焦炉移动机车定位数据处理方法及系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了焦炉移动机车定位数据处理方法及系统，其中所述方法包括：监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件；当产生所述数字量输入事件时，中断当前正在执行的任务；获取对所述定位码牌进行扫描的扫描数据；对所述扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。通过该方法能够提高处理扫描码牌结果的成功率，及时处理扫描结果生成定位地址，有效提高译码处理的实时性，在实际的生产中进行应用时，可以实现更有效的机车定位，从而提高了生产的安全性。
【专利说明】焦炉移动机车定位数据处理方法及系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及自动化控制领域，具体涉及焦炉移动机车定位数据处理方法及系统。【背景技术】
[0002]在生产作业中，焦炉移动机车主要有四种:
[0003]推焦车，用于摘取焦炉机侧炭化室炉门，推出炭化室内焦炭；装煤车，用于揭开已推完焦炭的炭化室的炉盖、并向炭化室装煤；拦焦车，用于摘取焦炉焦侧炭化室炉门，向焦罐车(或熄焦车)导出焦炭；以及焦罐车(或熄焦车)，用于接收焦炭，并将焦炭送往熄焦装置。
[0004]在推焦车启动推焦杆推焦之前，推焦车、拦焦车和焦罐车(或熄焦车)必需静止定位在同一个炭化室中心线处，且需要将定位精度需控制在一定的安全范围内，如控制在±5mm之内。由于受焦炉炉体的遮挡，推焦车、装煤车与拦焦车三者之间互不可视，司机无法保证四种焦炉移动机车定位在同一个炭化室中心线处。而且仅依靠目测操作，司机也无法将焦炉移动机车的定位精度每次都有效地控制安全的精度范围内，如±5_之内。
[0005]如果推焦车、拦焦车、焦罐车(或熄焦车)中的任何一台机车没有定位于同一个炭化室中心线处，或定位精度在安全精度之外，推焦车司机贸然启动推焦杆推焦，温度为1050°C的炽热焦炭将推落在焦罐外，烧坏拦焦车和焦罐车(或熄焦车)，可能造成生产事故甚至人员伤亡。或者如果装煤车司机将机车定位在尚未推焦的炭化室，并揭开炉盖向炭化室装煤，这将引发大火，烧坏装煤车，也可能造成生产事故甚至人员伤亡。
[0006]为此，使用一种`码牌作为焦炉移动机车定位于炭化室中心线的靶标，该型码牌分两排平行开孔。某一特定位置有孔洞，则代表二进制数I，无孔洞，则代表二进制数O。两排码位可以分别提供二进制编码地址以及时钟。机车上放置对应的扫描转换装置，对码牌的码位进行扫描，从而生成二进制编码地址对焦炉移动机车进行定位。在传统的定位方法中，在移动机车高速运行时，使用低速处理器处理对码牌的扫描数据，往往定位效果不够理想，不能够实时完成对扫描结果的译码，造成移动机车的定位效率低下。为了克服这种缺陷，实现移动机车高速运行时也能够对码牌进行及时的扫描，并对扫描的结果进行及时处理，不得不使用高速处理器，而引进高速处理器后造成定位系统的成本提高，不利于大规模应用。
【发明内容】
[0007]鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的焦炉移动机车定位数据处理方法及系统。
[0008]依据本发明的一个方面，提供了焦炉移动机车定位数据处理方法，其特征在于，包括:
[0009]监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件；
[0010]当产生所述数字量输入事件时，中断当前正在执行的任务；
[0011 ] 获取对所述定位码牌进行扫描的扫描数据；[0012]对所述扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。
[0013]可选地，所述监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件，包括:
[0014]根据预置的数字量输入滤波时间，监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。
[0015]可选地，所述监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件，包括:
[0016]预置与所述数字量输入事件对应的数字量输入通道；
[0017]通过对所述数字量输入通道的上升沿，和/或下降沿进行检测，监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。
[0018]可选地，预置两个以上与数字量输入事件对应的数字量输入通道，所述方法还包括:
[0019]当通过某一数字量输入通道监测到数字量输入事件后，通过启动其他数字量输入通道，对其他的数字量输入事件继续进行监测。
[0020]可选地，所述获取对所述定位码牌进行扫描的扫描数据，包括:
[0021]获取对所述定位码牌进行从低位到高位进行扫描的第一扫描数据，或，获取对所述定位码牌进行从高位到低位进行扫描的第二扫描数据；
[0022]所述对所述扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址，包括:
[0023]对获取到的所述第一扫描数据，或第二扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。
[0024]根据本发明的另一方面，提供了一种焦炉移动机车定位数据处理系统，其特征在于，包括:
[0025]事件监测单元，用于监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件；
[0026]中断单元，用于当产生所述数字量输入事件时，中断当前正在执行的任务；
[0027]扫描数据获取单元，用于获取对所述定位码牌进行扫描的扫描数据；
[0028]定位地址生成单元，用于对所述扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。
[0029]可选地，所述事件监测单元，包括:
[0030]第一事件监测子单元，用于根据预置的数字量输入滤波时间，监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。
[0031]可选地，所述事件监测单元，包括:
[0032]第二事件监测子单元，用于预置与所述数字量输入事件对应的数字量输入通道；通过对所述数字量输入通道的上升沿，和/或下降沿进行检测，监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。
[0033]可选地，预置两个以上与数字量输入事件对应的数字量输入通道，所述系统还包括:
[0034]第三事件监测子单元，用于当通过某一数字量输入通道检测到数字量输入事件后，通过启动其他数字量输入通道，对其他的数字量输入事件继续进行监测。
[0035]可选地，所述扫描数据获取单元，包括:
[0036]扫描数据获取子单元，用于获取对所述定位码牌进行从低位到高位进行扫描的第一扫描数据，或，获取对所述定位码牌进行从高位到低位进行扫描的第二扫描数据；
[0037]所述定位地址生成单元，包括:
[0038]定位地址生成子单元，用于对获取到的所述第一扫描数据，或第二扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。
[0039]根据本发明的焦炉移动机车定位数据处理方法，可以监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件；当产生所述数字量输入事件时，中断当前正在执行的任务；获取对所述定位码牌进行扫描的扫描数据；对所述扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。通过该方法能够提高处理扫描码牌结果的成功率，及时处理扫描结果生成定位地址，有效提高译码处理的实时性，在实际的生产中进行应用时，可以实现更有效的机车定位，从而提高了生产的安全性。 [0040]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的【具体实施方式】。
【专利附图】
【附图说明】
[0041]通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
[0042]图1示出了根据本发明一个实施例的焦炉移动机车定位数据处理方法的流程图；
[0043]图2示出了焦炉移动机车任务处理器的工作流程图；
[0044]图3示出了根据本发明一个实施例的焦炉移动机车定位数据处理系统的示意图；
[0045]以及
[0046]图4-1至4-4示出了发明一个实施例的焦炉移动机车定位数据处理方法的应用示意图。
【具体实施方式】
[0047]下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
[0048]如图1所示，本发明实施例提供的焦炉移动机车定位数据处理方法可以包括以下步骤:
[0049]SllO:监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件；
[0050]在传统的扫描数据方法中，处理器在RUN模式下,处理器扫描周期处理任务不意如图2所示。每个处理器的扫描周期中，处理器都会写入输出、读取输入、执行用户程序、更新通信模块以及响应用户中断事件和通信请求，在扫描期间会定期处理通信请求。以上操作除了用户中断事件外，均是按先后顺序定期进行处理。对于已启用的用户中断事件，将根据优先级按其发生顺序进行处理。图中的各步骤分别为:
[0051]①将Q存储器写入物理输出；
[0052]②将物理输入的状态复制到I存储器；[0053]③执行程序循环0B ；
[0054]④执行自检诊断；
[0055]⑤在扫描周期的任何阶段处理中断和通信。
[0056]联合焦化公司焦炉机车处理器任务繁重，在RUN模式下，实测干熄焦电机车SIEMENS PLC CPU的扫描周期，其值在20ms~30ms。如果将焦炉码牌光纤译码程序放置在程序循环0B中，当焦炉机车低速行驶时PLC尚能正确对码牌译码，但当焦炉机车以较高速度行驶时，如以5000mm/s的速度行驶时，系统不能正确对码牌译码的概率明显提高。
[0057]首先可以在本发明中可以首先监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。在实际应用中，定位码牌一般放置在移动机车的行进轨道上，当机车移动到码牌位置时，机车上的扫描装置会开始对码牌进行扫描，此时系统可以接收到码牌数据，因此，可以对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件进行监控，以便及时响应，以及实时地启动对定位码牌进行扫描生成的地址数据进行处理过程。 [0058]具体在监测时，可以根据预置的数字量输入滤波时间，监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。预置的数字量输入滤波时间可以是毫秒级的时间，例如0.2ms。此外还可以预置与数字量输入事件对应的数字量输入通道；通过对所述数字量输入通道的上升沿，和/或下降沿进行检测，监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。由于在实际使用中，系统可能需要在较短时间内对多个定位事件进行处理，因此可以预置两个以上与数字量输入事件对应的数字量输入通道，当通过某一数字量输入通道监测到数字量输入事件后，可以通过启动其他数字量输入通道，对其他的数字量输入事件继续进行监测。
[0059]S120:当产生所述数字量输入事件时，中断当前正在执行的任务；
[0060]由于焦炉移动机车定位的在实际应用中的重要性，需要将焦炉移动机车定位以较高的优先级实时处理，因此，在扫描到定位码牌后，监测到产生数字量输入事件时，中断当前正在执行的任务转而执行处理扫描生成的地址数据进行处理过程。
[0061]见图2，当发生中断事件时，处理器能立即中断当前正在执行的任务，转而执行为中断准备的任务。可见采用硬件中断事件，优先处理扫描生成的地址数据进行处理过程，就可显著提高处理器对光纤信号的响应速度。这样即使焦炉机车以最高速度5000mm/s运行，焦炉机车处理器也能及时准确地对码牌的扫描数据进行译码。
[0062]S130:获取对所述定位码牌进行扫描的扫描数据；
[0063]接下来，可以获取对定位码牌进行扫描的扫描数据，在实际用用中，由于码牌多是由两排码位组成，根据两排码位的扫描结果，可以生成一组二进制编码地址，这种地址可以作为扫描数据，用于处理后获取定位地址。根据定位码牌的码位数量，可以确定扫描数据可以用一组特定位数的二进制编码地址体现，例如定位码牌采用8个码位用于提供二进制编码地址时，对应的二进制编码地址可以表示为一组8bits的二进制数据。
[0064]S140:对所述扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。
[0065]获取到对定位码牌进行扫描的扫描数据后，可以对获取到的扫描数据进行处理。如前所述，扫描数据一般是一组特定位数的二进制编码地址，不便于显示和直观理解，此时，可以将二进制的扫描数据转化为十进制，便于显示和直观地理解。
[0066]处理的过程还可以包括对扫描数据进行校验，例如当使用包括两排码位的定位码牌时，可以以其中一排作为提供定位地址的地址排，另外一排中的全部或部分码位可以用来提供校验，对地址排的码位获取到的数据进行有效性校验。校验数据的过程也可以作为对扫描数据进行处理中一种。
[0067]由于焦炉移动机车可以有前后两个移动方向，在实际应用中，数字量输入事件可能来自于不同的扫描出发，例如有时通过第一扫描装置在机车前进时扫描定位码牌，而通过第二扫描装置在机车后退时扫描定位码牌，因此，[0068]对获取的定位码牌进行扫描的扫描数据可以有不同的实现，此时可以获取对定位码牌进行从低位到高位进行扫描的第一扫描数据，或，获取对所述定位码牌进行从高位到低位进行扫描的第二扫描数据；对获取到的所述第一扫描数据，或第二扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。
[0069]以上介绍了本发明实施例提供的焦炉移动机车定位数据处理方法，与该方法相对应，本发明实施例还提供了焦炉移动机车定位数据处理系统，如图3所示，该系统包括:
[0070]事件监测单元310，用于监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件；
[0071]中断单元320，用于当产生数字量输入事件时，中断当前正在执行的任务；
[0072]扫描数据获取单元330，用于获取对定位码牌进行扫描的扫描数据；
[0073]定位地址生成单元340，用于对扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。
[0074]其中事件监测单元310可以包括第一事件监测子单元，用于根据预置的数字量输入滤波时间，监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。
[0075]在另一种实施方式下，事件监测单元310可以包括:第二事件监测子单元，用于预置与所述数字量输入事件对应的数字量输入通道；通过对所述数字量输入通道的上升沿，和/或下降沿进行检测，监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。
[0076]系统中，可以预置两个以上与数字量输入事件对应的数字量输入通道，该系统还可以包括第三事件监测子单元，用于当通过某一数字量输入通道检测到数字量输入事件后，通过启动其他数字量输入通道，对其他的数字量输入事件继续进行监测。
[0077]此外，扫描数据获取单元330可以包括扫描数据获取子单元，用于获取对定位码牌进行从低位到高位进行扫描的第一扫描数据，或，获取对所述定位码牌进行从高位到低位进行扫描的第二扫描数据；
[0078]在这种实现方式下，定位地址生成单元340可以包括:定位地址生成子单元，用于对获取到的所述第一扫描数据，或第二扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。
[0079]通过焦炉移动机车定位数据处理方法或系统，可以采用中断事件优先处理焦炉码牌扫描结果的译码，可准确实时翻译焦炉机车定位码牌地址，从而提高处理扫描码牌结果的成功率，及时处理扫描结果生成定位地址，有效提高译码处理的实时性，在实际的生产中进行应用时，可以实现更有效的机车定位，从而提高了生产的安全性；以及降低了对处理器处理速度的依赖，可以采用处理速度较低的处理器实现，降低了移动机车定位系统的制造成本。
[0080]为了更好理解本发明实施例公开的焦炉移动机车定位数据处理方法，以下以该方法在具体生产中的应用示例，来说明上述方法的应用以及所带来的有益效果，请参见图4-1 至图 4-4。[0081]图4-1至图4-4描述了 1号推焦车定位方法的应用示例，其他机车的定位与1号推焦车相同。示例中，共有4对光纤信号转换为数字量信号后输入给定位系统，组态地址为
10.2、10.3、10.4、10.5。
[0082]见图4-1中数字量输入滤波时间，10.2、10.3、10.4、10.5的滤波时间为0.2ms。
[0083]见图4-2数字量输入通道2的事件，10.2对应数字量输入通道2，启用数字量输入通道2的上升沿检测和下降沿检测，即当数字量输入通道2的状态发生变化时，处理器中断当前正在执行的任务，转而执行为中断准备的任务。同理启用数字量输入通道3、通道4、通道5的上升沿检测和下降沿检测。
[0084]见图4-3为数字量输入通道2硬件中断准备的任务处理工具，数字量输入通道2的任务处理工具为Hardware_interrupt_PC_l_SCAN。数字量输入通道2、3、4、5的任务处理工具均可以为 Hardware_interrupt_PC_l_SCAN。
[0085]见图4-4硬件任务处理工具的构成，任务处理工具Hardware_interrupt_PC_l_SCAN由2个子功能FC1、FC2组成，FCUFC2分别是对第一扫描数据和第一扫描数据进行处理的任务处理子工具。
[0086]在该示例中，数字量输入滤波时间为0.2ms ;FC1、FC2处理工具的计算机表示长度仅为2X608Bytes，简短高效，当扫描定位码牌的光纤信号以5KHz频率变化时，对应焦炉机车最高速度为50000mm/s，光纤元件检测窗口的时间为0.2ms，1号推焦车定位系统也可准确实时翻译焦炉机 车定位码牌地址，及时处理扫描结果生成定位地址，有效提高译码处理的实时性，实现了更有效的机车定位，从而提高了生产的安全性。
[0087]在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
[0088]在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
[0089]类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图:即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循【具体实施方式】的权利要求书由此明确地并入该【具体实施方式】，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
[0090]此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
[0091]应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。 在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
【权利要求】
1.一种焦炉移动机车定位数据处理方法，其特征在于，包括: 监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件； 当产生所述数字量输入事件时，中断当前正在执行的任务； 获取对所述定位码牌进行扫描的扫描数据； 对所述扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件，包括: 根据预置的数字量输入滤波时间，监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件，包括: 预置与所述数字量输入事件对应的数字量输入通道； 通过对所述数字量输入通道的上升沿，和/或下降沿进行检测，监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，预置两个以上与数字量输入事件对应的数字量输入通道，所述方法还包括: 当通过某一数字量输入通道监测到数字量输入事件后，通过启动其他数字量输入通道，对其他的数字量输入事件继续进行监测。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取对所述定位码牌进行扫描的扫描数据，包括: 获取对所述定位码牌进行从低位到高位进行扫描的第一扫描数据，或，获取对所述定位码牌进行从高位到低位进行扫描的第二扫描数据； 所述对所述扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址，包括: 对获取到的所述第一扫描数据，或第二扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。
6.一种焦炉移动机车定位数据处理系统，其特征在于，包括: 事件监测单元，用于监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件； 中断单元，用于当产生所述数字量输入事件时，中断当前正在执行的任务； 扫描数据获取单元，用于获取对所述定位码牌进行扫描的扫描数据； 定位地址生成单元，用于对所述扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述事件监测单元，包括: 第一事件监测子单元，用于根据预置的数字量输入滤波时间，监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。
8.根据权利要求6或7所述的系统，其特征在于，所述事件监测单元，包括: 第二事件监测子单元，用于预置与所述数字量输入事件对应的数字量输入通道；通过对所述数字量输入通道的上升沿，和/或下降沿进行检测，监测对定位码牌进行扫描生成的数字量输入事件。
9.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，预置两个以上与数字量输入事件对应的数字量输入通道，所述系统还包括:第三事件监测子单元，用于当通过某一数字量输入通道检测到数字量输入事件后，通过启动其他数字量输入通道，对其他的数字量输入事件继续进行监测。
10.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述扫描数据获取单元，包括:扫描数据获取子单元，用于获取对所述定位码牌进行从低位到高位进行扫描的第一扫描数据，或，获取对所述定位码牌进行从高位到低位进行扫描的第二扫描数据；所述定位地址生成单元，包括: 定位地址生成子单元，用于对获取到的所述第一扫描数据，或第二扫描数据进行处理，根据处理结果获取焦炉移动机车的定位地址。
【文档编号】C10B41/00GK103695011SQ201310518531
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年10月28日 优先权日:2013年10月28日
【发明者】梅哲军, 万劲松, 董萍, 刘建国, 谭朝阳, 王磊, 刘欣, 杨伟, 冯汉国 申请人:武汉钢铁(集团)公司