後的高頻波在活動標尺上進行分析，識別出機車的實際位置。對應與每個炭化室的固定標尺為有源器件，在焦化廠高溫、粉塵、腐蝕等惡劣的環境下，故障發生率高。每個炭化室對應一個固定標尺，因此檢測出的機車地址是不連續地址，不利於控制機車自動走行。經常會出現檢測盲區，導致系統無法正常運行。焦爐本身是一個巨大的紅外線發射體，對紅外器件幹擾大。地址檢測解析度低，無法滿足機車高精度自動定位的要求。
實用新型內容本實用新型提供了一種編碼板冗餘定位系統，以解決上述技術問題中的不足之處。為解決以上技術問題，本實用新型採用的技術方案是一種編碼板冗餘定位系統， 包括地面部和車載部，其特徵在於所述地面部主要由編碼板、編碼電纜、終端箱、段間箱、 始端箱、中控櫃組成，編碼板的上面設置有孔，編碼板的個數為多個；所述車載部主要由中央處理器、編碼電纜地址檢測單元模塊、編碼板地址檢測單元模塊、天線箱、掃描器組成，掃描器有12對對射型雷射傳感器，以6對為一組，分左右兩組；天線箱和掃描器分別通過編碼電纜地址檢測單元模塊、編碼板地址檢測單元模塊與中央處理器相連接。
3[0008]本實用新型採用編碼板與編碼電纜相結合，替代單純的旋轉編碼定位、紅外線定位。解決了採用相對地址或不連續地址檢測無法滿足機車自動控制的需求問題，同時也保證了即使出現意外情況導致編碼電纜燒毀時，安全出焦的聯鎖控制系統仍可正常使用；故障發生率低、無檢測盲區、對紅外器件幹擾小、地址檢測解析度高。
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型作進一步詳細的說明。
圖1為本實用新型的結構框圖。圖2為編碼板排列示意圖。圖3為編碼電纜定位系統信號流程圖。
具體實施方式
如圖1所示，本實用新型包括車載部和地面部，地面部主要由編碼板3、編碼電纜、 終端箱、段間箱、始端箱、中控櫃組成。編碼板3的上面設置有孔，編碼板個數為多個。編碼電纜中間連接有段間箱兩端分別連接終端箱和始端箱，始端箱與中控櫃相連接。車載部主要由中央處理器(CPU)、編碼電纜地址檢測單元模塊1、編碼板地址檢測單元模塊2、天線箱、掃描器組成。掃描器具有12對對射型雷射傳感器，以6對為一組方向，分左右兩組，分別實現機車從兩個不同方向駛入編碼板範圍的地址檢測。天線箱和掃描器分別通過編碼電纜地址檢測單元模塊1、編碼板地址檢測單元模塊2與中央處理器相連接。編碼板3是上面以一定規律開孔的鐵片，每個炭化室對應一塊編碼板，每塊編碼板都有一個唯一的編碼來區分不同炭化室。通過在車上安裝對射式雷射傳感器來掃描每塊編碼板的地址信息。編碼板的示意圖如圖1、圖2所示。其中第一排為地址編碼，每塊編碼板的開孔方式都不同。第二排為時鐘信號，以固定間距排列。第三到第六排為方向編碼及精確編碼，通過不同的雷射傳感器來解決機車在編碼板範圍內左右晃動時的地址判斷，並可以確定機車的精確位置。掃描器通過12對對射型雷射傳感器來掃描編碼板上的信息。發射和接收探頭又可分為左右兩個方向，來判別機車從哪個方向駛入編碼板範圍。當一排方向的探頭完全掃描完編碼板後，得到了一個大地址來確定機車已到某一炭化室範圍，再通過另一排方向的精密探頭位置來確定機車的精密地址。編碼電纜是按格雷碼規律編制而成的，編碼電纜定位系統信號流程圖如圖3所示，地址編碼發生器發出的地址編碼信號經過功率放大、阻抗匹配單元，送到編碼電纜。安裝在機車上的天線箱通過電磁感應形成感應電流，將信號送至地址檢測單元解碼，得到本機車地址。地面部包括按每個炭化室間隔安裝的編碼板、編碼電纜及相關接線箱、中控櫃。其中編碼板無需供電及任何接線。車載部包括天線箱、掃描器、編碼電纜地址檢測單元模塊、 編碼板地址檢測單元模塊、PLC (指數字運算操作電子系統的可編程邏輯控制器)系統。由天線箱接收編碼電纜的地址信號、掃描器掃描編碼板的地址信號，兩種檢測同步進行，最終得到的兩個地址統一送PLC系統進行處理，實現了機車地址的冗餘。本實用新型採用編碼板定位與編碼電纜定位相結合的方式，編碼板與編碼電纜安裝上完全獨立，兩種地址檢測功能分開同步進行。編碼板設計了方向及精密地址編碼，根據精密地址編碼可精確檢測機車位置。
權利要求1. 一種編碼板冗餘定位系統，包括地面部和車載部，其特徵在於所述地面部主要由編碼板、編碼電纜、終端箱、段間箱、始端箱、中控櫃組成，編碼板的上面設置有孔，編碼板的個數為多個；所述車載部主要由中央處理器、編碼電纜地址檢測單元模塊、編碼板地址檢測單元模塊、天線箱、掃描器組成，掃描器有12對對射型雷射傳感器，以6對為一組，分左右兩組；天線箱和掃描器分別通過編碼電纜地址檢測單元模塊、編碼板地址檢測單元模塊與中央處理器相連接。
專利摘要本實用新型公開了一種編碼板冗餘定位系統，包括地面部和車載部，地面部由編碼板、編碼電纜、終端箱、段間箱、始端箱、中控櫃組成，編碼板的上面設置有孔，編碼板的個數為多個；車載部由中央處理器、編碼電纜地址檢測單元模塊、編碼板地址檢測單元模塊、天線箱、掃描器組成，掃描器有12對對射型雷射傳感器，以6對為一組，分左右兩組；天線箱和掃描器分別通過編碼電纜地址檢測單元模塊、編碼板地址檢測單元模塊與中央處理器相連接。本新型採用編碼板與編碼電纜相結合，替代單純的旋轉編碼定位、紅外線定位，保證了在出現意外情況下控制系統仍可正常使用，故障發生率低、無檢測盲區、對紅外器件幹擾小、地址檢測解析度高。
文檔編號G01B11/00GK202013176SQ201120055090
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月4日 優先權日2011年3月4日
發明者沈瑜平, 王燕勇, 鍾建哲, 顧佳捷, 顧增華 申請人:杭州錢江稱重技術有限公司