专利名称：一种编码器和限位组合实现长距离位置检测的控制方法
技术领域：
本发明涉及炼钢横移台车的自动避让控制技术，实现车辆准确减速、准确定位停车并将其数据自动采集，传输到中央控制系统的方法。
背景技术：
目前炼钢横移台车系统中采用的方法是(1)限位定位控制只能对对应点上的台车发出定位信号，对限位间运行或停止的台车位置无法识别和无法识别车辆相关信息；(2)激光测距仪有车载反射板和地面固定式激光发射站进行測量，由于快速运行中的台车晃动剧烈，激光激光无法有效被反射板反射，数据经常丢失；(3)单编码器无法实现较长距离的測量，为了防止车辆碰撞，同目的车辆避让等待在限位位置，等待距离较长，造成连铸机积坯被迫降低生产速度。·钢厂的炼钢横移台车系统，长145m，共有十个エ位，同时该轨道上有四台车同时交叉运行作业，为了保证实现车辆准确减速，准确定位停车和车辆交叉作业时避免碰撞，实现有效自动避让；绝对值编码器和限位组合实现长距离位置检测的控制法有效结合限位和编码器的优点，有效解决了上述问题。本发明的控制方法，采用的机械限位组合编码的定位，与机械限位配合编码器长距离检测的方法，使程序編制大大简化，这种编码方式有利于编程与故障控制；该检测方法的特点包括车辆在定位超过偏差，自动启动微调；实现车辆先到优先后到避让，提高运行效率；车辆间任意位置，只要间距接近安全距离，离目标点最远的车辆最先停车等待的技术措施，对精度无特殊要求，非常实用，具有极强的推广价值。
发明内容
本发明的目的在于提供的控制方法使车辆位置准确定位，超速自动启动微调，实现车辆先到优先后到避让，提高运行效率，解决长距离测量编码器累计误差的问题，为企业的技术创新做出了示范作用。本发明的目的是这样实现的一种编码器和限位组合实现长距离位置检测的控制方法，采用机械式限位组合编码，实现多位点的识别与检测，分步骤实施；
步骤I组合限位将触发限位组合发讯的衔铁固定在行驶车辆的轨道上，限位组合安装在车体上，用于确定车辆区间的位置；当机械限位有序触发，形成系列编码，编码转换为十进制即检修位尾数为0 ;减速位尾数为1、3、4、6 ;停止位尾数为2、5 ;十位上的数用于区别机组或控制系统范围，个位数用于区别位置功能或区间具体位置；
步骤2限位组合对编码器数据的修正车辆在轨道行驶中，绝对值编码器不断进行实时测量，将数据传输到中央控制系统；
其中车辆所在位置的数据由两部分组成
1)起始位置+编码器测得位置，由此判断同目的地车辆远近关系，和先后避让顺序；
2)中央控制系统数据初始化后车摘寻■位系统初始化后，不在限位组合上的车摘，区间位置无法识别，通过人工操作，将车开到就近组合限位处发讯，以完善其位置数据；
步骤3采用限位组合编码方式(图1)及限位编码定义对照(图2)实施车辆控制；
其中編码器实现长距离检测，定义的运行范围与限位关系见下表；
1#编码器10—21 (表中十进制)
2#编码器16—31 (表中十进制)
3#编码器26—41 (表中十进制)
4#编码器36-47 (表中十进制)
组合限位数据确定车辆运行到限位位置时，编码器测得数据与限位位置数据相符；编码器超出运行范围限定的限位时，立即复位清零；编码器重新计数测量，限位位置距离等于当前车辆位置；车辆在减速限位点时，系统自动比较编码器测量的偏差，自动校正；
步骤4车辆误差采用自动定位微调控制
车辆刹车或制动或冲过停止位，采用低速5Hz驱动横移台车向目标位置缓慢调整位置其參数包括
1)电机型号YTS-315S-450Hz，额定转速1400r/min，减速机减速比为35 :1，车辆轮直径900mm，限位触发衔铁长度200mm，车辆允许误差为±350mm，误差由铸坯在辊道中心线允许偏移量确定；
2)车轮ー圈行进距离L=JI R=3. 14*900=2827mm ；
3)电机输出转速1400+ 60=23. 33r/s ;减速机输出转速23. 33 + 35=0. 66r/s ；
4)车轮行进速度0. 66X2827=1884. 67mm/S ；
为了保证限位组合被触发响应的最短时间Is :速度缩小比率1884.6 + 200=9. 432 ；50Hz + 9. 432=5. 3Hz，采用5Hz频率车辆行进速度188mm/S ；
步骤5车辆防撞控制
1)车辆交叉作业编码器判断以组合限位为基准，距目标位置最近的车优先运行，而距目标车辆最远的车辆行驶至两个车宽的位置，自动减速停止；
2)重叠区避让两车区间和点位置有重叠，最先接近目的的车辆先行；无载车辆与有载车辆同步时有载车辆卸载优先；两车都有载时，距目的地最近的先卸载。3)同目的地避让组合限位的位宽为±8m，即可驶入一辆车。本发明方法的作用原理使用绝对值编码器在连续测量超长测距吋，由于机械打滑或齿隙等原因会造成误差累计，导致测距不准，所以在长行程中増加若干个固定校验位置，减少误差持续累积和准确定位；这些固定的校验位置由一系列开关量限位组合而成，利用组合限位中单个限位发讯先后组合排列成每个位置唯一对应的编码，这些编码和行程中实际位置的长度数据一一对应。采用的机械限位组合编码的定位，与机械限位配合编码器长距离检测的方法，使程序編制大大简化，有利于编程与故障控制；该检测方法对精度无特殊要求，非常实用，彰显技术进歩。
本发明结合附图作进ー步的说明。附图1为限位组合编码方法示意图；如图所示通过限位挡铁进行限位组合，来实现小车的定位，横移台车排列顺序进行解释。附图2为横移台车位的限位编码定义对照；
如图所示四台横移台车通过十进制数区分，十位代表横移台车，如1#横移台车对应 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16 ； 2# 横移台车对应 20. 21. 22. 23. 24. 25. 26.等；十进制个位代表横移台车位置；如1#横移台车接受位是12，2#横移台车接受位是22，等一一对应；ニ进制排列防止限位顺序重复。进行现场定位发讯；エ位进行横移台车方向确定指示。
具体实施方式
本发明结合实施例作进ー步的说明。
实施例本发明的控制方法，采用机械式限位组合编码方式，实现多エ位点的识别与检测
I)组合限位触发限位组合发讯的衔铁是固定在轨道上的，限位组合是被安装在轨道上行驶的车辆上的；组合限位主要用于定义和区分车辆区间位置。通过这种方法实现机械限位被有序触发，形成一系列呈规律变化的编码，排列规律(编码转换为十进制后):检修位尾数为0 ;减速位尾数为1、3、4、6 ;停止位尾数2、5。十位上的数用于区别机组或控制系统范围，个位数用于区别位置功能或区间具体位置。2)限位组合对编码器数据修正车辆在轨道行驶过程中绝对值编码器不断进行实时测量；同吋，当车辆行驶至某一限位组合触讯装置处，系统提取当前限位组合发讯编码所对应的实际位置，并以此数据为基准数据对编码器所测的数据进行比较，超出许可误差，自动进行修正。当车辆行驶至某一限位组合触讯装置处并停止时，编码器自动复位清零并已当前位置为起始位置，准备好下一次的測量准备。同时，但编码器检测数据显示应当到达某组合限位位置，则可以认为该限位组合故障。其原理如(I)如何选择基准值(即以限位校正编码器，还是以编码器校判断限位发讯是否有误)原则是谁正确以谁为基准，都正确则以限位为基准目标停车位清零编码器。若组合限位和编码器都是异常的，则故障停车。(2)限位发讯正常与否的判断方法车辆在向目标位置运行时，所经过的限位顺序是预定好的，在预定速度下和时间范围内，未达到或为按顺序触发限位组合，则可以认为限位组合故障，此时为保证车辆该动作周期正常结束，则主要以编码器为主进行低速运行。(3)绝对编码器数值异常的判断绝对值编码器単位时间变化数据作为车辆实际速度，在车辆按照预设速度运行吋，使编码器测得速度和车辆实际速度对比，超出一定限幅范围，则认为编码器測量数据异常，此时应主要以组合限位定位完成该动作周期。3)车辆所在位置的数据由两部分组成(I)区间(起始位置)+编码器测得位置，并由此可以判断同目的地车辆远近关系，和先后避让顺序；(2)中央控制系统系统数据初始化后车辆寻位系统初始化后，不在任何限位组合上的车辆，其区间位置丢失无法识别，通过人工操作开到就近组合限位处并发讯，以完善其位置数据。采用限位组合编码方法(图1)与限位编码定义对照(图2)实施检测与控制；编码器实现长距离检測，定义的运行范围与限位关系见下表；
1#编码器10—21 (表中十进制)
2#编码器16—31 (表中十进制)
3#编码器26—41 (表中十进制)
4#编码器36-47 (表中十进制)
组合限位数据确定车辆运行到限位位置时，编码器测得数据和限位位置数据相符；
其中编码器超出运行范围限定的限位时，编码器立即复位清零；
其中编码器重新计数测量，同时加上限位位置距离等于当前车辆位置；
其中在运行范围内，车辆在減速限位点吋，系统自动比较编码器測量偏差，如偏差大于预设范围，则自动校正；
4)车辆停止误差采用自动定位微调的控制
车辆刹车或制动或冲过停止位，编码器测得偏差，采用低速5HZ驱动横移台车向目标位置缓慢调整位置；
其參数电机型号YTS-315S-4 50Hz,额定转速1400r/min，减速机减速比35 :1，车辆轮直径900mm ；限位触发衔铁长度200mm(依据车辆允许误差为±350mm确定，误差是由铸坯在辊道中心线允许偏移量确定)
车轮ー圈行进距离L=3iR=3. 14*900=2827mm
电机输出转速1400 + 60=23. 33r/s ;减速机输出转速23. 33 + 35=0. 66r/s ；
车轮行进速度 0. 66X2827=1884. 67mm/S ；
为了保证限位组合被触发响应的最短时间Is :速度缩小比率1884. 6 + 200=9. 432 ； 50Hz + 9. 432=5. 3Hz
采用5Hz频率车辆行进速度188mm/S，完全满足停车准确性和限位触发时间要求。5)车辆防撞控制
车辆交叉作业编码器判断以组合限位为基准，距目标位置最近的车优先运行，而距目标车辆最远的车辆行驶至两个车宽的位置，自动减速停止；只有当两车所需经过的区间和点位置有重叠，才可能发生相撞；
避让原则最多允许两车辆所需经过的区间和点位置有重叠；有铸坯车辆先行；最先接近目的地的车辆先行；
同目的地避让任意一组合限位地址的±8m范围(两个车宽距)只允许ー辆车进入，两个车宽距是依据足够自由停车距确定。重叠区避让无载车辆避让有载车辆，当有同区间内，有载车辆距无载车辆两个车宽时，无载车辆以有载车辆速度、方向同步运行停车，直至有载车辆卸载完毕；两车都有重载时，距目的地最近的先卸载。本方法的机械限位组合编码方式适用于同轨道多点定位停车，位置的识别；机械限位和编码器组合适用于长距离实时位置測量与处置。
权利要求
1.一种编码器和限位组合实现长距离位置检测的控制方法，其特征在于采用机械式限位组合编码，实现多位点的识别与检测，分步骤实施； 步骤I组合限位将触发限位组合发讯的衔铁固定在行驶车辆的轨道上，限位组合安装在车体上，用于确定车辆区间的位置；当机械限位有序触发，形成系列编码，编码转换为十进制即检修位尾数为O ;减速位尾数为1、3、4、6 ;停止位尾数为2、5 ;十位上的数用于区别机组或控制系统范围，个位数用于区别位置功能或区间具体位置； 步骤2限位组合对编码器数据的修正车辆在轨道行驶中，绝对值编码器不断进行实时测量，将数据传输到中央控制系统； 其中车辆所在位置的数据由两部分组成 1)起始位置+编码器测得位置，由此判断同目的地车辆远近关系，和先后避让顺序； 2)中央控制系统数据初始化后车辆寻位系统初始化后，不在限位组合上的车辆，区间位置无法识别，通过人工操作，将车开到就近组合限位处发讯，以完善其位置数据； 步骤3采用限位组合编码方式(图1)及限位编码定义对照(图2)实施车辆控制； 其中编码器实现长距离检测，定义的运行范围与限位关系见下表； 1#编码器10-21 (表中十进制) 2#编码器16-31 (表中十进制) 3#编码器26-41 (表中十进制) 4#编码器36-47 (表中十进制) 组合限位数据确定车辆运行到限位位置时，编码器测得数据与限位位置数据相符；编码器超出运行范围限定的限位时，立即复位清零；编码器重新计数测量，限位位置距离等于当前车辆位置；车辆在减速限位点时，系统自动比较编码器测量的偏差，自动校正； 步骤4车辆误差采用自动定位微调控制 车辆刹车或制动或冲过停止位，采用低速5Hz驱动横移台车向目标位置缓慢调整位置其参数包括 1)电机型号YTS-315S-450Hz，额定转速1400r/min，减速机减速比为35 :1，车辆轮直径900mm，限位触发衔铁长度200mm，车辆允许误差为±350mm，误差由铸坯在辊道中心线允许偏移量确定； 2)车轮一圈行进距离L=JI R=3. 14*900=2827mm ； 3)电机输出转速1400+ 60=23. 33r/s ;减速机输出转速23. 33 + 35=0. 66r/s ； 4)车轮行进速度0. 66X2827=1884. 67mm/S ； 为了保证限位组合被触发响应的最短时间Is :速度缩小比率1884.6 + 200=9. 432 ；50Hz + 9. 432=5. 3Hz，采用5Hz频率车辆行进速度188mm/S ； 步骤5车辆防撞控制 1)车辆交叉作业编码器判断以组合限位为基准，距目标位置最近的车优先运行，而距目标车辆最远的车辆行驶至两个车宽的位置，自动减速停止； 2)重叠区避让两车区间和点位置有重叠，最先接近目的的车辆先行；无载车辆与有载车辆同步时有载车辆卸载优先；两车都有载时，距目的地最近的先卸载； 3)同目的地避让组合限位的位宽为±8m，即可驶入一辆车。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于机械限位组合编码适用于同轨道多点定位停车位置的识别， 机械限位和编码器组合适用于长距离实时位置测量与处置。
全文摘要
本发明提供的一种编码器和限位组合实现长距离位置检测的控制方法,步骤1将触发限位组合发讯的衔铁固定在行驶车辆的轨道上，限位组合安装在车体上，用于确定车辆区间的位置；当机械限位有序触发，形成系列编码，编码转换为十进制十位上的数用于区别机组或控制系统范围，个位数用于区别位置功能或区间具体位置；步骤2限位组合对编码器数据的修正；步骤3采用限位组合编码方式(图1)及限位编码定义对照(图2)实施车辆控制；机械限位组合编码适用于同轨道多点定位停车位置的识别，机械限位和编码器组合适用于长距离实时位置测量与处置。
文档编号G05B19/04GK103019109SQ201210286410
公开日2013年4月3日 申请日期2012年8月10日 优先权日2012年8月10日
发明者滕永杰, 陈俊钢, 柴安, 毛有春 申请人:宝钢集团新疆八一钢铁有限公司