一种基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统及方法，包括电机车、熄焦车、车载PLC控制系统，还包括信号采集单元和信号分析处理单元，信号采集单元和信号分析处理单元无线连接，信号采集单元设置在熄焦车上，信号分析处理单元设置在电机车上，车载PLC控制系统与信号分析处理单元连接。本发明专利技术的优点是：将熄焦车与电机车之间的有线连接改造为无线连接，减轻了熄焦车更换检修的工作量，也杜绝了因线缆扯断而导致系统失效的风险；超声波测距仪和信号变送器都布置在熄焦车上，降低了调试难度和调试工作量；采用触摸屏方便炼焦生产和系统维护，作业人员随时查看与相邻熄焦车的实时距离信息。时距离信息。时距离信息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统及方法


[0001]本专利技术涉及焦化行业的焦炉车辆防碰撞系统，尤其涉及一种基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统及方法。

技术介绍

[0002]当前，炼焦生产中的安全问题越来越得到重视，俗称“炼焦四大车”的装煤车、推焦车、拦焦车和熄焦车是炼焦生产的重要设备。由于恶劣天气、司机操作不当及管理问题等原因，同轨道车辆之间发生碰撞事故时有发生，严重的车辆碰撞事故会造成人身伤亡和财产损失，甚至导致焦炉停产。近年来，针对焦炉车辆的防碰撞问题研发了很多解决方案，其中，基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统在焦化行业的许多技术升级改造和焦炉新建项目中得到了应用。
[0003]现有的基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统，是利用了超声波具有在粉尘、电磁场、蒸汽等恶劣工况下抗干扰能力强，并且在车辆晃动，轨道面局部高低不平等不利环境中仍具有良好的目标捕捉能力的特点；同时系统还具有运行成本低，容易维护等优势。
[0004]但是，在熄焦车(或称焦罐车)防碰撞的应用案例中，发现该技术方案在以下方面还存在一定的弊端，需要进一步改进和完善。
[0005]1)现有技术方案将超声波测距仪和反射板设置在最外侧熄焦车的前端，控制箱设置在电机车驾驶室，为方便熄焦车检修，熄焦车之间的专用电缆是通过航空插头连接的。在实际应用中，这种方式不但增加了熄焦车拆换的工作量，还容易因操作失误扯断电缆，导致系统失效。
[0006]2)现有技术方案将控制箱(含信号变送器)设置在电机车驾驶室是为了方便调试，但对于熄焦车的调试工作来说，由于要考虑熄焦车的拆换，实际上是增加了调试难度和工作量。
[0007]3)现有技术方案没有人机交互界面，系统的参数设置和状态确认等操作的流程复杂，不利于日常维护。

技术实现思路

[0008]为克服现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统及方法，采用信号采集单元设置在熄焦车上，信号分析处理单元设置在电机车上，信号采集单元和信号分析处理单元采用无线连接。
[0009]为实现上述目的，本专利技术通过以下技术方案实现：
[0010]一种基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统，包括电机车、熄焦车、车载PLC控制系统，还包括信号采集单元和信号分析处理单元，信号采集单元和信号分析处理单元无线连接，信号采集单元设置在熄焦车上，信号分析处理单元设置在电机车上，车载PLC控制系统与信号分析处理单元连接。
[0011]信号采集单元包括超声波测距仪、反射板、信号变送器、无线模拟量采集模块的发
射控制器，超声波测距仪和信号变送器通过端口连接，信号变送器和无线模拟量采集模块的发射控制器通过端口连接。
[0012]信号分析处理单元包括无线模拟量采集模块的接收控制器、触摸屏、报警装置、PLC控制器，无线模拟量采集模块的接收控制器和触摸屏分别与PLC控制器通过通讯端口连接，报警装置与PLC控制器通过端口连接。
[0013]无线模拟量采集模块的发射控制器与信号分析处理单元无线连接。
[0014]超声波测距仪包括喇叭形辐射仓、压电陶瓷圆环、锥形收波器和接线端子仓组成；锥形收波器通过喇叭形辐射仓顶部的卡槽固定在喇叭形辐射仓内，锥形收波器为空心结构，其内部填充吸声材料；锥形收波器的外侧设压电陶瓷圆环，压电陶瓷圆环的底部延伸到喇叭形辐射仓的中下部；喇叭形辐射仓的顶部设接线端子仓，两者的连接面之间设有起阻尼作用的软性垫片；接线端子仓内设接线端子板，压电陶瓷圆环的正、负极分别连接接线端子并通过电缆与信号变送器连接。
[0015]超声波测距仪的输出端输出4
‑
20mA模拟量信号。
[0016]一种基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞方法，每台熄焦车设置一套信号采集单元，设置在每台熄焦车前进方向端，如果备用熄焦车也作为相对方向车组的备用，则备用熄焦车需配置两套信号采集单元，分别设置在熄焦车前后两端，超声波测距仪和反射板设置在熄焦车最外侧，并且反射板与超声波测距仪位于同一水平面，超声波测距仪用于采集与相邻熄焦车之间的距离信息，并将距离信息通过无线模拟量采集模块的发射控制器和无线模拟量采集模块的接收控制器传送至PLC控制器，PLC控制器根据预先设置的报警间距实时与相邻熄焦车之间的距离信息进行比较，当相邻熄焦车进入报警间距，报警装置动作并通知车载PLC控制系统控制熄焦车减速或者停车。
[0017]电机车上的无线模拟量采集模块的接收控制器通过点对多点的配对方式，将各个熄焦车上的无线模拟量采集模块的发射控制器采集到的超声波测距仪的模拟量信号传送至PLC控制器。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0019]1.将熄焦车与电机车之间的有线连接改造为无线连接，减轻了熄焦车更换检修的工作量，也杜绝了因线缆扯断而导致系统失效的风险；
[0020]2.超声波测距仪和信号变送器都布置在熄焦车上，降低了调试难度和调试工作量；
[0021]3.采用触摸屏方便炼焦生产和系统维护，作业人员随时查看与相邻熄焦车的实时距离信息。
附图说明
[0022]图1是基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统示意图。
[0023]图中：1
‑
超声波测距仪 2
‑
信号分析处理单元 3
‑
触摸屏4
‑
PLC控制器 5
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报警装置6
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车载PLC控制系统 7
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无线模拟量采集模块的发射控制器 8
‑
无线模拟量采集模块的接收控制器。
具体实施方式
[0024]下面结合说明书附图对本专利技术进行详细地描述，但是应该指出本专利技术的实施不限于以下的实施方式。
[0025]以下实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
[0026]【实施例1】
[0027]见图1，熄焦车是专门用来承接从焦炉炭化室推出的约1000℃成熟焦炭的焦炉生产设备。湿法熄焦是将熄焦车由电机车牵引至熄焦塔进行熄焦；干法熄焦是将熄焦车由电机车牵引至干熄站进行熄焦，当前大型焦化厂的熄焦方式基本上都采用干法熄焦。常见的熄焦车防碰撞案例是四座焦炉共用一条车线，两套干熄站布置在焦炉中部间台处。在干法熄焦的常规设计中，一般每两座焦炉配置一台电机车，三台熄焦车(两台生产，一台备用)。在实际生产中，为了缩短换罐时间和电机车操作周期，一般电机车位于两台熄焦车的一端，且位于远离干熄站的一侧。由于熄焦车根据生产需要会替换检修，因此，最外侧的熄焦车是不固定的。
[0028]每台熄焦车设置一套信号采集单元，设置在每台熄焦车前进方向端(一般为朝向干熄站的一侧)。如果备用熄焦车也作为相对方向车组的备用，则备用熄焦车需配置两套信号采集单元，分别设置在熄焦车前后两端。
[0029]超声波本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统，包括电机车、熄焦车、车载PLC控制系统，其特征在于，还包括信号采集单元和信号分析处理单元，信号采集单元和信号分析处理单元无线连接，所述的信号采集单元设置在熄焦车上，所述的信号分析处理单元设置在电机车上，车载PLC控制系统与信号分析处理单元连接。2.根据权利要求1所述的一种基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统，其特征在于，所述的信号采集单元包括超声波测距仪、反射板、信号变送器、无线模拟量采集模块的发射控制器，超声波测距仪和信号变送器通过端口连接，信号变送器和无线模拟量采集模块的发射控制器通过端口连接。3.根据权利要求1所述的一种基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统，其特征在于，所述的信号分析处理单元包括无线模拟量采集模块的接收控制器、触摸屏、报警装置、PLC控制器，无线模拟量采集模块的接收控制器和触摸屏分别与PLC控制器通过通讯端口连接，报警装置与PLC控制器通过端口连接。4.根据权利要求2所述的一种基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统，其特征在于，所述的无线模拟量采集模块的发射控制器与信号分析处理单元无线连接。5.根据权利要求2所述的一种基于超声波技术的焦炉车辆防碰撞系统，其特征在于，所述的超声波测距仪包括喇叭形辐射仓、压电陶瓷圆环、锥形收波器和接线端子仓组成；锥形收波器通过喇叭形辐射仓顶部的卡槽固定在喇叭形辐射仓内，锥形收波器为空心结构，其内部填充吸声材料；锥形收波器的外侧设压电陶瓷圆环，压电陶瓷圆环的底部...

【专利技术属性】
技术研发人员：王常海，杨光，王鑫启，苏美琦，
申请(专利权)人：中冶焦耐大连工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：