焦炉四大车自动联锁对位.pdf

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1、二、系统所采用主要的技术1、感应无线技术1.1基本原理1.1.1编码电缆与感应无线天线编码电缆的外形为扁平状态，内部有若干对电线，按照一定的编码规则各对线在不同的位置交叉，将各对线重叠在一起封装在氯丁橡胶压制的护套内。编码电缆沿着移动机车的轨道安装，编码电缆的终端对每一对线加一个匹配电阻，始端用圆电缆连接到中控室。编码电缆中任何一对线，相当于一个单圈线圈。感应天线就是两组线圈，一组作为发送线圈，一组作为接收线圈，分别谐振在相应频率。两组线圈装在矩形塑料箱内，称为感应天线箱。天线箱安装在移动机车上，并用圆电缆将天线箱与机车上

2、控制柜连接。天线箱随着机车移动而移动，并始终与编码电缆保持5-20cm的距离。见图2-1。当天线箱与编码电缆靠近时，编码电缆中每一对线所构成的单圈线圈与天线箱中的线圈，相互感应信号，于是天线箱与编码电缆之间（也就是移动机车与中控室之间）形成了一个通信信号通道。在发送线圈中加信号电流时，由于编码电缆内部各对线是按一定编码规则交叉的，所以能够从编码电缆各对线中产生相应的感应电动势，检测其相位和幅度就得到了反映天线箱中发送线圈所在位置的信息。1.1.2编码电缆中一对线信号幅度与相位分析天线箱的长度A是编码电缆的宽度B的2-3倍（

3、见图2-1），天线箱随着移动机车沿x方向行走时，天线箱沿y方向始终是覆盖编码电缆的。因此，编码电缆中一对线接收的信号S是天线箱位置x、z的函数S=f（x，z）。当发送线圈与编码电缆之间距离z较小（5-20cm）时，发送线圈产生的磁力线可以近似垂直，在编码电缆中磁力线也可以近似均匀分布。若发送线圈宽度与编码电缆两交叉间距相等，都为W，W=2r。如图2-2所示，设编码电缆中一对线接收信号为S，分析如下。①.编码电缆中一对线接收信号的幅度SMSM是z的函数，z越大，SM越小。SM与编码电缆有效感应面积成正比。当发送线圈中心对准两

4、个交叉中间时，图2-2所示发送线圈位于最左边位置，有效感应面积=W×B为最大，设此时信号的幅度SM=M（z）。当发送线圈中心偏离两交叉中心d（d≤r）时，图2-2所示发送线圈位于中间位置,Ⅱ区域的感应面积为(W-d)×B；Ⅲ区域的感应面积为d×B且与Ⅱ区域的感应信号反相，抵消后有效感应面积为(W-2d)×B。这时⎛W−2d⎞⎛r−d⎞SM=M(z)×⎜⎟=M(z)×⎜⎟⎝W⎠⎝r⎠显然，发送线圈中心对准任何一个交叉点时，SM=0。②．编码电缆中一对线接收信号的相位假定发送信号为F。若发送线圈位于Ⅰ区域时S与F同相，位于Ⅱ区

5、域时，由于有一个交叉，S与F反相。发送线圈位于n区域时，若n为偶数，S与F同相；若n为偶数，S与F反相。由以上分析，得到：⎛⎜r−d⎞⎟()()S=M(z)×−1n−1sin()ωtΛΛΛ(1)⎜⎟⎜r⎟⎝⎠2、感应无线数据通信技术2.1感应无线数据通信的特点在数据通信技术中，按照信道传输媒介可分为：有线通信方式，无线通信方式。对于工业中大型移动机车来说，这两种通信方式都有致命的缺陷。移动机车采用有线通信方式，必须拖带一根通信电缆，这样一来，使机车的行走速度受到限制，而且所拖带的通信电缆易磨损、易拉断。在环境恶劣的工业现场

6、，无线通信方式易受干扰，从而使通信质量降低，甚至无法工作。感应无线数据通信方式，既不像有线通信靠电缆直接连接；也不像无线通信远距离天线发射、接收；而是通过安装在移动机车上的天线，与敷设在地面轨道旁的扁平电缆之间5～20cm近距离电磁耦合传递信息。感应无线数据通信因为有且仅有5～20cm的无线通信距离，所以既能保证机车移动的灵活性又确保了通信质量的可靠，从而克服了有线通信和无线通信的缺点。2.2抗干扰措施移动机车发出的串行数据是经过调制从发送线圈发出，由编码电缆通信对线感应接收而送往中控室；中控室发出的串行数据是经过调制从编

7、码电缆上发出，由接收线圈感应接收送往移动机车。工业现场的同频干扰，是无法用带通滤波滤掉的，要保证通信质量必须抑制同频干扰。2.2.1中控室接收信号的抑制干扰中控室是通过编码电缆中通信对线接收信号的，为了抑制干扰，将通信对线L0每隔一定的距离W交叉一次，从远距离看这是一对交叉线，从而能够较好地抑制干扰信号。为了避免发送线圈中心对准任何一个交叉点时SM=0出现信道死区，在编码电缆中安排另外一对通信对线L1，其交叉点错开。见图2-4。若S0代表从L0接收的信号，S1代表从L1接收后且移相90°的信号，S0与S1正交。令接收信号S

8、=S0+S1。根据公式（1）：⎛⎜r−d⎞⎟()()S0=M(z)×0sinωtΛΛΛ2⎜⎜r⎟⎟⎝⎠1()⎛⎜r−d1⎞⎟S=Mz×[]±cos()ωtΛΛΛ(3)⎜⎜r⎟⎟⎝⎠其中：d0、d1分别是发送线圈中心与所在L0对线、L1对线中一个间隔W内交叉中心的距离。r=d0+d1。由于S0、S1的幅度