焦?fàn)t推焦車全自動操作是國內(nèi)焦化企業(yè)煉焦作業(yè)自動化發(fā)展的方向。煉焦全自動操作系統(tǒng)包括推焦、裝煤、攔焦、熄焦作業(yè)，該系統(tǒng)對位置檢測精度、抗干擾能力、焦?fàn)t機(jī)械裝備水平、自動化控制和性等有很高的要求，也只有德國、日本等擁有相關(guān)技術(shù)并能夠?qū)崿F(xiàn)焦?fàn)t設(shè)備全自動操作。
本系統(tǒng)以感應(yīng)無線技術(shù)為核心，通過具有高抗干擾性的感應(yīng)無線差分式接收天線裝置和感應(yīng)無線串行地址檢測系統(tǒng)，構(gòu)成高準(zhǔn)確性的數(shù)據(jù)通信和控制平臺，來實(shí)現(xiàn)中控室計算機(jī)與移動機(jī)車間無接觸數(shù)據(jù)交換，達(dá)到在煉焦惡劣環(huán)境(高溫、腐蝕性氣體、電磁波干擾、粉塵、噪聲等)下由中控室計算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)推焦車的地址檢測、爐號對位(其誤差為±5mm)、聯(lián)鎖控制、自動走行以及自動化作業(yè)，優(yōu)化生產(chǎn)管理并全程自動監(jiān)控。系統(tǒng)由中控室系統(tǒng)、扁平電纜、車載系統(tǒng)3大部分構(gòu)成。
系統(tǒng)構(gòu)成
1、采用感應(yīng)無線通信
數(shù)據(jù)通信是全自動操作系統(tǒng)中的一個重要環(huán)節(jié)，其準(zhǔn)確性、性是決定該系統(tǒng)的成敗因素。在本方案中采用新型抗干擾感應(yīng)無線通信技術(shù)和設(shè)備。其通信原理為正交通信，當(dāng)車載天線沿著編碼電纜移動時，在任意點(diǎn)上的感應(yīng)信號電壓不為零，了通信的連續(xù)穩(wěn)定。采用調(diào)頻方式(也可用調(diào)相方式)，載波頻率為40～100kHz的波，輻射干擾小，誤碼率優(yōu)于10-6，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的通信。
2、機(jī)車位置采用車上檢測地址方式
推焦車位置檢測過去采用由中控室檢測機(jī)車位置的模式(簡稱“地上測址”)，即由中控室發(fā)送載波信號，機(jī)車接收后將位置信號返送給中控室，中控室解碼后還原出機(jī)車實(shí)際位置。該模式存在通信速率慢、檢測時間長以及不能同時檢測多臺車輛地址等缺陷。
車上檢測機(jī)車位置的模式(簡稱“車上測址”)，即由中控室通過載波發(fā)生器不間斷地向編碼電纜發(fā)送地址檢測用的載波信號，沿電纜方向上的所車可通過地址天線箱接收載波，地址檢測器以每次4～6ms的速度解碼還原出機(jī)車所在位置，并將地址送予車上控制器，機(jī)車直接檢測出當(dāng)前地址。此模式的優(yōu)勢在于：
(1)位置檢測達(dá)±5mm，且為連續(xù)的地址，即使中途掉電，則復(fù)電后能立即得出當(dāng)前位置，不需要參考點(diǎn)重新校準(zhǔn)。地實(shí)現(xiàn)了機(jī)車對位聯(lián)鎖控制；
(2)編碼電纜上的多臺機(jī)車可同時檢測其自身地址，各車一次測址只需幾毫秒，它解決了地上測址模式存在的檢測周期長的缺陷；
(3)機(jī)車不必通過與中控室(地上局)的通信就能知道自己的的位置(地址)，提高了系統(tǒng)的實(shí)時性，相當(dāng)于無滯后的即時位置。有了的即時地址，也就能地對機(jī)車實(shí)施令行禁止。這一點(diǎn)對定位尤其重要。因此，車上位置檢測功能是實(shí)現(xiàn)機(jī)車自動走行、無人駕駛的基礎(chǔ)。
3、機(jī)車自動走行的自糾偏差數(shù)學(xué)模型
雖然具備了機(jī)車位置的高速連續(xù)測址的基礎(chǔ)，但如何控制推焦車行進(jìn)的速度，實(shí)現(xiàn)機(jī)車、準(zhǔn)確、連續(xù)的“自動走行”，也是實(shí)現(xiàn)全自動操作的一個重要而關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。為此結(jié)合采用“模糊控制”算法和PID控制算法，建立了一個自動走行的自糾偏差數(shù)學(xué)模型。
當(dāng)系統(tǒng)處于自動走行狀態(tài)時，機(jī)車控制器高速循環(huán)判斷機(jī)車當(dāng)前地址和計劃爐號的目標(biāo)地址差值，形成地址、地址差值與機(jī)車速度之間的三維動態(tài)曲線，分析現(xiàn)場工況的變化、天氣因素和設(shè)備的狀態(tài)變化所產(chǎn)生的影響，向機(jī)車變頻調(diào)速機(jī)構(gòu)發(fā)出行走控制指令，指揮移動機(jī)車無級(或多級)調(diào)速行駛、滑行、剎車等。萬一剎車后位置有誤差，控制器能根據(jù)其差值自動發(fā)出點(diǎn)動指令，驅(qū)動機(jī)車向目標(biāo)地址定位。同時，在速度控制曲線中自動記錄其修正值，達(dá)到自適應(yīng)自動走行的理想效果。
