一種基於gps精確授時的軌道式群吊同步系統的製作方法
2023-06-15 09:23:11 1
專利名稱：一種基於gps精確授時的軌道式群吊同步系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種基於GPS精確授時的群吊同步系統的設計與實現。具體地說，本實用新型涉及了一種利用GPS精確地授時，PC機與終端模塊控制吊車的前進速度以實現群吊的同步的系統。
技術背景普通鐵路是由25米長的短軌鋪設而成的，由於鐵路短軌的有縫接頭和列車車輪撞擊發出的聲響，乘坐的列車不停地發出「嗒嗒、嗒嗒」的響聲。採用長軌(鐵軌長度約500米)鋪設鐵路可以大大減少了線路鋼軌的焊接接頭數量，減少了輪軌衝擊、振動，提高了軌道鋪設精度，保持了軌道的持續平順，確保了軌道處於優良狀態，具有鋪設速度快、安全性能好、鋪設精度高等特點。由於高速鐵路對鋼軌的要求特別高，鋪設鐵路時選用長軌。長軌在出廠後經由專門的列車運輸至施工現場，通過長軌鋪設機進行焊接。 長軌在裝入列車過程中需要多個起重設備(一般採用吊車)協同工作，若出現起重設備運動不同步的情況，則吊車間相互作用力會對鐵軌或設備裝置造成損壞。已有的系統一般採用電磁方式進行運行裝置的精確定位。隨著科學技術的發展，精確的時間同步需求越來越廣泛。利用全球定位系統GPS (Global Positioning System)可進行高精度全球授時。不同設備將各自GPS接收機輸出的時間信號修正成標準時間，便可使不同設備之間的時間精確統一，其精度可以達到幾十納秒。隨著技術的不斷發展，GPS接收機的集成度越來越高，價格越來越低。因此，GPS已經成為目前應用最廣泛的主動式高精度衛星授時手段
實用新型內容
本系統目的在滿足精度的前提下採用一種時間同步的方法解決多個吊車運動中的同步問題。整個系統在通信上採用的是應答方式，具有可靠性高的優點。一種基於GPS精確授時的軌道式群吊同步系統，其特徵在於包括GPS設備，PC機，終端模塊，其中終端模塊包括控制子模塊、通信子模塊、PLC子模塊、執行子模塊。系統的具體拓撲結構如下圖I所示；終端模塊如圖2所示。各模塊的具體功能為I)通信子模塊實現控制子模塊與PC機之間的通信，可以選擇RS232通信，也可以選擇網絡通信的方式；2)控制子模塊一方面藉助通信子模塊實現與PC機之間的通信，獲取GPS的時間信息等參數；另一方面與PLC通信，得到吊車的當前位置，進而控制PLC模塊的脈衝輸出等功倉泛;3) PLC子模塊帶有位控模塊(位置控制模塊)，通過位置控制模塊可以得到吊車的當前位置，輸出脈衝控制執行子模塊運轉完成閉環控制；4)執行子模塊由伺服電機及其外圍設備構成。[0012]本實用新型的具體實現步驟如下(I)PC機控制吊車的同時啟動行走設備啟動前，PC機讀取GPS的時間，通過報文的方式，為每個終端模塊進行精確授時。通信過程採用應答方式，可以保證每個終端設備得到當前的GPS設備的時間。PC機通過命令控制運動模塊在某個絕對時間後同時啟動，終端模塊依據這個時刻換算為相應的時間後啟動運行機構，這樣可以控制多個吊車的同步啟動。PC機軟體控制流程如下圖3所示⑵PC機對模塊在運行中的控制在吊車的行進過程中，通過向下位機的模塊循環發布當前的GPS時間，終端模塊據此進行速度的微調，從而可以保持多個吊車的同步。在吊車運行過程中，PC機一直以循 環的方式發送報文，保持與終端模塊的通信。PC機的軟體控制流程如圖4所示。當終端模塊運行至目的地址後，給PC機發送數據報文並自動停止運行。當所有模塊停止後，則本次運行結束。(3)終端模塊在運行中調整速度的方式在終端模塊收到PC機的啟動數據包後，所有終端選擇同一種運行模式。該運行模式把絕對時間與模塊運行的距離關聯起來。在運行過程中，當終端模塊收到PC機傳遞的實時GPS時間後，據此調整運行速度。步驟⑴中，系統的終端個數為24 40個。依據終端模塊的個數不同，啟動滯後時間設置為2 5秒。步驟⑵中，PC機循環發送報文的周期設置為I 2秒。步驟(3)中，終端模塊的運行速度選擇區間為每秒O. I 2米。本系統採用一種時間同步的方法解決多個吊車運動中的同步問題。
圖I系統拓撲結構圖。圖2終端模塊結構圖。圖3PC機軟體控制流程。圖4PC機的軟體控制流程。圖5PC機與終端通信模式。
具體實施方式
作為應用案例，本實用新型具體設備的選擇如下I、GPS設備採用北京合眾思壯科技股份有限公的產品『UGB-RT 二合一授時接收機，;2、通信方式選擇串口形式的RS232/485方式，通信模塊選擇北京阿爾泰科技發展有限公司的產品『阿爾泰RS485總線模塊』，具體如圖5所示3、PLC子模塊，採用西門子(SIEMENS)公司的PLC產品S7-300 ；4、執行子模塊，採用日本安川(YASKAWA)的型號為SGMJV-08AAA61的伺服定位系統。[0034]PC機與終端通信的報文格式一、協議基本格式I. I字節格式每字節含8個數據位，傳輸時加上I個起始位(O)、I個停止位(I)，共10位。先傳低位，後傳高位。上、下行波特率為19200BPS。通信協議說明
權利要求1.一種基於GPS精確授時的軌道式群吊同步系統，其特徵在於包括GPS設備，PC機，終端模塊，且GPS設備，PC機，終端模塊依次相連接，其中終端模塊包括控制子模塊、通信子模塊、PLC子模塊、執行子模塊。
專利摘要本實用新型涉及一種基於GPS精確授時的軌道式群吊同步系統。一種基於GPS精確授時的軌道式群吊同步系統，其特徵在於包括GPS設備，PC機，終端模塊，其中終端模塊包括控制子模塊、通信子模塊、PLC子模塊、執行子模塊。本實用新型的目的是利用GPS(全球定位系統)設備精確地對PC機授時，PC機將GPS上的時間準確地傳遞到各終端模塊，每個終端模塊控制相應的吊車運行，從而實現多個吊車(群吊)的同步運行。系統在通信上採用應答的方式，具有可靠性高的優點。本實用新型的原理簡便，使用靈活，實現起來非常簡單，容易在長軌吊裝系統中得到廣泛的應用。
文檔編號B66C13/44GK202575742SQ20122001616
公開日2012年12月5日 申請日期2012年1月13日 優先權日2012年1月13日
發明者陳東升, 張一鳴, 高俊俠, 李梅 申請人:北京工業大學