專利名稱：一種編碼器和限位組合實(shí)現(xiàn)長距離位置檢測的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煉鋼橫移臺(tái)車的自動(dòng)避讓控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)車輛準(zhǔn)確減速、準(zhǔn)確定位停車并將其數(shù)據(jù)自動(dòng)采集，傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)的方法。
背景技術(shù)：
目前煉鋼橫移臺(tái)車系統(tǒng)中采用的方法是(1)限位定位控制只能對對應(yīng)點(diǎn)上的臺(tái)車發(fā)出定位信號(hào)，對限位間運(yùn)行或停止的臺(tái)車位置無法識(shí)別和無法識(shí)別車輛相關(guān)信息；(2)激光測距儀有車載反射板和地面固定式激光發(fā)射站進(jìn)行測量，由于快速運(yùn)行中的臺(tái)車晃動(dòng)劇烈，激光激光無法有效被反射板反射，數(shù)據(jù)經(jīng)常丟失；(3)單編碼器無法實(shí)現(xiàn)較長距離的測量，為了防止車輛碰撞，同目的車輛避讓等待在限位位置，等待距離較長，造成連鑄機(jī)積坯被迫降低生產(chǎn)速度?！や搹S的煉鋼橫移臺(tái)車系統(tǒng)，長145m，共有十個(gè)エ位，同時(shí)該軌道上有四臺(tái)車同時(shí)交叉運(yùn)行作業(yè)，為了保證實(shí)現(xiàn)車輛準(zhǔn)確減速，準(zhǔn)確定位停車和車輛交叉作業(yè)時(shí)避免碰撞，實(shí)現(xiàn)有效自動(dòng)避讓；絕對值編碼器和限位組合實(shí)現(xiàn)長距離位置檢測的控制法有效結(jié)合限位和編碼器的優(yōu)點(diǎn)，有效解決了上述問題。本發(fā)明的控制方法，采用的機(jī)械限位組合編碼的定位，與機(jī)械限位配合編碼器長距離檢測的方法，使程序編制大大簡化，這種編碼方式有利于編程與故障控制；該檢測方法的特點(diǎn)包括車輛在定位超過偏差，自動(dòng)啟動(dòng)微調(diào)；實(shí)現(xiàn)車輛先到優(yōu)先后到避讓，提高運(yùn)行效率；車輛間任意位置，只要間距接近安全距離，離目標(biāo)點(diǎn)最遠(yuǎn)的車輛最先停車等待的技術(shù)措施，對精度無特殊要求，非常實(shí)用，具有極強(qiáng)的推廣價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供的控制方法使車輛位置準(zhǔn)確定位，超速自動(dòng)啟動(dòng)微調(diào)，實(shí)現(xiàn)車輛先到優(yōu)先后到避讓，提高運(yùn)行效率，解決長距離測量編碼器累計(jì)誤差的問題，為企業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新做出了示范作用。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種編碼器和限位組合實(shí)現(xiàn)長距離位置檢測的控制方法，采用機(jī)械式限位組合編碼，實(shí)現(xiàn)多位點(diǎn)的識(shí)別與檢測，分步驟實(shí)施；
步驟I組合限位將觸發(fā)限位組合發(fā)訊的銜鐵固定在行駛車輛的軌道上，限位組合安裝在車體上，用于確定車輛區(qū)間的位置；當(dāng)機(jī)械限位有序觸發(fā)，形成系列編碼，編碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制即檢修位尾數(shù)為0 ;減速位尾數(shù)為1、3、4、6 ;停止位尾數(shù)為2、5 ;十位上的數(shù)用于區(qū)別機(jī)組或控制系統(tǒng)范圍，個(gè)位數(shù)用于區(qū)別位置功能或區(qū)間具體位置；
步驟2限位組合對編碼器數(shù)據(jù)的修正車輛在軌道行駛中，絕對值編碼器不斷進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)；
其中車輛所在位置的數(shù)據(jù)由兩部分組成
1)起始位置+編碼器測得位置，由此判斷同目的地車輛遠(yuǎn)近關(guān)系，和先后避讓順序；
2)中央控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)初始化后車摘尋■位系統(tǒng)初始化后，不在限位組合上的車摘，區(qū)間位置無法識(shí)別，通過人工操作，將車開到就近組合限位處發(fā)訊，以完善其位置數(shù)據(jù)；
步驟3采用限位組合編碼方式(圖1)及限位編碼定義對照(圖2)實(shí)施車輛控制；
其中編碼器實(shí)現(xiàn)長距離檢測，定義的運(yùn)行范圍與限位關(guān)系見下表；
1#編碼器10—21 (表中十進(jìn)制)
2#編碼器16—31 (表中十進(jìn)制)
3#編碼器26—41 (表中十進(jìn)制)
4#編碼器36-47 (表中十進(jìn)制)
組合限位數(shù)據(jù)確定車輛運(yùn)行到限位位置時(shí)，編碼器測得數(shù)據(jù)與限位位置數(shù)據(jù)相符；編碼器超出運(yùn)行范圍限定的限位時(shí)，立即復(fù)位清零；編碼器重新計(jì)數(shù)測量，限位位置距離等于當(dāng)前車輛位置；車輛在減速限位點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)比較編碼器測量的偏差，自動(dòng)校正；
步驟4車輛誤差采用自動(dòng)定位微調(diào)控制
車輛剎車或制動(dòng)或沖過停止位，采用低速5Hz驅(qū)動(dòng)橫移臺(tái)車向目標(biāo)位置緩慢調(diào)整位置其參數(shù)包括
1)電機(jī)型號(hào)YTS-315S-450Hz，額定轉(zhuǎn)速1400r/min，減速機(jī)減速比為35 :1，車輛輪直徑900mm，限位觸發(fā)銜鐵長度200mm，車輛允許誤差為±350mm，誤差由鑄坯在輥道中心線允許偏移量確定；
2)車輪ー圈行進(jìn)距離L=JI R=3. 14*900=2827mm ；
3)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速1400+ 60=23. 33r/s ;減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速23. 33 + 35=0. 66r/s ；
4)車輪行進(jìn)速度0. 66X2827=1884. 67mm/S ；
為了保證限位組合被觸發(fā)響應(yīng)的最短時(shí)間Is :速度縮小比率1884.6 + 200=9. 432 ；50Hz + 9. 432=5. 3Hz，采用5Hz頻率車輛行進(jìn)速度188mm/S ；
步驟5車輛防撞控制
1)車輛交叉作業(yè)編碼器判斷以組合限位為基準(zhǔn)，距目標(biāo)位置最近的車優(yōu)先運(yùn)行，而距目標(biāo)車輛最遠(yuǎn)的車輛行駛至兩個(gè)車寬的位置，自動(dòng)減速停止；
2)重疊區(qū)避讓兩車區(qū)間和點(diǎn)位置有重疊，最先接近目的的車輛先行；無載車輛與有載車輛同步時(shí)有載車輛卸載優(yōu)先；兩車都有載時(shí)，距目的地最近的先卸載。3)同目的地避讓組合限位的位寬為±8m，即可駛?cè)胍惠v車。本發(fā)明方法的作用原理使用絕對值編碼器在連續(xù)測量超長測距吋，由于機(jī)械打滑或齒隙等原因會(huì)造成誤差累計(jì)，導(dǎo)致測距不準(zhǔn)，所以在長行程中増加若干個(gè)固定校驗(yàn)位置，減少誤差持續(xù)累積和準(zhǔn)確定位；這些固定的校驗(yàn)位置由一系列開關(guān)量限位組合而成，利用組合限位中單個(gè)限位發(fā)訊先后組合排列成每個(gè)位置唯一對應(yīng)的編碼，這些編碼和行程中實(shí)際位置的長度數(shù)據(jù)一一對應(yīng)。采用的機(jī)械限位組合編碼的定位，與機(jī)械限位配合編碼器長距離檢測的方法，使程序編制大大簡化，有利于編程與故障控制；該檢測方法對精度無特殊要求，非常實(shí)用，彰顯技術(shù)進(jìn)歩。


本發(fā)明結(jié)合附圖作進(jìn)ー步的說明。附圖1為限位組合編碼方法示意圖；如圖所示通過限位擋鐵進(jìn)行限位組合，來實(shí)現(xiàn)小車的定位，橫移臺(tái)車排列順序進(jìn)行解釋。附圖2為橫移臺(tái)車位的限位編碼定義對照；
如圖所示四臺(tái)橫移臺(tái)車通過十進(jìn)制數(shù)區(qū)分，十位代表橫移臺(tái)車，如1#橫移臺(tái)車對應(yīng) 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16 ； 2# 橫移臺(tái)車對應(yīng) 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26.等；十進(jìn)制個(gè)位代表橫移臺(tái)車位置；如1#橫移臺(tái)車接受位是12，2#橫移臺(tái)車接受位是22，等一一對應(yīng)；ニ進(jìn)制排列防止限位順序重復(fù)。進(jìn)行現(xiàn)場定位發(fā)訊；エ位進(jìn)行橫移臺(tái)車方向確定指示。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明結(jié)合實(shí)施例作進(jìn)ー步的說明。
實(shí)施例本發(fā)明的控制方法，采用機(jī)械式限位組合編碼方式，實(shí)現(xiàn)多エ位點(diǎn)的識(shí)別與檢測
I)組合限位觸發(fā)限位組合發(fā)訊的銜鐵是固定在軌道上的，限位組合是被安裝在軌道上行駛的車輛上的；組合限位主要用于定義和區(qū)分車輛區(qū)間位置。通過這種方法實(shí)現(xiàn)機(jī)械限位被有序觸發(fā)，形成一系列呈規(guī)律變化的編碼，排列規(guī)律(編碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制后):檢修位尾數(shù)為0 ;減速位尾數(shù)為1、3、4、6 ;停止位尾數(shù)2、5。十位上的數(shù)用于區(qū)別機(jī)組或控制系統(tǒng)范圍，個(gè)位數(shù)用于區(qū)別位置功能或區(qū)間具體位置。2)限位組合對編碼器數(shù)據(jù)修正車輛在軌道行駛過程中絕對值編碼器不斷進(jìn)行實(shí)時(shí)測量；同吋，當(dāng)車輛行駛至某一限位組合觸訊裝置處，系統(tǒng)提取當(dāng)前限位組合發(fā)訊編碼所對應(yīng)的實(shí)際位置，并以此數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)數(shù)據(jù)對編碼器所測的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，超出許可誤差，自動(dòng)進(jìn)行修正。當(dāng)車輛行駛至某一限位組合觸訊裝置處并停止時(shí)，編碼器自動(dòng)復(fù)位清零并已當(dāng)前位置為起始位置，準(zhǔn)備好下一次的測量準(zhǔn)備。同時(shí)，但編碼器檢測數(shù)據(jù)顯示應(yīng)當(dāng)?shù)竭_(dá)某組合限位位置，則可以認(rèn)為該限位組合故障。其原理如(I)如何選擇基準(zhǔn)值(即以限位校正編碼器，還是以編碼器校判斷限位發(fā)訊是否有誤)原則是誰正確以誰為基準(zhǔn)，都正確則以限位為基準(zhǔn)目標(biāo)停車位清零編碼器。若組合限位和編碼器都是異常的，則故障停車。(2)限位發(fā)訊正常與否的判斷方法車輛在向目標(biāo)位置運(yùn)行時(shí)，所經(jīng)過的限位順序是預(yù)定好的，在預(yù)定速度下和時(shí)間范圍內(nèi)，未達(dá)到或?yàn)榘错樞蛴|發(fā)限位組合，則可以認(rèn)為限位組合故障，此時(shí)為保證車輛該動(dòng)作周期正常結(jié)束，則主要以編碼器為主進(jìn)行低速運(yùn)行。(3)絕對編碼器數(shù)值異常的判斷絕對值編碼器単位時(shí)間變化數(shù)據(jù)作為車輛實(shí)際速度，在車輛按照預(yù)設(shè)速度運(yùn)行吋，使編碼器測得速度和車輛實(shí)際速度對比，超出一定限幅范圍，則認(rèn)為編碼器測量數(shù)據(jù)異常，此時(shí)應(yīng)主要以組合限位定位完成該動(dòng)作周期。3)車輛所在位置的數(shù)據(jù)由兩部分組成(I)區(qū)間(起始位置)+編碼器測得位置，并由此可以判斷同目的地車輛遠(yuǎn)近關(guān)系，和先后避讓順序；(2)中央控制系統(tǒng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)初始化后車輛尋位系統(tǒng)初始化后，不在任何限位組合上的車輛，其區(qū)間位置丟失無法識(shí)別，通過人工操作開到就近組合限位處并發(fā)訊，以完善其位置數(shù)據(jù)。采用限位組合編碼方法(圖1)與限位編碼定義對照(圖2)實(shí)施檢測與控制；編碼器實(shí)現(xiàn)長距離檢測，定義的運(yùn)行范圍與限位關(guān)系見下表；
1#編碼器10—21 (表中十進(jìn)制)
2#編碼器16—31 (表中十進(jìn)制)
3#編碼器26—41 (表中十進(jìn)制)
4#編碼器36-47 (表中十進(jìn)制)
組合限位數(shù)據(jù)確定車輛運(yùn)行到限位位置時(shí)，編碼器測得數(shù)據(jù)和限位位置數(shù)據(jù)相符；
其中編碼器超出運(yùn)行范圍限定的限位時(shí)，編碼器立即復(fù)位清零；
其中編碼器重新計(jì)數(shù)測量，同時(shí)加上限位位置距離等于當(dāng)前車輛位置；
其中在運(yùn)行范圍內(nèi)，車輛在減速限位點(diǎn)吋，系統(tǒng)自動(dòng)比較編碼器測量偏差，如偏差大于預(yù)設(shè)范圍，則自動(dòng)校正；
4)車輛停止誤差采用自動(dòng)定位微調(diào)的控制
車輛剎車或制動(dòng)或沖過停止位，編碼器測得偏差，采用低速5HZ驅(qū)動(dòng)橫移臺(tái)車向目標(biāo)位置緩慢調(diào)整位置；
其參數(shù)電機(jī)型號(hào)YTS-315S-4 50Hz,額定轉(zhuǎn)速1400r/min，減速機(jī)減速比35 :1，車輛輪直徑900mm ；限位觸發(fā)銜鐵長度200mm(依據(jù)車輛允許誤差為±350mm確定，誤差是由鑄坯在輥道中心線允許偏移量確定)
車輪ー圈行進(jìn)距離L=3iR=3. 14*900=2827mm
電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速1400 + 60=23. 33r/s ;減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速23. 33 + 35=0. 66r/s ；
車輪行進(jìn)速度 0. 66X2827=1884. 67mm/S ；
為了保證限位組合被觸發(fā)響應(yīng)的最短時(shí)間Is :速度縮小比率1884. 6 + 200=9. 432 ； 50Hz + 9. 432=5. 3Hz
采用5Hz頻率車輛行進(jìn)速度188mm/S，完全滿足停車準(zhǔn)確性和限位觸發(fā)時(shí)間要求。5)車輛防撞控制
車輛交叉作業(yè)編碼器判斷以組合限位為基準(zhǔn)，距目標(biāo)位置最近的車優(yōu)先運(yùn)行，而距目標(biāo)車輛最遠(yuǎn)的車輛行駛至兩個(gè)車寬的位置，自動(dòng)減速停止；只有當(dāng)兩車所需經(jīng)過的區(qū)間和點(diǎn)位置有重疊，才可能發(fā)生相撞；
避讓原則最多允許兩車輛所需經(jīng)過的區(qū)間和點(diǎn)位置有重疊；有鑄坯車輛先行；最先接近目的地的車輛先行；
同目的地避讓任意一組合限位地址的±8m范圍(兩個(gè)車寬距)只允許ー輛車進(jìn)入，兩個(gè)車寬距是依據(jù)足夠自由停車距確定。重疊區(qū)避讓無載車輛避讓有載車輛，當(dāng)有同區(qū)間內(nèi)，有載車輛距無載車輛兩個(gè)車寬時(shí)，無載車輛以有載車輛速度、方向同步運(yùn)行停車，直至有載車輛卸載完畢；兩車都有重載時(shí)，距目的地最近的先卸載。本方法的機(jī)械限位組合編碼方式適用于同軌道多點(diǎn)定位停車，位置的識(shí)別；機(jī)械限位和編碼器組合適用于長距離實(shí)時(shí)位置測量與處置。
權(quán)利要求
1.一種編碼器和限位組合實(shí)現(xiàn)長距離位置檢測的控制方法，其特征在于采用機(jī)械式限位組合編碼，實(shí)現(xiàn)多位點(diǎn)的識(shí)別與檢測，分步驟實(shí)施； 步驟I組合限位將觸發(fā)限位組合發(fā)訊的銜鐵固定在行駛車輛的軌道上，限位組合安裝在車體上，用于確定車輛區(qū)間的位置；當(dāng)機(jī)械限位有序觸發(fā)，形成系列編碼，編碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制即檢修位尾數(shù)為O ;減速位尾數(shù)為1、3、4、6 ;停止位尾數(shù)為2、5 ;十位上的數(shù)用于區(qū)別機(jī)組或控制系統(tǒng)范圍，個(gè)位數(shù)用于區(qū)別位置功能或區(qū)間具體位置； 步驟2限位組合對編碼器數(shù)據(jù)的修正車輛在軌道行駛中，絕對值編碼器不斷進(jìn)行實(shí)時(shí)測量，將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街醒肟刂葡到y(tǒng)； 其中車輛所在位置的數(shù)據(jù)由兩部分組成 1)起始位置+編碼器測得位置，由此判斷同目的地車輛遠(yuǎn)近關(guān)系，和先后避讓順序； 2)中央控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)初始化后車輛尋位系統(tǒng)初始化后，不在限位組合上的車輛，區(qū)間位置無法識(shí)別，通過人工操作，將車開到就近組合限位處發(fā)訊，以完善其位置數(shù)據(jù)； 步驟3采用限位組合編碼方式(圖1)及限位編碼定義對照(圖2)實(shí)施車輛控制； 其中編碼器實(shí)現(xiàn)長距離檢測，定義的運(yùn)行范圍與限位關(guān)系見下表； 1#編碼器10-21 (表中十進(jìn)制) 2#編碼器16-31 (表中十進(jìn)制) 3#編碼器26-41 (表中十進(jìn)制) 4#編碼器36-47 (表中十進(jìn)制) 組合限位數(shù)據(jù)確定車輛運(yùn)行到限位位置時(shí)，編碼器測得數(shù)據(jù)與限位位置數(shù)據(jù)相符；編碼器超出運(yùn)行范圍限定的限位時(shí)，立即復(fù)位清零；編碼器重新計(jì)數(shù)測量，限位位置距離等于當(dāng)前車輛位置；車輛在減速限位點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)比較編碼器測量的偏差，自動(dòng)校正； 步驟4車輛誤差采用自動(dòng)定位微調(diào)控制 車輛剎車或制動(dòng)或沖過停止位，采用低速5Hz驅(qū)動(dòng)橫移臺(tái)車向目標(biāo)位置緩慢調(diào)整位置其參數(shù)包括 1)電機(jī)型號(hào)YTS-315S-450Hz，額定轉(zhuǎn)速1400r/min，減速機(jī)減速比為35 :1，車輛輪直徑900mm，限位觸發(fā)銜鐵長度200mm，車輛允許誤差為±350mm，誤差由鑄坯在輥道中心線允許偏移量確定； 2)車輪一圈行進(jìn)距離L=JI R=3. 14*900=2827mm ； 3)電機(jī)輸出轉(zhuǎn)速1400+ 60=23. 33r/s ;減速機(jī)輸出轉(zhuǎn)速23. 33 + 35=0. 66r/s ； 4)車輪行進(jìn)速度0. 66X2827=1884. 67mm/S ； 為了保證限位組合被觸發(fā)響應(yīng)的最短時(shí)間Is :速度縮小比率1884.6 + 200=9. 432 ；50Hz + 9. 432=5. 3Hz，采用5Hz頻率車輛行進(jìn)速度188mm/S ； 步驟5車輛防撞控制 1)車輛交叉作業(yè)編碼器判斷以組合限位為基準(zhǔn)，距目標(biāo)位置最近的車優(yōu)先運(yùn)行，而距目標(biāo)車輛最遠(yuǎn)的車輛行駛至兩個(gè)車寬的位置，自動(dòng)減速停止； 2)重疊區(qū)避讓兩車區(qū)間和點(diǎn)位置有重疊，最先接近目的的車輛先行；無載車輛與有載車輛同步時(shí)有載車輛卸載優(yōu)先；兩車都有載時(shí)，距目的地最近的先卸載； 3)同目的地避讓組合限位的位寬為±8m，即可駛?cè)胍惠v車。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于機(jī)械限位組合編碼適用于同軌道多點(diǎn)定位停車位置的識(shí)別， 機(jī)械限位和編碼器組合適用于長距離實(shí)時(shí)位置測量與處置。
全文摘要
本發(fā)明提供的一種編碼器和限位組合實(shí)現(xiàn)長距離位置檢測的控制方法,步驟1將觸發(fā)限位組合發(fā)訊的銜鐵固定在行駛車輛的軌道上，限位組合安裝在車體上，用于確定車輛區(qū)間的位置；當(dāng)機(jī)械限位有序觸發(fā)，形成系列編碼，編碼轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制十位上的數(shù)用于區(qū)別機(jī)組或控制系統(tǒng)范圍，個(gè)位數(shù)用于區(qū)別位置功能或區(qū)間具體位置；步驟2限位組合對編碼器數(shù)據(jù)的修正；步驟3采用限位組合編碼方式(圖1)及限位編碼定義對照(圖2)實(shí)施車輛控制；機(jī)械限位組合編碼適用于同軌道多點(diǎn)定位停車位置的識(shí)別，機(jī)械限位和編碼器組合適用于長距離實(shí)時(shí)位置測量與處置。
文檔編號(hào)G05B19/04GK103019109SQ201210286410
公開日2013年4月3日 申請日期2012年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月10日
發(fā)明者滕永杰, 陳俊鋼, 柴安, 毛有春 申請人:寶鋼集團(tuán)新疆八一鋼鐵有限公司