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发表人：linfengrao |
发表时间：2011/6/28 16:59:00 |
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| 本栏论题： |
格雷母线定位之叶轮给煤机 [9419] |
目 录
一、系统构成
二、格雷母线通信定位装置结构及原理
三、主要设备配置及相关软件说明
四、系统基本功能
五、系统的主要技术指针
六、交付檔及技术服务
七、质量验收标准及程序
一、系统构成
要完成叶轮给煤机的程控功能，首先要解决两个基础的技术问题：第一位置检测问题，即叶轮给煤机的位置精确检测；第二通信问题，即叶轮给煤机之间、叶轮给煤机与中控室主机之间的数据交换问题。
以下框图给出4台叶轮给煤机(每路皮带机上设2台)的设计方案
如图所示，叶轮给煤机程控系统由地面站和车载站组成。
格雷母线通信定位装置采用车上检测方式，每台车上地址译码器直接译码出本车地址，地址通过485总线传到车上PLC，地址检测精度为5毫米。用于解决叶轮给煤机的走行控制和联锁操作。
每台车设置一台感应通信装置，感应通信装置通过485总线与车上PLC相连，用于解决叶轮给煤机与地面站的数据交换和联锁操作。。
地面站感应通信装置通过485总线与通信控制器相连，通信控制器经过光端机与中控室PLC连接，完成车上PLC与地面中控站PLC的数据通信。用于解决叶轮给煤机与地面站的数据交换和叶轮给煤机的集中监控。
二、格雷母线通信定位装置结构及原理
格雷母线将电磁感应原理应用于位置检测和数据通信领域。格雷母线以相互靠近的扁平状的电缆和天线箱之间的电磁耦合来进行通信，并在通信的同时检测到天线箱在格雷母线长度方向上的位置。
2．1、格雷母线位置检测构成
格雷母线位置检测包括地址编码发射器，地址编码接收器，格雷母线，天线箱四个部分。
2． 2、格雷母线位置检测工作原理
利用最简单的单匝线圈的感应原理,当天线箱线圈中通入交变电流时，在天线箱附近会产生交变磁场，每对格雷母线芯线会产生感应电动势。格雷母线芯线按格雷码规律排列。地址检测单元对接收到的信号进行相位比较，同相地址为“0”； 反相地址为“1”，由此确定移动站在格雷母线长度方向上的位置。位置检测精度达5mm。
2． 3、格雷母线通信定位装置数据通信基本原理
格雷母线数据通信单元包括发信机、天线箱、收信机、感应环线等部分。
在格雷母线中增加两对感应环线用于数据通信，通过电磁耦合在发信机和收信机之间传送信息，信息使用频率键控(FSK)方式调制，使用相干解调，标准通信速率9600bps，通信误码率：10-7。
2． 4、格雷母线通信定位装置的数据接口
2． 5、格雷母线通信定位装置特点
（1）非接触工作方式：非接触工作方式，不怕抖动，无滑脱和磨损等故障；
（2）绝对位置检测：能够连续地、高精度地检测绝对地址，位置检测精度达5毫米，无滑差、抖动误差、可以实现移动机车自动行走和全自动操作；
（3）通信适用范围广：通过电磁耦合来进行通信,不受环境条件限制，接收灵敏度高。例如在隧道内空间电磁波便很难传送 ，格雷母线能实现通信；
（4）不受无管会管制；数据通信的载频为低频，所产生的电磁场只限于几米范围，辐射比工厂使用高频无线电通信系统容许的级别低，不需要向无管会申请即可使用；
（5）兼容性好：位置检测和数据通信可以合用一根格雷母线电缆，施工方便、安装维护简单，占空间小，不影响现场外观，不改变现场设备；
（6）抗干扰能力强：使用交叉扭绞结构及相位检测技术，天线箱与格雷母线两者间隙从30毫米到300毫米均可正常工作，不受环境噪音和接收信号电平波动的影响，能够在诸如铁矿石场等恶劣环境条件中长期可靠的工作。
三、主要设备配置及相关软件说明:
3．1、格雷母线
格雷母线安装在支架上，格雷母线由地址编码发生器驱动，不需要单独供电。
3．2、地面站
地面站电气柜放于现场操作室。电气柜尺寸为:高×宽×深=1800*600*800(mm)，电气柜供电:AC220V,1OA。
电气柜包含地址编码发生器，感应通信装置，通信控制器。
3．3、车上设备
包括天线箱1、天线箱2、地址编码接收器、感应通信装置、电源，车上设备放于车上PLC控制柜，供电:AC220V,3A。
天线箱1：安装在叶轮给煤机上，与格雷母线平行，用于感应通信。每台叶轮给煤机1套。天线箱1尺寸为: 540*300*50（mm）。
天线箱2：安装在叶轮给煤机上，与格雷母线平行，用于地址检测。每台叶轮给煤机1套。天线箱2尺寸为: 300*250*50（mm）。
地址编码接收器：安装在车上控制机柜或车上PLC控制柜中，用于车上译码地址。每台叶轮给煤机1套。地址编码接收器尺寸为: 300*150*50（mm）。供电:DC24V,3A。
感应通信装置：安装在车上控制机柜或车上PLC控制柜中，用于车上感应通信。每台叶轮给煤机1套。感应通信装置尺寸为: 200*100*50（mm）。供电:DC24V,3A。
电源模块：电源模块为: 西门子6EP1333 。AC220V转DC24V
３．４、应用软件
叶轮给煤机应用软件包括上位机监控软件和车上控制软件
３．４.１上位机监控软件
３．４.２移动站车上控制软件
位置自动识别软件
控制,联锁计算软件
四、系统基本功能
４.１ 叶轮给煤机走行位置检测：
叶轮给煤机走行位置通过安装在轨道旁的格雷母线检测到，检测精度5毫米，防止叶轮给煤机碰撞或掉道。
４.2 叶轮给煤机车地间双向数据交换：
格雷母线电缆中增加两对感应环线用于数据感应通信，地面站感应通信单元直接与监控系统计算机相连，车上感应通信单元与叶轮给煤机上PLC相连,通过感应通信方式实现叶轮给煤机与监控系统计算机的双向通信。
４.3 叶轮给煤机手动操作功能。
1 就地控制箱操作功能：
叶轮主电机启动/停止；
叶轮主电机旋转升速/降速；
叶轮给煤机前行/后行/停止；
皮带联锁/联锁解除。
2 就地控制箱显示功能：
电源指示； 叶轮旋转故障；给煤机行走故障；叶轮主电机转速频率值；给煤机前行/后行。
3 地控制箱位置变送功能。
４.4 叶轮给煤机自动操作功能。
1 在主机显示器上按选定运行方式（定点/前行/后行）控制叶轮给煤机的启动、停止；
2 在主机显示器上调整叶轮主电机转速；
3 在主机显示器上显示叶轮给煤机的运行状态：叶轮旋转及实际转速；给煤机行走方向；给煤机行走位置；给煤机工作方式：就地/远方；
4 在主机显示器上显示故障信息：行走故障；叶轮旋转故障；位置传感故障；通讯故障；极限相撞。
5 多机运行：单路皮带的两台叶轮给煤机或双路皮带的四台叶轮给煤机可同时运行，系统根据其行走位置，自动调整叶轮给煤机的行走过程；
6 区间运行：每台叶轮给煤机均可在各自的有效运行范围内设置区间运行；
7 皮带联锁：当皮带不运行时，叶轮给煤机不能启动；当叶轮给煤机正在运行时皮带停转，叶轮给煤机随即停机；
8 故障数据库：按故障发生时间、顺序记录故障性质；
４.5 叶轮给煤机联锁功能。
实现叶轮给煤机与地下设备间联锁控制，防止堵料事故。
４.６叶轮给煤机远程监控
1生产管理及动画监控；
2 采集各给煤机的信息并形成控制命令；
3 加强叶轮给煤机生产调度管理，提高工作效率，实现对叶轮给煤机的程控。
五、系统的主要技术指针
1、 装置适应环境温度为：－45℃～＋80℃（室外设备），0℃～＋50℃（室内设备），适应湿度条件为：≤95%（室外设备），≤85%（室内设备）。
2、格雷母线位置检测：连续的绝对位置检测，检测精度5mm；
3、格雷母线感应通信波特率：全双工通信，9600bps；
4、格雷母线感应通信误码率：＜10-7；
5、有可靠防雷措施和防电磁干扰性能；
6、可用光缆联网，资料远传。
六、交付檔及技术服务
所交付檔包括:
1. 技术说明书:
2. 技术方案;
3. 操作说明书;
4. 培训教材;
5. 随设备一起的附带说明书;
6. 与设备和工厂部分有关的档;
7. 安装数据;
技术服务包括:
1. 设备操作及维护培训;
2. 指导安装.
七、质量验收标准及程序
1. 整个系统经系统安装调试完成后,再由用户及有关单位,组织人员对系统按合同要求进行全面测试.
２.系统经双方测试合格后正式运行1个月无故障,即可对整个系统进行验收.
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