用于铜电解全自动行车的防碰撞安全系统及其使用方法与流程

本发明属于铜电解自动化设备技术领域，具体涉及一种用于铜电解全自动行车的防碰撞安全系统及其使用方法。

背景技术：

在有色金属中，铜、铅、锌与镍的电解或电积过程均基于电化学原理。电解精炼是有色金属冶炼特别是铜冶炼过程中的主要手段。在铜电解生产过程中需要使用铜电解专用行车，其也称为电解铜专用吊车，是针对铜电解生产的特殊使用要求设计的一种专用起重设备。铜电解全自动行车是基于绝对定位系统设计得到的全自动运行的起重设备，其可以在无人员操作或少量人员操作的情况下，自动高效的进行铜电解生产作业。

在现代化的生产过程中，随着铜电解生产规模的不断提高，仅仅依靠单台铜电解全自动行车难以保障现场生产，需要多台铜电解全自动行车和其他各类设备共同运行，如何解决运行期间的安全性，保障生产作业的稳定高效的需求迫切。

技术实现要素：

针对上述不足，本发明公开了一种用于铜电解全自动行车的防碰撞安全系统及其使用方法，在铜电解生产过程中，实现对铜电解全自动行车的实时安全保护。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种用于解全自动行车的防碰撞安全系统，其包括安装在专用吊车上的专用吊车控制器、绝对定位系统、激光测距系统、无线通信模块、声光报警器、显示器、变频器、驱动电机，所述驱动电机用于驱动专用吊车在轨道上行走；所述专用吊车控制器包括第一数据接收模块、第一中央处理器、第一存储器、第一数据发送模块，第二数据接收模块、第二中央处理器，第二存储器、第二数据发送模块；所述第一数据接收模块、第一中央处理器、第一数据发送模块依次连接，所述第一存储器与第一中央处理器连接；所述第一数据接收模块分别与绝对定位系统、激光测距系统、限位系统连接，用于接收来自绝对定位系统、激光测距系统、限位系统的数据信息并且传输至第一中央处理器；所述第一中央处理器接收来自第一数据接收模块的数据信息，并且进行处理判断专用吊车的位置状态，然后向第一数据发送模块传输控制指令或数据信息，同时将数据信息存储至第一存储器中；所述第一发送模块分别与声光报警器、显示器、变频器连接，所述变频器与驱动电机连接，所述第一发送模块将来自第一中央处理器的控制指令或数据信息发送至声光报警器、显示器、变频器，用于提示声光报警器进行报警，或者将数据信息或报警信息发送至显示器进行显示，所述变频器按照接收到的控制指令，转换为相应功率输出至驱动电机，通过控制驱动电机的运转速度来控制专用吊车的运行；

所述无线通讯模块与第二数据接收模块连接，所述第二数据接收模块与第二中央处理器连接，所述第二中央处理器分别与第一存储器、第二存储器、第二数据发送模块，所述第二数据发送模块分别与无线通讯模块、声光报警器、显示器、变频器连接；所述无线通讯模块用于与其它专用吊车或监控设备进行数据交互；所述第二中央处理器通过第二接收模块接收其它专用吊车的位置信息进行处理得到本专用吊车的位置信息，并且将数据信息存储至第二存储器中，同时与第一存储器中的位置信息进行比较判断，检测第一数据接收模块、第一中央处理器、第一存储器、第一数据发送模块是否运行正常，当第一数据接收模块、第一中央处理器、第一存储器、第一数据发送模块出现故障时，可以代替发送控制指令控制专用吊车的运行。

进一步的，所述用于解全自动行车的防碰撞安全系统还设有限位系统，所述限位系统为接近传感器，其包括四个接近传感器的信号发送器和一个接近传感器的信号接收器，四个接近传感器的信号发送器分别位于轨道两端的减速区和停车区的进口位置，所述信号接收器固定安装在专用吊车上，并且与第一数据接收模块连接，当专用吊车移动到相应位置时，信号接收器到接近信号并发送至第一数据接收模块和第一中央处理器，然后第一中央处理器进行数据处理并且发出减速指令和停车指令。

进一步的，所述无线通讯模块采用以太网通讯的方式进行数据交互。采用以无线太网通讯方式可以加快数据传输速度，有利于各设备之间进行实时信息数据的交互。

进一步的，所述绝对定位系统、激光测距系统、限位系统、无线通信模块分别连接有一个调试模块用于故障检测，所述调试模块与第一数据接收模块连接，将检测数据发送至第一数据接收模块和第一中央处理器。

进一步的，所述用于解全自动行车的防碰撞安全系统还设有中央控制中心，所述中央控制中心与所述无线通讯模块通过无线方式连接，用于接收各个专用吊车的位置数据信息进行监控，所述中央控制中心设有紧急停车系统，如遇紧急情况，操作人员可以通过紧急停车系统切掉专用吊车电源，强制专用吊车停止工作。

进一步的，所述驱动电机上设有测速编码器，所述测速编码器与第一数据接收模块连接，所述测速编码器用于监测驱动电机的运转速度并反馈给第一中央处理器。将实时监控获得的驱动电机的运转速度反馈至第一中央处理器，有利于通过变频器准确调整驱动电机的运转速度。

上述用于解全自动行车的防碰撞安全系统的使用方法，其包括如下步骤：

（1）系统开机后依次检测无线通讯模块、绝对定位系统、激光测距系统和/或限位系统是否正常，如有故障将通过声光报警器进行报警，检测正常后开启无线通讯模块、绝对定位系统、激光测距系统和/或限位系统并启动专用吊车进行工作；

（2）第一中央处理器通过第一数据接收模块接收绝对定位系统的数据信息，并且通过第一数据发送模块向变频器发送指令，所述变频器根据指令转换为相应功率输出至驱动电机，通过控制驱动电机运转速度来控制专用吊车运行，使得专用吊车按预设规则运行到相对应的工作位置；当绝对定位系统故障，第一中央处理器发送指令至声光报警器进行报警，并且将专用吊车的运行速度减至全速状态的5%后切换成人工操作，或者是直接将专用吊车停车；

（3）第一中央处理器通过第一数据接收模块接收激光测距系统的数据信息，当激光测距系统检测到距离另一台专用吊车的距离为20米时，第一中央控制器通过第一数据发送模块向变频器发送指令，来降低专用吊车的行车速度，直至专用吊车在距离另一台专用吊车5米处停车，当激光测距系统检测到距离另一台专用吊车的距离超过20米时，再重新启动专用吊车运行；

（4）当专用吊车工作完毕后，专用吊车自动运行至轨道两端的减速区后停入停车区，当专用吊车进入减速位时，所述接近传感器的信号接收器接收到接近信号并发送至第一中央处理器，然后第一中央处理器控制专用吊车进行降速，当专用吊车进入停车位时，所述接近传感器的信号接收器接收到接近信号并发送至第一中央处理器，然后第一中央处理器控制专用吊车进行停车；当接收到接近传感器信号的位置与绝对定位系统的数据信息不一致时，判断存在故障，第一中央处理器发送指令至声光报警器进行报警提示；

（5）在专用吊车运行过程中，第二中央处理器提取第一存储器中的实时数据信息，通过第二数据发送器和无线通讯模块发送至其它专用吊车或是监控设备，同时通过无线通讯模块和第二数据接收器接收来自其它专用吊车的实时数据信息，然后第二中央处理器对其它专用吊车的实时信息进行分析处理，得到本专用吊车的位置信息以及与其它专用吊车的距离信息，然后与第一存储器中的本专用吊车的实时信息进行比较，检测第一数据接收模块、第一中央处理器、第一存储器、第一数据发送模块是否运行正常，如果有故障发送指令至声光报警器进行报警提示，并且同时代替第一中央处理器发送指令控制专用吊车的运行。

本技术方案与现有技术相比较具有以下有益效果：

本发明结果简单，操作方便，其利用绝对定位系统、激光测距系统和限位系统实时监控铜电解专用吊车的行车状态，通过专用吊车控制器自动调整运行速度防止与其它设备发生碰撞，同时通过无线以太网通讯方式及时获取作业区域内其他专用吊车或是设备的信息，以判断铜电解车间生产现场的实时状态，并且将铜电解专用吊车自身位置信息与铜电解车间生产现场的实时状态相结合，以判断铜电解专用吊车的防碰撞安全作业状态，从而实现对铜电解专用吊车在自动运行期间的实时安全保护，大大减轻了行车操作人员和地面巡视人员的工作强度，对提高铜电解专用吊车运行的安全管理，有利于提高生产效率。

附图说明

图1是本实施例1所述用于解全自动行车的防碰撞安全系统的连接示意图。

图2是本实施例1所述用于解全自动行车的防碰撞安全系统的调试模式的流程图。

图3是本实施例2所述用于解全自动行车的防碰撞安全系统的连接示意图。

具体实施方式

以下通过实施例进一步说明本发明，但不作为对本发明的限制。下列实施例中未注明的具体实验条件和方法，所采用的技术手段通常为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1：

一种用于解全自动行车的防碰撞安全系统，其包括安装在专用吊车上的专用吊车控制器、绝对定位系统、激光测距系统、无线通信模块、声光报警器、显示器、变频器、驱动电机，所述驱动电机用于驱动专用吊车在轨道上行走；所述专用吊车控制器包括第一数据接收模块、第一中央处理器、第一存储器、第一数据发送模块，第二数据接收模块、第二中央处理器，第二存储器、第二数据发送模块；所述第一数据接收模块、第一中央处理器、第一数据发送模块依次连接，所述第一存储器与第一中央处理器连接；所述第一数据接收模块分别与绝对定位系统、激光测距系统、限位系统连接，用于接收来自绝对定位系统、激光测距系统、限位系统的数据信息并且传输至第一中央处理器；所述第一中央处理器接收来自第一数据接收模块的数据信息，并且进行处理判断专用吊车的位置状态，然后向第一数据发送模块传输控制指令或数据信息，同时将数据信息存储至第一存储器中；所述第一发送模块分别与声光报警器、显示器、变频器连接，所述变频器与驱动电机连接，所述第一发送模块将来自第一中央处理器的控制指令或数据信息发送至声光报警器、显示器、变频器，用于提示声光报警器进行报警，或者将数据信息发送至显示器进行显示，所述变频器按照接收到的控制指令，转换为相应功率输出至驱动电机，通过控制驱动电机的运转速度来控制专用吊车的运行；

所述无线通讯模块与第二数据接收模块连接，所述第二数据接收模块与第二中央处理器连接，所述第二中央处理器分别与第一存储器、第二存储器、第二数据发送模块，所述第二数据发送模块分别与无线通讯模块、声光报警器、显示器、变频器连接；所述无线通讯模块用于与其它专用吊车或监控设备进行数据交互；所述第二中央处理器通过第二接收模块接收其它专用吊车的位置信息进行处理得到本专用吊车的位置信息，并且将数据信息存储至第二存储器中，同时与第一存储器中的位置信息进行比较判断，检测第一数据接收模块、第一中央处理器、第一存储器、第一数据发送模块是否运行正常，当第一数据接收模块、第一中央处理器、第一存储器、第一数据发送模块出现故障时，可以代替发送控制指令控制专用吊车的运行；

所述用于解全自动行车的防碰撞安全系统还设有限位系统，所述限位系统为接近传感器，其包括四个接近传感器的信号发送器和一个接近传感器的信号接收器，四个接近传感器的信号发送器分别位于轨道两端的减速区和停车区的进口位置，所述信号接收器固定安装在专用吊车上，并且与第一数据接收模块连接，当专用吊车移动到相应位置时，信号接收器到接近信号并发送至第一数据接收模块和第一中央处理器，然后第一中央处理器进行数据处理并且发出减速指令和停车指令；所述无线通讯模块采用以太网通讯的方式进行数据交互；所述绝对定位系统、激光测距系统、限位系统、无线通信模块分别连接有一个调试模块用于故障检测，所述调试模块与第一数据接收模块连接，将检测数据发送至第一数据接收模块和第一中央处理器。

所述绝对定位系统可以采用gps、北斗或是超声波定位系统，所述激光测距系统基于激光测距仪建立，所述限位系统使用的接近传感器可以采用光电型传感器或是磁力型传感器，所述第一中央处理器和第二中央处理器可以采用现有32位或64位的处理器芯片。

假设在工作轨道上设置有3辆专用吊车a、b、c，每辆专用吊车上均安装有本实施例所述用于解全自动行车的防碰撞安全系统，专用吊车b上所述系统的使用方法其包括如下步骤：

（1）专用吊车b位于专用吊车a和专用吊车c之间进行工作，专用吊车b的系统开机后，如图2所示，设定所述激光测距系统的有效距离为250米，并且通过调试模块依次检测无线通讯模块、绝对定位系统、激光测距系统和限位系统是否正常，如有故障将关闭绝对定位系统等系统阻止专用吊车b启动，并且通过声光报警器进行报警，检测正常后开启无线通讯模块、绝对定位系统、激光测距系统和限位系统并启动专用吊车b进行工作；

（2）第一中央处理器通过第一数据接收模块接收绝对定位系统的数据信息，并且通过第一数据发送模块向变频器发送指令，所述变频器根据指令转换为相应功率输出至驱动电机，通过控制驱动电机运转速度来控制专用吊车b运行，使得专用吊车b按预设规则运行到相对应的工作位置；当绝对定位系统故障，第一中央处理器发送指令至声光报警器进行报警，并且将专用吊车b的运行速度减至全速状态的5%后切换成人工操作，或者是直接将专用吊车b停车；

（3）第一中央处理器通过第一数据接收模块接收激光测距系统的数据信息，即为专用吊车b与专用吊车a的距离和专用吊车b与专用吊车c的距离；当激光测距系统检测到距离前车a的距离为20米时，第一中央控制器通过第一数据发送模块向变频器发送指令，来降低专用吊车b的行车速度，直至专用吊车b在距离专用吊车a的5米处停车，后车c上的系统执行相同的操作，使专用吊车c在距离专用吊车b的5米处停车，当激光测距系统检测到距离专用吊车a的距离超过20米时，再重新启动专用吊车b运行，专用吊车c执行同样操作距离专用吊车b超过20米后开始重新启动；

（4）当专用吊车b工作完毕后，专用吊车b自动运行至轨道两端的减速区后停入停车区，当专用吊车进入减速位时，所述接近传感器的信号接收器接收到接近信号并发送至第一中央处理器，然后第一中央处理器控制专用吊车进行降速，当专用吊车进入停车位时，所述接近传感器的信号接收器接收到接近信号并发送至第一中央处理器，然后第一中央处理器控制专用吊车进行停车；当接收到接近传感器信号的位置与绝对定位系统的数据信息不一致时，判断存在故障，第一中央处理器发送指令至声光报警器进行报警提示；

（5）在专用吊车b运行过程中，第二中央处理器提取第一存储器中的实时数据信息，通过第二数据发送器和无线通讯模块发送至专用吊车a和专用吊车c，同时通过无线通讯模块和第二数据接收器接收来专用吊车a和专用吊车c的实时数据信息，其中包括专用吊车a的绝对定位系统信息以及其检测到的与专用吊车b的距离，专用吊车c的绝对定位信息以及其检测到的专用吊车b的距离，然后第二中央处理器对其它专用吊车的实时信息进行分析处理，得到本专用吊车b的位置信息以及与其它专用吊车的距离信息，然后与第一存储器中的专用吊车b的实时信息进行比较，如果两个距离的差值在1米误差内，可以认为绝对定位系统、激光测距系统以及第一中央处理器等相关系统设备正常工作，如果超过误差，应认为系统存在故障及时发送指令至声光报警器进行报警提示，如果出现绝对定位系统、激光测距系统以及第一中央处理器等相关系统无数据信号，可以进行切换，由第二中央处理器代替第一中央处理器发送指令控制专用吊车的运行。

实施例2：

与实施例1的区别在于，如图3所示，所述用于解全自动行车的防碰撞安全系统还设有中央控制中心，所述中央控制中心与所述无线通讯模块通过无线方式连接，用于接收各个专用吊车的位置数据信息进行监控，所述中央控制中心设有紧急停车系统，如遇紧急情况，操作人员可以通过紧急停车系统切掉专用吊车电源，强制专用吊车停止工作；所述驱动电机上设有测速编码器，所述测速编码器与第一数据接收模块连接，所述测速编码器用于监测驱动电机的运转速度并反馈给第一中央处理器，有利于通过变频器准确调整驱动电机的运转速度。

本实施例所述用于解全自动行车的防碰撞安全系统的使用方法与实施例1所述使用方法相同。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。