电机车半自动控制系统

摘要

焦炉电机车运行控制是焦化生产自动化控制的一个重要组成部分，是焦化企业生产安全保障的控制核心，对焦化业的自动化改造升级具有重大意义。本文针对焦化生产行业普遍采用人工驾驶，定位精度差，劳动强度大，生产效率低的现状，对国内外现有的控制系统进行了深入详尽的对比和分析，借鉴和传承了它们的成功经验，设计研制了一种实用可靠的电机车半自动控制系统。系统采用了炉号识别与精密定位分离，运行控制器与PLC、变频器相配合的思想，进行新型电机车运行控制系统的研制。独特的系统解决方案具有炉号识别可靠、自动对正精度高、建设维护成本低、系统移植性强等优点。 文中针对电机车半自动控制系统的关键技术——炉号识别、精密定位和定位运行曲线，采用了射频识别(RIFD)装置、三灯位置检测装置、电机车运行控制器、PLC控制等解决方案，可满足无差错的识别炉号，自动停车定位误差在±10mm以下，动态性能好和控制灵活可靠等系统要求。系统采用标准PS2接口数字键盘设计，以及人机交互方便的液晶显示解决方案，可显示电机车的运行状态和生产工序计划。本文研究的系统是国内率先综合应用射频识别技术，自动定位技术和PLC控制技术联合实现移动电机车自动控制的系统，突破性的解决了焦化厂恶劣生产条件下的生产自动化问题，极具市场推广价值。

目录

文摘

英文文摘

声明

1绪论

1.1电机车半自动控制的研制背景

1.2电机车半自动控制国内外研究现状

1.3课题主要研究内容

2电机车半自动控制系统总体规划

2.1系统结构

2.2关键技术的选择

2.2.1炉号识别

2.2.2精密定位

2.2.3自动定位运行控制

2.3小结

3炉号识别技术的研究

3.1炉号识别的射频识别解决方案

3.1.1电子标签

3.1.2阅读器

3.2射频识别技术的分类

3.2.1电子标签的供电方式

3.2.2系统的工作频率和作用距离

3.2.3电子标签内部电子数据的存储方式

3.2.4电子标签数据的技术实现手段

3.3低频电感耦合射频识别的实现原理

3.3.1无源电子标签的能量供应

3.3.2应答器至阅读器数据的传输

3.4硬件电路的设计

3.4.1感应器(电子标签)

3.4.2天线

3.4.3射频收发控制器

3.4.4炉号识别的实现

3.5小结

4精密定位系统的研制

4.1三灯对正传感器

4.2定位遮光片

4.3定位原理及精度计算

4.4分段减速控制

4.4.1粗减速阶段

4.4.2细减速阶段

4.4.3过程控制

4.5小结

5电机车运行控制器的研制

5.1电机车半自动控制系统总体结构

5.2微控制器系统

5.2.1微控制器

5.2.2外设的扩展

5.3控制器RS-485通信的实现

5.4 PS2数字键盘接口

5.5图形点阵液晶显示器

5.5.1 C12864-1液晶显示器

5.5.2 C12864-1与微控制器接口电路

5.6复位和看门狗电路

5.7电机车半自动控制系统整体说明

5.8小结

6系统软件的设计

6.1软件设计概述

6.2编程语言的选择

6.3主要软件功能的实现

7可靠性和抗干扰设计

7.1系统可靠性设计

7.2抗干扰设计

7.3本章小节

结 论

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致 谢